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1、6 用牛顿运动定律解决问题（一）,点此播放教学视频,点此播放教学视频,卫星发射时在几百秒内就要把卫星的速度增加到几千米每秒，在太空运动时可达7km/s，科学家是如何做到精确定位并加以控制的呢？,点此播放教学视频,1.能运用牛顿运动定律解答一般的动力学问题。（重点） 2.理解运用牛顿运动定律解题的基本方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况的分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。 3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法，比如建立恰当的坐标系进行解题等。,牛顿运动定律知识结构,牛顿第一定律,牛顿第二定律,牛顿第三定律,点此播放教学视频,牛顿运动定律,力,物体的运动,牛顿运动定律确
2、立了力和运动的关系,点此播放教学视频,受力分析,F合,F合=ma,a,运动情况,1.由左向右是已知力求运动状态，可将v、a、x、t中任何一个物理量作为未知量求解。 2.由右向左是已知运动求受力情况，可将F、a、m中任何一个物理量作为未知量求解。,点此播放教学视频,用牛顿运动定律解决两类问题,问题1：已知物体的受力情况,据F合=ma,求得a,据,可求得x、v0、vt、t。,点此播放教学视频,问题2：已知物体的运动情况,求a,据F合=ma求得物体的受力情况。,据,点此播放教学视频,第一类：由受力情况求运动情况 解题步骤： 1.确定研究对象，并对物体进行受力分析，画出物体的受力图，弄清题目的物理情景
3、； 2.求出合力； 3.利用牛顿第二定律求出物体的加速度； 4.利用运动学公式确定物体的运动情况。,点此播放教学视频,【典例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？ 2.物体所受的合力如何？ 解析：竖直方向：合力为零，加速度为零。 水平方向：大小：F合=F F1 ，方向与拉力F方向相同。,F,FN,F1,点此播放教学视频,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？,4.如何求加速度？ 借助于牛顿第二定律F合=ma，利
4、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。,点此播放教学视频,【典例2】大雪过后某城市的街道出现了严重的堵车情况，有些地方甚至发生了交通事故，调查发现主要是因为大雪覆盖路面后，被车轮挤压部分融化为水，在严寒的天气下，又马上结成了冰。汽车在光滑的冰面上行驶，刹车后难以停下。据测定，汽车橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数是0.7，与冰面间的动摩擦因数只有0.1。没有安装防抱死(ABS)系统的普通汽车在规定的速度下急刹车后，车轮立即停止转动。在普通的水平路面上滑行14m才能停下，那么汽车以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车
5、后滑行的距离是多少呢？,点此播放教学视频,【解题指导】这是一个已知受力情况求运动距离问题。以汽车为研究对象，汽车制动后沿水平方向滑行，共受到三个力作用：重力，方向竖直向下；支持力，方向竖直向上；摩擦力，方向与车行进的方向相反。汽车在水平方向做匀减速运动，遵循牛顿第二定律，在竖直方向上处于平衡状态。求出加速度，利用题目的已知条件和运动学公式就可以求出滑行距离x的表达式，运用比例法就能求出最终结果。,点此播放教学视频,解析：由牛顿运动定律可得f=ma 由平衡条件知N=G 又因为 所以 由运动学公式 知 刹车位移 由题意可知，两种情况下刹车时只有动摩擦因数 不同，所以有,点此播放教学视频,第二类 由
6、运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力。 (1)从运动情况确定受力的基本思路,运动学公式,受力情况,说明：求解动力学的两类问题，其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。,点此播放教学视频,(2)从运动情况确定受力的解题步骤 确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图； 选择合适的运动学公式，求出物体的加速度； 根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力； 根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。,点此播放教学视频,【典例3】一个滑雪的人，质量m=75kg，以
7、v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=30o，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）。 【解题指导】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。,点此播放教学视频,分析： 第一步求a 因为v0=2m/s， x=60m，t=5s 据公式 求得a=4m/s2。,x=v0t+ at2,第二步 求F合、阻力 要对人进行受力分析，画受力图。,点此播放教学视频,解：根据运动学公式：xv0t at2 得： 代入已知量得：a4m/s2 对人进行受力分析，建立坐标系， 根据牛顿第二定律Fma，得： mgsinF阻m
