河北省邢台市育才中学人教版高中物理必修一46+用牛顿定律解决问题一+学案

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1、4-6用牛顿定律解决问题(一)【学习目标】1.进一步学习对物体的受力情况及运动情况进行分析的方法。2.掌握应用牛顿运动定律和运动学公式解答有关问题的基本思路和方法。【方法导学】一、利用牛顿运动定律来处理两类基本问题1.求解两类动力学基本问题的示意图當顿心律.丽歸运动学公式受力悄况已知力豎?彳运动b况—~~已知运动求力~—牛顿第二定律I加速度"卜运动学公式2.应用牛顿运动定律的基本思路(1)灵活选取研究对象.(2)将研究对象提取出來，分析物体的受力情况并画受力示意图，分析物体的运动情况并画运动过程简图.(3)利

2、用牛顿第二定律或运动学公式求加速度.通常用正交分解法建立直角坐标系，并将有关矢量进行分解，取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之収负值.(4)列出方程并求解，检查答案是否完整、合理.二、受力分析1.受力分析的依据(1)在受力分析时，只分析根据力的性质命名的力，一般不需要画出“合力”或“分力”的示意图.(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，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

3、要的力，如物体在空屮下落，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.(4)受力分析时，有时还需结合物体的运动状态.2.受力分析的方法(1)明确研究对象，即对谁进行受力分析.(2)把要研究的物体从周围物体中隔离出來.(3)按顺序分析受力情况，画出力的示意图，其顺序为：重力、弹力、摩擦力、其他力.【问题导学】一、由受力情况确定运动情况例1一木箱装货物后质量为50畑，木箱与地面间的动摩擦因数为0.2,某人以200N斜向下的力推箱，推力的方向与水平面成30。角，g取Wm/s2.求：(1)木

4、箱的加速度；(2)第2s末木箱的速度.解析取木箱为研究对象，木箱受力情况如右图所示，建立直角坐标系xOy,并取加速度a的方向为x轴的正方向.(1)根据牛顿第二定律有X:Feos30°一F尸maY:Fx-Fsin30°-mg=0又有Ff=nFn联立解得：a二代入数据得：a=1.06m/s2.(1)第2s末速度为：v2=at=1.06X2m/s=2.12m/s.归纳总结：(1)基本思路：首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把题中所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律，结合运动学公式进行求解.(2)—般步骤①确

5、定研究对彖，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图.②根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向).③根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度.④结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等.［当堂检测］例1.一个滑雪者从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角0=30。，滑雪板与雪地的动摩擦因数是0.04(g取10m/s2)求：(1)滑雪者加速度的大小；(2)滑雪者5s内滑下的路程；(3)滑雪者5s末速度的大小.2质量为m二10kg的物体静止

6、在水平面上，它们之间的动摩擦系数u二0.5,现在对物体施加以如图所示的拉力F=100N,与水平方向夹角0=37°(sin37°=0.6,g取10m/s2o)求：(1)5s末物体的速度大小?(2)5s内物体的位移?知识点二已知运动情况确定受力情况例2将质量为05kg的小球以14mis的初速度竖直上抛，运动中球受到的空气阻力大小恒为2」N,则球能上升的最大高度是多少？解析通过对小球受力分析求出其上升的加速度及上升的最大高度.以小球为研究对象，受力分析如右图所示.在应用牛顿第二定律吋通常默认合力方向为正方向，题日中

7、求得的加速度为正值，而在运动学公式中一般默认初速度方向为正方向，因而代入公式时由于加速度方向与初速度方向相反而代入负值.根据牛顿第二定律得mg+F/=ma,mg+Fr0.5X9.8+2.1/2「a==m/s~=14nils"上升至最大高度时末速度为0,由运动学公式0_vo=2ax得最大高度x=00-1422X(—14)in=1m.归纳总结(1)解题思路从物体的运动情况入手，应用运动学公式求得物体的加速度，再应用牛顿第二定律求得所受的合力，进而求得所求力.(2)解题步骤①确定研究对象.②对研究对象进行受力分析，

8、并画出物体受力示意图.③根据相应的运动学公式，求出物体的加速度.④根据牛顿第二定律列方程求出物体所受的力.⑤根据力的合成和分解方法，求出所需求解的力.［当堂检测］3如图所示，质量为0.5kg的物体在与水平而成30°角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过0.5m的距离速度由0.6m/s变为0.4m/s,已知物体与桌面间的动摩擦因=0.1,求作用力F的大小。(g=：10m/s2)4一个滑雪的人