用牛顿定律解决问题(一)导学案
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4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)导学案江西省吉安县立中学陈乐辉一、学习目标1、知道应用牛顿第二定律解答两类基本问题2、撑握应用牛顿定律解决问题的基本思和方法3、进一步学习分析物体的受力情况二、知识链接1、牛顿第二定律:F=ma 揭示了物体的与物体之间的关系。
三、问题探究问题探究1:力决定加速度还是力决定速度?问题探究2:由力如何求物体的速度和位移?四、动力学两类基本问题①已知物体的受力情况,确定物体的运动情况;②已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。
由此可见,应用牛顿第二定律结合运动学公式解决力和运动关系的一般步骤是:①确定研究对象;②分析研究对象的受力情况,必要时画受力示意图;③分析研究对象的运动情况,必要时画运动过程简图;④利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度;⑤利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。
五、例题:任务一、从受力情况分析运动情况例1、把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12 N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2 s末撤去拉力,g取10m/s2.求:(1)2s末物块的瞬时速度.(2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离例2、民用航空客机的机舱,除了有正常的舱门和舷梯连接,供旅客上下飞机,一般还设有紧急出口。
发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊构成的斜面,机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上来,示意图如图所示。
某机舱离气囊底端的竖直高度AB = 3.0m ,气囊构成的斜面长AC = 5.0 m ,CD 段为与斜面平滑连接的水平地面。
一个质量m = 60 kg 的人从气囊上由静止开始滑下,人与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ= 0.5。
不计空气阻力,g = 10 m/s 2。
求: (1)人从斜坡上滑下时的加速度大小; (2)人滑到斜坡底端时的速度大小;(3)人离开C 点后还要在地面上滑行多远任务二、从运动情况分析受力情况例3、一个滑雪的人,质量m=75kg ,以v0=2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡倾角θ=300,在t=5s 的时间内滑下的路程s=60m ,求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力)。
高中物理 4.6用牛顿运动定律解决问题(一)导学案(新人教版)必修用牛顿运动定律解决问题(一)【学习目标】通过具体物理情景下的解题训练,学会运用牛顿定律解决“从受力确定运动情况”和“从运动情况确定受力”两类基本问题。
【重点、难点】受力分析与运动分析;灵活运用规律和恰当地选取公式列方程求解。
预习案【自主学习】1、牛顿第二定律给出了加速度与力、质量之间的定量关系:____________、因此,我们在已知受力的情况下可以结合________________,解决有关物体运动状态变化的问题;我们也可以在已知物体运动状态发生变化的情况下,运用运动学公式求出物体的__________,再结合牛顿第二定律确定物体的受力情况、2、受力分析的一般顺序:先________,再______,最后____________、受力分析的方法有____________和____________、3、第一类基本问题已知物体的__________________,求解物体的________________、求解此类题的思路是:已知物体的受力情况,根据____________________,求出物体的____________,再由物体的初始条件,根据________________求出未知量(速度、位移、时间等),从而确定物体的运动情况、4、第二类基本问题已知物体的__________________,求出物体的________________、求解此类题的思路是:根据物体的运动情况,利用________________求出____________,再根据________________就可以确定物体________________,从而求得未知的力,或与力相关的某些量,如动摩擦因数、劲度系数、力的角度等、5、分析和解决这类问题的关键对物体进行正确的受力分析和运动情况分析,并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁、【学始于疑】探究案【合作探究一】从受力确定运动情况解题思路⇒⇒⇒⇒例1 静止在水平面上的物体质量为400 g,物体与水平面间的动摩擦因数为0、5,在4 N的水平拉力作用下,物体从静止开始运动,求出4 s内物体的位移和4 s末物体的速度、(g取10 m/s2)问题1、从以上的解题过程中,总结一下运用牛顿定律解决由受力情况确定运动情况的一般步骤、问题2、受力情况和运动情况的链接点是牛顿第二定律,在运用过程中应注意哪些问题?变式训练1 如图1所示,质量m=4 kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0、5,在与水平方向成θ=37角的恒力F作用下,从静止起向右前进t1=2、0 s后撤去F,又经过t2=4、0 s物体刚好停下、求:F的大小、最大速度vm、总位移x、图1【合作探究二】从运动情况确定受力解题思路⇒⇒⇒例2 质量为2、75 t的载重汽车,在2、9103 N的牵引力作用下由静止匀加速开上一个山坡,沿山坡每前进100 m,升高5 m、汽车由静止开始前进100 m时,速度达到36 km/h,求汽车在前进中所受摩擦力的大小、(g取10 m/s2) 变式训练2 一个物体的质量m=0、4 kg,以初速度v0=30 m/s竖直向上抛出,经过t=2、5 s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?图2例3 如图2所示,光滑地面上,水平力F拉动小车和木块一起做匀加速运动,小车的质量为M,木块的质量为m、设加速度大小为a,木块与小车之间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中木块受到的摩擦力大小是()A、μmgB、maC、FD、F-Ma归纳总结:【课堂小结】【当堂检测】1、如图3所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连、在某一段时间内小球与小车相对静止,且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力、则在这段时间内小车可能是()A、向右做加速运动B、向右做减速运动C、向左做加速运动D、向左做减速运动图32、两辆汽车在同一水平路面上行驶,它们的质量之比m1∶m2=1∶2,速度之比v1∶v2=2∶1、当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为s1,乙车滑行的最大距离为s2、设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则()A、s1∶s2=1∶2B、s1∶s2=1∶1C、s1∶s2=2∶1D、s1∶s2=4∶1图43、如图4所示,车沿水平地面做直线运动,车厢内悬挂在车顶上的小球与悬点的连线与竖直方向的夹角为θ,放在车厢底板上的物体A与车厢相对静止、A的质量为m,则A受到的摩擦力的大小和方向分别是()A、mgsin