山东省冠县武训高级中学2012-2013学年高一上学期物理46《用牛顿定律解决问题(一)》课件人教版_图文

4.6用牛顿定律解决问题(一)
F ? ma
1 2 x ? v 0 t ? at 2

v ? v0 ? at

温故知新
一、匀变速直线运动规律
速度公式 :v = vo+at
1 2 位移公式: x ? v0 t ? at 2
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导出公式:v 2- vo 2 =2ax

二、牛顿第一定律告诉我们:
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不受力 物 体 受 力

静止或匀速直线运动 a=0 静止或匀速直线运动 a=0 运动状态发生改变 a≠0

F合 =0

F合 ≠0

三、牛顿第二定律 F = ma

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联系运动学和力学的桥梁

四、牛顿第三定律
F = -F`
提供受力分析的方法

动力学分析
a

运动情况

第一类

受力情况

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第二类

一、从受力确定运动情况
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。

受力分析

解:物体受力如图

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F支

由图知:F合=F-f=ma

f
O

F

a=
4s末的速度

F ? f 6?4 2 ? ? 1m / s m 2

G

v ? v0 ? at ? 0 ? 1? 4 ? 4m / s
1 2 1 2 s ? v0t ? at ? ?1? 4 ? 8m 2 2

4s内的位移

二、从运动情况确定受力 例5.一个滑雪的人,质量m = 70Kg, 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 = 4s 的时间内滑下的路程x = 40m,求 滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空 气阻力)。

分析:已知物体做加速运动,
由动力学公式求取加速度,在据 牛二律求合力,最后受力分析

F支 G

f

解:由x=v0t+ ?*at2 得:a=4m/s2 由F合=ma,得:mgsinθ -f=ma f=mgsinθ -ma f=(70*10*1/2-70*4) N =70N 即:滑雪人受到的阻力是70N。

开始

总 结

输入研究对象




知道物体运动情况
是 v=v0+at x=v0t+1/2at2

知道物体受力情况


a=F合/m

求a
F合=ma

v=v0+at x=v0t+1/2at2 输出v,x

输出力

结束

知识拓展提升例1
阅读教材77页科学漫步材料,完成下面的问题

在水平地面上有两个彼此接触的物体A和B, 他们的质量分别为m1和m2,与地面间的动 摩擦因数均为 ? ,若用水平推力F作用于 物体A,使A、B一起向前运动,如图所示, 求两物体间的相互作用力为多大?
F

A

B

分析:
把A、B作为一个 整体,做受力分析 可求得他们的加速 度a
FN’ F2f F1 Ff

FN F

(m1+m2)g

单独对B做受力分 析,可求B的合力, 即能得到所求F1。

m 2g

解:对整体运用牛顿顿第二定律
可得: F ? ?(m1 ? m2 ) g ? (m1 ? m2 )a 所以
F a? ? ?g m1 ? m2


根据B的受力情况,由牛顿第二定律

可得: F1 ? F2 f ? m2a
则A、B间的作用力为:
m2 F F1 ? m1 ? m2



知识拓展提升例2
在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动.如 图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点 由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿 水平滑道再滑行一段距离到C点停下来, 斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,滑 板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5, 不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,斜 坡倾角θ=37°.(sin37°=0.6,cos37°= 0.8)

?

?

(1)若人和滑块的总质量为m=60kg,求人 在斜坡上下滑时的加速度大小. (2)若由于受到场地的限制,A点到C点的 水平距离为S=50m,为确保人身安全,假 如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时, 对高度h应有怎样的要求?

y
FN
f

?
G

x

X方向: mgsinθ-f=F合 Y方向:
FN = mgcosθ

?

?

? ? ? ?

解析: (1)在斜坡上下滑时,由牛顿第二定律 得: mgsinθ-Ff=ma ① FN-mgcosθ=0 ② Ff=μFN ③ 解①②③得: a=gsinθ-μgcosθ=2m/s2

(2)设斜坡倾角为 θ,斜坡的最大高度为 h,滑至底端时 的速度为 v,由运动学公式可知: h v =2a ④ sinθ
2

沿 BC 段前进时的加速度 a′=μmg/m=μg⑤ 沿 BC 段滑行的距离 L=v2/2a′⑥ 为确保安全要求,则 L+hcotθ≤x⑦ 联立④⑤⑥⑦解得 h≤25m,故斜坡的高度不能超过 25m.

作业
一、《创新课堂》《 课后作业》 三、教材87页练习3 坐在作业本上


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