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1、4.6 用牛顿运动定律用牛顿运动定律解决问题解决问题(一一)一、牛顿第二定律1、内容：物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体质量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。复习：复习：2、公式、公式: F=ma注意：注意：（1）同时性）同时性 （2）同向性）同向性二、运动学公式速度公式速度公式 ：v = vo+at位移公式：位移公式：x= vot +at2 /2导出公式：导出公式：vt 2 vo 2 =2ax学习目标：学习目标：1.知识与技能：知识与技能：进一步理解牛顿第二定律的内容、公式和意义；进一步理解牛顿第二定律的内容、公式和意义；掌握应用牛顿第二定律解决两类力学问题的基本方法。掌握应用牛顿第二定
2、律解决两类力学问题的基本方法。培养学生的审题能力、分析综合能力及语言表达能力等。培养学生的审题能力、分析综合能力及语言表达能力等。2.过程与方法：过程与方法：通通过过例例题题分分析析、讨讨论论、总总结结、归归纳纳出出应应用用牛牛顿顿定定律律解解决决两两类力学问题的基本方法及一般步骤。类力学问题的基本方法及一般步骤。通通过过对对比比的的方方法法，分分析析归归纳纳出出两两类类（或或更更多多）问问题题之之间间存存在的联系与区别以及解决问题的一般方法。在的联系与区别以及解决问题的一般方法。学学习习重重点点： 通通过过两两个个实实例例探探究究应应用用牛牛顿顿定定律律解解决决问问题题的的基本方法和一般步骤
3、。基本方法和一般步骤。学习难点：学习难点： 探究应用牛顿定律解决问题的基本方法。探究应用牛顿定律解决问题的基本方法。例例1.一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平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地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内内发生的位移。发生的位移。问题：问题：1.物体的受力情况如何？物体的受力情况如何？受力分析如图示：受力分析如图示：GFNf2.物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？竖直方向：竖直方向：合力为零，加速度为零合
4、力为零，加速度为零。水平方向：水平方向：大小：大小：F合合=Ff；方向与拉力；方向与拉力F方向相同方向相同3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，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？还差什么量？已知初速度已知初速度VO和时间和时间t，要，要求末速度求末速度Vt和位移和位移,还差还差加速度加速度a。 =O t=4s t=? =? 解：物体受力如图由图知：F合=Ff=ma a= 4s末的速度末的速度4s内的位移内的位移GFNfO4.如何求加速度？如何求加速度？借助于牛顿第二定律借助于牛顿第二定律F合合=ma，利用合力来求加速度。，利用合力来求加速度。5.本题的解题思
5、路如何？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，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。最后用运动学公式求解。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。物体的速度、位移等。 处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况况求合力求合力，据牛顿第二定律，据牛顿第二定律求加速度求加速度，再用运动学公，再用运动学公式式求所
6、求量求所求量( (运动学量运动学量) )。 物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况变式变式:如果物体与地面的动摩擦因数为如果物体与地面的动摩擦因数为0.2， 其他条件不变。其结果如其他条件不变。其结果如何？何？情境一情境一情境一情境一简简 化化能能力力提提升升：一一木木箱箱质质量量为为m，与与水水平平地地面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为，现现用用斜斜向向右右下下方方与与水水平平方方向向成成角角的的力力F推推木木箱
7、箱，求求经过经过t秒时木箱的速度。秒时木箱的速度。GFNfF1=FCosF2=FSinYX建立直角坐标系建立直角坐标系X方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at情境二情境二思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再，再利用牛顿第二定律利用牛顿第二定律F合合=ma求滑水人受到的阻力。求滑水人受到的阻力。解：第一步求第一步求a因为V0=2m/s，s=60m，t=5s据公式求得a = 4m/s2一一个个滑滑水水的的人人，质质量量m = 75Kg，以以v0 = 2m/s的的初初速速度度沿沿滑滑坡坡
8、匀匀加加速速滑滑下下，滑滑坡坡的的倾倾角角= 30o，在在 t = 5s的的时时间间内内滑滑下下的的路路程程x = 60m，求求滑滑水水人人受受到到的的阻阻力力（包包括摩擦和空气阻力）。括摩擦和空气阻力）。2021attV+=人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要对人进行受力分析画受力图，人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要对人进行受力分析画受力图要对人进行受力分析画受力图所以：F合=ma=300Nx轴方向：F合=G1f y轴方向：F1G2=0滑雪人所受的阻力 f=G1 F合 =mgsin F合 =67.5N解： 根据运动学公式：xv0t
9、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ma 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。12a a2（xv0t）t2二、从运动情况确定受力二、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)。 物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动
10、情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况变式：上题中如果忽略空气阻力作用，求滑水变式：上题中如果忽略空气阻力作用，求滑水板与滑面间动摩擦因数多大板与滑面间动摩擦因数多大?一、 从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力 物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况物体运物体运物体运物体运动情况
11、动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题物物体体运运动动分分析析物物体体受受力力分分析析运动学运动学公公 式式牛顿第牛顿第二定律二定律加速度加速度 a从受力确定运动从运动确定受力 1.基本思路:加速度加速度a是联系力和运动的桥梁是联系力和运动的桥梁所求量所求量所求量所求量2.解题步骤解题步骤： (1)确定确定研究研究对象对象；(2)分分析析受受力力情情况况和和运运动动情情况况， 画画示示意意图图(受受力力和运
12、动过程和运动过程)；(3)用牛顿第二定律或运动学公式用牛顿第二定律或运动学公式 求加速度求加速度； (4)用运动学公式或牛顿第二定律用运动学公式或牛顿第二定律 求所求量求所求量。练习题：练习题：1、质量为、质量为3kg的质点，做匀变速直线运动的加速度为的质点，做匀变速直线运动的加速度为0.5m/s2,则则该质点所受到的合外力大小为该质点所受到的合外力大小为 （ ）A、15N B、3N C、4.5N D、7.5N2、一辆质量为、一辆质量为m=1000kg的汽车，经过的汽车，经过10s由静止匀加速到由静止匀加速到30m/s后，关后，关闭油门并刹车，设汽车刹车所受阻力为车重的闭油门并刹车，设汽车刹车
13、所受阻力为车重的0.5倍，则下列选项中正确倍，则下列选项中正确的有的有 （ ）A、汽车在前、汽车在前10s内的加速度大小为内的加速度大小为3m/s2. B、汽车在前、汽车在前10s内的加速度大内的加速度大小为小为10m/s2.C、汽车在前、汽车在前10s内的加速度大小为内的加速度大小为5m/s2. C、汽车在前、汽车在前10s内的加速度大内的加速度大小为小为12m/s2. 3、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/s2）（1）2.3ms （2）0 （3）4.95m练习：4、一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，滑， 初速度是零，经过初速度是零，经过5.0 s的时间的时间, 滑下滑下的路程是的路程是10m, 斜面的夹角是斜面的夹角是300，求木箱和，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取取10 m/s2)【答案】【答案】=0.48
