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1、用牛顿定律解决问题（一）泰泰兴市第三高市第三高级中学高一物理中学高一物理备课组2021/8/9 星期一1例题例题1 一个静止在水平地面上的物体，质量是一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，在，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物。求物体在体在4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。z z问：问：l、本题研究对象是谁？它共受几个力的作、本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？z z 2、本题要求计算位
2、移和速度，而我们只会解、本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？动吗？依据是什么？z z 3、FN N和和G在竖直方向上，它们有什么关系？在竖直方向上，它们有什么关系？2021/8/9 星期一2例例2:一个滑雪的人质量是一个滑雪的人质量是 75 kg，以，以v02m/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，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）z z问：本题
3、属于那类力学问题？问：本题属于那类力学问题？z z人共受几个力的作用？各力方向如何？人共受几个力的作用？各力方向如何？z z它们之中哪个力是待求量？哪个力实际它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？待求力是谁？上是己知的？待求力是谁？z z物体所受的合力沿什么方向？物体所受的合力沿什么方向？2021/8/9 星期一3解：对人进行受力分析，建立坐标系，解：对人进行受力分析，建立坐标系，解：对人进行受力分析，建立坐标系，解：对人进行受力分析，建立坐标系，把重力进行正交分解得：把重力进行正交分解得：把重力进行正交分解得：把重力进行正交分解得：G G G Gx x x xmgsinmgsinmg
4、sinmgsin G G G Gy y y ymgcosmgcosmgcosmgcos 根据运动学规律：根据运动学规律：根据运动学规律：根据运动学规律：x x x xv v v v0 0 0 0t t t t at at at at2 2 2 2 得：得：得：得：代入已知量的数值得：代入已知量的数值得：代入已知量的数值得：代入已知量的数值得：a a a a4m/s4m/s4m/s4m/s2 2 2 2 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F F F Fmamamama，即，即，即，即G G G Gx x x xF F F F阻阻阻阻mamamama得：得：得：得：F
5、 F F F阻阻阻阻G G G Gx x x xmamamamamgsinmgsinmgsinmgsinmamamama 代入数值得：代入数值得：代入数值得：代入数值得：F F F F阻阻阻阻67.5N67.5N67.5N67.5N即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是67.5N67.5N67.5N67.5N。12a a2（xv0t）t22021/8/9 星期一4对比对比z z相同之处相同之处相同之处相同之处：都要进行受力分析、状态分析；都要进行受力分析、状态分析；都要进行受力分析、状态分析；都要进行受力分析、状态分析；都要应用牛顿第二定律和运
6、动学规律都要应用牛顿第二定律和运动学规律都要应用牛顿第二定律和运动学规律都要应用牛顿第二定律和运动学规律z z不同之处：不同之处：不同之处：不同之处：例题例题例题例题1 1 1 1先根据受力情况确定合外力，后根先根据受力情况确定合外力，后根先根据受力情况确定合外力，后根先根据受力情况确定合外力，后根据牛顿定律确定加速度，从而确定运动情况；据牛顿定律确定加速度，从而确定运动情况；据牛顿定律确定加速度，从而确定运动情况；据牛顿定律确定加速度，从而确定运动情况；例题例题例题例题2 2 2 2是根据运动情况确定加速度，后根是根据运动情况确定加速度，后根是根据运动情况确定加速度，后根是根据运动情况确定加
7、速度，后根据牛顿定律确定合外力，从而确定受力情况。据牛顿定律确定合外力，从而确定受力情况。据牛顿定律确定合外力，从而确定受力情况。据牛顿定律确定合外力，从而确定受力情况。2021/8/9 星期一5两类问题两类问题z z1.1.已知物体的受力情况，确定物体的运已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；动情况；z z2.2.已知物体的运动情况，确定物体的受已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。力情况。2021/8/9 星期一6图表图表受力情况F1、F2运动情况v0、sF合a力的合成与分解牛顿第二定律运动学公式2021/8/9 星期一7小结小结z zl、两题都需画受力图，都要利用牛顿第、两题都需画受
