人教版高中物理必修第四章《用牛顿运动定律解决问题课件.ppt

1、第六节 用牛顿运动定律解决问题（一）第一页，共25页。学习目标知识目标：1、能结合物体的运动情况进行受力分析2、掌握运用牛顿运动定律解题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题重点难点能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯第二页，共25页。知道力如何求运动学的量知道力如何求运动学的量？知道运动学的量又如何求力？求解过程中要注意什么？思考与交流思考与交流第三页，共25页。一、自主探究：牛顿第二定律的桥梁作用：F=ma加速度a受力分析的基本要求：求合力的方法：运动学基本公式：受力分析运动分析顺序、标注

2、、规范合成正交分解速度公式速度公式 ：v=vv=vo o+at+at位移公式：x=vot+at2导出公式：v 2 vo 2=2ax21推论：（1）xaT2 (2)实例：2 2分钟时间独立完成导学案自主学习部分钟时间独立完成导学案自主学习部分，分，最后组长负责组织组员互改和初步最后组长负责组织组员互改和初步释疑释疑(1min1min)第四页，共25页。二、两类动力学问题：(1)已知受力确定运动情况：第五页，共25页。例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6N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4N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。1.物体受到的合力沿什

3、么方向？大小是多少？2.这个题目要求计算物体的速度和位移，而我们目前只能解决匀变速运动的速度和位移.物体的运动是匀变速运动吗？交流点拨：3 3分钟时间独立完成导学案例题分钟时间独立完成导学案例题1 1，最后最后组长负责组织组员互改和初步释疑组长负责组织组员互改和初步释疑(1(1minmin)第六页，共25页。解：物体受力如图由图知：F合=F1-F2由牛顿第二定律可得:2221/1/246smsmmFFasmsmatvv/4/4100mmattvx84121212204s末的速度4s内的位移OGFNF1F2例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体

4、与水平地面间的滑动摩擦力为4N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。第七页，共25页。知识扩展：在上题基础上，4s末撤去拉力，物体还能运动多远？总位移是多少？解：撤去拉力后，物体受力如图由图知：F合=F2由牛顿第二定律可得:F2=ma2 得a2=2m/s物体做匀减速直线运动，由v 2 vo 2=2ax 得X2=8m 所以，总位移是：x=x1+x2=12mOGFNF2第八页，共25页。【效果评价】：解决此类问题的基本思路是：1.物体受哪些力？方向和大小如何？2.怎样求物体所受的合力？3.物体怎样运动？是匀变速运动吗?应当思考的问题：画出受力分析图合成或正交分解画出运动示意图第九页，共25页。这

5、个题目要求计算物体的速度和位移，而我们目前只能解决匀变速运动的速度和位移.(1)确定研究对象，建立运动模型。代入数值得：F阻67.水平方向：物体所受合外力为零，FNF40 N一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6N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4N。解：撤去拉力后，物体受力如图(1)已知受力确定运动情况：【分析】：解决此类问题的基本思路是：怎样求物体所受的合力？怎样求物体所受的合力？(受力和运动过程)【效果评价】：解决此类问题的基本思路是：求：(1)物体运动的加速度大小；怎样求物体所受的合力？建构扩展：如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上

6、还能滑多远？(受力和运动过程)求：(1)物体运动的加速度大小；怎样建立坐标系求汽车所受的阻力？(1)确定研究对象，建立运动模型。(2)从运动情况确定受力：1.物体受哪些力？方向和大小如何？2.怎样求物体所受的合力？3.物体怎样运动？是匀变速运动吗?思考：第十页，共25页。答案：16.25 m第十一页，共25页。第十二页，共25页。二、两类动力学问题：(2)从运动情况确定受力：【分析】：解决此类问题的基本思路是：第十三页，共25页。例2.一个滑雪的人，质量m=75Kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=30o，在 t=5s的时间内滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括

