高中物理必修1教学课件：第4章 第6节 用牛顿运动定律解决问题（一）

1．如果已知物体的受力情况，可以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。2．如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力。3．加速度是联系物体运动情况和受力情况的桥梁。 [自学教材]牛顿第二定律如果已知物体的受力情况，可以由求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。 [重点诠释]1．解题思路 2．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，求出所需求的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等。 1．假设汽车紧急制动后，受到的阻力与汽车所受重力的大小差不多。当汽车以20m/s的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为()A．40mB．20mC．10mD．5m答案：B [自学教材]如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力。 [重点诠释]2．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过程分析，并画出受力图和运动草图。(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，求物体所受的合外力。(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需求的力。 [特别提醒](1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆。(2)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力。 2．某司机遇到紧急情况急速刹车，使车在1.25s内迅速停下。若刹车前的车速为16m/s，司机的质量为60kg，刹车过程中汽车其他部分对司机的阻力是司机体重的0.5倍，则安全带对司机的作用为________N。(g＝10m/s2)答案：468 [例1]如图4－6－1所示，质量m＝2kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于图4－6－1它们之间弹力的0.25倍。现对物体施加一个大小F＝8N，与水平方向夹角θ＝37°的斜向上的拉力。求物体在拉力作用下5s内通过的位移。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2) [解析]物体受到四个力的作用，如图所示，建立直角坐标系并分解力F。根据牛顿第二定律，x、y两个方向分别列方程Fcosθ－Ff＝ma①Fsinθ＋FN－G＝0② [答案]16.25m ［借题发挥］应用牛顿第二定律解题时求合力的方法(1)合成法：物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力F合。反之，若知道加速度方向就知道合力方向。(2)正交分解法：当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答，一般把力正交分解为沿加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量。即沿加速度方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0。 1．质量为50kg的木箱放在水平地面上，受到75N的水平拉力而开始运动，该力作用4s后撤去。已知木箱与地面间的动摩擦因数为0.1，求：(1)物体运动的最大速度；(2)物体发生的总位移。(g＝10m/s2)解析：(1)由牛顿第二定律得F－μmg＝ma，代入数据解得a＝0.5m/s2，则物体运动的最大速度vm＝at＝2m/s。 答案：(1)2m/s(2)6m [例2]如图4－6－2所示为何雯娜在蹦床比赛中。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)图4－6－2 [答案]1225N方向竖直向下 ［借题发挥］解决动力学问题时，受力分析是关键，对物体运动情况的分析同样重要，特别是对运动过程较复杂的问题。分析时，一定要弄清楚整个过程中物体的加速度是否相同，若不同，必须分阶段处理，加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁。分析受力时，要注意前后过程中哪些力发生了变化，哪些力没发生变化。 2．质量为2kg的木箱静止在水平地面上，在水平恒力F的作用下开始运动，4s末速度达到4m/s，此时将F撤去，又经过2s物体停止运动，求力F的大小。(取g＝10m/s2) 答案：6N