课时用牛顿运动定律解决问题.ppt
第四章牛顿运动定律第六课时用牛顿运动定律解决问题(一),栏目链接,飞船真听话！这是飞船从发射到回收的整个过程的示意图科学工作者在地面上根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的位置和速度这是“牛顿在控制它的飞行路线”这是真的吗？,栏目链接,栏目链接,栏目链接,1.知道应用牛顿第二定律解答的两类主要问题.2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法.,栏目链接,栏目链接,要点1 已知物体的受力情况求物体的运动情况,1牛顿第二定律确立了_和_的关系使我们能把物体运动情况与_联系起来2牛顿第二定律表达式：_.,运动,力,受力的情况,Fma,知 识清 单,栏目链接,3在力和运动的题目中，有两类基本问题：一类是已知物体的受力情况，确定物体的_；另一类是已知物体的_，确定物体的受力情况，_是联系物体受力情况和运动情况的桥梁4已知物体受力情况确定运动情况在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的运动速度和位移求解此类题的思路是：分析_牛顿第二定律F合ma求出_用_求运动未知量确定_,运动情况,运动情况,加速度,受力情况,知 识清 单,加速度,运动学公式,运动情况,栏目链接,在某城市的一条道路上，规定车辆行驶速度不得超过30 km/h.在一次交通事故中，肇事车是一辆卡车，交通警察量得这辆卡车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长度，再根据汽车轮胎与路面的动摩擦系数，就可判断该车是否超速你知道交通警察如何判断的吗？,应 用思 考,栏目链接,综 合拓 展,1受力分析的几点说明(1)在受力分析时，只分析物体受力，不分析物体的施力(2)每分析一个力，应该可以找出该力的施力物体和该力对物体产生的效果，否则，该力的存在就值得考虑，比如不要误认为物体在运动方向上一定受到力的作用(3)为使问题简化，常忽略某些次要的力，如物体在空中下落，忽略了空气阻力，轻杆、轻绳、轻滑轮等轻质物体的重力一般情况下不用考虑,栏目链接,综 合拓 展,(4)受力分析时，有时还需结合物体的运动状态(5)分析弹力和摩擦力时，应抓住它们必须接触的特点进行分析绕对象一周，找出接触点(面)，再根据它们的产生条件，分析研究对象受到的弹力和摩擦力2由物体受力情况求解运动情况的一般步骤是：(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受力图(2)根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小、方向)或对力进行正交分解(物体受两个以上的力作用时一般用正交分解法),栏目链接,综 合拓 展,(3)据牛顿第二定律列方程，并解出物体的加速度(4)分析物体的运动过程，确定始、末状态(5)选择恰当的运动学公式求解特别提示：1.物体的速度方向与物体的合外力方向之间没有一定的关系，但加速度的方向一定与物体的合外力方向一致2计算时，注意统一单位3检验和讨论，有时需要对解题结果进行检验，判断结果是否符合物理事实,栏目链接,尝 试应 用,1.假设汽车突然紧急制动后所受的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20 m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑行的距离约为()A40 m B20 mC10 m D5 m,B,栏目链接,尝 试应 用,2如图所示，表示某小球所受的合力与时间的关系图象，各段的合力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开始运动，由此可判定()A小球向前运动，再返回停止B小球向前运动再返回不会停止C小球始终向前运动D小球向前运动一段时间后停止,D,栏目链接,要点2 已知物体的运动情况求物体的受力情况,已知物体运动情况确定受力情况解答这类题时，应首先分析清楚物体的_情况，根据运动学公式求出物体的_；然后在分析物体受力情况的基础上，利用_列式求力,运动,加速度,牛顿第二定律,知 识清 单,栏目链接,在实际问题中，常常需要以物体的运动情况来确定未知力如果知道动车组的运动情况，你能根据牛顿运动定律确定其牵引力吗？