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1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律6.6.用牛顿定律解决问题（一）用牛顿定律解决问题（一）x=v0t+at2/2F合合=maaV t=v0+atvt2-v02=2ax 应用牛顿定律解题可分为两类基本问题应用牛顿定律解题可分为两类基本问题1.已知已知受力受力情况求解情况求解运动运动情况；情况；2.已知已知运动运动情况求解情况求解受力受力情况。情况。例例1.1.一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg2kg，在，在6.4N6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面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间的滑动摩擦力为4.2N
2、4.2N。求物体。求物体4s4s末的速度和末的速度和4s4s内发生内发生的位移。的位移。(g(g取取9.8m/s9.8m/s2 2)GFFNFf问题：问题：2.物体的运动是否为匀变速运动？物体的运动是否为匀变速运动？1.物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？3.本题的解题思路如何？本题的解题思路如何？受力受力:G FN F Ff物体做初速度为物体做初速度为0 0的匀加速直线运动的匀加速直线运动先用先用F=ma求出加速度求出加速度,再用运动学公式求解未知量。再用运动学公式求解未知量。一一.已知已知受力受力情况求解情况求解运动运动情况情况解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律 F F合合=F=
3、Ff=maf=ma a=a=4s4s末的速度末的速度 4s4s内的位移内的位移GFFNf讨论：讨论：已知受力情况求解运动情况的解题步骤：已知受力情况求解运动情况的解题步骤：(1).(1).确定研究对象确定研究对象(2).(2).受力分析和运动情况分析受力分析和运动情况分析(3).(3).根据根据F=m aF=m a求求a a(4).(4).根据运动学公式求物体的运动学量根据运动学公式求物体的运动学量课堂练习课堂练习 物体沿光滑斜面从顶端由静止开始向下滑动物体沿光滑斜面从顶端由静止开始向下滑动.斜斜面的倾角为面的倾角为30300 0,高为高为h.h.求滑到斜面底端的速度大求滑到斜面底端的速度大小
4、？小？300GFNG1G2解：根据牛顿运动定律解：根据牛顿运动定律 G G1 1=mgsin30=mgsin300 0=ma=ma 解得解得a=g/2a=g/2斜面的长度为斜面的长度为x=h/sin30 x=h/sin300 0=2h=2h由公式由公式v vt t2 2=2ax=2ax解得解得v vt t =例例2.一个滑雪的人一个滑雪的人,质量质量m75kg,以以V02m/s的初速的初速度沿山坡匀加速滑下度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角山坡的倾角30,在在t5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程x60m,求滑雪人受到的阻力求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力包括摩擦和空气阻力).(g(g取
5、取9.8m/s9.8m/s2 2)FNF阻G1G2G二二.已知已知运动运动情况求解情况求解受力受力情况情况问题：问题：3.物体处于什么运动状态？物体处于什么运动状态？2.物体受力如何？物体受力如何？4.本题的解题思路如何？本题的解题思路如何？1.1.研究对象是什研究对象是什么么？研究：滑雪人研究：滑雪人受力：受力：G G、F FN N F F阻阻运动情况：匀加速直线运动运动情况：匀加速直线运动先用运动学公式求先用运动学公式求a,a,再用再用F=maF=ma求力求力解：将重力沿斜面和垂直斜面方向分解解：将重力沿斜面和垂直斜面方向分解 G G1 1=mgsinmgsin G G2 2=mgcosm
6、gcos由运动学公式由运动学公式X X=V=V0 0t+a tt+a t2 2/2/2解得解得a=(2 x-2 v0 t)/t2=4m/s2根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律G G1 1-F-F阻阻=ma=ma解得解得F F阻阻=mgsinmgsin-ma=67.5N-ma=67.5NFNF阻G1GG2讨论：讨论：已知运动情况求受力情况的解题步骤：已知运动情况求受力情况的解题步骤：(1).(1).确定研究对象确定研究对象(2).(2).受力分析和运动情况分析受力分析和运动情况分析(3).(3).根据运动学公式求根据运动学公式求a a(4).(4).根据根据F=m aF=m a求力求力课堂练习课堂
7、练习(1)(1)上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大雪面间动摩擦因数多大?解解:根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律 F Ff f=F FN N mgsinmgsin F Ff f=ma=ma F FN N=mgcosmgcos 其中：其中：a=4m/sa=4m/s2 2 F Ff f=67.5N=67.5N解得：解得：=F=Ff f/mgmgcoscos=0.11=0.11(2)(2)如果坡长只有如果坡长只有60m60m，下端是水平雪面，滑雪者在水，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？平面上还能滑多远？解解:根据牛顿第二定律根据
8、牛顿第二定律 F Ff f=N N F Ff f=-ma=-ma水水 N=m g N=m g 解得：解得：a a水水=0.11m/s=0.11m/s2 2 根据根据v vt t2 2-v-v0 02 2=2ax=2ax得人在水平雪面上位移得人在水平雪面上位移解得x水=v2/2a=484/(20.11)=233m0.11)=233mGFfFN滑雪者滑到斜面底端的速度滑雪者滑到斜面底端的速度v=vv=v0 0+at=2+4+at=2+45=22m/s5=22m/s(3)(3)如果下坡后立即滑上一个如果下坡后立即滑上一个3030的斜坡的斜坡 ,请问滑请问滑雪者最高能上升多高？雪者最高能上升多高？人人
9、FfGNxY解:受力分析如图所示 -(m g sin +Ff)=ma2 Ff=FN FN=m g c o s 解得滑上另外一个斜面的加速度 a2=-(g c o s+g sin )=-5.83m/s2由0-vt2=2a2x2得能上升的最大高度为x2=-vt2/2a2=41m课堂小结课堂小结一一.已知已知受力受力受力受力情况求解情况求解运动运动运动运动情况情况二二.已知运动情况求解受力情况已知运动情况求解受力情况(1).(1).确定研究对象确定研究对象(2).(2).受力分析和运动情况分析受力分析和运动情况分析(3).(3).根据运动学公式求根据运动学公式求a a(4).(4).根据根据F=m
10、aF=m a求力求力(1).(1).确定研究对象确定研究对象(2).(2).受力分析和运动情况分析受力分析和运动情况分析(3).(3).根据根据F=m aF=m a求求a a(4).(4).根据运动学公式求运动学量根据运动学公式求运动学量解题步骤解题步骤解题步骤解题步骤 我国我国“长二捆长二捆”火箭在西昌卫星发射中心起飞时，总火箭在西昌卫星发射中心起飞时，总质量为质量为4.64.6105kg105kg ，起飞推力，起飞推力6.06.0106N106N，求起飞后，求起飞后5s5s火火箭上升的速度和距地面的高度（不计空气阻力）箭上升的速度和距地面的高度（不计空气阻力）.5t/sF/N42400-20610121.1.质量为质量为1kg1kg的物体静止在水平地面上，物体与的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为地面间的动摩擦因数为0.20.2。作用在物体上的水。作用在物体上的水平拉力平拉力F F与时间与时间t t的关系如图所示。求物体在前的关系如图所示。求物体在前1212秒内的位移？（秒内的位移？（g g取取10m/s10m/s2 2）100m