4.6-用牛顿运动定律解决问题(一)-课件(人教版必修1).ppt

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1、4.6-用牛用牛顿运运动定律解决定律解决问题(一一)-课件件(人教版必修人教版必修1)目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)目标定位目标定位1明确动力学的两类基本问题明确动力学的两类基本问题.2掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)预习导学预习导学一、从受力确定运动情况一、从受力确定运动情况 牛顿第二定律牛顿第二定律 运动学运动学 二、从运动情况确定受力二、从

2、运动情况确定受力 运动学公式运动学公式 牛顿第二定律牛顿第二定律 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)预习导学预习导学想一想想一想：如图：如图461所示为某次真空实验中用频所示为某次真空实验中用频闪照相机拍摄到的金属球与羽毛在真空中下落时的照闪照相机拍摄到的金属球与羽毛在真空中下落时的照片，由照片可以看出，在真空中金属球与羽毛的下落片，由照片可以看出，在真空中金属球与羽毛的下落运动是同步的，即它们有相同的加速度运动是同步的，即它们有相同的加速度问题：根据牛顿第二定律，物体的加速度与其质量成问题：根据牛顿第二定律，物

3、体的加速度与其质量成反比，羽毛与金属球具有不同质量，为何它们的加速反比，羽毛与金属球具有不同质量，为何它们的加速度相同呢？度相同呢？图图461 前提前提合力不变合力不变 只受重力只受重力 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)一、从受力确定运动情况一、从受力确定运动情况 课堂讲义课堂讲义1基本思路基本思路 首先首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把，把题中所给的情况弄清楚，题中所给的情况弄清楚，然后然后由牛顿第二定律，结合运动学公式由牛顿第二定律，结合运动学公式进行求解进行求

4、解 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义2解题步骤解题步骤(1)确定研究对象，确定研究对象，对研究对象进行受力分析对研究对象进行受力分析，并画，并画出物体的受力图出物体的受力图(2)根据力的合成与分解，根据力的合成与分解，求出物体所受的合力求出物体所受的合力(包括包括大小和方向大小和方向)(3)根据根据牛顿第二定律牛顿第二定律列方程，求出物体运动的列方程，求出物体运动的加速度加速度(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出，求出所需的运动学量所需的运动学

5、量任意时刻的位移和速度，以及运任意时刻的位移和速度，以及运动时间等动时间等 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义【例例1】楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成37，一装潢工，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为始终保持竖直向上，大小为F10 N，刷子的质量为，刷子的质量为m0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数为为

6、0.5，天花板长为，天花板长为L4 m，取，取sin 370.6，试求：，试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度刷子沿天花板向上的加速度(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间图图462 mgFN Ff F由牛顿第二定律，得由牛顿第二定律，得(Fmg)sin 37(Fmg)cos 37ma a2 m/s2 由运动学公式，得由运动学公式，得 t2 s 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练一个静止在水平面上的物体，质量为一个静止在水平面上的物体

7、，质量为2 kg，受水平拉力受水平拉力F6 N的作用从静止开始运动，已知物体的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数与平面间的动摩擦因数0.2，求物体，求物体2 s末的速度及末的速度及2 s内的位移内的位移(g取取10 m/s2)mgFNFFf 根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得 F Ff ma 又又Ff mg a1 m/s2 所以物体所以物体2 s末的速度为末的速度为 vat12 m/s2 m/s 2 s内的位移为内的位移为 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定

8、受力课堂讲义课堂讲义1基本思路基本思路 首先首先从物体的运动情况入手从物体的运动情况入手，应用，应用运动学公式运动学公式求求得物体的加速度得物体的加速度a，再在再在分析物体受力分析物体受力的基础上，灵活利用的基础上，灵活利用牛顿第二定牛顿第二定律律求出相应的力求出相应的力 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义2解题步骤解题步骤(1)确定研究对象；确定研究对象；对研究对象进行受力分析对研究对象进行受力分析，画出力，画出力的示意图；的示意图；(2)选取选取合适的运动学公式合适的运动学公式，求得加速度，求

9、得加速度a；(3)根据根据牛顿第二定律牛顿第二定律列方程，求得合力；列方程，求得合力；(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力 已知物体运动情况已知物体运动情况 物体受力情况物体受力情况 匀变速直线匀变速直线运动公式运动公式a目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义【例例2】我国我国侵权责任法侵权责任法第第87条条“高空坠物连坐高空坠物连坐”条款规定：条款规定：建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害，难建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落

10、的物品造成他人损害，难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿近日，绵阳一小伙就借助该条款赢害的建筑物使用人给予补偿近日，绵阳一小伙就借助该条款赢得了应有的赔偿假设质量为得了应有的赔偿假设质量为5.0 kg的物体，从离地面的物体，从离地面36 m高处，高处，由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经3 s落地试求：落地试求：(1)物体下落的加速度的大小；物体下落的加速度的大小；(2)下落过程中物体所受阻力的大小下落过程中物体所受阻力的大小(g取取10 m/s