8、力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤。不同之处是例的解题步骤。不同之处是例1先用牛顿第先用牛顿第二定律求加速度，而例二定律求加速度，而例2先用运动学公式先用运动学公式求加速度。求加速度。z z2、例、例2中物体受力方向较为复杂，建立中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用平面直角坐标系后，就可以用G1 1和和G2 2代代替替G，使解题方便。，使解题方便。2021/8/9 星期一8z z一斜面一斜面一斜面一斜面ABAB长为长为长为长为10 10,倾角为倾角为倾角为倾角为,一质量为一质量为一质量为一质量为kgkg的小物的小
9、物的小物的小物体体体体(大小不计大小不计大小不计大小不计)从斜面顶端从斜面顶端从斜面顶端从斜面顶端A A点由静止开始下滑点由静止开始下滑点由静止开始下滑点由静止开始下滑,如图所示如图所示如图所示如图所示(取取取取10 m/s2)10 m/s2)(1)若斜面与物体间的动摩擦因若斜面与物体间的动摩擦因数为数为0.5,求小物体下滑到斜面底端求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间点时的速度及所用时间.(2)若给小物体一个沿斜面向下若给小物体一个沿斜面向下的初速度的初速度,恰能沿斜面匀速下滑恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数则小物体与斜面间的动摩擦因数是多少是多少?图图2q=30 o
10、ABm2021/8/9 星期一9AG(1)、以小物体为研究对象、以小物体为研究对象,其受力情况如图所示其受力情况如图所示.建立直角坐标系建立直角坐标系.小物体沿斜面即小物体沿斜面即轴方向加轴方向加速运动速运动,设加速度为设加速度为ax,则则ax,物体在轴方向没有发物体在轴方向没有发生位移生位移,没有加速度则没有加速度则ay.解析：解析：q=30 oBmFNxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=yNyxxmaGFFmaFGF=-=-=12m mq qq qm mcossinmgFmaFmgN=-由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：解解析析把重力把重力沿沿轴和轴和轴方向分解：轴方向分
11、解：2021/8/9 星期一10q=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=又又所以：所以：NFFm mm m=设小物体下滑到斜面底端时的速度为设小物体下滑到斜面底端时的速度为,所用时间为所用时间为,小物体由静小物体由静止开始匀加速下滑止开始匀加速下滑,则：则：由由)cos(sing-=q qm mq q52/30cos.030(sin10sm =)-2/67.0sm=cossinmmgmga-=q qm mq qasvvt2202+=atvvt+=0由由smsmasv/7.3/1067.022=ssavt5.567.07.3=得得得得解解析析2021/8/9
12、星期一11(2)小物体沿斜面匀速下滑时小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态处于平衡状态,其加速度其加速度，则在图示的直角坐标系中。则在图示的直角坐标系中。NFFm mm m=所以所以又又所以所以,小物体与斜面间的动摩擦因数小物体与斜面间的动摩擦因数58.030tantan=q qm mm mNFFq qq qm mcossinmgFmgFN=0012=-=-=yNyxxmaGFFmaFGFm mq=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=由牛顿第二定律由牛顿第二定律得：得：解解析析2021/8/9 星期一12若给物体一定的初速度若给物体一定的初速度当当tg时时,
13、物体沿斜面匀速下滑；物体沿斜面匀速下滑；当当tg（mgcosmgsin）时）时,物体沿斜面减速下滑；物体沿斜面减速下滑；当当tg（mgcosmgsin）时）时,物体沿斜面加速下滑物体沿斜面加速下滑.q=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=小小结结2021/8/9 星期一13例例3、如图所示，质量、如图所示，质量m=4kg的物体；静止于水平面上，它的物体；静止于水平面上，它受到一个水平拉力为受到一个水平拉力为F=10N的作用，拉力作用一段时间的作用，拉力作用一段时间t后撤后撤去，物体继续滑行到达去，物体继续滑行到达B点速度恰好为零，已知点速度恰好为零，已知AB
14、两点距离两点距离为为S=10m，物体与水平面间动摩擦因数，物体与水平面间动摩擦因数0.2，求拉力，求拉力F作用作用的时间的时间t是多少？是多少？2021/8/9 星期一14A.N=masin B.B.N=m(g+asin)C.C.f=mgD.f=macos例例4、如图、如图3所示所示,质量为质量为m的人站在自动扶梯上的人站在自动扶梯上,人鞋与梯的动摩擦因数为人鞋与梯的动摩擦因数为.扶梯倾角为扶梯倾角为,若人随若人随扶梯一起以加速度扶梯一起以加速度a向上运动向上运动.梯对人的支持力梯对人的支持力N和和摩擦力摩擦力f分别为（分别为（）BD2021/8/9 星期一15例例5、如图所示，小车内的地面是
