《2015高中物理 第四章 牛顿运动定律 第6节 用牛顿定律解决问题（一）课件 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015高中物理 第四章 牛顿运动定律 第6节 用牛顿定律解决问题（一）课件 新人教版必修1（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 牛顿运动定律,第六节 用牛顿运动定律解决问题（1）,利用视频蜘蛛侠的内容。蜘蛛侠拼尽全力使将要落水的火车停了下来，避免了悲剧的发生。牛顿运动定律是用来解决实际问题的，视频后接着给同学们展示一幅神舟九号与天宫一号交会对接的图片，这既展示了我国最新的科技成就，也激发了同学们学习的兴趣。导入新课。 本节课的重点是要培养学生使用牛顿运动定律解决实际问题的能力，养成正确的使用牛顿运动定律解题的思路和规范的解题习惯。所以本节课设计了首先通过一道例题采取启发性教学，逐步启发、诱导，使学生形成解决问题的正确思路，然后总结出解决问题解题步骤。解题步骤的规范性是本节课的另一个重点，也是难点，本节课通过几道
2、典例和练习的规范解题步骤，使学生有例可依，规范自己的解题步骤。解题思路的建立和解题步骤的规范，需要反复的训练，所以本节课安排了较多的典例和课后训练。课堂时间不够，也可以课下完成。,1. 知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题。 2. 掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。 3. 会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。 学习重点： 1. 已知物体的受力情况，求物体的运动情况。 2. 已知物体的运动情况，求物体的受力情况。 学习难点： 1. 物体的受力分析及运动状态分析。 2. 加速度的应用。,神舟九号与天宫一号交会对接,1. 科技工作者能准确地控制火箭的变轨、飞船的对接、预测卫
3、星的着落点，他们依靠什么来控制物体的运动？ 2. 利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？,一、匀变速直线运动规律,速度公式 ：v = v0 + at,位移公式：x = v0t +at 2/2,导出公式：v 2 v02 = 2ax,复习回顾,不受力,物体,静止或匀速直线运动 a = 0,受力,F合 =0,静止或匀速直线运动 a = 0,F合 0,运动状态发生改变 a 0,二、牛顿第一定律,三、牛顿第二定律,F = ma 力产生加速度，a 是联系力和运动的桥梁,四、牛顿第三定律,F = F 提供受力分析的方法,1. 物体的受力情况如何？,2. 物体所受的合力如何？,Fy =0； Fx
4、 = FFf ，方向与拉力 F 方向相同,3. 物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？,已知初速度 v0 和时间 t，要求末速度 vt 和位移 x，还差加速度a。,一、从受力确定运动情况,一个静止在水平面上的物体，质量是 2 kg，在 6.4 N 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 4.2 N。求物体 4 s 末的速度和 4 s 内发生的位移。,4. 如何求加速度？,借助于牛顿第二定律 F合 = ma，利用合力来求加速度。,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。,已知物体受力情况确定运
5、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)。,“从受力确定运动情况”的基本思路,解：木箱受力如图，将 F 正交分解，则：,例1. 一木箱质量为 m = 10 kg，与水平地面间的动摩擦因数为 = 0.2，现用斜向右下方 F = 100 N 的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。F 与水平方向成 = 37角，求经过 t = 5 s时木箱的速度。,F2 = Fsin ,F1 = Fcos ,Ff FN,联立解得：,竖直方向： FN (F2
6、 +mg) = 0,水平方向： F1 Ff = ma,v at,代入数据可得：v 24 m/s,一个滑雪的人，质量 m75 kg，以v0 2 m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角 30，在 t 5 s的时间内滑下的路程 x60 m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。,F1 = mgsin ,根据牛顿第二定律: F1F阻ma,方向沿斜面向上,滑雪的人滑雪时受力如图，将 重力分解得：,代入数据可得： F阻67.5 N,二、从运动情况确定受力,本题属于那类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？,
7、“从运动确定受力情况”的基本思路,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，根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)。,(1) 确定研究对象（对谁进行分析）； (2) 分析受力情况或运动情况，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。,解题步骤,例2. 2011年8月11日，我国的“辽宁号”航母出海试验，中国成为拥有航母的国家之一
