1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 必修1 第四章 牛顿运动定律成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 牛顿运动定律 第四章 第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 6 用牛顿运动定律解决问题(一)第四章 第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 课堂情景切入 2知识自主梳理 3重点难点突破 4考点题型设计 5易错案例剖析 6课 时 作 业 7学习目标定位 1第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 学习目标定位第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 知道运动力学的
2、两类基本问题及其特点掌握解决动力学问题的基本思路和方法，会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 课堂情景切入第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 运动与力总是息息相关，从物体的受力出发，可以了解物体的运动情况。从运动情况可以分析受力情况。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 知识自主梳理第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 1牛顿第二定律确定了_和_的关系，使我们能够把物体的运动情况和_联系起来。2如果已知物体的受力情况，可由牛顿第二定律求出物体
3、 的 _，再 通 过 运 动 学 的 规 律 就 可 以 确 定 物 体 的_。从受力情况确定运动情况运动力受力情况加速度运动情况第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 若已经知道物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的_，于 是 就 可 以 由 牛 顿 第 二 定 律 确 定 物 体 所 受 的_，这是力学所要解决的又一方面的问题。从运动情况确定受力情况加速度外力第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 重点难点突破第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 一、动力学的两类基本问题动力学有两类问题：一是已知物体的受力情
4、况分析运动情况；二是已知运动情况分析受力情况，程序如下图所示。力受力分析牛顿第二定律加速度a运动学公式运动状态其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 二、从受力确定运动情况1分析思路(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图。(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)。(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的物理量任意时刻的速度，任意时间内的位移，以及运动轨迹等。第四章 6 成才之路 高中
5、新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 2分析流程已知物体的受力情况 由Fma求得a由xv0t12at2vv0atv2v202ax求得x、v0、v、t。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 在冬季滑冰比赛中，假设滑冰运动员的总质量为55 kg，滑冰运动员左右脚交替蹬冰滑行，左右脚向后蹬冰的力都是110 N，每次蹬冰时间1 s，左右脚交替时，中间有0.5s的时间不蹬冰，忽略运动员滑行中受到的阻力，设运动员由静止开始直线滑行，求15 s末运动员的速度。答案：20 m/s第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 解析：由牛顿第二定律得运动员蹬冰时的
6、加速度aFm11055 m/s22 m/s2因为在15 s中运动员只10 s的时间加速，所以15 s末的速度vat210 m/s20 m/s第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 三、从运动情况确定受力1分析思路(1)根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度。(2)根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力。(3)结合受力分析，从而求出未知的力或与力相关的某些物理量。对物体进行受力分析时要善于结合物体的运动状态来确定某个力的有无及其方向，比如弹力、摩擦力是否存在与物体的运动情况有关，因此要结合物体的运动状态利用假设法去分析。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指
7、导 人教版 物理 必修1 2分析流程已知物体运动情况 由匀变速直线运动公式 a 由Fma 物体受力情况。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 2014年2月24日，十集纪录片天地神舟在央视纪录频道首播。天地神舟首次全程记录了“神舟十号”的发射、飞行、返回的全过程。飞船返回地球时，为了保证宇航员的安全。靠近地面时会放出降落伞进行减速(如下图所示)。若返回舱离地面4km时，速度方向竖直向下，大小为200m/s，要使返回舱最安全、最理想着陆，则放出降落伞后返回舱应获得多大的加速度？降落伞产生的阻力应为返回舱重力的几倍？(设放出降落伞后返回舱做匀减速运动)。第四章 6 成才
8、之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 答案：5m/s2；1.5倍解析：飞船返回时，放出降落伞，以飞船为研究对象，受到竖直向下的重力mg和空气阻力f的作用。最理想最安全着陆是末速度vt0，才不致于着地时与地面碰撞而使仪器受到损坏。由运动学公式v2tv202as变形得av202s200224103m/s25m/s2第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 再由牛顿第二定律F合fmgmafm(ga)mg(10.5)1.5mg则阻力应为返回舱重力的1.5倍。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 四、用牛顿定律解题应注意的问题(1)要注意研
9、究对象的选取，在解决问题时，可以用“隔离法”对某个物体进行研究，也可以用“整体法”对系统一起研究。(2)注意“内力”与“外力”的区别，内力不会改变物体系的运动状态。(3)注意物体所受的合外力F与物体运动加速度a的瞬时对应关系。所以我们分析问题时要特别注意物体所受的力在运动过程中是否发生变化。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 (4)注意牛顿第二定律中的加速度a是对惯性参考系的，一般我们以地球作为惯性参考系。(5)注意F合ma是矢量式，所以在应用时，要选择正方向，一般我们选择合外力的方向即加速度的方向为正方向。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理
10、 必修1 考点题型设计第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 如图所示，一个滑雪运动员，滑板和人总质量为m75kg，以初速度v08m/s沿倾角为37的斜坡向上自由滑行，已知滑板与斜坡间动摩擦因数0.25，假设斜坡足够长。不计空气阻力。试求：(1)运动员沿斜坡上滑的最大距离。(2)若运动员滑至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑到起点时的速度大小。已知物体的受力情况分析物体的运动情况第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 解析：(1)上滑过程中，对人进行受力分析，滑雪者受重力mg、弹力FN、摩擦力f，并设滑雪者加速度为a1根据牛顿第二定律有：m
11、gsinfma1，a1方向沿斜面向下由平衡关系有：FNmgcos根据公式有：fFN由上列各式解得：a1g(sincos)8m/s2滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动，减速到为零时的位移x v202a14m即滑雪者上滑的最大距离为4m第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 (2)滑雪者沿斜面下滑时，滑雪者受到斜面的摩擦力沿斜面向上，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有：mgsinfma2，a2方向沿斜面向下由平衡关系有：FNmgcos根据公式有：fFN由上列各式解得：a2g(sincos)4m/s2滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，滑到出发点的位移大小为x4
12、m则滑雪者再次滑到出发点时速度大小：v 2a2x4 2m/s5.7m/s答案：(1)4m(2)5.7m/s第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿沿与水平面成53角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F4.0N，玩具的质量m0.5kg，经过时间t2.0s，玩具移动了距离x4.8m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下。(1)全过程玩具的最大速度是多大？(2)松开手后玩具还能运动多远？(取g10m/s2。sin530.8，cos530.6)第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 答案：(1)4.