θ,向右B、mgtan θ,向右C、mgcos θ,向左D、mgtan θ,向左4、如图5所示,静止的粗糙传送带上有一木块M正以速度v 匀速下滑,滑到传送带正中央时,传送带开始以速度v匀速斜向上运动、则木块从A滑到B所需的时间与传送带始终静止不动时木块从A滑到B所用的时间比较()图5A、两种情况相同B、前者慢C、前者快D、不能确定5、如图6所示,质量m=2 kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的滑动摩擦力大小图6等于它们间弹力的0、25倍,现对物体施加一个大小F=8 N、与水平方向夹角θ=37角的斜向上的拉力,已知sin37=0、6,cos37=0、8,g取10 m/s2、求:(1)物体在拉力作用下5 s末的速度;(2)物体在拉力作用下5 s内通过的位移、【课后巩固】1、如图所示,小车以加速度a向右匀加速运动,车中小球质量为m,则线对球的拉力为()A、mB、m(a+g)C、mgD、ma2、设洒水车的牵引力不变,所受的阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上原来匀速行驶,开始洒水后,它的运动情况将是( )A、继续做匀速运动B、变为做匀加速运动C、变为做匀减速运动D、变为做变加速运动3、雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大,如图所示的图像可以正确反映出雨滴下落运动情况的是()4、如图所示,一轻质弹簧竖直放置在水平地面上,下端固定。
课题:§4.5 用牛顿运动定律解决问题(一)【学习目标】:1.能根据物体受力情况确定运动情况.能根据物体的运动情况推导物体的受力情况;2.掌握应用牛顿运动定律解决动力学的两类问题基本思路和方法.【学习重点】:会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题.【学习难点】:掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法.【自主预习】:预习自测1、牛顿第一定律: 牛顿第一定律定义了力:物体的运动不需要力来维持,力是改变运动状态的原因。
2、牛顿第二定律:,牛顿第二定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的运动情况与物体的受力情况联系起来。
3、牛顿第三定律: ,牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系,把相互作用的几个物体联系起来了。
【合作探究】:探究活动一:从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,先利用 求出物体所受的合力,再利用由牛顿第二定律求出物体的___ _____,再通过____ ___规律确定物体的运动情况。
例题1:一个静止在光滑水平地面上的物体,质量是2 kg ,在6.4 N 的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。
求物体在4 s 末的速度和4 s 内的位移。
☆交流讨论1(1)从题目中找出关于物理情景的描述。
(2)研究对象是谁?它共受几个力的作用,画出受力图。
合力沿什么方向?大小是多少?(3)物体的运动是匀变速运动吗?依据是什么?_______________________________________________(4)完整写出解答过程。
拓展一:例题1中如果物体与地面间的“动摩擦因数是0.21 ”。
求物体在4s 末的速度和4s 内的位移。
(g=10m/s 2)☆交流讨论2(1)物体受到的摩擦力应该怎样求?大小是多少?方向向哪?(2)画出受力图,写出解答过程。
受力图 受力图拓展二:将例题1中的“水平拉力”改为“斜向上与水平方向成37°角”,大小仍为6.4 N ,其他条件均不变,求物体在4 s 末的速度和 4 s 内的位移。
用牛顿运动定律解决问题(一)组题人:一、两类动力学问题(1)已知物体的受力情况求物体的运动情况根据物体的受力情况求出物体受到的合外力,然后应用牛顿第二定律F=ma求出物体的加速度,再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。
(2)已知物体的运动情况求物体的受力情况根据物体的运动情况,应用运动学公式求出物体的加速度,然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而求出某些未知力。
求解以上两类动力学问题的思路,可用如下所示的框图来表示:(3)在匀变速直线运动的公式中有五个物理量,其中有四个矢量v0、v1、a、s,一个标量t。
在动力学公式中有三个物理量,其中有两个矢量F、a,一个标量m。
运动学和动力学中公共的物理量是加速度a。
在处理力和运动的两类基本问题时,不论由力确定运动还是由运动确定力,关键在于加速度a,a是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。
二、应用牛顿第二定律解题的一般步骤:1确定研究对象:依据题意正确选取研究对象2分析:对研究对象进行受力情况和运动情况的分析,画出受力示意图和运动情景图3列方程:选取正方向,通常选加速度的方向为正方向。
方向与正方向相同的力为正值,方向与正方向相反的力为负值,建立方程4解方程:用国际单位制,解的过程要清楚,写出方程式和相应的文字说明,必要时对结果进行讨论三、整体法与隔离法处理连接体问题1.连接体问题所谓连接体就是指多个相互关联的物体,它们一般具有相同的运动情况(有相同的速度、加速度),如:几个物体或叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆联系在一起的物体组(又叫物体系).2.隔离法与整体法(1)隔离法:在求解系统内物体间的相互作用力时,从研究的方便性出发,将物体系统中的某部分分隔出来,单独研究的方法.(2)整体法:整个系统或系统中的几个物体有共同的加速度,且不涉及相互作用时,将其作为一个整体研究的方法.3.对连接体的一般处理思路(1)先隔离,后整体.(2)先整体,后隔离典例剖析典例一、由受力情况确定运动情况【例1】将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛,运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 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时通常默认合力方向为正方向,题目中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 +Ff =ma ,a =mg +Ff m=0.5×9.8+2.10.5m/s2=14m/s2上升至最大高度时末速度为0,由运动学公式0-v20=2ax 得最大高度x =02-v202a =0-1422×(-14) m =7 m.答案 7 m 1.受力情况决定了运动的性质,物体具体的运动状况由所受合外力决定,同时还与物体运动的初始条件有关. 2.受力情况决定了加速度,但与速度没有任何关系.【例2】如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m =1kg 的物体,物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F =10N ,方向平行斜面向上,经时间t =4s 绳子突然断了,求:(1)绳断时物体的速度大小.