高中物理 《用牛顿运动定律解决问题（一）》学案3 新人教版必修1

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1、第6节用牛顿运动定律解决问题（一）一、学习目标：1.能分析物体的受力情况，判断物体的运动状态.2.初步掌握动力学两类基本问题求解的基本思路和步骤.3.会求解一个物体在水平面上运动的动力学问题.会解决两个物体具有相同加速度的动力学问题.二、预习导学：自主探究：（一）、在动力学的两类问题中，加速度起了什么作用？1．牛顿第二定律确定了____和_____的关系，使我们能够把物体的____情况与_____情况联系起来.2．已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的______，再通过______就可以确定物体的运动情况.3．已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的_____再通过______

2、就可以确定物体所受的外力.总之，运用牛顿定律解决动力学问题的关键—.（二）、运用牛顿运动定律解题的思路.1.通过例题1、2的分析，你觉得用牛顿定律解题的基本步骤是怎样的？第1道例题：第2道例题：在第2道例题的求解过程中，与例题1有什么变化？2.应用牛顿定律解题的一般步骤；（1）（2）（3）（4）（5）三、例题剖析例1、一只装有工件的木箱，质量m=40kg．木箱与水平地面的动摩擦因数μ=0.30．现以200N的斜向右下方的力F推木箱，推力的方向与水平面成θ=30°角．求：（1）木箱的加速度；（2）经过半秒木箱的速度．【精析】这个题目是根据已知的受力情况求运动情况．首先要进行．木箱受四个力的作用：

3、重力G=mg，方向竖直向下；地面的支持力N（注意：N≠G），方向竖直向上；斜向右下方的推力F，方向与水平面成θ角；滑动摩擦力f=μN，方向与木箱运动方向．受力图如图所示。本题已知物体的受力情况，就先求出合外力F合=ma，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，然后再根据运动学公式v=at即可求得速度．为了求合力，可以先将力F沿水平和竖直两个方向分解，得F1=Fcosθ和F2=Fsinθ．然后再求合力，这样做比较方便．【解答】木箱在竖直方向没有加速度，在竖直方向的合外力为零，即N-F2-G=0．由此可得N=F2+G=Fsinθ＋mg．水平方向的合力即为木箱所受的合外力F合：F合=F1-f=F1-μN=

4、Fcosθ-μ（Fsinθ＋mg）．代入数值得F合=200×0.866N-0.30×（200×0.5＋40×9.8）N=25.6N．木箱的加速度木箱经半秒的速度v=at=0.64×0.5m／s＝0.32m／s．F合、a、v的方向都是水平向右的．【说明】本题是已知物体的受力求物体的运动情况，其思路是对物体进行受力分析，应用牛顿第二定律求加速度，再根据运动学公式进行求解。例2、某航空公司的一架客机在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直于飞机的气流的作用，使飞机在10s内高度下降1700m，使众多未系安全带的乘客和机组人员受到伤害，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线

5、运动，试计算并说明：（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大？方向怎样？（2）安全带对乘客的作用力是其重力的多少倍？（g取10m／s2）（3）未系安全带的乘客，相对于机舱向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体什么部位？（注：飞机上乘客所系的安全带是固定连接在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体）【精析】本题已知的是物体的运动情况，先根据飞机向下做匀加速运动求出一起向下运动的加速度，再分析乘客受到的力，利用牛顿第二定律进行求解。【解答】（1）飞机原先是水平飞行，由于垂直气流的作用，飞机在竖直方向上的运动可看作初速度为零的均加速度直线运动，根据得，代入h=1700m，t=10s

6、得m/s2，方向竖直向下（2）乘客受到重力和安全带的拉力作用，由牛顿第二定律得F+G=ma，又a=3.4g解得F＝2.4G（3）若乘客未系安全带，飞机向下的加速度为m/s2，人向下的加速度为10m/s2（重力加速度），飞机向下的加速度大于人的加速度，所以人对机舱将向上运动，会使头部受到严重伤害。【说明】这是一个实际问题，应该把实际问题转化成物理模型，本题把飞机向下的运动看成了匀加速运动，根据匀加速运动的规律就可以求解。例3、如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，则A．物体从A到O先加速后减速B．物体

7、从A到O加速运动，从O到B减速运动C．物体运动到O点时所受合力为零D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小【精析】物体从A到O的运动过程，弹力方向向右．初始阶段弹力大于阻力，合力方向向右．随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大．所以初始阶段物体向右做加速度逐渐减小的加速运动．当物体向右运动至AO间某点