8、。已知该航母飞行甲板长度 L = 300 m，歼15战斗机质量为 10 吨，起飞速度要达到 60 m/s，战机被弹射装置弹出时的速度为 v0 = 30 m/s,假设战机滑行时作匀加速运动，其阻力恒为 Ff = 5103 N，求为使战斗机安全起飞，发动机产生的推力至少为多大？,解：对战斗机进行分析，滑行时初速度 v0 2 m/s 末速度 v0 2 m/s ，滑行长度 L = 300 m 由v 2 v02 = 2ax 得战斗机加速度 a = (v 2 v02)/2L = 45 m/s2 根据牛顿第二定律，FFf = ma 则推力 F= ma + Ff = 5104 N,受力情况,合力F合,a,运动
9、情况,动力学的两类基本问题,一、从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,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=v0+at, x=v0t+at2, v2v02=2ax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，利用牛顿第二定律可以求出加速度，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，利用运动学公式可以求出加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。,加速度 a 是联系运动和力的桥梁,可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁。求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析
10、则是解决问题的关键。,应用牛顿运动定律解题的一般步骤,1. 确定研究对象。 2. 分析研究对象的受力情况，必要时画受力的示意图。 3. 分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图。 4. 利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。 5. 利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。,例3. 光滑的水平面上有质量分别为 m1、m2 的两物体 静止靠在一起 (如图)，现对 m1 施加一个大小为 F 方向向右的推力作用。求此时物体 m2 受到物体 m1的作用力 F1。,解法一 ：分别以 m1、m2 为隔离体作受力分析,对 m1 有 ：F F1= m1a,对 m2 有: F1 = m2a,联立可
11、得,整体法与隔离法,解法二：对 m1、m2 视为整体作受力分析,有: F =(m1+ m2)a,对m2作受力分析，有 : F1= m2a,联立可得,连结体问题的处理方法,连结体：两个(或两个以上)物体相互连结参与运动的系统。,1. 隔离法：将各个物体隔离出来，分别对各个物体根据牛顿定律列式，并要注意标明各物体的加速度方向，找到各物体之间的速度制约关系。,2. 整体法：若连结体内(即系统内)各物体的加速度相同，又不需要系统内各物体间的相互作用力时，可取系统作为一个整体来研究。,3. 整体法与隔离法交叉使用：若连接体内各物体具有相同的加速度时，应先把连接体当成一个整体列式。如还要求连接体内物体相互
12、作用的内力，则把物体隔离，对单个物体根据牛顿定律列式。,应用牛顿运动定律解题的基本思路,力,G=mg F=FN F=kx 其他力,F合,a,运动规律,v0 v x t,桥,运动,物理量,1质量为 M 的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为 F的水平力拉木块，木块做匀速直线运动。当水平拉力逐渐增大（方向不变）时，在这个过程中，物体的( ) A. 加速度增大，速度增大 B. 加速度减小，速度增大 C. 加速度先增大后减小，速度增大 D. 加速度和速度都是先增大后减小,思考：若水平拉力逐渐减小呢？,加速度增大，速度减小,A,2. 质量为 2 kg 的物体从高处下落，设空气阻力恒定，其经过某一位置时的速
13、度是 5 m/s，再经 2 s 测得的速度为 15 m/s，求空气的阻力。( g = 10 m/s2 ),解析：物体的运动示意图如图所示,对物体受力分析，如图,由牛顿第二定律 mg F = ma 得 F = 10 N,a(vv0)/t = 5 m/s2,答案 ：10 N,3. 质量为 M 的斜面放置于水平面上，其上有质量为 m 的小物块，各接触面均无摩擦力，将水平力 F 加在 M 上，要求 m 与 M 不发生相对滑动，力 F 应为多大?,4. 某城市的一条水平道路上，规定车辆行驶速度不得超过60 km/h。在一次交通事故中，肇事车是一辆卡车，量得这辆卡车紧急刹车时留下的刹车痕迹长 25.0 m。经过测试得知这种轮胎与路面的动摩擦因数为 0.8，请利用你所学过的知识帮交警判断一下该车是否超速。( g 取10 m/s2 ),超速,5. 如图，质量为 2 kg 的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦因数为 0.5，现对物体施加一个大小F = 10 N，与水平方向成 = 37角的斜向上的拉力(如图)。求物体在拉力的作用下 4s 内通过的位移。( g = 10 m/s2，sin 37= 0.6 ，cos 37= 0.8 ),4 m,