(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,g =10 m/s2)解析 (1)物体受拉力向上运动过程中,受拉力F 、斜面的支持力FN 、重力mg 和摩擦力Ff ,如右图所示,设物体向上运动的加速度为a1,根据牛顿第二定律有:F-mgsin θ-Ff=ma1因Ff=μFN ,FN=mgcos θ 解得a1=2 m/s2t=4 s 时物体的速度大小为v1=a1t=8 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移m t a x 1621211==绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加速度大小为a2,受力如上图所示,则根据牛顿第二定律,对物体沿斜面向上运动的过程有:mgsin θ+Ff=ma2 Ff=μmgcos θ 解得a2=8 m/s2物体做减速运动的时间s t a v1212==减速运动的位移m t a x 4222212==此后物体将沿着斜面匀加速下滑,设物体下滑的加速度为a3,受力如右图所示,根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有:mgsin θ-Ff=ma3 Ff=μmgcos θ解得a3=4 m/s2设物体由最高点到斜面底端的时间为t3,所以物体向下匀加速运动的位移:2332121t a x x =+解得s t 2.3103≈= 所以物体返回到斜面底端的时间为t 总=t2+t3=4.2 s典例二、由运动情况确定受力情况【例3】民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊组成的斜面,机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来.若某型号的客机紧急出口离地面高度为4m ,构成斜面的气囊长度为5 m .要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2 s ,则(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大?(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?(g =10 m/s2) 解析(1)设h =4 m ,L =5 m ,t =2 s ,斜面倾角为θ,则Lh=θsin .乘客在气囊上下滑过程,由221at L = 解得: a =2.5 m/s2(2)乘客下滑过程受力分析如右图则有:FN=mgcos θ ,Ff =μFN = μmgcos θ 由牛顿第二定律可得:mgsin θ- Ff=ma代入数据解得:1211=μ规律总结:物体的加速度由物体所受的合力决定,两者大小、方向及变化一一对应;速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系,当两者同向时,速度变大,当两者反向时,速度变小。
用牛顿运动定律解决问题(一)导学案第四牛顿运动定律编制:高一物理三级部包科领导签字:第六节用牛顿运动定律解决问题(一)【学习目标】1熟练掌握牛顿运动定律,提高应用牛顿运动定律分析动力学问题的能力。
2自主学习,合作探究,学会应用牛顿定律分析动力学问题的方法。
3 激情投入,享受学习的快乐,感悟牛顿运动定律的奥秘。
【重点难点】1.从物体受力分析物体的运动情况2.从物体的运动情况确定物体的受力【使用说明及学法指导】2.依据学习目标,研读本P8—P87,仔细分析本节教材的例题1、例题2,明确运用从受力分析物体的运动情况、从运动情况确定物体的受力的解题方法,总结牛顿定律解决实际问题时的基本思路和方法,形成正确的思维模式。
【问题导学】情景1 :一个静止在水平地面上的物体,质量是10g,物体与地面的滑动摩擦因数为04,在60N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。
(g=10/s2)(1)物体的受力情况如何?(画出受力分析图)(2)物体所受的合力是多少?(3)求出物体运动的加速度?(4)根据运动学公式,求物体在4s末的速度和4s内的位移。
情景2:一个滑雪的人,质量是60g,以v0=2 /s的初速度沿坡匀加速滑下,坡的倾角θ=370。
在t=10s的时间内滑下的路程x=220。
(g=10/s2)(sin370=06,s370=08)(1)根据运动学公式求出物体运动的加速度。
(2)应用牛顿第二定律求出物体受到的合力(3)分析滑雪者的受力情况(画出受力分析图)(4)沿平行斜面和垂直斜面的方向建立坐标系,运用正交分解法进行力的分解,然后用牛顿第二定律列方程,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦力和空气阻力)。
【预习自测】1 一个物体在水平恒力F的作用下,由静止开始在一个光滑的水平面上运动,经过时间t,速度变为v,如果要使物体的速度变为2v,下列方法正确的是()A.将水平恒力增加到2F,其他条不变B.将物体质量减小一半,其他条不变.物体质量不变,水平恒力和作用时间都增为原的两倍D.将时间增加到原的2倍,其他条不变2如图所示,一质量=2 g的木块静止于水平地面上.现对物体施加一大小为10 N的水平方向拉力.(g取10/s2)(1)若地面光滑,求物体运动的加速度大小;(2)若物体与地面间动摩擦因数μ=01,求物体的加速度大小和经过2 s物体的位移大小.【我的疑惑】请写出你的疑问,让我们在堂上一起解决!【合作探究】探究点一、从受力确定运动情况问题1:水平地面上质量为10g的物体,受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=0N作用,在水平面上由静止开始运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0,求物体开始运动2s内的位移大小。
用牛顿运动定律解决问题(一)【学习目标】1.能运用牛顿运动定律解决一般的动力学问题。
2.在处理具体问题时会建立恰当的坐标系。
【过程与方法】1.知道用牛顿运动定律解题的基本思路和方法。
2. 学生学会自主学习、集体探究、相互学习的方法。
3.在处理具体问题时会建立恰当的坐标系。
【情感态度价值观】1.培养学生观察物理现象、学习物理知识、分析物理问题的能力。
2. 培养学生学生热爱科学的情感。
【学习重点】牛顿运动定律的应用【学习难点】牛顿第二定律的应用【方法指导】自主探究交流讨论自主归纳【学习过程】预习案一、知识准备1.牛顿第一定律和牛顿第三定律的内容?2.牛顿第二定律的表达式__________ 其中F表示__________ a表示表达式说明F与具有__________ 性,__________ 性。
二、教材助读1.牛顿第二定律说明了那些量之间的关系?2.牛顿第二定律可以把哪两种情况联系起来?3.你认为牛顿第二定律可以解决哪些类型的问题?4.如果已知物体的受力情况求物体的运动情况,可以由__________求出物体的所受__________,再通过__________定律求出物体__________,然后根据__________确定物体的运动情况。
5.如果已知物体的运动情况求物体的受力情况,根据__________求出物体的__________再根据__________定律求出物体__________,然后根据___________就可以确定物体的受力情况。
6.应用牛顿第二定律解决动力学问题时(1)如果物体在水平面上运动,应怎样建立坐标系?(2)如果物体在斜面上运动,应怎样建立坐标系?预习自测1.根据牛顿第二定律同一个物体的F与a大小__________方向__________。
2.作用力与反作用力大小__________,方向_________,性质__________同时__________,同时_________,同时__________。
姓名班级组别组内评价教师评价§ 4.6.1用牛顿运动定律解决问题(1)----执教者:刘娜【学习目标】1.能运用牛顿定律解答一般的动力学问题;2.理解运用牛顿定律解题的基本方法,即首先对研究对象进行受力和运动情况分析,然后用牛顿定律把二者联系起来;3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法,比如如何建立恰当的坐标系进行解题等。
