【物理】4.6 用牛顿运动定律解决而问题(一)课件(人教版必修1)1.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章 牛顿运动定律,6,用牛顿运动定律解决问题（一）,一、牛顿第二定律,1、内容：,物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比,跟它的质量成反比;加速度方向跟作用力方向相同。,复习：,2、公式:,F=ma,二、运动学公式,速度公式：,v=v,o,+at,位移公式：x=v,o,t+at,2,导出公式：v,2,v,o,2,=2ax,例1.,一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N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为4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。,问题1.物体的受力情况如何？,受力分析如图示：,G,2.物体所受的合力如何？,竖直方向：,合力为零，加速度为零。,水平方向：,大小：,F,合,=F,1,F,2,；方向与拉力F,1,方向相同,3.物体是匀变速运动吗?运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？,物体做匀变速直线运动,已知初速度V,O,和时间t，要求末速度V和位移,还差加速度,a,。,0,=O,t=4s,=?,=?,F,N,F,1,F,2,a,=?,解：物体受力如图,由图知：F,合,=F,1,-F,2,由,牛顿第二定律可得:,4s末的速度,4s内的位移,O,4.如何求加速度？,借助于牛顿第二定律F,合,=ma，先求合力再求加速度。,5.本题的解题思路如何？,先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。,G,F,N,F,1,F,2,练习:,1,一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。,物体与地面的动摩擦因数为0.2，,求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。,(g取10m/s,2,),解：物体受力如图,由图知：F,合,=F,1,-F,2,4s末的速度,4s内的位移,G,F,N,F,1,F,2,由牛顿第二定律可得:,F,N,=G=mg,F,2,=F,N,则:F,合,=F,1,mg,练习:,2,一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在,10N的拉力,F,作用下沿水平地面向右运动。,已知,F,与,水平地面,的夹角为,30,0,，,物体与地面的动摩擦因数为0.2，,求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。,(g取10m/s,2,),F,30,0,解：物体受力如图,由图知：F,合,=F,1,-F,f,4s末的速度,4s内的位移,G,F,N,F,F,f,由牛顿第二定律可得:,F,N,+F,2,=G,F,f,=F,N,则:F,合,=F,1,(G-F,2,),F,1,F,2,一、,从受力确定运动情况,已知物体受力情况确定运动情况，指的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。,处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况,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,(运动学量),。,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,练习：,一木箱质量为,m,，与水平地面间的动摩擦因数为,，现用斜向右下方与水平方向成,角的力,F,推木箱使之向右运动，求经过时间t木箱的速度。,F,G,F,F,N,F,f,F,1,=FCos,F,2,=FSin,X,Y,X方向：F,合,=F,1,-F,f,Y方向：F,N,=G+F,2,F,f,=,F,N,V=V,0,+at,F,1,=,Fcos,F2=FSin,F合=ma,思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿第二定律F,合,=ma求滑雪人受到的阻力。,解：,第一步求a,因为V,0,=2m/s，s=60m，t=5s,据公式,求得a=4m/s,2,例2.,一个滑雪的人，质量m=75Kg，以v,0,=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=30,o,，在 t=5s的时间内滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。,2,0,2,1,at,t,V,+,=,人,)30,o,F,F,阻,G,G,1,G,2,y,x,a,第二步求F,合,、阻力,要对人进行受力分析画受力图，,人,)30,o,F,F,阻,G,G,1,G,2,y,x,a,第二步求F,合,、阻力,要对人进行受力分析画受力图,所以：F,合,=ma=300Nx轴方向：F,合,=G,1,F,阻,y轴方向：F,1,G,2,=0滑雪人所受的阻力 F,阻,=G,1,F,合,=mgsin F,合,=67.5N,解：根据运动学公式：x,v,0,t at,2,得：,代入已知量得：a4m/s,2,对人进行受力分析，建立坐标系，,Gx=mgsin,根据牛顿第二定律Fma，得：,GxF,阻,ma,即：F,阻,mgsinma,代入数值得：F,阻,67.5N,即：滑雪人受到的阻力大小是67.5N。方向沿山坡向上.,1,2,a,2（x,v,0,t）,t,2,二、从运动情况确定受力,已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（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（如动摩擦因数等）。,处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式,求加速度,，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程,求所求量,(力)。,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,1,.,上题中如果忽略空气阻力作用，,滑雪人受到的摩擦阻力多大,求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?,2,.,如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？,3,.,如果下坡后立即滑上一个30,0,的斜坡。请问滑雪者最高能上升多高？,更上一层,：,（,g=10m/s,2,),例2.,一个滑雪的人，质量m=75Kg，以v,0,=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=30,o,，在 t=5s的时间内滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。,更上一层,答案,：,（,g=10m/s,2,),1,、,2,、,3,、,一、,从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,动力学的两类基本问题,加速度,a,是联系力和运动的桥梁,牛顿第二定律公式(,F=ma,)和运动学公式(匀变速直线运动公式,v=v,0,+atx=v,0,t+at,2,/2,v,2,v,0,2,=,2,ax,等)中，均包含有一个共同的物理量加速度,a,。,由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。,可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。,求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，,正确的,受力分析,和,运动过程分析,则是解决问题的,关键。,物体运动分析,物体受力分析,运动学,公 式,牛顿第,二定律,加速度,a,从受力确定运动,从运动确定受力,1.基本思路:,加速度,a,是联系力和运动的桥梁,所求量,所求量,动力学问题的求解,2.解题步骤：,(1)确定研究,对象,；,(2)分析,受力,情况,和运动,情况，画,示意图,(受力和运动过程)；,(3)用牛顿第二定律或运动学公式 求,加速度,；,(4)用运动学公式或牛顿第二定律 求,所求量,。,动力学问题的求解,【练习1】,质量为40kg的物体静止在水平面上,当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时,速度为16 m/s,求物体受到的阻力是多少?,F,【答案】,80N,【练习2】,用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动,弹簧秤的示数是0.40N.然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动,测得加速度是0.85 m/s,2,弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大?,【答案】,m,=2 kg,【练习3】,一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，初速度是零，经过5.0 s的时间,滑下的路程是10m,斜面的夹角是30,0,，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10 m/s,2,),【答案】,=,0.48,练习：,1,.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0高处。已知运动员与网接触的时间为1.2，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（,g,取10m/s,2,）。,F=1.510,3,N,2,.,质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：,（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？,（2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？,（3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s,2,）,（1）2.3ms （2）0 （3）4.95m,