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1、第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理6用牛顿顿运动动定律解决问题问题 (一)第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思 路和方法 知道运动力学的两类基本问题及其特点 能够运用牛顿定律和运动学公式解决简单 的力学问题第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理如图图所示，运动动与力总总是息息相关，从物体的受力出发发，可以了解物体的运动动情况从运动动情况可以分析受力情况第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理1牛顿顿第二定律确定了 和 的关系，使我们们能够够把
2、物体的运动动情况和联联系起来2根据牛顿顿定律从物体的受力情况确定情况，在实际实际 中有重要应应用指挥挥宇宙飞飞船飞飞行的科学工作者，根据飞飞船的受力情况可以确定飞飞船在 运动力受力情况运动任意时刻的位置和速度第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理3在实际问题实际问题 中，常常需要从物体的运动动情况来确定例如，知道了列车车的运动动情况，根据牛顿顿运动动定律可以确定又如，根据天文观测观测 知道了月球的运动动情况，就可以知道地球对对 情况牛顿顿当初探讨讨了这这个问题问题 ，并进进而发现发现 了万有引力定律未知力机车对列车的牵引力月亮的引力第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人
3、教 版 物 理(1)动动力学有两类问题类问题 ：一是已知物体的受力情况分析运动动情况；二是已知运动动情况分析受力情况，程序如下图图所示第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理其中，受力分析是基础础，牛顿顿第二定律和运动动学公式是工具，加速度是桥桥梁.第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理(1)正确的受力分析对对物体进进行受力分析，是求解力学问题问题 的关键键，也是学好力学的基础础(2)受力分析的依据力的产产生条件是否存在，是受力分析的重要依据之一力的作用效果与物体的运动动状态态之间间有相互制约约的关系，结结合物体的运动动状态态分析受力情况是不可忽视视的第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理由牛顿
4、顿第三定律(力的相互性)出发发，分析物体的受力情况，可以化难为难为 易(3)受力分析的基本方法明确研究对对象，即对谁进对谁进 行受力分析把要研究的物体从周围围物体中隔离出来按顺顺序分析受力情况，画出力的示意图图，其顺顺序为为：重力、弹弹力、摩擦力、其他力.第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理(1)首先要对对所确定的研究对对象作出受力情况、运动动情况分析，把题题中所给给的物理情景弄清楚，然后由牛顿顿第二定律，通过过加速度这这个联联系力和运动动的“桥桥梁”，结结合运动动学公式进进行求解这这是用牛顿顿运动动定律解题题的基本思路和方法第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理(2)解题题步骤骤确定研究对
5、对象对对物体进进行受力分析并画出受力图图，对对物体进进行运动动状态态分析选择选择 正方向或建立直角坐标标系，由牛顿顿第二定律及运动动学规规律列方程计计算，求解未知量第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理某消防员员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方式缓缓冲(如图图所示)，使自身重心又下降了0.5m，在着地过过程中地面对对他双腿的平均作用力估计计为为( )A自身所受重力的2倍B自身所受重力的5倍C自身所受重力的8倍D自身所受重力的10倍答案：B第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理(1)要注意研究对对象的选选取，在解决问题时问题时 ，可以
6、用“隔离法”对对某个物体进进行研究，也可以用“整体法”对对系统统一起研究(2)注意“内力”与“外力”的区别别，内力不会改变变物体系的运动动状态态(3)注意物体所受的合外力F与物体运动动加速度a的瞬时对应时对应 关系所以我们们分析问题时问题时 要特别别注意物体所受的力在运动过动过 程中是否发发生变变化第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理(4)注意牛顿顿第二定律中的加速度a是对惯对惯 性参考系的，一般我们们以地球作为惯为惯 性参考系(5)注意F合ma是矢量式，所以在应应用时时，要选择选择 正方向，一般我们选择们选择 合外力的方向即加速度的方向为为正方向第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章
7、 牛顿运动定律人 教 版 物 理一位滑雪者如果以v020m/s的初速度沿直线线冲上一倾倾角为为30的山坡，从冲坡开始计时计时 ，至3.8s末，雪撬速度变为变为 零如果雪橇与人的质质量为为m80kg，求滑雪人受到的阻力是多少(g取10m/s2)第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理解析：可先分析滑雪人在斜坡上的运动动情况初速度为为20m/s，末速度为为零，运动时间为动时间为 3.8s.则则根据匀变变速直线线运动动的公式，可以求得加速度a.再根据牛顿顿第二定律，由已知的加速度a，求出物体受到的阻力如下图图建立坐标标，以v0方向为为x轴轴的正方向，并将重力进进行分解第四章 牛顿运动定律人 教 版 物