【学习重、难点】运用牛顿定律解答动力学与运动学的综合问题。
【学具准备】教材、学案、草稿纸、铅笔、刻度尺等【自主学习】(认真阅读,课本是你最好的向导!)(认真阅读教材p85—86页,了解应用牛顿运动定律解决问题方法)一、物体做匀变速直线运动时的运动规律怎样描述?1、五个运动学量:2、速度-时间公式:;位移-时间公式:;速度-位移公式:二、复习牛顿运动定律内容:3、牛顿第一定律:,牛顿第一定律定性的确定了和的关系,物体的运动力来维持,力是的原因。
4、牛顿第二定律:,牛顿第二定律定量的确定了和的关系,使我们能够把物体的情况与物体的情况联系起来。
5、牛顿第三定律:,牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系,把相互作用的几个物体联系起来了。
【自主探究】一个静止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地面向右运动。
物体与地面间的摩擦力是4.2N。
求物体在4s末的速度和4s内的位移。
(研究对象是谁?已知条件有哪些?要解决哪些问题?你打算如何来解决这些问题?)(1)物体的受力情况如何?画出受力分析图受力分析图(2)合力沿什么方向?大小是多少?_______________________________________________(3)物体的运动是匀变速运动吗?依据是什么?_______________________________________________ (4)运动情况中已知哪些运动学量?要求末速度和位移,还差什么物理量?(画出运动草图)运动过程草图:(5)如何求出加速度?本题的解题思路如何?【解题过程】【合作探究】(积极思考,勇于展示,相信自己,一定能行。
【学习目标】1.能依据物体的受力状况推导物体的运动状况.2.掌握应用牛顿运动定律解决已知物体的受力状况确立物体的运动状况的基本思路和方法.【学习要点】1、掌握应用牛顿运动定律解决已知物体的受力状况确立物体的运动状况的基本思路和方法.2、会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学识题.【学习难点】掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法.【方法指导】自主研究、沟通议论、自主概括【学习过程】任务一、课前预习1、牛顿第必定律:,牛顿第必定律定义了力:物体的运动不需要力来保持,力是改变运动状态的原由。
2、牛顿第二定律:,牛顿第二定律确立了运动和力的关系,使我们能够把物体的运动状况与物体的受力状况联系起来。
3、牛顿第三定律:,牛顿第三定律说了然作使劲与反作使劲之间的关系,把互相作用的几个物体联系起来了。
任务二、从物体的受力状况确立物体的运动状况(种类一)假如已知物体的受力状况,能够由牛顿第二定律求出物体的________,再经过 _______规律确定物体的运动状况。
例题 1:一个静止在圆滑水平川面上的物体,质量是 2 kg ,在 6.4 N的水平拉力作用下沿水平川面向右运动。
求物体在 4 s 末的速度和 4 s 内的位移。
☆沟通议论1(1)从题目中找出对于物理情形的描述。
(2)研究对象是谁?它共受几个力的作用,画出受力争。
协力沿什么方向?大小是多少?(3)物体的运动是匀变速运动吗?依照是什么?____________________________________________ ___( 4)完好写出解答过程。
拓展一:例题 1 中假如物体与地面间的“动摩擦因数是 0.21 ”。
求物体在 4s末的速度和4s 内的位移。
( g=10m/s2)受力争☆沟通议论2(1)物体遇到的摩擦力应当如何求?大小是多少?方向向哪?(2)画出受力争,写出解答过程。
拓展二:将例题 1 中的“水平拉力”改为“ 斜向上与水平方向成 37°角”,大小仍为 6.4 N ,其余条件均不变,求物体在 4 s 末的速度和 4 s 内的位移。
6用牛顿运动定律解决问题(一)课堂合作探究问题导学一、从受力情况确定运动情况活动与探究1已知物体受力情况求运动情况时的解题思路是怎样的?迁移与应用1如图所示,水平地面上放置一个质量为m=10 kg的物体,在与水平方向成θ=37°角的斜向右上方的拉力F=100 N的作用下沿水平地面从静止开始向右运动,物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5。
求:5 s末物体的速度大小和5 s内物体的位移。
(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2)由物体的受力情况确定运动情况:(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)一般步骤:①确定研究对象,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,求出所需的运动学物理量——任意时刻的位移和速度,以及运动轨迹等。
二、从运动情况确定受力情况活动与探究21.已知物体运动情况求受力情况时的解题思路是怎样的?2.在动力学问题中,怎样理解加速度的“桥梁作用”?迁移与应用2一个滑雪者如果以v0=20 m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡,从冲坡开始计时至3.8 s末,雪橇速度变为零。
如果雪橇与人的质量为m=80 kg,求滑雪者受到的阻力。
(g取10 m/s2)由物体的运动情况确定受力情况:(1)基本思路:从物体的运动情况入手,应用运动学公式求解物体的加速度,再应用牛顿第二定律求解物体所受的合力,进而求得所求力。
(2)一般步骤:①确定研究对象;②对研究对象进行受力分析,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。
高一物理第四章第六节 用牛顿运动定律解决问题(一)》导学案编写时间:2014-8班级: 组名: 姓名:【学习目标】1.能应用牛顿运动定律解答两类动力学问题。
2.掌握运用牛顿运动定律解题的思路、步骤,明确其关键在于对研究对象进行受力和运动情况分析。
3.在具体问题中会用力的合成和分解的方法求相应的力。
【学习重点】运用牛顿运动定律解题的思路、步骤,对研究对象进行受力和运动情况分析。
【学习难点】具体问题中会用力的合成和分解的方法求力。
【学法指导】学会使用代表物理量的字母进行文字运算,优化解答过程。
【知识链接】1.力的运算方法:力的合成(具体方法有由力的平行四边形定则求合力和正交分解法求合力)与力的分解(具体方法有根据实际情况分解和正交分解法)。
2.应用牛顿第二定律解题的步骤:确定研究对象→进行两个分析并作出示意图→建立坐标系或选取正方向,应用规律列方程→检查结果是否符合实际。
3.单位制在物理计算中的作用:简化运算、检验结果。
【学习过程】知识点一、应用牛顿定律解决问题的两种基本类型及解题思路问题1:阅读教材P 67内容,简.述.运动学和动力学的研究内容及联系。
问题2:阅读教材P 85—P 87,请你归纳应用牛顿运动定律解决问题的两种基本类型:一类是,另一类是 。
确定研究对象、分析受力情况和运动情况、由运动学公式求加速度、由F ma =合求加速度、由运动学公式求运动学量、由F ma =合求合力、求未知力是这两类问题解答思路的要点,请将这些要点按解答顺序填入下面的流程图中。
(1)从受力确定运动情况的解题思路(2)从运动情况确定受力的解答思路知识点二、应用牛顿运动定律解决两类动力学问题问题3:请你再读、审P 85例题1,本题是动力学的哪一类问题?研究对象的受力大小、方向各有什么特点?研究对象做什么运动?例题1解答(示范):物体受到4个力作用做初速度为0的匀加速直线运动,如图所示。
取水平向右的方向为正方向,由牛顿第二定律得 N F G = ① f F F ma -= ② 解得22.2/a m s =由运动学公式得 4s 末的速度 4.4/v at m s ==4s 内的位移 218.82x at m == 训练1:一个原来静止的物体,质量是2kg ,受到大小都是50N 且互成60°的力的作用,此外没有其他的力。