13、8m/s(2)1.7m解析：(1)由牛顿第二定律得：Fcos53(mgFsin53)ma根据运动学公式知x12at2vmat由解得0.67 vm4.8m/s(2)松手后玩具滑行的加速度a1g6.7m/s2滑行距离sv2m2a11.7m。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 如图所示，中国选手何雯娜在北京奥运会女子蹦床项目的比赛中摘取金牌，已知何雯娜的体重为49kg，设她从3.2m高处自由下落后与蹦床的作用时间为1.2s，离开蹦床后上升的高度为5m，试求她对蹦床的平均作用力？(g取10m/s2)已知物体的运动情况分析物体的受力情况解析：当她从3.2m高处下落到与蹦床接
14、触的过程中做自由落体运动，由运动学公式v22gx得，她接触蹦床时的速度大小为v1 2gx1 2103.2m/s8m/s第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 她离开蹦床时的速度大小为v2 2gx2 2105m/s10m/s取竖直向上为正方向，则由运动学公式v2v1at得她的加速度大小为a v2v1t 1081.2m/s215m/s2，方向竖直向上，她与蹦床接触的过程中受重力mg和蹦床对她的平均作用力F，由牛顿第二定律得Fmgma解得蹦床对她的平均作用力F1225N，方向竖直向上。答案：1225N 方向竖直向上第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必
15、修1 (济宁市20142015学年高一上学期检测)一质量为m1kg的物体在水平恒力F作用下沿直线水平运动，1s末撤去恒力F，其vt图象如图所示，则恒力F和物体所受阻力Ff的大小是()AF8N BF9NCFf2NDFf3N答案：BD第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 解析：撤去恒力F后，物体在阻力作用下运动，由vt图象可知，13s内物体的加速度大小为3m/s2，由牛顿第二定律得Ffma，可知阻力Ff3N；由图象可知，在01s内其加速度为6m/s2，由牛顿第二定律得FFfma，可求得F9N，B、D正确。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1
16、如下图所示，螺旋管道内径均匀，内壁光滑，螺距均为d0.1m，共5圈，螺旋横截面的半径R0.2m，管道半径比管道内径大得多，一小球自管道A端从静止开始下滑，求它到达管道B端时的速度大小和所用的时间。开放探究第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 解析：中学生很少出现螺旋线运动的定量计算，学生会感到无从下手，如果采用整体转化，将螺旋管展开则变成了一倾斜放置的直线管道，小球由螺旋线运动变成了沿一斜面下滑的匀加速直线运动，如图(2)所示，在小球下滑过程中，只有重力能够产生加速度，agsin，AB总长为10R，v00，sin 4d10R，v 2ax 2gsin10R2 2m/s
17、，tva4.4s。答案：2 2 4.4s点评：通过此题，启迪学生的开放性思维。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动，那么，图中所示的四种情况中符合要求的是()答案：C第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 解析：设底边长为2l，底面与房顶的夹角为，则房顶坡面长x lcos，由于房顶光滑，所以加速度agsin由x12at2得 lcos12gsint2所以t4lgsin2显然当45时，时间最小。第四章 6 成才之
18、路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 易错案例剖析第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 易错点：对运动过程分析不清导致错解案例：如图，有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，则传送带将该物体传送10m的距离所需时间为多少？(取g10m/s2)第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 易错分析：在解答本题时易犯错误具体分析如下：常见错误错误原因误认为物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移公式x12at2求出时间t2xa，其中ag。对物体的运动过程分析不清，物体的运动
19、分为两个过程，第一个是在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动；第二个是物体与传送带同速后，摩擦力消失，物体与传送带一起匀速运动。误认为物体放到传送带上即刻与传送带的速度相同，自始至终随传送带做匀速直线运动，由xvt求出时间txv。没有对放到传送带上之后的物体进行受力分析，不知道将物体轻轻放在传送带上的含义是物体的初速度为零，没有考虑物体达到与传送带同速需要一个过程。想当然地认为放在传送带上的物体的速度始终与传送带速度相同。第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 正确解答：以放到传送带上的物体为研究对象，在竖直方向受重力和支持力，在水平方向受滑动摩擦力，做v00的匀加速运动
20、。据牛顿第二定律，水平方向Ffma竖直方向：FNmg，又FfFN，解得a5m/s2设经时间t1，物体速度达到传送带的速度，据匀加速直线运动的速度公式vat1第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 解得t10.4s，可得t1时间内物体的位移x112at210.4m10m物体位移为0.4m时，物体的速度与传送带的速度相同，0.4s后物体不受摩擦力，开始做匀速运动x2v2t2因为：x2xx110m0.4m9.6m，v22m/s，所以t24.8s，则传送带将物体传送10m所需时间为t0.4s4.8s5.2s。正确答案：5.2s第四章 6 成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 必修1 课 时 作 业（点此链接）
