46用牛顿运动定律解决问题（一）课件.ppt

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1、1.牛顿第二运动定律牛顿第二运动定律内容内容:物体的加速度跟所受合力物体的加速度跟所受合力成正比成正比,跟物体质量成反比加速跟物体质量成反比加速度方向跟合力方向相同。度方向跟合力方向相同。公式公式:F=maF=ma导导 入入 新新 课课小复习小复习2.运动学公式：运动学公式：速度公式：速度公式：v=v=v vo o+at+at位移公式：位移公式：s=s=v vo ot+att+at/2/2导出公式：导出公式：v vt tv vo o=2as=2as222（1 1）知识与技能）知识与技能能运用牛顿定律解答一般的力学问题。能运用牛顿定律解答一般的力学问题。理解运用牛顿定律解决问题的一般方法，理解运

2、用牛顿定律解决问题的一般方法，即首先对研究对象进行受力分析，然后用即首先对研究对象进行受力分析，然后用牛顿定律把二者联系起来。牛顿定律把二者联系起来。在分析解题的过程中学习体会可以采取一在分析解题的过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法，比如如何建立恰当的些具体有效的方法，比如如何建立恰当的坐标系进行解题等。坐标系进行解题等。教教 学学 目目 标标（2 2）过程与方法）过程与方法培养学生的分析推理能力和解题的能力。培养学生的分析推理能力和解题的能力。培养学生运用牛顿运动定律解决问题的能力。培养学生运用牛顿运动定律解决问题的能力。引导帮助学生解决从受力确定物体的运动情况引导帮助学生解决从受力确

3、定物体的运动情况和从运动情况确定受力两种问题。和从运动情况确定受力两种问题。（3 3）情感态度与价值观）情感态度与价值观渗透渗透“学以致用学以致用”的思想，有将物理知识应的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题常生活有关的物理问题.培养学生联系实际、实事求是的科学态度和培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神科学精神.教学重、难点教学重、难点教学重点教学重点牛顿运动定律的综合应用。牛顿运动定律的综合应用。教学难点教学难点受力分析受力分析:牛顿第二定律在实际问题中的牛顿第二定律在实际问题中的应用。应用。本本 节节

4、 导导 航航1.从受力确定运动情况从受力确定运动情况2.从运动情况确定受力从运动情况确定受力1.1.从受力确定运动情况从受力确定运动情况 已知物体受力情况确定运动情况已知物体受力情况确定运动情况，指的，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。体的运动状态或求出物体的速度、位移等。知识要点知识要点 处理这类问题的处理这类问题的基本思路基本思路是：先分析物体是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量再用运动学公式求所求量(运动学量运动学量)。物体运

5、物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况 例例:一个静止在水平面上的物体，质量一个静止在水平面上的物体，质量是是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内发生的内发生的位移。位移。例题例题分析：分析：（1 1）受力分析如图示）受力分析如图示:竖直方向竖直方向:合力为

6、零合力为零,加速度为零。水平方向加速度为零。水平方向:大小：大小：F F合合=F=Ff;f;方方向与拉力向与拉力F F方向相同。方向相同。（2 2）用牛顿第二定律知）用牛顿第二定律知:F:F合合=ma=ma利用合力来利用合力来求加速度求加速度,利用运动学公式求位移。利用运动学公式求位移。GFNfGFNfO 解：解：物体受力如图物体受力如图由图知：由图知：F F合合=F=Ff=maf=ma a=a=4s4s末的速度末的速度4s4s内的位移内的位移 例例:如图所示：一个滑如图所示：一个滑雪人，质量雪人，质量m=50kg，从静，从静止开始沿倾角止开始沿倾角=37的斜坡的斜坡自由滑下，若已知滑雪板与自

7、由滑下，若已知滑雪板与雪面动摩擦数为雪面动摩擦数为0.05，经过，经过5秒后下滑路程多少？此时秒后下滑路程多少？此时速度又是多少？（不计空气速度又是多少？（不计空气阻力）阻力）例题例题解：解：X X方向：方向：mgsin-fmgsin-f=ma=ma Y Y方向：方向：F FN N-mg-mg coscos=0=0 f=f=FNFN 三个未知量三个未知量f f、FNFN、a a解三个解三个方程得：方程得：a=a=g(sin-cosg(sin-cos)=1010(sin37(sin37-0.05cos37-0.05cos37)=5.6m/s=5.6m/s2 2V=at=5.6V=at=5.65m