7、摩擦和空气阻力）。首先，建立运动模型。第十四页，共25页。1.滑雪者共受到几个力的作用？这几个力各沿什么方向？它们之中哪个力是待求的？哪个力实际上是已知的？2.怎样求物体所受的合力？3.物体怎样运动？如何求加速度?其次，应当思考的问题：画出受力分析图合成或正交分解画出运动示意图注意：适当选取坐标系，使运动正好沿着一个坐标轴的方向。第十五页，共25页。解：根据运动学公式：xv0t at2 得：代入已知量得：a4m/s2 对人进行受力分析，建立坐标系，Gx=mgsin 根据牛顿第二定律Fma，得：GxF阻ma 即：F阻mgsinma 代入数值得：F阻67.5N即：滑雪人受到的阻力大小是67.5N。

8、方向沿山坡向上.12a2（xv0t）t2第十六页，共25页。力的合成与分解F合=m a运动学公式受力情况合力F合a运动情况加速度是联系”力”和”运动”的桥梁解题思路第十七页，共25页。怎样求物体所受的合力？mgFfma(1)确定研究对象，建立运动模型。求：(1)物体运动的加速度大小；代入已知量得：a4m/s2知道运动学的量又如何求力？代入数值得：F阻67.竖直方向：取向下为正方向，由牛顿第二定律得【分析】：解决此类问题的基本思路是：导出公式：v 2 vo 2=2ax2分钟时间独立完成导学案自主学习部分，最后组长负责组织组员互改和初步释疑(1min)求：(1)物体运动的加速度大小；知道运动学的量

9、又如何求力？物体怎样运动？如何求加速度?变式训练：2、如图所示，质量为2 kg的物体在40 N水平推力作用下，从静止开始1 s内沿竖直墙壁下滑3 m(g取10 m/s2)3分钟时间独立完成导学案例题1，最后组长负责组织组员互改和初步释疑(1min)GxF阻ma解：撤去拉力后，物体受力如图GxF阻ma物体受哪些力？方向和大小如何？解题步骤：(1)确定研究对象，建立运动模型。(2)分析受力情况和运动情况，画示意图。(受力和运动过程)(3)用牛顿第二定律或运动学公式 求加速度；(4)用运动学公式或牛顿第二定律 求所求量。第十八页，共25页。建构扩展：如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面

10、上还能滑多远？能力提升第1题生活处处有物理第十九页，共25页。思路图解：1.汽车受哪些力？哪些力是已知的？哪些力是未知的？画出受力分析图。3.怎样建立坐标系求汽车所受的阻力？2.汽车怎样运动？如何利用运动学公式求加速度？思考：建立运动模型。第二十页，共25页。第二十一页，共25页。答案：20 N第二十二页，共25页。变式训练：2、如图所示，质量为2 kg的物体在40 N水平推力作用下，从静止开始1 s内沿竖直墙壁下滑3 m(g取10 m/s2)求：(1)物体运动的加速度大小；(2)物体受到的摩擦力大小；(3)物体与墙间的动摩擦因数第二十三页，共25页。解析：解析：(1)(1)由由x x ata

11、t2 2，可得，可得a a6 m/s6 m/s2 2.(2)(2)分析物体受力情况如图所示，其中分析物体受力情况如图所示，其中F Ff f为物体所受摩擦力为物体所受摩擦力水平方向：物体所受合外力为零，水平方向：物体所受合外力为零，F FN NF F40 N40 N竖直方向：取向下为正方向，由牛顿第二定律得竖直方向：取向下为正方向，由牛顿第二定律得 mg mgF Ff fmama可得可得F Ff fmgmgmama8 N.8 N.(3)(3)物体与墙间的滑动摩擦力物体与墙间的滑动摩擦力F Ff fFFN N所以所以0.20.2答案：答案：(1)6 m/s2(1)6 m/s2(2)8 N(2)8 N(3)0.2(3)0.221第二十四页，共25页。本节内容总结两类动力学问题的解题思路和步骤：加速度a受力分析运动分析解题思路：解题步骤：牛顿第二定律运动学公式F=ma利用程序法解题的方法(1)确定研究对象，建立运动模型。(2)分析受力情况和运动情况，画示意图。(受力和运动过程)(3)用牛顿第二定律或运动学公式 求加速度；(4)用运动学公式或牛顿第二定律 求所求量。第二十五页，共25页。