物理：4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》课件(5)(新人教版必修1

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用 牛 顿 定 (一) 律 解 决 问 题

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动力学的两类基本问题牛顿第二定律 运动学公式

受力 情况

a

运动 情况

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牛顿运动定律解题的基本思路： 牛顿运动定律解题的基本思路：首先要对确定的研究对象进行受力、 首先要对确定的研究对象进行受力、 运动情况分析， 运动情况分析，把题中所给的物理 情景弄清楚，然后由牛顿第二定律， 情景弄清楚，然后由牛顿第二定律， 通过加速度这个联系力和运动的 桥梁” “桥梁”,结合运动学公式进行求 解。

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从受力确定运动情况 1:一个静止在水平面上的物体 一个静止在水平面上的物体， 例1:一个静止在水平面上的物体，质 量为2kg 2kg, 6.4N的水平拉力作用下 量为2kg,在6.4N的水平拉力作用下 沿水平面向右运动。 沿水平面向右运动。物体与地面间的 摩擦力为4.2 求物体在4s 4.2。 4s末的速度 摩擦力为4.2。求物体在4s末的速度 和4s内发生的位移？ 4s内发生的位移？ 内发生的位移

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①确定研究对象，对物体进行受力分析,由物体 确定研究对象，对物体进行受力分析 由物体 受力分析得： 受力分析得： F合=F1-F2=(6.4-4.2)N=2.2 N 合 - ( - ) ②由求出的物体所受合力用牛顿第二定律求解 物体加速度 根据牛顿第二定律： 合 根据牛顿第二定律：F合=ma,得：a=F/m=1.1m/s2 , ③根据运动学公式求解速度与位移 由：vt=a t,得： , vt=1.1×4 m/s=4.4 m/s × 由： 得：

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牛顿第二定律的应用 ——二力合成法解题 ——二力合成法解题由牛顿第二定律F ma可知合力与 由牛顿第二定律F合 = ma可知合力与 加速度的方向是一致的， 加速度的方向是一致的，解题时只要判 知加速度的方向，就可知道合力的方向， 知加速度的方向，就可知道合力的方向， 反之亦然。 反之亦然。 若物体只受两个力作用作加速运动， 若物体只受两个力作用作加速运动， 求合力时可直接利用平行四边形法则。 求合力时可直接利用平行四边形法则。

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牛顿第二定律的应用— 牛顿第二定律的应用—正交分解法解题 牛顿第二定律的正交分解法解题： 牛顿第二定律的正交分解法解题：物体受 三个或三个以上的不同方向力的作用时， 三个或三个以上的不同方向力的作用时，一般 都要用到正交分解法。 都要用到正交分解法。 坐标系的建立原则： 坐标系的建立原则： ①尽量多的力在坐标轴上 ②未知量放在坐标轴上 ③加速度尽量放在坐标轴上 总之，怎样方便就怎样建坐标系。 总之，怎样方便就怎样建坐标系。 牛顿第二定律的正交表示： 牛顿第二定律的正交表示： Fx合 = max ,Fy合=may

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从运动情况确定受力

例2:一个质量为75kg的人，以2m/s 一个

质量为75kg的人， 75kg的人 的处速度沿山坡匀加速滑下， 的处速度沿山坡匀加速滑下，山坡 的倾角为30 5s内滑下60m, 内滑下60m 的倾角为30o,在5s内滑下60m,求滑 雪人受到的阻力 (包括摩擦和空气 阻力)。 阻力)。

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[解] 由运动学公式 得： = 4 m/s2

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根据牛顿第二定律： 根据牛顿第二定律： F合=ma,结合物体的受力情况得： ma,结合物体的受力情况得： F 阻 = Gx - F 合 =mgsinθ-ma mgsinθ =75×9.8×sin30° 75× =75×9.8×sin30°-75×4 N =67.5 N

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【牢记】:当三个力或三个力以上时优 牢记】 先考虑正交分解法，且优先 考虑沿运动方向和垂直于运 动方向分解。

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总结分析两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运 动学公式，画受力图是重要的解题步骤。不同之 处：例1是从受力确定运动情况：已知物体的受 力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度,再 通过运动学公式确定物体的运动情况。例2是从 运动情况确定受力：已知物体的运动情况，根据 运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定 律确定物体受力情况。

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加速度a是联系运动和力的桥梁牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式 ( 匀 变 速 直 线 运 动 公 式 v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2 - v02=2ax等)中，均包含有一个共同的物理 量——加速度a。 由物体的受力情况，利用牛顿第二定律可以 求出加速度，再由运动学公式便可确定物体的运 动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及 其变化，利用运动学公式可以求出加速度，再由 牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。 可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系 运动和力的桥梁。求加速度是解决有关运动和力 问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分 析则是解决问题的关键。

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例 3: 图中 ， 车厢沿水平方向匀加速前 ： 图中， 车厢后面的竖直内壁上一个物体A 进，车厢后面的竖直内壁上一个物体 正好沿壁相对车匀速下滑， 正好沿壁相对车匀速下滑 ， 已知物块 和竖直壁间动摩擦因数为。 和竖直壁间动摩擦因数为 。车厢内一 水平桌面上， 水平桌面上，又有一个物块 B质量为 ，随车厢一 质量为m, 质量为 起运动， 起运动，相对桌面静止 则物块B受到的摩擦 ，则物块 受到的摩擦 力为多大？ 力为多大？

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解：对物体A进行受力分析， 对物体 进行受力分析，得： 进行受力分析 F2=GA mAa=F1 又因F 又因 2=F1 a= g/ ① 物体A与物体 相对静止， 与物体B相对静止 物体 与物体 相对静止，aA=aB 进行受力分析， 对B进行受力分析，如图 进行受力分析 maB= F3 ② 代入② 将①代入②,整理 得： F3=m g/

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D

练习:1、 如图所示， 练习 、 如图所示 ， 小

车上固定一弯折 硬杆ABC,C端固定一质量为 的小 端固定一质量为m的小 硬杆 ， 端固定一质量为 已知∠ 恒定， 球 ， 已知 ∠ ABC恒定 ， 当小车水平向 恒定 左做加速直线运动时， 杆对小球作 左做加速直线运动时，BC杆对小球作 用力的方向为 D A、一定沿杆向上 、 B、一定竖直向上 、 C、可能水平向左 、 D、随加速度大小 、 而改变

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2、在静止的小车内，用细线 、b系住一个小 、在静止的小车内，用细线a、 系住一个小 细线a与竖直方向成 与竖直方向成θ角 拉力为T 球 ， 细线 与竖直方向成 角 ， 拉力为 a; 细 成水平状态， 线b成水平状态，拉力为 b,现让小车从静止 成水平状态 拉力为T 开始向右做匀加速运动， 如图所示， 开始向右做匀加速运动 ， 如图所示 ， 此时小 球在车内的位置仍保持不变( 角不变 角不变) 球在车内的位置仍保持不变(θ角不变)。则 两细线的拉力变化情况是 C A、Ta增大，Tb减小 、 增大， B、Ta减小，Tb减小 、 减小， C、Ta不变，Tb减小 、 不变， D、Ta不变，Tb增大 、 不变，