2019-2020年人教版必修1 4.6用牛顿运动定律解决问题（一）.ppt

4.6 用牛顿运动定律解决问题（一） 第四章 牛顿运动定律 速度公式 ：v = vo+at 位移公式：x= vot +at2 /2 导出公式：vt 2－ vo 2 =2ax 1、运动学公式 2、牛顿第二定律： F=ma （1）瞬时性 （2）同向性（3）同体性（4）因果性（5）独立性 加速度a 一、牛顿第二定律确定了运动和力的关系 第四章 牛顿运动定律 二、 从受力确定运动情况 受力情况 加速度a 运动情况 受力 分析 正交 分解 运动学 公式 （2）已知受力确定运动情况的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并 画出物体的受力示意图 ②根据力的合成与分解的方法，求出物体所受 的合力（包括大小和方向） ③根据牛顿第二定律列方程。求出物体的加速度。 ④结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。 第四章 牛顿运动定律 P85例题1 问题： 1.物体的受力情况如何？ 受力分析如图示： G F FN f 2.物体所受的合力如何？ 竖直方向： 合力为零，加速度为零。 水平方向： 大小：F合=F－f；方向与拉力F方向相同 3.物体的运动情况中已知哪些量？ 已知初速度V0和时间t，要求末速度Vt和位移Ｘ,还差加速度a。 Ｖ Ｏ =O t=4s Ｖ t =? Ｘ=? 4.如何求加速度？ 用牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度 第四章 牛顿运动定律 解：物体受力如图 由图知：F合=F－f=ma 4s末的速度 4s内的位移 G F FN f 解题步骤： 第四章 牛顿运动定律 f 【解析】以滑雪人为研究对象，受力情况如图： mgcosθ mgsinθ 据牛顿第二定律列方程： 垂直斜面方向受力平衡，沿斜面做匀加速直线运动 将重力mg分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向的分力， 由①②③可得:a=g(sinθ-μcosθ) F合y=FN-mgcosθ=0 ① F合x=mgsinθ-f=ma ② 又因为f=μFN ③ 习题1：一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角θ=30°，滑雪板与雪地的动摩擦因数是 ，求5 s内滑下 来的位移和5 s末的速度大小（取g=10 m/s2） =2.5m/s2 x y 6 3 第四章 牛顿运动定律 （2）从运动情况确定受力的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图 三、从运动情况确定受力 运动情况 加速度a 受力情况 受力 分析 正交 分解 运动学 公式 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根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力 第四章 牛顿运动定律 思路：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。 P86例题2 解：第一步求a 因为V0=2m/s，s=60m，t=5s 根据公式 求得a = 4m/s2 2 0 2 1 at t V Ｘ + = 第二步求F合、阻力，要对人进行受力分析画受力图示 x轴方向：F合x=Gx－F阻 =ma y轴方向：FN－Gy=0 所以：F合=ma=300N 第四章 牛顿运动定律 解： 根据运动学公式： 解得：a＝4m/s2 对人进行受力分析，建立坐标系， 根据牛顿第二定律F合＝ma， 在x轴上，F合x=mgsinθ－F阻＝ma 即：F阻＝mgsinθ－ma 代入数值得：F阻＝67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N。 解题步骤： 在y轴上，受力平衡，F合y=0 第四章 牛顿运动定律 习题2：如图所示，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2s末，雪橇速度变为零。 如果雪橇与人的质 量共为m=80 kg，求滑雪人受到的阻力是多少？（取 g=10 m/s2） 建立坐标系，以v0方向为x轴的 正方向，并将重力进行分解 x轴方向：F合=Gx+F阻 =ma y轴方向：FN－Gy=0 解： 代入数据解得： F阻=400N 第四章 牛顿运动定律 四、连接体问题 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，可以把系统内的所有物体看成一个整体， ②隔离法：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。 这个整体的质 量等于各物体的质量之和。 说明：处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交 叉使用，一般的思路是先用其中一种方法求加速度， 再用另