【全程复习方略】2013-2014学年高中物理（人教版）必修一多媒体教学课件：46 用牛顿运动定律解决问题（一）（课件+视频素材，2份）

6 用牛顿运动定律解决问题（一） 卫星发射时在几百秒内就要把卫星的速度增加到几千米每秒，在太空运动时可达7km/s，科学家是如何做到精确定位并加以控制的呢？ 1.能运用牛顿运动定律解答一般的动力学问题。（重点） 2.理解运用牛顿运动定律解题的基本方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况的分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。 3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法，比如建立恰当的坐标系进行解题等。 牛顿运动定律知识结构 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 当物体不受外力或合外力为零时总保持静止或匀速直线运动状态。 物体的加速度与合外力成正比，与物体的质量成反比。 两个物体间的作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,F=－F＇。 牛顿运动定律 力 物体的运动 牛顿运动定律确立了力和运动的关系 受力分析 F合 F合=ma a 运动情况 1.由左向右是已知力求运动状态，可将v、a、x、t中任何一个物理量作为未知量求解。 2.由右向左是已知运动求受力情况，可将F、a、m中任何一个物理量作为未知量求解。 用牛顿运动定律解决两类问题 问题1：已知物体的受力情况　 据F合=ma 求得a 据 可求得x、v0、vt、t。 问题2：已知物体的运动情况 求a 据F合=ma求得物体的受力情况。 据 第一类：由受力情况求运动情况 解题步骤： 1.确定研究对象，并对物体进行受力分析，画出物体的受力图，弄清题目的物理情景； 2.求出合力； 3.利用牛顿第二定律求出物体的加速度； 4.利用运动学公式确定物体的运动情况。 【典例1】一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N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4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移? 问题： 1.物体的受力情况如何？ 2.物体所受的合力如何？ 解析：竖直方向：合力为零，加速度为零。 水平方向：大小：F合=F－ F1 ，方向与拉力F方向相同。 F FN F1 mg O 3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？ 4.如何求加速度？ 借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。 5.本题的解题思路如何？ 先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。 vo=O t=4s vt=? x=? 【典例2】大雪过后某城市的街道出现了严重的堵车情况，有些地方甚至发生了交通事故，调查发现主要是因为大雪覆盖路面后，被车轮挤压部分融化为水，在严寒的天气下，又马上结成了冰。汽车在光滑的冰面上行驶，刹车后难以停下。据测定，汽车橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数是0.7，与冰面间的动摩擦因数只有0.1。没有安装防抱死(ABS)系统的普通汽车在规定的速度下急刹车后，车轮立即停止转动。在普通的水平路面上滑行14m才能停下，那么汽车以同样速度在结了冰的水平路面上行驶，急刹车后滑行的距离是多少呢？ 【解题指导】这是一个已知受力情况求运动距离问题。以汽车为研究对象，汽车制动后沿水平方向滑行，共受到三个力作用：重力，方向竖直向下；支持力，方向竖直向上；摩擦力，方向与车行进的方向相反。汽车在水平方向做匀减速运动，遵循牛顿第二定律，在竖直方向上处于平衡状态。求出加速度，利用题目的已知条件和运动学公式就可以求出滑行距离x的表达式，运用比例法就能求出最终结果。 解析：由牛顿运动定律可得f=ma 由平衡条件知N=G 又因为 所以 由运动学公式 知 刹车位移 由题意可知，两种情况下刹车时只有动摩擦因数 不同，所以有 第二类 由运动情况确定受力 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就可以确定物体所受的力。 (1)从运动情况确定受力的基本思路 运动学公式 受力情况 说明：求解动力学的两类问题，其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。 运动情况 加速度a 运动情况 (2)从运动情况确定受力的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图； 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，求出物体所受的合力； ④根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。 【典例3】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θ=30o，在t=5s的时间内滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。 【解题指导】已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。 分析： 第一步求a 因为v0=2m/s， x=60m，t