1、第四章牛顿运动定律2第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)目标定位1.明确动力学的两类基本问题.2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.3第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)1 预习导学梳理识记点拨2 课堂讲义理解深化探究3 对点练习巩固应用反馈4第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)预习导学梳理识记点拨一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由求出物体的加速度，再通过的规律就可以确定物体的运动情况.牛顿第二定律运动学5第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据求出物体的加速度，再根据确定物体所受的力.
2、三、解决动力学问题的关键对物体进行正确的分析和运动情况分析，并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁.运动学公式牛顿第二定律受力加速度6第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)课堂讲义理解深化探究一、从受力确定运动情况1.解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图.(2)根据力的合成与分解，求合力(包括大小和方向).(3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度.7第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学量任意时刻的位移和速度，以及运动时间等.8第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)2.流程9第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)
3、例1 一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F6 N的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数0.2，求物体2 s末的速度及2 s内的位移.(g取10 m/s2)解析 物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力Ff，则根据牛顿第二定律得FFfma，又Ffmg10第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)联立解得，a1 m/s2.所以物体2 s末的速度为 vat12 m/s2 m/s2 s内的位移为 xat22 m.答案2 m/s2 m11第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)针对训练 如图1所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面
4、间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F8 N、与水平方向成37角斜向上的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求：图112第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；解析对物体受力分析如图：由牛顿第二定律得：Fcos FfmaFsin FNmgFfFN13第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)解得：a1.3 m/s2，方向水平向右答案见解析图 1.3 m/s2，方向水平向右14第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；解析vat1.35 m/s6.5 m/s答案6
5、.5 m/s15第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小.答案16.25 m16第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)二、从运动情况确定受力1.解题步骤(1)确定研究对象；对研究对象进行受力分析，画出力的示意图；(2)选取合适的运动学公式，求加速度a；(3)根据牛顿第二定律列方程，求合力；(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求所需的力.17第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)18第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)例2 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘
6、客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来.若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m，构成斜面的气囊长度为5.0 m.要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g取10 m/s2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？19第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)解析 由题意可知，h4.0 m，L5.0 m，t2.0 s.答案2.5 m/s220第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？解析 在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，21第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)沿x轴方向有mgsin Ffma，沿y轴方向有FNmg
7、cos 0，又FfFN，联立方程解得答案0.9222第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)针对训练 我国侵权责任法第87条“高空坠物连坐”条款规定：建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害，难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿.近日，绵阳一小伙就借助该条款赢得了应有的赔偿.假设质量为5.0 kg的物体，从离地面36 m高处，由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经3 s落地.试求：23第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(1)物体下落的加速度的大小；解析 物体下落过程中做初速度为零的匀加速运动，答案8 m/s224第6讲 用牛顿运动定律
8、解决问题(一)(2)下落过程中物体所受阻力的大小.(g取10 m/s2)解析根据牛顿第二定律可得mgFfma，故Ffmgma10 N.答案10 N25第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)三、多过程问题分析1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等.26第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)2.注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度.27第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)例
9、3 如图2所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L8 m、倾角37的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下.人与接触面间的动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力.(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：图228第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；解析 人在斜坡上下滑时，受力如图所示设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mgsin FfmaFfFN垂直于斜坡方向有FNmgcos 029第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)由匀变速直线运动
10、规律得L at2联立以上各式得agsin gcos 4 m/s2t2 s.答案 2 s30第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(2)人在离C点多远处停下？解析 人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用.设在水平面上人减速运动的加速度为a，由牛顿第二定律得mgma31第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)设人到达C处的速度为v，则由匀变速运动规律得下滑过程：v22aL水平面上：0v22ax联立以上各式解得x12.8 m.答案 12.8 m32第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)针对训练 质量为m2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图3所示的力
11、F，F10 N，37(sin 370.6)，经t110 s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止.(g取10 m/s2)则：图333第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态.解析 当力F作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F时物体的速度达到最大值，撤去F后物体做匀减速直线运动.答案见解析 34第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(2)物体运动过程中最大速度是多少？解析 撤去F前对物体受力分析如图甲,有：Fsin FN1mgFcos Ffma1FfFN135第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)va1t1，联立各式并代入数据解得x125 m，v5 m/s.答案5
12、 m/s36第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(3)物体运动的总位移是多少？解析 撤去F后对物体受力分析如图乙，有：Ffmgma22a2x2v2，代入数据得x22.5 m物体运动的总位移：xx1x2得x27.5 m.答案27.5 m37第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)对点练习巩固应用反馈从运动情况确定受力1.“歼十”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注.如图4所示,一架质量m5.0103 kg的“歼十”战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离x5.0102 m，达到起飞速度v60 m/s.在这个过程图438第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)中飞机受到的平均
13、阻力是飞机重量的0.02倍.求飞机滑行时受到的牵引力多大？(g取10 m/s2)解析 滑行过程，飞机受重力G、支持力FN、牵引力F、阻力Ff 四个力作用，在水平方向上，由牛顿第二定律得：FFfmaFf0.02mg39第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)飞机匀加速滑行v202ax解得a3.6 m/s2F1.9104 N答案1.9104 N40第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)从受力情况确定运动情况2.一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角30，如图5所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04，求5 s内滑下来的路程和5 s末的速度大小.图541第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)解析
14、以滑雪运动员为研究对象，受力情况如下图所示.研究对象的运动状态为：垂直于山坡方向，处于平衡；沿山坡方向，做匀加速直线运动.42第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)将重力mg分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向，据牛顿第二定律列方程：FNmgcos 0mgsin Ffma又因为FfFN由可得：ag(sin cos).43第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)答案路程为58.2 m5 s末的速度大小为23.3 m/s44第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)多过程问题分析3.静止在水平面上的物体的质量为2 kg，在水平恒力F推动下开始运动，4 s末它的速度达到4 m/s，此时将力撤去，又经6 s物体停下来
15、，若物体与地面的动摩擦因数不变，求F的大小.45第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)解析 前4 s物体做匀加速直线运动，由运动学公式可得其加速度物体在水平方向受恒力F和摩擦力Ff，由牛顿第二定律得：FFfma1后6 s内物体做匀减速直线运动，其加速度为46第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)47第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)4.物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8).求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；48第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)解析 物体上滑时受力分析如图
16、甲所示，垂直斜面方向：FNmgcos 37平行斜面方向：Ffmgsin 37ma149第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)又FfFN由以上各式解得物体上滑时的加速度大小：a1gsin 37gcos 378 m/s2物体沿斜面上滑时做匀减速直线运动，速度为0时在斜面上有最大的位移50第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)答案9 m51第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小.解析 物体下滑时受力分析如图乙所示垂直斜面方向：FNmgcos 3752第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)平行斜面方向：mgsin 37Ffma2又FfFN由以上各式解得物体下滑时的加速度大小：a2gsin 37gcos 374 m/s253第6讲 用牛顿运动定律解决问题(一)由v22a2x解得物体再滑到斜面底端时的速度大小：