高一物理必修1第四章牛顿运动定律第6节用牛顿运动定律解决问题(一)导学案【教学目标】1.能运用牛顿定律解答一般的动力学问题2.理解运用牛顿定律解题的基本方法,即首先对研究对象进行受力和运动情况的分析,然后用牛顿定律把二者联系起来3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法,比如如何建立恰当的坐标系进行解题等【教学重点】应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法【教学难点】物体的受力分析及运动状态分析,解题方法的灵活选择和运用。
正交分解法的应用。
【自主学习】1.牛顿第二定律F=ma是连接运动学和动力学的桥梁,分析物体的受力情况和运动情况运用牛顿定律解题的基本方法:(1)只涉及加速度的动力学的问题利用牛顿第二定律,即=ma(2)涉及末速度v和时间t,或者不涉及位移x的动力学问题利用=ma与v=v0+at组成的方程组解决(3)涉及位移x和时间t,或者不涉及末速度v的动力学问题利用=ma与x=v0t+at2/2组成的方程组解决(4)涉及位移x和末速度v,或者不涉及时间t的动力学问题利用=ma与v2-v02=2ax组成的方程组解决此解题方法还可以简单概述为:照图填空(分析物体的受力,按照物体的受力图填牛顿第二定律表达式中合力的空)按量选择(根据运动涉及的物理量选择计算运动学公式)此方法也可总结为:牛顿定律的应用,涉及的量选方程,合力表达有个性,选择要准主意硬。
2.例题训练例题1:一个静止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地面向右运动。
物体与地面间的摩擦力是4.2N。
求物体在4s末的速度和4s内的位移。
解题分析:分析物体受力情况,如图所示。
根据物体受力图,牛顿第二定律可得,照图填空为:F1-F2=ma求4s末的速度,可选择公式为v=v0+at;求4s内发生的位移,可选择公式为x=v0t+at2/2分别将已知量代入以上公式中求解即可。
例题2:一个滑雪的人,质量是75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°,在t=5 s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。
用牛顿运动定律解决问题(1)A——已知物体受力求解物体运动【学习目标】1. 进一步学习分析物体的受力情况,能结合力的性质和运动状态进行分析。
2. 学会已知物体受力求解物体运动的基本思路和方法。
【重点难点】重点:已知物体受力求解物体运动的基本思路和方法。
难点:已知物体受力求解物体运动的基本思路和方法。
【使用说明、方法指导】本学案主要研究已知物体受力求解物体运动的问题,力求掌握基本方法。
预学案(自主)【预习导引】(小四号黑体)1、回忆受力分析的基本步骤。
2、结合牛顿第三定律,回忆对物体受力分析时,为什么不能分析物体对外施加的力?【我的疑问】导学案(自主、合作、点拨)【学习任务一】复习回顾、知识铺垫、预习检测1、力是使物体运动状态改变的原因即力是使物体产生的原因。
2、牛顿第二定律的内容:物体的加速度跟所受的_______成正比,跟物体的______成反比,加速度的方向跟合外力的方向_____,牛顿第二定律揭示了力与运动的关系.3、牛顿第二定律的表达式:F合=______4、牛顿第二定律的适用范围:(1)只适用于相对于地面静止或匀速直线运动的惯性参考系;(2)只适用于宏观(相对于微观粒子)、低速(相对于光速)的物体。
【学习任务二】水平面上的已知力求解运动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(即求出物体运动的速度和位移),处理这类问题的基本思路是:(1)先分析物体的受力情况,求出合外力.(2)根据牛顿第二定律(F=ma)求出加速度,再利用运动学的有关公式求出速度和位移.例题1、物体质量m = 6kg,在水平地面上受到水平的拉力F = 10N作用,物体以10m/s的速度作匀速直线运动,求力F撤去后物体还能运动多远?【跟踪训练】1、一个质量m=10kg的物体,在F=100N的力作用下由静止开始运动。
物体与地面间的动摩擦因数u=0.4。
求物体在2s末的速度大小和这2s内的位移。
4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)导学案一、复习:牛顿运动三定律1)牛顿第一定律。
2)牛顿第二定律。
3)牛顿第三定律。
二、复习运动学公式:速度与时间的关系:位移与时间的关系速度与位移的关系:平均速度:三、第一类问题:已知物体的受力情况求运动例题1:一个静止在光滑水平地面上的物体,质量是2kg,在6N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。
求物体在4s末的速度和4s内的位移。
分析要点:(1)从题目中找出关于物理情景的描述物理量,画出运动过程草图。
(2)研究对象是谁?它共受几个力的作用,画出受力图。
合力沿什么方向?大小是多少?拓展一:例题1中如果物体与地面间的“动摩擦因数是0.2”。
求物体在4s末的速度和4s内的位移。
(g=10m/s2)分析要点:(1)从题目中找出关于物理情景的描述物理量,画出运动过程草图。
(2)研究对象是谁?它共受几个力的作用,画出受力图。
合力沿什么方向?大小是多少?拓展二:将例题1中的“水平拉力”改为“斜向上与水平方向成37°角”,大小仍为6N,其他条件均不变,求物体在4s末的速度和4s内的位移。
已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,g=10m/s2。
分析要点:(1)从题目中找出关于物理情景的描述物理量,画出运动过程草图。
(2)研究对象是谁?它共受几个力的作用,画出受力图。
合力沿什么方向?大小是多少?拓展三:例题1中如果物体与地面间的“动摩擦因数是0.2 ”。
将“水平拉力”改为“斜向上与水平方向成37°角”,大小仍为6N,其他条件均不变,求物体在4 s末的速度和4 s内的位移。
已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,g=10m/s2。
分析要点:(1)从题目中找出关于物理情景的描述物理量,画出运动过程草图。
(2)研究对象是谁?它共受几个力的作用,画出受力图。
合力沿什么方向?大小是多少?例题2:一个物体在光滑水平地面上的,质量是2kg,在水平拉力作用下由静止开始向右做匀加速直线运动,5秒内运动的位移是50m,求水平拉力的大小?分析要点:(1)研究对象是谁?它共受几个力的作用,画出受力图。
第四章第6节用牛顿运动定律解决问题(一)学习目标:1.能运用牛顿运动定律解答一般的动力学问题。
2.理解应用牛顿运动定律解决问题的基本方法,即首先对研究对象进行受力和运动情况分析,然后用牛顿定律把二者联系起来。
3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体的方法,比如如何建立恰当的坐标系进行解题。
学习过程一,已知受力确定运动情况例1:一个物体静止在水平地面上,质量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。
物体与地面的摩擦力是4.2N,求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。
(1)物体受到的合力沿什么方向?大小是多少?(2)物体的运动是不是匀变速直线运动?问题:物体与地面间的动摩擦因数为多少?针对训练质量为m=2 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5,现在对物体施加如图所示的力F,F=10 N,θ=37°(sin37°=0.6),经t1=10 s后撤去力F,再经一段时间,物体又静止.(g 取10 m/s2)则:(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态.(2)物体运动过程中最大速度是多少?(3)物体运动的总位移是多少?二,已知运动情况确定受力例2:一个滑雪的人,质量m=75kg,以2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角为300,在t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。