11、2)(2)根据牛顿第二定律可得根据牛顿第二定律可得 mgfma fmgma10 N 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练 如图如图463所示，水平恒力所示，水平恒力F20 N，把质量，把质量m0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H6 m木块从静木块从静止开始向下作匀加速运动，经过止开始向下作匀加速运动，经过2 s到达地面求：到达地面求：(1)木块下滑的加速度木块下滑的加速度a的大小；的大小；(2)木块与墙壁之间的滑动摩擦系数木块与墙壁之

12、间的滑动摩擦系数(g取取10 m/s2)图图4 46 63 3mgFNFFf(2)竖直方向，由牛顿第二定律有：竖直方向，由牛顿第二定律有：mgFfma 水平方向水平方向,由平衡条件有：由平衡条件有：FFN FfFN目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)三、多过程问题分析三、多过程问题分析课堂讲义课堂讲义1当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理将过程合理分段分段，找到相邻过程的联系点找到相邻过

13、程的联系点并逐一分析每个过程并逐一分析每个过程 联系点：联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有另外还有位移关系位移关系等等 2注意：由于注意：由于不同过程中力发生了变化不同过程中力发生了变化，所以，所以加速加速度也会发生变化度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度分析，分别求加速度目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义【例例3】冬奥会四金得主王濛于冬奥会四金得主王濛于2014年年1月月13日亮相全国

14、短道速滑联赛总决赛日亮相全国短道速滑联赛总决赛她领衔的中国女队在混合她领衔的中国女队在混合3 000米接力比米接力比赛中表现抢眼如图赛中表现抢眼如图463所示，所示，ACD是一滑雪场示意图，其中是一滑雪场示意图，其中AC是长是长L0.8 m、倾角、倾角37的斜坡，的斜坡，CD段是与斜坡段是与斜坡平滑连接的水平面人从平滑连接的水平面人从A点由静止下滑，点由静止下滑，经过经过C点时速度大小不变，又在水平面上点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下人与接触面间的滑行一段距离后停下人与接触面间的动摩擦因数均为动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力，不计空气阻力(取取g10 m/s2，sin 37

15、0.6，cos 370.8)求：求：(1)人从斜坡顶端人从斜坡顶端A滑至底端滑至底端C所用的时间；所用的时间；(2)人在离人在离C点多远处停下？点多远处停下？图图4 46 63 3mgFNFf 沿斜坡方向沿斜坡方向 mgsin Ffma FfFN 垂直于斜坡方向垂直于斜坡方向 FNmgcos 0 由由匀变速运动规律匀变速运动规律得得 联立以上各式得联立以上各式得 agsin gcos 4 m/s2 t2 s 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义【例例3】冬奥会四金得主王濛于冬奥会四金得主王濛于201

16、4年年1月月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛日亮相全国短道速滑联赛总决赛她领衔的中国女队在混合她领衔的中国女队在混合3 000米接力比米接力比赛中表现抢眼如图赛中表现抢眼如图463所示，所示，ACD是一滑雪场示意图，其中是一滑雪场示意图，其中AC是长是长L0.8 m、倾角、倾角37的斜坡，的斜坡，CD段是与斜坡段是与斜坡平滑连接的水平面人从平滑连接的水平面人从A点由静止下滑，点由静止下滑，经过经过C点时速度大小不变，又在水平面上点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下人与接触面间的滑行一段距离后停下人与接触面间的动摩擦因数均为动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力，不计空气阻力(取取g1

17、0 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：求：(1)人从斜坡顶端人从斜坡顶端A滑至底端滑至底端C所用的时间；所用的时间；(2)人在离人在离C点多远处停下？点多远处停下？图图4 46 63 3mgFNFf mgma 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得 联系联系v下滑过程：下滑过程：v22aL 水平面上：水平面上：0v22ax x12.8 m 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练质量为质量为m2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之的物体静止在水平面上，物体与水平面之间

18、的动摩擦因数间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图，现在对物体施加如图464所示的力所示的力F，F10 N，37(sin 370.6)，经，经t110 s后撤去力后撤去力F，再经一，再经一段时间，物体又静止段时间，物体又静止(g取取10 m/s2)则：则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态说明物体在整个运动过程中经历的运动状态(2)物体运动过程中最大速度是多少？物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？物体运动的总位移是多少？图图4 46 64 4(1)当力当力F作用时，物体做匀加速直线运动，作用时，物体做匀加速直线运动，撤去撤去F时物体的速度达到最大值，时物体的

