2019_20學(xué)年高中物理第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律6用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（一）課件新人教版必修.pptx

,6 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題(一),第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律,學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求,1.明確動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題. 2.理解加速度是解決兩類動(dòng)力學(xué)基本問(wèn)題的橋梁. 3.熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的思路和方法.,科學(xué)思維：,自主預(yù)習(xí),01,牛頓第二定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：加速度的大小與物體_的大小成正比，與物體的_成反比；加速度的方向與物體_的方向相同.,所受合力,牛頓第二定律的作用,一,質(zhì)量,受到的合力,1.根據(jù)受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況 如果已知物體的受力情況，則可由牛頓第二定律求出物體的_，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律就可以確定物體的_情況. 2.根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況 如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，則可根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的_，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的_.,兩類基本問(wèn)題,二,加速度,運(yùn)動(dòng),加速度,力,判斷下列說(shuō)法的正誤. (1)根據(jù)物體加速度的方向可以判斷物體所受合外力的方向.( ) (2)根據(jù)物體加速度的方向可以判斷物體受到的每個(gè)力的方向.( ) (3)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況是由它的受力決定的.( ) (4)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化情況是由它對(duì)其他物體的施力情況決定的.( ),即學(xué)即用,重點(diǎn)探究,02,從受力確定運(yùn)動(dòng)情況,一,一輛汽車在高速公路上正以108 km/h的速度向前行駛，司機(jī)看到前方有緊急情況而剎車，已知?jiǎng)x車時(shí)汽車所受制動(dòng)力為車重的0.5 倍.則汽車剎車時(shí)的加速度是多大？汽車剎車后行駛多遠(yuǎn)才能停下？汽車的剎車時(shí)間是多少？(取g10 m/s2),導(dǎo)學(xué)探究,1.由受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況的基本思路 分析物體的受力情況，求出物體所受的合外力，由牛頓第二定律求出物體的加速度；再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及物體運(yùn)動(dòng)的初始條件確定物體的運(yùn)動(dòng)情況.流程圖如下：,知識(shí)深化,2.由受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況的解題步驟 (1)確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫出物體的受力分析圖. (2)根據(jù)力的合成與分解，求合力(包括大小和方向). (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求加速度. (4)結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)的初始條件，選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求運(yùn)動(dòng)學(xué)量任意時(shí)刻的位移和速度，以及運(yùn)動(dòng)時(shí)間等.,例1 (2019濰坊市高一上學(xué)期期末)如圖1所示，木箱在100 N的拉力作用下沿粗糙水平地面以5 m/s的速度勻速前進(jìn)，已知木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，拉力與水平地面的夾角為37，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后撤去拉力，求： (1)木箱的質(zhì)量；,解析 對(duì)木箱受力分析，由平衡條件得 Fsin 37FNmg Fcos 37Ff FfFN 解得：m22 kg,圖1,答案 22 kg,(2)木箱勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.,解析 木箱勻減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 mgma 0vat 解得：t1 s,答案 1 s,大小為F10 N，刷子的質(zhì)量為m0.5 kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)，刷子與天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，天花板長(zhǎng)為L(zhǎng)4 m，sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2.試求： (1)刷子沿天花板向上的加速度大??；,針對(duì)訓(xùn)練1 如圖2所示，樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成37角，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板，工人所持木桿對(duì)刷子的作用力始終保持豎直向上，,答案 2 m/s2,圖2,解析 以刷子為研究對(duì)象，受力分析如圖所示 設(shè)桿對(duì)刷子的作用力為F，滑動(dòng)摩擦力為Ff，天花板對(duì)刷子的彈力為FN，刷子所受重力為mg，由牛頓第二定律得 (Fmg)sin 37(Fmg)cos 37ma 代入數(shù)據(jù)解得a2 m/s2.,(2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間.,答案 2 s,代入數(shù)據(jù)解得t2 s.,從運(yùn)動(dòng)情況確定受力,二,1.由運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況的基本思路 分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，再由牛頓第二定律求出物體所受的合外力；再分析物體的受力情況，求出物體受到的作用力.流程圖如下：,2.