《2018-2019学年高一物理新人教版必修1同步教学课件：第4章 6(1)用牛顿运动定律解决问题(一)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高一物理新人教版必修1同步教学课件：第4章 6(1)用牛顿运动定律解决问题(一)（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章,6 用牛顿运动定律解决问题(一),学习目标 1.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.,内容索引,自主预习梳理, 重点知识探究, 当堂达标检测,自主预习梳理,如果已知物体的运动情况，根据 求出物体的加速度，再根据 就可以确定物体所受的力.,二、从运动情况确定受力,如果已知物体的受力情况，可以由 求出物体的加速度，再通过 确定物体的运动情况.,一、从受力确定运动情况,牛顿第二定律,运动学的规律,运动学公式,牛顿第二定律,重点知识探究,一、从受力确定运动情况,如图1所示，质量分别为m1、m2的两物体与小车保持相对静止一起运动. (1)物体m1受几个力的作
2、用？合力方向向哪儿？,答案,答案 两个力；合力方向水平向左， 如图甲所示.,图1,(2)物体m1的加速度方向向哪儿？小车可能做什么运动？,答案,答案 物体m1加速度方向与合力方向相同，所以加速度方向水平向左；若小车向左运动，则做向左的匀加速直线运动；若小车向右运动，则做向右的匀减速直线运动.,答案,(3)物体m2的受力情况如何？画出其受力示意图.,答案 物体m2的合力方向也向左，则受向左的摩擦力，受力情况如图乙所示.,1.解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图. (2)根据力的合成与分解，求合力(包括大小和方向). (3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度.
3、 (4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学量任意时刻的位移和速度，以及运动时间等.,2.流程,求x、v0、v、t.,例1 如图2所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F8 N、与水平方向成 37角斜向上的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求： (1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；,解析,答案,图2,答案 见解析图 1.3 m/s2，方向水平向右,解析 对物体受力分析如图：,由牛顿第二定律得： Fcos Ffma Fsin FNmg FfFN 解得：a1.
4、3 m/s2，方向水平向右.,(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；,解析,答案,答案 6.5 m/s,解析 vat1.35 m/s6.5 m/s.,(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小.,答案 16.25 m,解析,二、从运动情况确定受力,1.解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，画出力的示意图； (2)选取合适的运动学公式，求加速度a； (3)根据牛顿第二定律列方程，求合力； (4)根据力的合成与分解的方法，由合力求所需的力. 2.流程,例2 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的
5、斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来.若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m，构成斜面的气囊长度为5.0 m.要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g取10 m/s2)，则： (1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？,答案,答案 2.5 m/s2,解析,解析 由题意可知，h4.0 m，L5.0 m，t2.0 s.,(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？,答案,答案 0.92,解析,解析 在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示 沿x轴方向有mgsin Ffma，,沿y轴方向有FNmgcos 0，,又FfFN，联立方程解得,三、多过程
6、问题分析,1.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，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程. 联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等. 2.注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度.,例3 如图3所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L8 m、倾角37的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下.人与接触面间的动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力.(取g10 m/s2，sin
7、370.6，cos 370.8)求：,解析,答案,图3,答案 2 s,(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；,解析 人在斜坡上下滑时，对人受力分析如图所示.,设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得 mgsin Ffma FfFN 垂直于斜坡方向有 FNmgcos 0 联立以上各式得 agsin gcos 4 m/s2,(2)人在离C点多远处停下？,答案,答案 12.8 m,解析,解析 人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用.设在水平面上人减速运动的加速度大小为a，由牛顿第二定律得mgma 设人到达C处的速度为v，则由匀变速直线运动规律得 人在斜坡上下滑的过程：
8、v22aL 人在水平面上滑行时：0v22ax 联立以上各式解得x12.8 m,当堂达标检测,1.(从受力情况确定运动情况)(多选)一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F6 N的作用从静止开始运动，已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2(g取10 m/s2)，则 A.2 s末物体的速度为2 m/s B.2 s内物体的位移为6 m C.2 s内物体的位移为2 m D.2 s内物体的平均速度为2 m/s,1,2,3,解析,答案,解析 物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力Ff，则根据牛顿第二定律得 FFfma，又Ffmg 联立解得，a1 m/s2.
9、 所以2 s末物体的速度为vat12 m/s2 m/s，A正确；,1,2,3,2.(从运动情况确定受力情况)质量为m3 kg的木块放在倾角为30的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑.如图4所示，若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t2 s时间物体沿斜面上升4 m的距离，则推力F为(g取10 m/s2),A.42 N B.6 N C.21 N D.36 N,答案,1,2,3,图4,解析,1,2,3,解析 因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知： mgsin mgcos ，所以tan ； 当在推力作用下加速上滑时， 由运动学公式x at2得a2 m/s2，由牛顿
10、第二定律得： Fmgsin mgcos ma，得F36 N，D正确.,3.(多过程问题分析)总质量为m75 kg的滑雪者以初速度v08 m/s沿倾角为37的斜面向上自由滑行，已知雪橇与斜面间的动摩擦因数0.25，假设斜面足够长.sin 370.6，g取10 m/s2，不计空气阻力.试求： (1)滑雪者沿斜面上滑的最大距离；,1,2,3,答案,答案 4 m,解析,1,2,3,解析 上滑过程中，对滑雪者进行受力分析，如图所示，,滑雪者受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff作用， 设滑雪者的加速度为a1.根据牛顿第二定律有： mgsin Ffma1，a1方向沿斜面向下. 在垂直于斜面方向有：FNmgco
11、s 又摩擦力FfFN 由以上各式解得：a1g(sin cos )8 m/s2 滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动，速度减为零时的位移x 4 m，即滑雪者沿斜面上滑的最大距离为4 m.,(2)若滑雪者滑行至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑到起点时的速度大小.,1,2,3,答案,答案,解析,1,2,3,解析 滑雪者沿斜面下滑时，对其受力分析如图所示.,滑雪者受到重力mg、支持力FN及沿斜面向上的摩擦 力Ff，设加速度大小为a2.根据牛顿第二定律有： mgsin Ffma2，a2方向沿斜面向下. 在垂直于斜面方向有：FNmgcos 又摩擦力FfFN 由以上各式解得：a2g(sin cos )4 m/s2 滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动， 滑到出发点时的位移大小为4 m，,本课结束,