8、a 即：F阻mgsinma 代入数值得：F阻67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N。,点此播放教学视频,扩展问题1：如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大? 扩展问题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？ 扩展问题3：如果下坡后立即滑上一个30的斜坡。请问滑雪者最高能上升多高？,点此播放教学视频,分析物理问题的重要方法程序法 按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法叫做程序法。程序法解题的基本思路是： 要正确划分出题目中有多少个不同过程或多少个不同状态。,【方法总结】,点此播放教学视频,对各个过
9、程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果。 前一个过程的结束是后一个过程的开始，两个过程的交接点(速度v)是问题的关键。,点此播放教学视频,【典例4】某工厂用传送带传送零件，设两轮圆心的距离为11m，传送带与零件的动摩擦因数为=0.2，传送带的速度为v=2m/s，在传送带的最左端A处，轻放一质量为m=0.2kg的零件(可视为质点)，并且被传送到右端的B处。 (1)物体在传送带上做什么样的运动？ (2)物体从A到B所需的时间为多少？,解析:(1)由于零件初速度为零，传送带粗糙并足够长，故零件在滑动摩擦力的作用下先做匀加速直线运动，当零件的速度和传送带的速度相等时，零件开始做匀速直线运动。 (2)
10、物体做匀加速直线运动时加速度大小为 由 知,点此播放教学视频,故位移 物体做匀速直线运动的时间为 故物体从A到B所用的时间为 答案:(1)先做匀加速直线运动后做匀速直线运动 (2)6s,点此播放教学视频,连接体问题 在实际问题中，常常会碰到几个物体连接在一起在外力作用下运动的情况，求解它们的运动规律及所受外力和物体之间的相互作用力，这类问题称为连接体问题。 处理连接体问题通常用整体法和隔离法。,点此播放教学视频,(1)整体法：当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力F已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度，这种
11、处理问题的思维方法叫做整体法。,点此播放教学视频,(2)隔离法：从研究的方便出发，当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中“隔离”出来，进行受力分析，依据牛顿第二定律列方程，这种处理连接体问题的思维方法叫做隔离法。,点此播放教学视频,【典例5】光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块A、B，质量分别为2kg和8kg，推力FA作用在A上，拉力FB作用在B上，且FA=（8-2t）N，FB=（2+2t）N，问从t=0开始到A、B脱离，A、B的共同位移是多少？,点此播放教学视频,解析:以AB整体为研究对象, 合外力F合=FA+FB=10N, 加速度 =1m/s2 AB刚要脱离时,B间弹力为零,
12、则FA=mAa, 解得t=3s 位移,点此播放教学视频,1.求各部分加速度相同的连接体的加速度和合外力时优先用整体法。 2.求物体之间的作用力，用隔离法，并且是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离。,【方法总结】,F合 = ma,受力情况,a,运动学公式,运动情况,两类动力学问题的解题思路：,1假设汽车紧急制动后，受到的阻力与汽车所受 重力的大小差不多。当汽车以20 m/s的速度行驶 时，突然制动，它还能继续滑行的距离约( ) A40 m B20 m C10 m D5 m,B,C,2.如图所示，A、B质量均为m，中间有一 轻质弹簧相连，A用绳悬于O点，当突然 剪断OA绳时，关于A物体的加速度
13、，下列 说法正确的是（ ） A.0 B.g C.2g D.无法确定,点此播放教学视频,3.某质量为1 100 kg的汽车在平直路面试车,当达 到100 km/h的速度时关闭发动机,经过70 s停下来, 汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为 2 000 N,产生的加速度为多大?（假定试车过程 中汽车受到的阻力不变）,点此播放教学视频,【解析】在试车阶段关闭发动机后做匀减速直线运动. v0=100 km/h=27.8 m/s. 由运动学公式v=v0+at得 负号表示加速度的方向与速度的方向相反。,点此播放教学视频,汽车受到的阻力: f=ma=11000.397 N=437 N 在重新起步并
14、加速时,汽车受力如图所示。根据牛顿第二定律得F-f=ma 故加速度方向与速度方向相同。 答案：437 N 1.42 m/s2,点此播放教学视频,4.一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，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。(g取10m/s2),F,点此播放教学视频,解析：物体受力如图 由图知：F合=F1-Ff,4s末的速度,4s内的位移,G,FN,F,Ff,由牛顿第二定律可得:,FN+F2=G,Ff= FN,则F合=F1- (G-F2),F1,F2,点此播放教学视频,幸福的最大秘诀是：与其让外界的事物适应自己，不如让自己去适应外界的事物。,点此播放教学视频,