15、光滑的，左如图所示，小车内的地面是光滑的，左下角放一个均匀小球，右壁上挂一个相同的球，下角放一个均匀小球，右壁上挂一个相同的球，两个球的质量均为两个球的质量均为4 kg，悬挂线与右壁成，悬挂线与右壁成37角，角，小车向右加速前进求：当右壁对小车向右加速前进求：当右壁对A球的压力球的压力为零时，左壁对为零时，左壁对B球的压力为多大？（球的压力为多大？（g取取10 m/s2）2021/8/9 星期一16例例6、如图所示的传递带装置，、如图所示的传递带装置，A、B两皮带轮的两皮带轮的轮心间距离为轮心间距离为1.5m，皮带以速度，皮带以速度2m/s作匀速运动，作匀速运动，现将一小物体现将一小物体C轻轻
16、放到传送带的轻轻放到传送带的A端，已知物体端，已知物体与传送带间的动摩擦因数为与传送带间的动摩擦因数为0.2，那么需要多长时，那么需要多长时间物体间物体C才能到达才能到达B端。端。2021/8/9 星期一17z z1 1、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加、一个物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力一向东的恒力一向东的恒力一向东的恒力F F，历时，历时，历时，历时1 1秒，随即把此力改变为向西，大小不秒，随即把此力改变为向西，大小不秒，随即把此力改变为向西，大小不
17、秒，随即把此力改变为向西，大小不变，历时变，历时变，历时变，历时1 1秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时秒钟，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1 1秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时秒钟，如此反复只改变力的方向，共历时1 1分钟，在此分钟，在此分钟，在此分钟，在此1 1分钟分钟分钟分钟内内内内z zA A物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而
18、向西运动，在1 1分钟末静止于初分钟末静止于初分钟末静止于初分钟末静止于初始位置之东始位置之东始位置之东始位置之东z zB B物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而向西运动，在1 1分钟末静止于初分钟末静止于初分钟末静止于初分钟末静止于初始位置始位置始位置始位置z zC C物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而向西运动，在物体时而向东运动，时而向西运动，在1 1分钟末继续向东分钟末继续向东分钟末继续向东分钟末继续向东运动运动运动运动z zD D物体一直向东运
19、动，从不向西运动，在物体一直向东运动，从不向西运动，在物体一直向东运动，从不向西运动，在物体一直向东运动，从不向西运动，在1 1分钟末静止于初分钟末静止于初分钟末静止于初分钟末静止于初始位置之东始位置之东始位置之东始位置之东巩固练习巩固练习:2021/8/9 星期一18z z根据两个练习的解题过程，以及我们对应用牛根据两个练习的解题过程，以及我们对应用牛根据两个练习的解题过程，以及我们对应用牛根据两个练习的解题过程，以及我们对应用牛顿运动定律解题方法的分析，请同学们总结出顿运动定律解题方法的分析，请同学们总结出顿运动定律解题方法的分析，请同学们总结出顿运动定律解题方法的分析，请同学们总结出应用
20、牛顿定律解决问题的一般步骤。应用牛顿定律解决问题的一般步骤。应用牛顿定律解决问题的一般步骤。应用牛顿定律解决问题的一般步骤。z z1.1.确定研究对象。确定研究对象。确定研究对象。确定研究对象。z z2.2.对研究对象进行受力分析与状态分析，建立对研究对象进行受力分析与状态分析，建立对研究对象进行受力分析与状态分析，建立对研究对象进行受力分析与状态分析，建立正确的物理情景。正确的物理情景。正确的物理情景。正确的物理情景。z z3.3.选取正方向，建立坐标系，根据牛顿定律列选取正方向，建立坐标系，根据牛顿定律列选取正方向，建立坐标系，根据牛顿定律列选取正方向，建立坐标系，根据牛顿定律列方程。方程。方程。方程。z z4.4.解方程，求结果，讨论结果的合理性。解方程，求结果，讨论结果的合理性。解方程，求结果，讨论结果的合理性。解方程，求结果，讨论结果的合理性。2021/8/9 星期一19作业:z z1、课后完成课本、课后完成课本91页页“问题与练习问题与练习”中中的习题。的习题。z z2、课后你能否用图表的形式具体总结一、课后你能否用图表的形式具体总结一下两种动力学题目的基本解题思路？下两种动力学题目的基本解题思路？z z完成补偿训练、课课练完成补偿训练、课课练page:119-1222021/8/9 星期一202021/8/9 星期一212021/8/9 星期一22