8、/s=28m/s5m/s=28m/sGGXGYf阻阻FN从受力确定运动学参量解题步骤：从受力确定运动学参量解题步骤：1.1.确定研究对象确定研究对象,并对该物体进行受力分析并对该物体进行受力分析,2.2.画出受力示意图。画出受力示意图。3.3.根据力的合成与分解法根据力的合成与分解法,求出物体所受的合力。求出物体所受的合力。4.4.根据牛顿第二定律列方程根据牛顿第二定律列方程,求出加速度。求出加速度。5.5.结合给定的运动学参量结合给定的运动学参量,选择运动学公式求未知选择运动学公式求未知量并加以讨论。量并加以讨论。归纳归纳2.2.从运动情况确定受力从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力

9、情况已知物体运动情况确定受力情况，指的是在，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。摩擦因数等）。知识要点知识要点 处理这类问题的处理这类问题的基本思路基本思路是：先分析物是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量定律列方程求所求量(力力)。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学

10、 公式公式公式公式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况 例例:一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m=75kg，以以V0=2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下，的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角山坡的倾角=30o，在，在t=5s的时间内滑下的时间内滑下的路程的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力，求滑雪人受到的阻力(包包括滑动摩擦力和空气阻力括滑动摩擦力和空气阻力)。例题例题G2G1mgNf 解：解：对人进行受力分析得对人进行受力分析得右图因为右图因为V V0 0=2m/s,x=60m,t=5s=2m/

11、s,x=60m,t=5s取取沿钭面向下方向为正则：根据沿钭面向下方向为正则：根据运动学公式：运动学公式：求得求得a=4m/sa=4m/s2 2再由牛顿第二定律可得：再由牛顿第二定律可得：例例:一个质量为一个质量为0.2Kg的物体的物体用细绳吊在倾角为用细绳吊在倾角为的光滑的光滑斜倾面顶端如图所示，斜面静止时，斜倾面顶端如图所示，斜面静止时，物体紧靠在斜面上，绳与斜面平行，物体紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以不计摩擦，当斜面以2 的加速度向右运动时，求绳中的拉的加速度向右运动时，求绳中的拉力及斜面对物体的弹力。力及斜面对物体的弹力。例题例题解：解：coscos-F-Fsinsin

12、sin+Fsin+Fcoscos 故随着加速度的增长故随着加速度的增长,拉力拉力增大增大,支持力减小。支持力减小。当加速度达到某一值当加速度达到某一值0 0时时,F,F刚好为零，刚好为零，F F coscos=ma=ma0 0 F F sinsin=mg=mg FmgFN 0 0=gcotgcot=7.5 m=7.5 ms s2 2 因为因为2 20 0故故物体飞起，压力大小物体飞起，压力大小如图，由三角形知识得：如图，由三角形知识得：mamgFT从运动确定受力解题步骤：从运动确定受力解题步骤：1.1.确定研究对象确定研究对象,结合给定的运动学参量结合给定的运动学参量,选择选择运动学公式求加速

13、度。运动学公式求加速度。2.2.对研究对象进行受力分析对研究对象进行受力分析,画出受力示意图画出受力示意图.3.3.根据力的合成与分解法根据力的合成与分解法,表示出物体所受的合表示出物体所受的合力。力。4.4.根据牛顿第二定律列方程根据牛顿第二定律列方程,求出未知力。求出未知力。例例:质量为质量为100t的机车从停车场出发，经的机车从停车场出发，经225m后，速度达到后，速度达到54km/h，此时，司机关闭发，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶动机，让机车进站，机车又行驶125m才停止在才停止在站上。设运动阻力不变，求机车关闭发动机前所站上。设运动阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的

14、牵引力。受到的牵引力。例题例题S1=225mV0=0S2=125mV1=15m/sV3=0FNGfGNfa(正正）加速运动加速运动a减速运动减速运动V（正正）解：解：火车的运动情况和受力情况如图所示火车的运动情况和受力情况如图所示加速阶段：加速阶段：v0=0,vt=54km/h=15m/s,s1=225mv0=0,vt=54km/h=15m/s,s1=225m由运动学公式：由运动学公式：由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：减速阶段：以运动方向为正方向减速阶段：以运动方向为正方向v v2 2=54km/h=15m/s=54km/h=15m/s，s s2 2=125m=125m，v v3 3=0=

15、0由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：-f=ma-f=ma2 2故阻力大小故阻力大小f=f=-ma-ma2 2=-105=-105(0.9)N=9(0.9)N=9104N104N因此牵引力因此牵引力F=f+maF=f+ma1 1=（9 9104+5104+5104104）N=1.4N=1.4105N105N 1.1.加速度加速度a a是联系力和运动的桥梁。是联系力和运动的桥梁。2.2.牛顿第二定律公式和运动学公式中，均包牛顿第二定律公式和运动学公式中，均包含有一个共同的物理量含有一个共同的物理量加速度加速度a a。3.3.由物体的受力情况，可求加速度，进而确由物体的受力情况，可求加速度，进而确

