《用牛顿运动定律解决问题(一)》ppt课件PPT格式课件下载.ppt

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内发生的位移。

解：

物体的受力如图所示：

4s内的位移内的位移FNGfa（正）（正）由图知：

由图知：

F合合=F-f=6.4N-4.2N=2.2N由牛顿第二定律：

由牛顿第二定律：

F=ma4s末的速度末的速度由运动学公式：

由运动学公式：

例例2:

一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m=75kg，以，以V0=2m/s的初的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角=300，在，在t=5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻，求滑雪人受到的阻力力（包括滑动摩擦力和空气阻力，包括滑动摩擦力和空气阻力，g=10m/s2）。

对人进行受力分析画受力图，如下解：

对人进行受力分析画受力图，如下因为：

因为：

V0=2m/s，x=60m，t=5s取沿钭面向下方向为正取沿钭面向下方向为正G2G1mgNf则：

根据运动学公式：

则：

求得求得a=4m/s2再由牛顿第二定律可得：

再由牛顿第二定律可得：

例例33：

质量为质量为100t100t的机车从停车场出发，经的机车从停车场出发，经225m225m后，后，速度达到速度达到54km/h54km/h，此时，司机关闭发动机，让机车进，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶站，机车又行驶125m125m才停止在站上。

设运动阻力不变，才停止在站上。

设运动阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力。

求机车关闭发动机前所受到的牵引力。

机车的运动情况和受力情况如图所示解：

机车的运动情况和受力情况如图所示加速阶段：

加速阶段：

v0=0,vt=54km/h=15m/s,s1=225mS1=225mV0=0S2=125mV1=15m/sV3=0FNGfGNfa（正正）加速运动加速运动a减速运动减速运动V（正正）由运动学公式：

由牛顿第二定律得：

减速阶段：

以运动方向为正方向以运动方向为正方向v2=54km/h=15m/s，s2=125m，v3=0故故由牛顿第二定律得：

-f=ma2故阻力大小故阻力大小f=-maf=-ma22=-10=-1055（-0.9）N=9（-0.9）N=9101044NN因此牵引力因此牵引力F=f+ma1=（9104+5104）N=1.4105N例4：

如图4所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L8m、倾角37的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下.人与接触面间的动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力，取g10m/s2，sin370.6，cos370.8，求：

图4

（1）人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；

（2）人在离C点多远处停下？

解析人在斜坡上下滑时，受力分析如图所示.设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mgsinFfmaFfFN垂直于斜坡方向有FNmgcos0联立以上各式得agsingcos4m/s2t2s答案2s解析人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用.设在水平面上人减速运动的加速度为a，由牛顿第二定律得-mgma设人到达C处的速度为v，则由匀变速直线运动规律得人在斜面上下滑的过程：

v22aL人在水平面上滑行时：

0v22ax联立以上各式解得x12.8m答案12.8m【例例1】一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角=30，滑雪板，滑雪板与雪地的动摩擦因数是与雪地的动摩擦因数是0.04，求，求5s内滑下来的路程和内滑下来的路程和5s末的速度大小。

末的速度大小。

（取（取g=10m/s2）

【答案答案】58m23.3m/s【解析解析】以滑雪人为研究对象，受力情况如图以滑雪人为研究对象，受力情况如图4-6-1所示。

所示。

研究对象的运动状态为：

垂直于山坡方向处于平衡，沿山坡方向做匀加速研究对象的运动状态为：

垂直于山坡方向处于平衡，沿山坡方向做匀加速直线运动。

直线运动。

将重力将重力mg分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向的分力，据牛顿第二定律分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向的分力，据牛顿第二定律列方程：

列方程：

FN-mgcos=0mgsin-F=ma又因为又因为F=FN由由可得可得:

a=g（sin-cos）故故x=1/2at2=1/2g（sin-cos）t2=1/210（1/2-0.04）52m58mv=at=10（1/2-0.04）5m/s=23.3m/s。

图图4-6-14-6-1【评析评析】这是一个典型的已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题，解这是一个典型的已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题，解据据F=ma决此类问题的基本思路是：

根据受力分析决此类问题的基本思路是：

根据受力分析确定合力确定合力确定加速度确定加速度据运动学公式据运动学公式a确定运动情况。

确定运动情况。

变式训练：

一质点从距离光滑的斜面底端变式训练：

一质点从距离光滑的斜面底端10m处以速度处以速度v0=10m/s沿着斜面上滑，已沿着斜面上滑，已知斜面的倾角知斜面的倾角=30，求质点滑到斜面底端，求质点滑到斜面底端所用的时间。

所用的时间。

【答案】4.83s

（1）从运动情况确定受力的基本思路）从运动情况确定受力的基本思路运动学公式运动学公式受力情况受力情况说明：

说明：

求解动力学的两类问题，其中，受力分析是基础，牛顿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，加速度是桥梁第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。

