用牛顿运动定律解决问题(一)教学课件.ppt

1、1一、一、牛顿运动定律牛顿运动定律物体物体加速度的大小跟所受到的作用力成加速度的大小跟所受到的作用力成正正比，跟比，跟它的质量成它的质量成反比；反比；加速度方向跟作用力方向加速度方向跟作用力方向相同。相同。复习：复习：公式公式:F=ma两个物体之间的作用力和反作用力总是大两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。小相等，方向相反，作用在一条直线上。：2二、运动学公式二、运动学公式速度公式速度公式：v=vo+at位移公式：位移公式：x=vot+at2导出公式：导出公式：v 2 vo 2=2ax213例例1.一一个静止在水平面上的物体，质量是个静止在水平面上的物体，质

2、量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体求物体4s末的速度和末的速度和4s内的内的位移。位移。F 4由由牛顿第二定律可牛顿第二定律可得得:F-f=masmsmatv/4.4/41.1mmatx8.841.12121224s末的速度末的速度4s内的位移内的位移22f6.4 4.2/1.1/2Fam sm sm解得 解：解：mgFNFf如图，物体受力分析如图，物体受力分析例例1.一一个静止在水平面上的物体，质量是个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平

3、拉的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内的内的位移。位移。5拓展一：拓展一：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体物体与地面的与地面的动摩擦因数为动摩擦因数为0.25，求物体在求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。（内的位移。（g=10m/s2）60.7 4/2.8/vatm sm s4s末的速度末的速度FN=mg226.4

4、-g-0.25 10/0.7/2Fam sm sm解得：解：解：物物体受体受力分析如图所示力分析如图所示由由牛顿第二定律可牛顿第二定律可得得:F-FN=ma拓展一：拓展一：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦物体与地面的动摩擦因数为因数为0.25，求物体在求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。内的位移。22110.745.622xatmm4s内的位移内的位移mgFNFf7拓展二：拓展二：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，

5、质量质量是是2Kg，在在6.4N的拉力的拉力F作用下沿水平地面向右作用下沿水平地面向右运动。运动。已知已知F与水平地面的夹角为与水平地面的夹角为370，物体与物体与地面的动摩擦因数为地面的动摩擦因数为0.25，求物体在，求物体在4s末的速末的速度和度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。F3708解：物体受力分析如图所示解：物体受力分析如图所示0.54 4/2.16/vatm sm s4s4s末的速度末的速度由牛顿第二由牛顿第二定律，可定律，可得得:2cos-Fsin0.54/Fmgam sm（）解得：Fcos-FN=maFNmgFf fFN+Fsin=mg拓展二：拓

6、展二：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的的拉力拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面的夹角为与水平地面的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为，物体与地面的动摩擦因数为0.25，求物体在，求物体在4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。22110.5444.3222xatmm4s内的位移内的位移9一一、从、从受力确定运动受力确定运动情况情况 已已知物体受力情况确定运动情况，指的是知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的在

7、受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。运动状态或求出物体的速度、位移等。基本思路：基本思路：先分析物体受力情况求合力，据先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量求量(运动学量运动学量)。10二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的是已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。（如动摩擦

8、因数等）。基本思路：基本思路：先分析物体的运动情况，据运先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力力).).11思路：思路：已知已知运动情况求受力。应先求出加速度运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用，再利用牛顿第二定律牛顿第二定律F合合=ma，求，求滑雪人受到的阻力。滑雪人受到的阻力。例例2.一一个滑雪的人，个滑雪的人，质量质量m =75Kg，以，以v0=2m/s的的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=30o，在，在

9、t=5s的时间内滑下的的时间内滑下的路程路程x=60m，求滑雪人受到的阻，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。力（包括摩擦和空气阻力）。1212mgFNf例例2.一个滑雪的人，质一个滑雪的人，质量量m=75Kg，以，以v0=2m/s的初速度沿山坡的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角匀加速滑下，山坡的倾角=30o，在，在 t=5s的时间内滑下的的时间内滑下的路路程程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。根据根据运动学公式：运动学公式：x xv v0 0t t atat2 2 得：得：2022 x-v ta4m/st（）解：解：对对

10、人进行受力人进行受力分析，如图所示分析，如图所示.根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律，得：得：mgsinmgsinF F阻阻mama 代入数值，解得代入数值，解得：F F阻阻67.5N67.5N 即：人即：人受到的受到的阻力是阻力是67.5N,67.5N,方向方向沿山坡向上沿山坡向上.13变式训练：变式训练：滑雪者以滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾的初速度沿直线冲上一倾角为角为30的山坡，从刚上坡即开始计时，至的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑末，滑雪者速度变为雪者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为。如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？求

11、雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2.14fmgFN对滑雪者受力分析，如图所示对滑雪者受力分析，如图所示t020v=v+at5.26/tvvam st 由运动学公式，得联立，代入数据，解得联立，代入数据，解得Nf8.20解解:根据牛顿第二定律，可得根据牛顿第二定律，可得0fsin30mamg 变式训练：变式训练：滑雪者以滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为的初速度沿直线冲上一倾角为30的山坡，从刚上坡即开始计时，至的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑雪者速度变为末，滑雪者速度变为0。如雪橇与人的总质量为如雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡间的摩擦力为多

12、，求雪橇与山坡间的摩擦力为多少？少？g=10m/s215一、一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 16加速度加速度a是联系力和运动的桥梁是联系力和运动的桥梁 牛牛顿第二定律公式顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式和运动学公式(匀变速直匀变速直线运动线运动v=v0+at,x=v0t+at2/2,v2v02=2ax等等)中，均包含有中，均包含有一个共同的物理量一个共同的物理量加速度加速度a。由由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；再由运动学公式便可确定物体

13、的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。情况。可见，无论是哪种情况，可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运加速度始终是联系力和运动的桥梁动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，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。的关键。17解题解题步骤：步骤：(1)(1)确定研究对象；确定研究对象；(2)(2)分析受力情况和运动分

14、析受力情况和运动情况，画情况，画示意图示意图(受力和运动过程受力和运动过程)；(3)(3)用牛顿第二定律或用牛顿第二定律或运动学公式求运动学公式求加速加速度；度；(4)(4)用运动学公式或用运动学公式或牛顿第二定律求牛顿第二定律求所求所求量。量。18 1.1.我国运动员何雯娜获得我国运动员何雯娜获得20082008年奥运会年奥运会蹦床比赛的冠军。已知何雯娜的体重为蹦床比赛的冠军。已知何雯娜的体重为49kg49kg，设她从，设她从3.2m3.2m高处自由下落后与蹦高处自由下落后与蹦床的作用时间为床的作用时间为1.2s1.2s，离开蹦床后上升，离开蹦床后上升的高度为的高度为5m5m，试求她对蹦床的平均作用，试求她对蹦床的平均作用力？力？（g g取取10m/s10m/s2 2）。）。19 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律,得得 F Fmgmgmama解得：蹦床对她的平均作用力解得：蹦床对她的平均作用力F F1225N1225N 方向竖直向上。方向竖直向上。对运动员接触床时受力分析，如图所示对运动员接触床时受力分析，如图所示mgF由牛顿第三定律知：她对蹦床的平均作用由牛顿第三定律知：她对蹦床的平均作用力力F=1225NF=1225N，方向竖直向下。，方向竖直向下。+20