16、定物体的运动状态及其变化。定物体的运动状态及其变化。4.4.由物体的运动状态及其变化，可求加速度，由物体的运动状态及其变化，可求加速度，进而确定物体的受力情况。进而确定物体的受力情况。5.5.加速度始终是联系力和运动的桥梁。加速度始终是联系力和运动的桥梁。课课 堂堂 小小 结结 1.在粗糙的水平面上有一个三角形木在粗糙的水平面上有一个三角形木块块，在它的两个粗糙的斜面上分在它的两个粗糙的斜面上分别别放置两个放置两个质质量量为为m1和和m2的木的木块块，如，如图图1所示，已知所示，已知三角形木三角形木块块和两个物体都是静止的，和两个物体都是静止的，则则粗糙水粗糙水平面平面对对三角形木三角形木块块

17、（）课课 堂堂 练练 习习A 在摩擦力作用，方向水平向右；在摩擦力作用，方向水平向右；B 有摩擦力作用，方向水平向左；有摩擦力作用，方向水平向左；C 有摩擦力作用，但方向不确定；有摩擦力作用，但方向不确定；D 以上结论都不对。以上结论都不对。2.有一个直角支架有一个直角支架AOB，AO水平放置，表水平放置，表面粗糙，面粗糙，OB竖竖直向下，表面光滑，直向下，表面光滑，AO上套有上套有小小环环P，OB上套有小上套有小环环Q，两，两环质环质量均量均为为m，两两环间环间有一根有一根质质量可忽略，不可伸量可忽略，不可伸长长的的细绳细绳相相连连，并在某一位置平衡，如，并在某一位置平衡，如图图5所示，所示

18、，现现将将P环环向左移一小段距离，两向左移一小段距离，两环环再次达到平衡，那再次达到平衡，那么将移么将移动动后的平衡状后的平衡状态态和原来的平衡状和原来的平衡状态态相比相比较较，AO杆杆对对P环环的支持力的支持力FN和和细绳细绳的拉力的拉力FT的的变变化情况（化情况（）A FN不不变变，FT变变大大B FN不不变变，FT变变小小C FN不不变变，FT不不变变D FN变变大，大，FT变变小小 3.质质量量为为40kg的物体静止在水平面上的物体静止在水平面上,当在当在400N的水平拉力作用下由静止开始的水平拉力作用下由静止开始经经过过16m时时,速度速度为为16 m/s,求物体受到的阻求物体受到的

19、阻力是多少力是多少?F答案：答案：答案：答案：80N 4.用用弹弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运速运动动,弹弹簧秤的示数是簧秤的示数是0.40N.然后用然后用弹弹簧秤簧秤拉着拉着这这个物体在水平面上做匀个物体在水平面上做匀变变速运速运动动,测测得得加速度是加速度是0.85 m/s2,弹弹簧秤的示数是簧秤的示数是2.10N。这这个物体的个物体的质质量是多大量是多大?答案：答案：答案：答案：m=2 Kg 1.解答：因解答：因为为二力大小相等所以其合二力大小相等所以其合力必然沿它力必然沿它们们的角平分的角平分线线方向。所以合力方向。所以合力F=87N.S=196m

20、2.解答：解答：电车电车的加速度的加速度a=-1.5m/s2电车电车所受的阻力所受的阻力F=ma=-6.0103N.负负号表示阻号表示阻力方向与初速度方向相反。力方向与初速度方向相反。问题与练习问题与练习 3.解答：人在气囊上下滑解答：人在气囊上下滑时时的加速度的加速度为为a=1.8m/s2.滑到底端滑到底端时时的速度的速度为为v=4.4m/s.4.解答：卡解答：卡车车在刹在刹车车后在滑后在滑动过动过程中，程中，因因为竖为竖直方向上卡直方向上卡车车运运动动的状的状态态不不变变，所以，所以卡卡车车所受的重力所受的重力G与地面与地面对对它的支持力它的支持力FN大小相等，根据牛大小相等，根据牛顿顿第三运第三运动动定理，卡定理，卡车对车对地面的地面的压压力力FN=FN，所以，所以G=FN.因此卡因此卡车车刹刹车车后的加速度后的加速度为为a=7m/s2.v0=37.1km/h30km/h.所以判定所以判定该该车车超速。超速。