（2）从运动情况确定受力的解题步骤）从运动情况确定受力的解题步骤确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，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；

并画出物体的受力示意图；

选择合适的运动学公式，求出物体的加速度；

根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力；

根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。

运动情况运动情况加速度加速度a运动情况运动情况如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的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。

加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力。

学点学点2从运动情况确定受力从运动情况确定受力【例例2】如图如图4-6-2所示，一位滑雪者如果以所示，一位滑雪者如果以v020m/s的初的初速度沿直线冲上一倾角为速度沿直线冲上一倾角为30的山坡，从冲坡开始计的山坡，从冲坡开始计时，至时，至3.8s末，雪橇速度变为零。

末，雪橇速度变为零。

如果雪橇与人的质如果雪橇与人的质量共为量共为m=80kg，求滑雪人受到的阻力是多少？

（取，求滑雪人受到的阻力是多少？

（取g=10m/s2）

【答案答案】20.8N，沿斜面向下，沿斜面向下图图4-6-2【评析评析】这是典型地根据这是典型地根据运动情况确定受力情况的运动情况确定受力情况的问题。

对于这一类问题关问题。

对于这一类问题关键是理清基本的解题思路，键是理清基本的解题思路，做好受力分析，把握好加做好受力分析，把握好加速度速度a这一桥梁。

这一桥梁。

【解析解析】如图如图4-6-3所示，建立坐标系，以所示，建立坐标系，以v0方向为方向为x轴的轴的正方向，并将重力进行分解。

正方向，并将重力进行分解。

G1=Gsin30G2=Gcos30在在x方向上，方向上，为物体受到的阻力大小；

在为物体受到的阻力大小；

在y方向上，方向上，因为物体的运动状态没有变化，所以重力的一个分力因为物体的运动状态没有变化，所以重力的一个分力等于斜坡的支持力等于斜坡的支持力FN。

FN沿沿x方向可建立方程方向可建立方程-F3-G1=ma又因为又因为a=（v1-v0）/t所以所以a=（0-20）/3.8m/s2-5.26m/s2。

其中其中“”号表示加速度方向与号表示加速度方向与x轴正方向相反。

轴正方向相反。

又因为又因为G1=mgsin30所以所以F3=1012N-80（-5.26）N=-400N+420.8N=20.8N，方向沿斜面向下。

，方向沿斜面向下。

图图4-6-3变式训练：

质量变式训练：

质量m=1.5kg的物块（可视为质点），在水的物块（可视为质点），在水平恒力平恒力F作用下，从水平面上作用下，从水平面上点由静止开始运动，运点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=2.0s后停在后停在B点点,已知已知A、B两点间的距离两点间的距离s=5.0m，物块与水平面间的动，物块与水平面间的动摩擦因数摩擦因数=0.20，求恒力，求恒力F的大小。

（取的大小。

（取g=10m/s2）

【答案】15N（3）连接体问题连接体问题利用牛顿第二定律处理连接体问题时常用的方法是整体利用牛顿第二定律处理连接体问题时常用的方法是整体法与隔离法。

法与隔离法。

整体法：

当系统中各物体的加速度相同时，我们可以当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力物体的质量之和，当整体受到的外力F已知时，可用牛顿第已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度，这种处理问题的思维方法叫做整二定律求出整体的加速度，这种处理问题的思维方法叫做整体法。

体法。

隔离法：

从研究的方便出发，当求系统内物体间相互从研究的方便出发，当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中作用的内力时，常把某个物体从系统中“隔离隔离”出来，进行出来，进行受力分析，依据牛顿第二定律列方程，这种处理连接体问题受力分析，依据牛顿第二定律列方程，这种处理连接体问题的思维方法叫做隔离法。

的思维方法叫做隔离法。

处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般的思路是先用其中一种方法求加速度，再用另一种用，一般的思路是先用其中一种方法求加速度，再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合外力方法求物体间的作用力或系统所受合外力.如图如图-6-5所示，光滑水平面上并排放置着所示，光滑水平面上并排放置着A、B两个物体，两个物体，mA=5kg，mB=3kg，用，用F=16N的的水平外力推动这两个物体，使它们共同做匀加水平外力推动这两个物体，使它们共同做匀加速直线运动，求速直线运动，求A、B间弹力的大小。

间弹力的大小。

【答案答案】6N图图4-6-54-6-5【例【例3】如图】如图4-6-4所示所示,光滑水平面上放置质量光滑水平面上放置质量分别为分别为m、2m的的A、B两个物体，两个物体，A、B间间的最大静摩擦力为的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力，现用水平拉力F拉拉B，使，使AB以同一加速度运