,应 用思 考,栏目链接,1由物体的运动情况，推断或求出物体所受的未知力的步骤：(1)确定研究对象(2)分析物体的运动过程，确定始末状态(3)恰当选择运动学公式求出物体的加速度(4)对研究对象进行受力分析，并画出受力图(5)根据牛顿第二定律列方程，求解,综 合拓 展,栏目链接,2用隔离法研究物体的受力两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体叫连接体在高中阶段我们只分析加速度大小与方向都相同的连接体问题通常用到整体法和隔离法(1)整体法：若连接体具有相同的加速度，可以把连接体看成一个整体作为研究对象,综 合拓 展,栏目链接,综 合拓 展,栏目链接,综 合拓 展,栏目链接,综 合拓 展,特别提示：为了减少矢量的分解，在建立坐标系时确定x轴的正方向一般有两种方法：1分解力而不分解加速度此时应规定加速度的方向为x轴的正方向；2分解加速度而不分解力此法一般是以某个力的方向为x轴的正方向，而其他力都落在两个坐标上而不需要再分解加速度分解后分别列式：Fxmax，Fymay.,栏目链接,1电视机的显像管中有一电子枪，用于发射电子束假设电子枪中的某电子从静止加速到2107 m/s时，行驶了0.01 m的距离，估计电子枪对电子的作用力大小为_(电子质量me9.11031kg),尝 试应 用,答案：1.821014N,栏目链接,2以15 m/s的速度行驶的无轨电车，在关闭电动机后，经过10 s停了下来电车的质量是4.0103 kg，求电车所受的阻力,尝 试应 用,答案：6.0103N方向与初速度方向相反,栏目链接,栏目链接,题型1 已知物体的受力情况求物体的运动情况,例1 总质量为m75 kg的滑雪者以初速度v08 m/s沿倾角为37的斜面向上自由滑行，已知雪橇与斜面间的动摩擦因数0.25，假设斜面足够长(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2，不计空气阻力)试求：(1)滑雪者沿斜面上滑的最大距离(2)若滑雪者滑行至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑到起点时的速度大小,栏目链接,解析：(1)上滑过程中，对人进行受力分析，如右图所示，滑雪者受重力mg、支持力FN、摩擦力Ff作用，设滑雪者的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：mgsin Ffma1，a1方向沿斜面向下在垂直于斜面方向有：FNmgcos 又摩擦力FfFN，由以上各式解得：a1g(sin cos)8 m/s2.,栏目链接,栏目链接,栏目链接,名师点睛：一个加速度把物体的受力情况和运动情况联系起来动力学原理解决了运动学没有完成的问题，回答了物体为什么做某种运动的原因在解该类题时受力分析和运动分析是最重要的两步，学生往往在这些地方出现问题，要特别加以注意,栏目链接,11999年11月20日我国成功发射和回收了“神舟”号实验飞船，标志着我国的运载火箭技术水平已跻身于世界先进行列下图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市发射场正在进行某型号火箭的发射试验试验火箭起飞时质量为2.02105 kg，起飞推力为2.75106 N，火箭发射塔高100 m，,变 式应 用,栏目链接,则该火箭起飞时的加速度大小为_m/s2，在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经_s飞离火箭发射塔(g取9.8 m/s2),变 式应 用,答案：3.817.25,栏目链接,题型2 已知物体的运动情况求受力情况,例2 质量m2.75 t的载重汽车，在F3 000 N的牵引力作用下，由静止开上山坡，当车前进s100 m时速度变为v26 km/h，求该车运动时受到的阻力(沿山坡每前进1 m，升高0.05 m，g取10 m/s2),解析：这属于动力学的第二类问题，即知道物体的运动情况求物体的受力情况汽车由静止开上山坡做匀加速直线运动前进100 m时速度变为v26 km/h7.22 m/s.,栏目链接,栏目链接,栏目链接,名师点睛：已知物体的运动情况求物体的受力情况首先根据已知条件由运动学公式求出加速度；再分析物体的受力情况(有时要进行力的合成与分解)，由牛顿第二定律求得合力或某一个分力,栏目链接,2.在临沂市某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目，该山坡可看成倾角30的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t5 s内沿斜面滑下的位移x50 m.(不计空气阻力，取g10 m/s2，结果保留2位有效数字)问：(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大？(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大？,变 式应 用,答案：(1)80 N(2)0.12,栏目链接,题型3 与牛顿第二定律结合的图象问题,例3 质量为60 kg的消防队员，从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下，经2.5 s落地轻绳上端有一力传感器，它记录的轻绳受到的拉力变化情况如下图甲所示，取g10 m/s2.消防队员下滑过程中，求：(1)最大速度和落地速度各是多少？(2)在上图乙中画出vt图象,栏目链接,栏目链接,栏目链接,栏目链接,3如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程下图中正确的是(),变 式应 用,栏目链接,变 式应 用,栏目链接,变 式应 用,栏目链接,