1.滑雪人共受几个力的作用?2.这几个力各沿什么方向?3.它们之中哪个力是待求的?哪个力实际上是已知的?针对训练:一木块在倾角为37°的斜面上,(1)若斜面粗糙,木块与斜面间的动摩擦因数为0.2,则当木块以某一初速度上滑时,其加速度的大小;(2)若斜面粗糙,木块与斜面间的动摩擦因数为0.2,木块质量为3Kg,木块受到沿斜面向上的大小为25.8N的推力作用,则木块由静止开始运动的加速度大小为多少;(3)其它条件同上问,若木块由静止开始受到沿斜面的推力作用,在6s 内运动的位移是54m,求恒定推力的大小和方向?【课堂总结】比较两例题不同之处?联系运动和力的桥梁是什么?解题步骤?小结:1.牛顿第二定律反映的是,加速度、质量、合外力的关系,而加速度可以看成是运动的特征量,所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁,是解决动力学问题的关键.2.一般解题步骤(1)确定研究对象(2)分析对象受力(3)分析运动情况(4)建立坐标系(5)力的正交分解(6)列方程求解。
高中物理 第六节 用牛顿运动定律解决问题(一)导学案 新人教版必修1学习目标:1、进一步学习分析物体的受力情况,并能结合物体的运动情况进行受力分析。
2、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。
3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。
4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。
重点、难点:应用牛顿运动定律解决动力学问题知识链接 :力是使物体产生 的原因,受力作用的物体存在加速度.我们可以结合运动学知识,解决有关物体运动状态变化的问题.另一方面,当物体的运动状态变化时,一定有 ,我们可以由加速度来确定物体的受力.一、动力学的两类基本问题1.已知物体的受力情况,要求确定物体的 。
2.已知物体的运动情况,要求推断物体的 。
学法指导:(一)无论是哪种情况,解决有关运动和力问题的基本思路,加速度始终是联系运动和力的桥梁。
进行正确的受力分析和运动过程分析求加速度是解决问题的关键。
(二)用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤1.确定研究对象2.进行受力分析和运动状态分析,画出受力的示意图3.根据合力方向,用合成法或者正交分解法写出合力表达式4.把合力带入F 合=ma5.解方程并检查所得结果是否符合实际,舍去不合理的解.问题逻辑:(一)从受力确定运动情况:【例1】 如图所示,放在水平面上的物体质量为kg 2,受到一个斜向下的与水平方向成300角的推力F=10N 的作用,从静止开始运动。
已知物体与水平面间的摩擦因数为μ=0.1,取g=102/s m 。
(1)求物体s 5末速度和s 5内发生的位移。
(2)若s 5末撤去推力,物体在水平面上运动的总位移是多少米?°F(二)从运动情况确定受力:【例3】总重为8吨的载重汽车,由静止起开上一山坡,山坡的坡度为0.02(即每前进100m,上升2m)。
在行驶了100m后,汽车的速度增大到18km/h,如果摩擦阻力是车重的0.03倍,汽车上坡时的牵引力多大?二、简单连接体问题: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。
用牛顿运动定律解决问题(一)【学习目标】1.明确动力学的两类基本问题.2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.【课前预习案】一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,可以由求出物体的加速度,再通过的规律就可以确定物体的运动情况.二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据求出物体的加速度,再根据确定物体所受的力.想一想:如图461所示为某次真空实验中用频闪照相机拍摄到的金属球与羽毛在真空中下落时的照片,由照片可以看出,在真空中金属球与羽毛的下落运动是同步的,即它们有相同的加速度.问题:根据牛顿第二定律,物体的加速度与其质量成反比,羽毛与金属球具有不同质量,为何它们的加速度相同呢?【课堂探究案】一、从受力确定运动情况例1针对训练一个静止在水平面上的物体,质量为2 kg,受水平拉力F=6 N的作用从静止开始运动,已知物体与平面间的动摩擦因数μ=0.2,求物体2 s末的速度及2 s内的位移.(g取10 m/s2)针对训练楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10 N,刷子的质量为m=0.5 kg,刷子可视为质点,刷子与板间的动摩擦因数μ为0.5,天花板长为L=4 m,取sin 37°=0.6,试求:(1)刷子沿天花板向上的加速度;(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间.二、从运动情况确定受力例2我国《侵权责任法》第87条“高空坠物连坐”条款规定:建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害,难以确定具体侵权人的,除能够证明自己不是侵权人外,由可能加害的建筑物使用人给予补偿.近日,绵阳一小伙就借助该条款赢得了应有的赔偿.假设质量为5.0 kg的物体,从离地面36 m高处,由静止开始加速下落,下落过程中阻力恒定,经3 s落地.试求:(1)物体下落的加速度的大小;(2)下落过程中物体所受阻力的大小.(g取10 m/s2)针对训练如图463所示,水平恒力F=20 N,把质量m=0.6 kg的木块压在竖直墙上,木块离地面的高度H=6 m.木块从静止开始向下作匀加速运动,经过2 s到达地面.求:(1)木块下滑的加速度a的大小;(2)木块与墙壁之间的滑动摩擦系数.(g取10 m/s2)三、多过程问题分析例3冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛.她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼.如图464所示,ACD是一滑雪场示意图,其中AC是长L=0.8 m、倾角θ=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μ=0.25,不计空气阻力.(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(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?针对训练质量为m=2 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5,现在对物体施加如图465所示的力F,F=10 N,θ=37°(sin 37°=0.6),经t1=10 s后撤去力F,再经一段时间,物体又静止.(g取10 m/s2)则:(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态.(2)物体运动过程中最大速度是多少?(3)物体运动的总位移是多少?【当堂检测】从受力确定运动情况1.如图466所示,某高速列车最大运行速度可达270 km/h, 机车持续牵引力为1.57×105N.设列车总质量为100 t,列车所受阻力为所受重力的0.1倍,如果列车在该持续牵引力牵引下做匀加速直线运动,那么列车从开始启动到达到最大运行速度共需要多长时间?