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《沪教版高中物理必修一第16讲：用牛顿定律解决问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、用牛顿定律解决问题（一）虫鼻大脑体操）矗作业完成情况）念教学目标）1.学会用牛顿定律解题的一般步骤2.掌握两类动力学问题的解题思路虫A趣味引入）知识梳理）一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以根据牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律求出物体的运动情况其解题基木思路是：利用牛顿第二定律F^ma求出物体的加速度a；再利用运动学的有关公式：求出速度W和位移x等。二、从运动情况确定受力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求出物体所受到的力。无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提，正确分析物体受力情况和运
2、动情况是解题的关键，加速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。可画方框图如下：Z特色讲解）类型一：从受力确定运动情况例1.一个静I上在水平地面上的物体，质量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平方向向右运动.物体与地面间的摩擦力是4.2N,求物体在4s末的速度和4s内发生的位移.A解析：物体受力的图示物体受到m个力的作用：重力G,方向竖直向下；地面对物体的支持力Fn，竖直向上；拉力F],水平向右；摩擦力F2,水平向左.物体在竖直方向上没有发生位移，没有加速度，所以重力G和支持力Fn大小相等、方向相反，彼此平衡,物体所受合力等于水平方向的拉力F]与摩擦力F2的合力.取水平向右的方向为
3、正方向,则合力：F=Fi-F2=2.2N,方向水平向右.2.物体原来静止，初速度为0,在恒定的合力•作用下产生恒定的加速度，所以物体做初速度为0的匀加速直线运动.由牛顿第二定律可知,Fi-F2=maa-FrF2砒2=1.1m/s求出了加速度，由运动学公式可求出4s末的速度和4s内发生的位移v=at=1.1x4m/s=4.4m/s1?1x巧afpx1.1x16m=&8m例2如图所示自由下落的小球，从它接触竖直放置的弹簧开始到弹簧压缩到最大程度的过程屮,小球的速度和加速度的变化情况是（）.tilA.加速度变大，速度变小B.加速度变小，速度变大C.加速度先变小后变大，速度先变大后变小D.
4、加速度先变小后变大，速度先变小后变大解析：小球接触弹簧后，受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力，其中重力为恒力.在接触开始阶段，弹簧形变较小，重力大于弹力，合力方向向下，故加速度方向也向下，加速度与速度方向相同，因而小球做加速运动.随着弹簧形变量的增加，弹力不断增大，向下的合力逐渐减小，小球加速度也逐渐减小.当弹力增大到与重力相等时，小球加速度等于0.由于小球具有向下的速度，仍向下运动.小球继续向下运动的过程，弹力大于重力，合外力方向变为竖直向上，小球加速度也向上且逐渐增大，与速度方向相反.小球速度减小，一直到将弹簧压缩到最•大形变量，速度变为0.答案：c类型二：从运动情况确认受力例
5、3—个滑雪的人，质量m=50kg,以Vo=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾角0=30°,在t=5s的时I'可内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力).*G解析：滑雪人受到的力1.分析人的受力情况，作出受力示意图.然后考虑以下几个问题：滑雪的人共受到儿个力的作用？这儿个力各沿什么方向？它们之中哪个力是待求的，哪个力实际上是已知的？2.根据运动学的关系得到下滑加速度，求出对应的合力，再由合力求出人受的阻力.3.适当选取坐标系.坐标系的选择，原则上是任意的，但是为了解决问题的方便，选择时一般根据以下要求选収：(1)运动正好沿着坐标轴的方向.(2)尽可能多的
6、力落在坐标轴上.如有可能,待求的未知力尽量落在坐标轴上，不去分解.如图，受力分析建立如图坐标系，把重力G沿x轴和y轴的方向分解，得到求滑雪人受到的阻力Gx=mgsin0Gy=mgcosG与山坡垂直方向，物体没有发生位移，没有加速度，所以Gy与支持力Fn大小相等、方向相反，彼此平衡，物体所受的合力F等于Gx与阻力F阻的合力.由•于沿山坡向下的方向为正方向，所以合力F=GX-F阻，合力的方向沿山坡向下，使滑雪的人产生沿山坡向下的加速度.滑雪人的加速度可以根据运动学的规律求得：x=V<)t+
7、at2a-2(X^V0t)2a=4m/s根据牛顿第二定律F=maGx-F阻=口血F阻=Gx・ma
8、F阻=mgsin9-ma代入数值后，得F阻=67.5N.答案：67.5N例4.一个物体的质量m=0.4kg,以初速度vO=3Om/s竖直向上抛出，经过t=2.5s物体上升到最高点.已知物体上升过程中所受到的空气阻力大小恒定，求物体上升过程中所受空气阻力的大小是多少？解析：设物体向上运动过程中做减速运动的加速度大小为a,以初速度方向为正方向.因为Vi=v（）・at,vt=0所以a=—=12m/s2t对小球受力分析如图，由牛顿第二定律t吨f+mg=ma匸m(a-g)=0.