19、速度达到最大值，撤去撤去F后物体做匀减速直线运动后物体做匀减速直线运动 mgFNFf Fsin FN1mg Fcos Ffma1FfFN1 va1t1 x125 m，v5 m/s(2)竖直方向竖直方向水平方向水平方向由由匀变速运动规律匀变速运动规律得得 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练质量为质量为m2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图，现在对物体施加如图464所示的力所示的力F，F1

20、0 N，37(sin 370.6)，经，经t110 s后撤去力后撤去力F，再经一，再经一段时间，物体又静止段时间，物体又静止(g取取10 m/s2)则：则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态说明物体在整个运动过程中经历的运动状态(2)物体运动过程中最大速度是多少？物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？物体运动的总位移是多少？图图4 46 64 4(3)撤去撤去F后后 mgFN2Ff Ffmgma2 2a2x2v2 x22.5 m 物体运动的总位移：物体运动的总位移：xx1x227.5 m.由由匀变速运动规律匀变速运动规律得得 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂

21、讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)1如如图图465所所示示，某某高高速速列列车车最最大大运运行行速速度度可可达达270 km/h,机机车车持持续续牵牵引引力力为为1.57105N.设设列列车车总总质质量量为为100 t，列列车车所所受受阻阻力力为为所所受受重重力力的的0.1倍倍，如如果果列列车车在在该该持持续续牵牵引引力力牵牵引引下下做做匀匀加加速速直直线线运运动动，那那么么列列车车从从开开始始启启动动到到达达到到最最大大运运行行速速度度共共需需要多长时间？要多长时间？(g取取10 m/s2)从受力确定运动情况从受力确定运动情况 对点练习对点练习图

22、图4 46 65 5m100 t1.0105 kg Ff0.1mg1.0105 N v270 km/h75 m/s 由由牛顿第二定律牛顿第二定律得得 FFfma 所以所以a0.57 m/s2.由由运动学公式运动学公式 vv0at t131.58 s.目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)2“歼歼十十”战战机机装装备备我我军军后后，在在各各项项军军事事演演习习中中表表现现优优异异，引引起起了了世世界界的的广广泛泛关关注注如如图图466所所示示，一一架架质质量量m5.0103 kg的的“歼歼十十”战战机机，从从静静止止开

23、开始始在在机机场场的的跑跑道道上上滑滑行行，经经过过距距离离x5.0102 m，达达到到起起飞飞速速度度v60 m/s.在在这这个个过过程程中中飞飞机机受受到到的的平平均均阻阻力力是是飞飞机机重重量量的的0.02倍倍求求飞飞机机滑滑行行时时受受到到的的牵牵引引力力多多大大？(g取取10 m/s2)从运动情况确定受力从运动情况确定受力 对点练习对点练习图图4 46 66 6Ff0.02mgmgFNFf F由由牛顿第二定律牛顿第二定律得：得：FFfma 飞机飞机匀加速匀加速滑行滑行 v202ax F1.9104 N a3.6 m/s2 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练

24、习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)3静静止止在在水水平平面面上上的的物物体体的的质质量量为为2 kg，在在水水平平恒恒力力F推推动动下下开开始始运运动动，4 s末末它它的的速速度度达达到到4 m/s，此此时时将将力力撤撤去去，又又经经6 s物物体停下来，若物体与地面的动摩擦因数不变，求体停下来，若物体与地面的动摩擦因数不变，求F的大小的大小多过程问题分析多过程问题分析对点练习对点练习前前4 s 运动学运动学公式公式 va1t a11 m/s2 mgFNFf FFFfma1 由由牛顿第二定律牛顿第二定律得：得：后后6 s 运动学运动学公式公式 0v-a2t mgFNFf Ff

25、ma2 由由牛顿第二定律牛顿第二定律得：得：目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)4物体以物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为的初速度从斜面底端冲上倾角为37的斜坡，已的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小物体再滑到斜面底端时的速度大小对点练习对点练习 mgFNFf 垂直斜面方向：垂直斜面方向：平行斜面方向：

26、平行斜面方向：FNmgcos 37 Ffmgsin 37ma1 FfFN a18 m/s2沿斜面上滑时做沿斜面上滑时做匀减速匀减速直线运动直线运动 v=0 故上滑的最大位移故上滑的最大位移x9 m.目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)4物体以物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为的初速度从斜面底端冲上倾角为37的斜坡，已的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小物体再滑到斜面底端时的速度大小对点练习对点练习 mgFNFf 垂直斜面方向：垂直斜面方向：平行斜面方向：平行斜面方向：FNmgcos 37 mgsin 37-Ffma2 FfFN a24 m/s2沿斜面下滑时做沿斜面下滑时做匀加速匀加速直线运动直线运动 v22a2x 目标定位目标定位预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义对点练习对点练习用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)再见再见谢谢