(g取10 m/s2)图466从运动情况确定受力2.“歼十”战机装备我军后,在各项军事演习中表现优异,引起了世界的广泛关注.如图467所示,一架质量m=5.0×103kg的“歼十”战机,从静止开始在机场的跑道上滑行,经过距离x=5.0×102m,达到起飞速度v=60 m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍.求飞机滑行时受到的牵引力多大?(g取10 m/s2)图467多过程问题分析3.静止在水平面上的物体的质量为2 kg,在水平恒力F推动下开始运动,4 s末它的速度达到4 m/s,此时将力撤去,又经6 s物体停下来,若物体与地面的动摩擦因数不变,求F的大小.4.物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡,已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:(1)物体沿斜面上滑的最大位移;(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小.【课后训练】题组一从受力确定运动情况1.假设汽车突然紧急制动后所受到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,它还能继续滑动的距离约为() A.40 m B.20 mC.10 m D.5 m2.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g取10 m/s2,则汽车刹车前的速度为()A.7 m/s B.14 m/sC.10 m/s D.20 m/s3.设洒水车的牵引力不变,所受的阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上原来匀速行驶,开始洒水后,它的运动情况将是()A.继续做匀速运动B.变为做匀加速运动C.变为做匀减速运动D.变为做变加速运动题组二从运动情况确定受力4.某气枪子弹的出口速度达100 m/s,若气枪的枪膛长0.5 m,子弹的质量为20 g,若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动,则高压气体对子弹的平均作用力为() A.1×102N B.2×102NC.2×105N D.2×104N5.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害,人们设计了安全带.假定乘客质量为70 kg,汽车车速为90 km/h,从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s,安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A.450 N B.400 NC.350 N D.300 N6.质量为m=3 kg的木块放在倾角为θ=30°的足够长斜面上,木块可以沿斜面匀速下滑.若用沿斜面向上的力F作用于木块上,使其由静止开始沿斜面向上加速运动,经过t=2 s时间物体沿斜面上升4 m的距离,则推力F为(g取10 m/s2)()A.42 N B.6 N C.21 N D.36 N题组三多过程问题分析7.质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的vt图象如图469所示.球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的34.设球受到的空气阻力大小恒为f,取g=10 m/s2,求:(1)弹性球受到的空气阻力f的大小;(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.8.滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一.如图4610所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏,小明与冰车的总质量是40 kg,冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05,在某次游戏中,假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力,使冰车从静止开始运动10 s后,停止施加力的作用,使冰车自由滑行.(假设运动过程中冰车始终沿直线运动,小明始终没有施加力的作用).求:(1)冰车的最大速率;(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小.9.如图4611所示,斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接,斜面的倾角为37°,一质量为0.5 kg的物块从距斜面底端5 m处的A点由静止释放,已知物块和斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.3.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)物块在水平面上滑行的时间为多少?图4611 10.法国人劳伦特·菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演,他从30 m高的塔上竖直跳下并准确地落入水池中.已知水对他的阻力(包括浮力)是他所受重力的3.5倍,设他起跳速度为零,在空中下落的加速度为8 m/s2,g取10 m/s2.试问:需要准备一个至少多深的水池?11.总质量为m=75 kg的滑雪者以初速度v0=8 m/s沿倾角为θ=37°的斜面向上自由滑行,已知雪橇与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,假设斜面足够长.(sin37°=0.6,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.图4612 12.(2013四川资阳期末)如图4612所示,在倾角θ=37°足够长的斜面底端有一质量m=1 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.现用大小为F=22.5 N、方向沿斜面向上的拉力将物体由静止拉动,经时间t0=0.8 s撤去拉力F,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2,求:(1)t0=0.8 s时物体速度v的大小;(2)撤去拉力F以后物体在斜面上运动的时间t.【学后反思】____________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________。
用牛顿定律解决问题(-)
学习目标:
1.能用牛顿运动定律解决一般的动力学问题.
2.理解运用牛顿定律解题的基本方法.
3.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析.
4.能根据物体的受力情况推导物体的运动情况.
5.在分析过程中学习体会如何建立恰当的坐标系进行解题等.
学习重点
1.已知物体的受力情况,求物体的运动情况.
2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况.
3.形成动力学问题的分析思路和解决方法。
学习难点
1.物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用正交分解法.
2.把动力学的分析思路和解决方法贯彻到具体问题的解决之中。
学习方法:探究、讨论、练习
学习过程:
1、牛顿运动定律的作用是什么?
我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨、卫星的着地点,他们靠的是牛顿运动定律
中力和运动的关系.
