(新课标沪科版)《金版新学案》2011高三物理一轮复习牛顿运动定律的案例分析课件.ppt

5.4　牛顿运动定律的案例分析 1．动力学的两类基本问题 (1) ：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物体的运动 .处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的 ，由牛顿第二定律(F＝ma)求出 ，再由运动学有关公式求出 等．至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成法则或用正交分解法． (2) ：在运动情况已知的条件下，要求判断出物体 的情况．其解题思路一般是：已知加速度或根据运动学规律求出 ，再由牛顿第二定律求出合力来，从而确定 . 已知受力情况求运动情况 的物理量 合力 a 速度、位移 已知运动情况求物体受力情况 受力 加速度 受力情况 2．求解两类动力学基本问题的示意图 从上表可以看出， 这个物理量将物体的受力情况和运动情况联系起来． 加速度 一、应用牛顿第二定律的两种常用方法 ● 要点梳理 (1)合成法 若物体只受两个力作用而产生加速度时，根据牛顿第二定律可知，利用平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向．特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比较简单． (2)分解法 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法解题．通常是分解力，但在有些情况下分解加速度更简单． ①分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，则：F合x＝ma(沿加速度方向)，F合y＝0(垂直于加速度方向)． ②分解加速度：当物体受到的力相互垂直时，沿这两个相互垂直的方向分解加速度，再应用牛顿第二定律列方程求解，有时更简单． 二、解答连接体问题常用的方法 ● 要点梳理 利用牛顿第二定律处理连接体问题时常用的方法是整体法与隔离法． (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，这种处理问题的思维方法叫做整体法． (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． 由物体的受力情况求运动情况(或运动情况求解受力情况) 如图(a)，质量m＝1 kg的物体沿倾角θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图(b)所示，求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数μ； (2)比例系数k. (sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2) 【答案】　(1)0.25　(2)0.84 kg/s 【方法总结】　解决两类动力学问题的基本思路： 这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力，研究对象，汽车m＝1.0×103 kg.运动情况，匀减速运动至停止v＝0，s＝12.5 m．初始条件v0＝10 m/s，求阻力F阻． 由运动情况和初始条件，根据运动学公式可求出加速度，再根据牛顿第二定律求出汽车受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力．画图分析如下图所示． 【答案】　4.0×103 N，方向跟速度方向相反 隔离法在牛顿第二定律中的应用 如下图所示，长12 m质量为50 kg的木板右端有一立柱．木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.1，质量为50 kg的人立于木板左端，木板与人均静止，当人以4 m/s2的加速度匀加速向右奔跑至木板的右端时，立刻抱住立柱(取g＝10 m/s2)，求： (1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小和方向； (2)人在奔跑过程中木板的加速度大小和方向； (3)人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间． 【答案】　(1)200 N　向右　(2)2 m/s2　向左　(3)2 s 如下图所示，A物体质量为1 kg，放在光滑桌面上．在下列两种情况下A物体的加速度各为多大？ (1)用F＝1 N的力拉绳子； (2)在绳端挂质量为m＝0.1 kg的物体．(滑轮、细绳质量及摩擦力均不计) 【答案】　(1)1 m/s2　(2)0.91 m/s2 在光滑的水平