由運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況的解題步驟 (1)確定研究對(duì)象，對(duì)物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，并畫出物體的受力示意圖. (2)選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出物體的加速度. (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體所受的合力. (4)選擇合適的力的合成與分解的方法，由合力和已知力求出待求的力.,例2 一質(zhì)量為m2 kg的滑塊在傾角為30的足夠長(zhǎng)的斜面上在無(wú)外力F的情況下以加速度a2.5 m/s2勻加速下滑.如圖3所示，若用一水平向右的恒力F作用于滑塊，使滑塊由靜止開(kāi)始在02 s內(nèi)沿斜面運(yùn)動(dòng)的位移x4 m.求：(g取10 m/s2) (1)滑塊和斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；,解析 根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin mgcos ma，,圖3,(2)恒力F的大小.,解析 使滑塊沿斜面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有加速度方向沿斜面向上和沿斜面向下兩種可能.,當(dāng)加速度方向沿斜面向上時(shí)，F(xiàn)cos mgsin (Fsin mgcos )ma1，,當(dāng)加速度方向沿斜面向下時(shí)，mgsin Fcos (Fsin mgcos )ma1，,針對(duì)訓(xùn)練2 一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)，4 s內(nèi)通過(guò)8 m的距離，此后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車又運(yùn)動(dòng)了2 s停止，已知汽車的質(zhì)量m2103 kg，汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力大小不變，求： (1)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)汽車的速度大小；,答案 4 m/s,(2)汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受到的阻力大小；,答案 4103 N,解析 關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后汽車減速過(guò)程的加速度,由牛頓第二定律有Ffma2 解得Ff4103 N,(3)汽車牽引力的大小.,答案 6103 N,解析 設(shè)開(kāi)始加速過(guò)程中汽車的加速度為a1,由牛頓第二定律有：FFfma1 解得FFfma16103 N,多過(guò)程問(wèn)題分析,三,1.當(dāng)題目給出的物理過(guò)程較復(fù)雜，由多個(gè)過(guò)程組成時(shí)，要明確整個(gè)過(guò)程由幾個(gè)子過(guò)程組成，將過(guò)程合理分段，找到相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)并逐一分析每個(gè)過(guò)程. 聯(lián)系點(diǎn)：前一過(guò)程的末速度是后一過(guò)程的初速度，另外還有位移關(guān)系、時(shí)間關(guān)系等. 2.注意：由于不同過(guò)程中力發(fā)生了變化，所以加速度也會(huì)發(fā)生變化，所以對(duì)每一過(guò)程都要分別進(jìn)行受力分析，分別求加速度.,例3 如圖4所示，ACD是一滑雪場(chǎng)示意圖，其中AC是長(zhǎng)L8 m、傾角37的斜坡，CD段是與斜坡平滑連接的水平面.人從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小不變，又在水平面上滑行一段距離后停下.人與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，不計(jì)空氣阻力.(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求： (1)人從斜坡頂端A滑至底端C所用的時(shí)間；,圖4,答案 2 s,解析 人在斜坡上下滑時(shí)，對(duì)人受力分析如圖所示. 設(shè)人沿斜坡下滑的加速度為a，沿斜坡方向，由牛頓第二定律得 mgsin Ffma FfFN 垂直于斜坡方向有FNmgcos 0 聯(lián)立以上各式得agsin gcos 4 m/s2,解得：t2 s,(2)人在離C點(diǎn)多遠(yuǎn)處停下？,解析 人在水平面上滑行時(shí)，水平方向只受到水平面的摩擦力作用.設(shè)在水平面上人減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，由牛頓第二定律得mgma 設(shè)人到達(dá)C處的速度為v，則由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 人在斜坡上下滑的過(guò)程：v22aL 人在水平面上滑行時(shí)：0v22ax 聯(lián)立解得x12.8 m,答案 12.8 m,達(dá)標(biāo)檢測(cè),03,解析 因木塊能沿斜面勻速下滑，由平衡條件知：mgsin mgcos ，所以tan ；當(dāng)在推力作用下加速上滑時(shí)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x at2得a2 m/s2，由牛頓第二定律得：Fmgsin mgcos ma，得F36 N，D正確.,1,2,3,1.(從運(yùn)動(dòng)情況確定受力)如圖5所示，質(zhì)量為m3 kg的木塊放在傾角30的足夠長(zhǎng)的固定斜面上，木塊可以沿斜面勻速下滑.若用沿斜面向上的力F作用于木塊上，使其由靜止開(kāi)始沿斜面向上加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)t2 s時(shí)間木塊沿斜面 上升4 m的距離，則推力F的大小為(g取10 m/s2) A.42 N B.6 N C.21 N D.36 N,圖5,1,2,2.(從受力確定運(yùn)動(dòng)情況)(2019浙南名校聯(lián)盟高一第一學(xué)期期末聯(lián)考)如圖6所示，哈利法塔是目前世界最高的建筑.游客乘坐世界最快觀光電梯，從地面開(kāi)始經(jīng)歷加速、勻,答案 0.9 m/s2 20 s,3,圖6,速、減速的過(guò)程恰好到達(dá)觀景臺(tái)只需45 s，運(yùn)行的最大速度為18 m/s.觀景臺(tái)上可以鳥(niǎo)瞰整個(gè)迪拜全景，可將棕櫚島、帆船酒店等盡收眼底，頗為壯觀.一位游客用便攜式拉力傳感器測(cè)得：在加速階段質(zhì)量為0.5 kg的物體受到的豎直向上的拉力為5.45 N.電梯加速、減速過(guò)程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2). (1)求電梯加速階段的加速度大小及加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；,1,2,解析 設(shè)加速階段加速度為a，由牛頓第二定律得： FTmgma 解得a0.9 m/s2 由vat 解得t20 s,3,高度xx1x2x3450 m.,1,2,(2)若減速階段與加速階段的加速度大小相等，求觀景臺(tái)的高度.,答案 450 m,3,勻速階段位移x2v(t總2t),3.(多過(guò)程問(wèn)題分析)一個(gè)質(zhì)量為4 kg的物體靜止在足夠大的水平地面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2.從t0開(kāi)始，物體受到一個(gè)大小和方向呈周期性變化的水平力F的作用，力F隨時(shí)間t變化的規(guī)律