一切复杂的问题都是由简单的问题组成的,现在我们还不能研究如此复杂的运动,但
是我们现在研究问题的方法将会对以后的工作有很大的帮助.我们现在就从类似的较为简
单的问题人手,看一下这一类问题的研究方法.
2、牛顿运动定律解题有哪两类基本问题?
①已知物体的受力情况,要求确定物体的运动情况
②已知物体的运动情况,要求推断物体的受力情况
3、用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤
⑴确定研究对象
⑵分析研究对象的受力和运动情况
⑶画出物体受力图示和运动过程草图
⑷选定正方向或建立直角坐标系
⑸求合力F 合(用作图法、计算法或正交分解法)、或由运动学公式求加速度a
⑹由牛顿第二定律列方程
⑺统一单位后代入已知解方程
⑻检验或讨论结果
任务一、从受力情况分析运动情况
运动学公式 运动情况 加速度 受力情况
牛顿第二定律
例1:一个静止在水平地面上的物体,质量是2kg ,在6.4 N 的水平拉力作用下沿水
平地面向右运动.物体与地面间的摩擦力是4.2 N .
⑴本题研究对象是谁?
⑵它共受几个力的作用?
⑶物体所受的合力沿什么方向?大小是多少?
⑷本题要求计算位移和速度,而我们只会解决匀变速运动问题.这个物体的运动是匀
变速运动吗?依据是什么?
⑸经分析发现该题属于已知受力求运动呢,还是已知运动求受力呢?
任务二、从运动情况分析受力情况
例2:一个滑雪的人,质量m =75 kg ,以v0=2 m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的
倾角θ=30°,在t =5 s 的时间内滑下的路程x =60 m,求滑雪
人受到的阻力(包括摩擦力和空气阻力)
⑴滑雪人共受到几个力的作用?它们的方向如何?哪个
力是已知的?哪个力是待求的?
⑵如何求出滑雪人下滑的加速度?
⑶如何选取坐标系?
例3、一斜面AB 长为10 m,倾角为30°,一质量为2kg 的小物体(大小不计)从斜面顶端
A 点由静止开始下滑,如图所示(g取10 m/s 2)
(1) 若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面
底端B 点时的速度及所用时间. (2)若给小物体一个沿斜面
向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的
动摩擦因数μ是多少?
例4、如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向
37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg .(g =10m/s 2,
sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况.
(2)求悬线对球的拉力.
当堂检测
1.一轻质弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4cm .再将重物向下拉1cm ,然后放手.则在刚放手的瞬间,重物的加速度是(取g=10m/s 2) ( )
A .2.5m/s 2 B.7.5 m/s 2 C.10 m/s 2 D.12.5 m/s 2
2.如图所示,车沿水平地面做直线运动,车厢内悬挂在车顶上小球与悬点的连线与竖直
方向的夹角为θ,放在车厢底板上的物体A 跟车厢相对静止.A 的质量
为m ,则A 受到的摩擦力的大小和方向是: ( ) A .mgsinθ,向右 B. mgtanθ,向右
C. mgcosθ, 向左 C. mgtanθ, 向左 3.质量为2kg 的质点,在两个力F 1=2N ,F 2=8N 的作用下,获得的加
速度大小可能是: ( )
A .1m/s 2 B.3m/s 2 C.6m/s 2 D.4m/s 2
4.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转
动的轮胎在地面上发生滑动时留下的痕迹.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14 m ,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,则汽车刹车前的速度为(g 取10 m /
s 2)( )
A.7m/s
B.10m/s
C.14m/s
D.20m/s
5.质量为m 的木块,以初速v 0能在水平面上滑行的距离为s .如在木块上再粘一个质量
为m 的木块,仍以初速v 0在同一水平面上滑行.它们能滑行的距离为 ( )
A .2s
B .2s .
C .4
s D .s 6.雨滴从空中由静止落下,若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大, 下列图象可能正确反映雨滴下落运动情况的是 ( )
A. (a)图
B. (b)图 C .(c)图 D .(d)图
7.如图所示,位于水平地面上的质量为M 的小木块,在大小为F 、方
向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面作加速运动.
若木块与地面之
间的动摩擦因数为μ,则木块的加速度为 ( )
A .F /M
B .Fcos α/M
C .(Fcos α-μMg )/M
D .[Fcos α-μ(Mg-Fsin α)]/M
8.A 、B 、C 三球大小相同,A 为实心木球,B 为实心铁球,C 是质量与A 一样的空心铁
球,三球同时从同一高度由静止落下,若受到的阻力相同,则 ( )
A .A 球下落的加速度最大.
B .B 球下落的加速度最大.
C .C 球下落的加速度最大.
D .B 球下落的加速度最大,C 球下落的加速度最小.
9.质量为M 的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F 的水平恒力拉木块,其加速度为
a ;当拉力方向不变,大小变为2F 时,加速度为a '.则 ( )
A .a a ='
B .a a 2<'
C .a a 2>'
D .a a 2='
10.如图所示,m =5kg 的物体A 在平行于斜面向上的外力F 作用下,沿
斜面以a =5m/s 2加速向上运动,已知F =65 N ,斜面倾角θ=37o ,则突然撤
去F 的瞬时,A 的加速度为 ( )
A .2m/s 2,沿斜面向上
B .4m/s 2,沿斜面向下
C .6m/s 2,沿斜面向下
D .8m/s 2,沿斜面向下
11.已知质量为m 的木块在大小为F 1的水平拉力作用下,沿水平地面做匀加速直线运动,加速度为a .若在木块上再施加一个与水平拉力F 1在同一竖直平面内斜向下的推力F 2,而
不改变木块加速度的大小和方向,求此推力F 2与水平拉力F 1的夹角.
12、如图所示,一水平传送带长为20 m ,以2 m /s 的速度做匀速运动.已知某物体与传
送带间的动摩擦因数为O .1,现将该物体由静止轻放到传送带的A 端.求物体被送到另一
端B 点所需的时间.(g 取10 m /s 。
)
13.一质量为m 的物体放在光滑的水平面上,先对它施加一个向东的水平恒力F ,经历时
间t ;力 改为向西而大小不变,又经历时间t ;力又改为向东而大小不变,如此反复,共
经历时间,nt (n 为整数),求物体离出发点的位移.
课后作业:
课后反思:
题图
第
10。