名师一号4.6用牛顿运动定律解决问题一.ppt

第六节　用牛顿运动定律解决问题(一) ; (学生用书P89) 1.会用牛顿运动定律解决两类动力学问题． 2．掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.; (学生用书P89) 一、牛顿第二定律的应用 牛顿第二定律确定运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来． 二、动力学的两类基本问题 1．已知受力情况，求运动情况；根据牛顿第二定律求物体的加速度，再确定物体的初始条件(初始位置和初速度)，根据运动学公式求出物体的运动情况． 2．已知物体运动情况，求受力情况；根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体受到的合外力，从而求出未知力或相关量.; (学生用书P89) 一、由物体受力情况确定其运动情况 1．解题基本思路：首先对研究对象进行受力分析和运动情况分析，把题中所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律，结合运动学公式求解． 2．一般解题步骤 (1)首先确定研究对象．把研究对象从周围物体中隔离出来，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图．要注意画出物体受到所有力，不能漏掉力也不能添加力，分析受力的顺序一般是先重力，再弹力，最后摩擦力和其他力．;;注意：①物体的运动情况是由物体所受合力及物体运动的初始条件共同决定的； ②要注意区别速度方向和加速度方向； ③要注意区分题目中的力是合力还是分力； ④加速度是联系力和运动的桥梁．;典例1：如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m＝1.0 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F＝10 N，方向平行斜面向上，经时间t＝4.0 s绳子突然断了，求：(1)绳子断时物体的速度大小． (2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2); 其中由摩擦力公式Ff＝μFN 联立以上三式解得a1＝2.0 m/s2. 由运动学公式　v1＝a1t＝2.0×4 m/s＝8.0 m/s.;;;名师点拨：已知物体受力情况，求解物体的运动情况，求解此类题的思路是，分析清楚物体的受力，建立合适的坐标系，一般以加速度所在直线为x轴，与之垂直的为y轴建立坐标系．之后，根据牛顿第二定律，列出其正交表达式．在x轴的合力，即Fx＝ma而y轴的合力为零，即Fy＝0，这样做的好处在于不容易丢掉或多分析出力，例如滑动摩擦力等于动摩擦因数和正压力的乘积，而正压力在解题时容易出现分析不正确的情况．所以一定要列出垂直加速度方向上的合力为零的表达式．这样求出物体的加速度，根据运动学公式求出题目中要求的物理量，从而确定物体的运动情况． 物体的初始状态对于物体后来的运动情况起着很重要的作用，所以分析清楚物体受力后还要清楚物体的初始速度的方向，对分析物体的运动非常关键．;巩固练习1：质量为24 kg的探测气球以2 m/s的速度匀速上升，升到150 m高空时，从气球上落下一质量为4 kg的物体，但气球的体积保持不变，空气对气球的阻力忽略不计，求再经过5 s气球离地的高度．(g取10 m/s2); 答案：185 m;二、已知运动情况确定物体的受力情况 1．基本思路：首先根据物体的运动情况，利用运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体的合外力，从而求出未知的力或与力相关的物理量，如动摩擦因数、劲度系数等． 2．一般步骤 (1)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受力图． (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力． (4)根据力的合成和分解的方法，由合力求所需的力． ;此类问题的解题思路如下图所示：;典例2：一位滑雪者如果以v0＝20 m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从冲坡开始计时至3.8 s末，雪撬速度变为零．如果雪撬与人的质量为m＝80 kg，求滑雪人受到的阻力是多少．(g取10 m/s2) 解析：可先分析滑雪人在斜坡上的运动情况．初速度为20 m/s，末速度为零，运动时间为3.8 s．则根据匀变速直线运动的公式，可以求得加速度a.再根据牛顿第二定律，由已知的加速度a，求出物体受到的阻力． 如下图建立坐标系，以v0方向为x轴的正方向，并将重力进行分解．;; 答案：20.8 N 名师点拨：由运动学公式求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合力的方向，不能将速度的方向和加速度方向混淆．题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力．均要先求出合力的大小和方向，再根据力的合成和分解求合力．;巩固练习2：某消防员从一平台上跳下，下落2 m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方式缓冲，使自身重心又下降了0.5 m，在着地过程中地面对他双腿的平均作用力估计为(　　) A．自身所受重力的2倍　 B．自