8、 理G1Gsin30，G2Gcos30在x方向上，F3为为物体受到的阻力大小；在y方向上，因为为物体的运动动状态态没有变变化，所以重力的一个分力G2等于斜坡的支持力FN.G2FN沿x方向可建立方程F3G1ma第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理答案：20.8N点评：要明确人的重力的下滑分力与阻力的合力产产生了加速度第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理列车质车质 量为为500t，以54km/h的速度行驶驶，如图图所示，运动动阻力为车为车 重的0.05倍，今欲使列车车在200m内停下来，刹车车力应应多大？第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理答案：3.12
9、5104N解析：列车车的质质量m500t5105kg初速度v54km/h15m/s对对列车车分析，由牛顿顿第二定律kmgFma由运动规动规 律v22as代入数据可得，为为使列车车能在200m内停下来，刹车车力至少为为F3.125104N.第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理法国人劳伦劳伦 特菲舍尔在澳大利亚亚伯斯的冒险险世界进进行了超高空特技跳水表演(如图图所示)，他从30m高的塔上跳下准确地落入水池中已知水对对他的阻力(包括浮力)是他的重力的3.5倍，他在空中时时空气对对他的阻力是他的重力的0.2倍为为了保证证他的安全，水池的深度至少是多少米？(g10m/s2)第四章 牛顿运动定律人 教
10、版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理答案：9.6m点评：正确地分析物体在不同阶阶段的受力情况是解题题的关键键第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理(哈尔滨师滨师 大附中0809学年高一上学期期末)在海滨滨游乐场乐场 有一种滑沙的娱乐娱乐 活动动如图图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间间是平滑连连接的，滑板与两滑道间间的动动摩擦因数均为为0.5，不计计空气阻力，重力加速度g10m/s2，斜坡倾倾角37.(sin370.6，cos370.8)第四章 牛顿运
11、动定律人 教 版 物 理(1)若人和滑块块的总质总质 量为为m60kg，求人在斜坡上下滑时时的加速度大小(2)若由于受到场场地的限制，A点到C点的水平距离为为S50m，为为确保人身安全，假如你是设计师设计师 ，你认为认为 在设计设计 斜坡滑道时时，对对高度h应应有怎样样的要求？答案：(1)2m/s2(2)斜坡的高度不能超过过25m第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理解析：(1)在斜坡上下滑时时，由牛顿顿第二定律得：mgsinFfmaFNmgcos0FfFN解得：agsingcos2m/s2第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理如下图图所示，螺旋管道内径均
12、匀，内壁光滑，螺距均为为d0.1m，共5圈，螺旋横截面的半径R0.2m，管道半径比管道内径大得多，一小球自管道A端从静止开始下滑，求它到达管道B端时时的速度大小和所用的时间时间 第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理解析：中学生很少出现现螺旋线线运动动的定量计计算，学生会感到无从下手，如果采用整体转转化，将螺旋管展开则变则变成了一倾倾斜放置的直线线管道，小球由螺旋线线运动变动变 成了沿一斜面下滑的匀加速直线线运动动，如图图(2)所示，在小球下滑 第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理点评：通过过此题题，启迪学生的开放性思维维第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理我国自1970年4月24日成功发
13、发射第一颗颗人造地球卫卫星东东方红红1号后，航天技术术取得了飞飞速发发展，至2008年又成功发发射了第三艘载载人飞飞船“神舟七号”(1)发发射卫卫星和宇宙飞飞船的火箭可用二甲肼肼(C2H8N2)做燃料，燃烧时烧时 跟氧气反应应生成二氧化碳、氮气和水从喷喷口喷喷出火箭飞飞行是靠向反方向喷喷出物质质而获获得加速度的其动动力来自于喷喷出物质质的_第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理(2)飞飞船返回地球时时，为为了保证证宇航员员的安全靠近地面时时会放出降落伞进伞进 行减速(如下图图所示)若返回舱舱离地面4km时时，速度方向竖竖直向下，大小为为200m/s，要使返回舱舱最安全、最理想着陆陆，则则放出降
14、落伞伞后返回舱舱应获应获 得多大的加速度？降落伞产伞产 生的阻力应为应为 返回舱舱重力的几倍？(设设放出降落伞伞后返回舱舱做匀减速运动动)答案：(1)反作用力(2)5m/s2；1.5倍第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理解析：(1)火箭飞飞行时时，喷喷口喷喷出高温高速物质质是靠火箭箭体对这对这 些物质质施给给的很大作用力，由牛顿顿第三定律得，这这些物质质在受到作用力的同时时，也对对箭体产产生很大的反作用力使火箭加速上升，故填写反作用力第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理再由牛顿顿第二定律F合fmgmafm(ga)mg(10.5)1.5mg则则阻力应为应为 返回舱舱重力的1.5倍第四章 牛顿运动定律人 教 版 物 理
