牛顿第二定律的应用

阻力（包括摩擦和空气阻 力）
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例1、一个静止在水平面上的物体，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内发生的位移。
解：物体受力情况如图， 取向右为正方向
则合外力 FF1F2
由牛顿第二定律 F ma 得：
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y
F支
F2 f
F
370 F1
a1
x
F支’
v1=? a2
f’
v2=0
µ=0.15
G
t=5s x1=?
解(1)以木块为研究对象，对其
受力分析，如图所示，并建立
如图坐标。将F分解为F1与F2， 由牛顿第二定律可知：
x轴：Σ Fx＝Fcom370 － f ＝ma1
y轴：Σ Fy＝F支＋Fsin370 －G＝0
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F支
v0=0
a1
f
F
F支
v1=? a2
f
v2=0
µ=0.15 G
t=5s x1=? G
x2=?
解：(1)以木块为研究对象，对第 代入数据：
一过程分析，受力如左边图
所示,以向右为正方向，由牛 顿第二定律F合=ma可知：
水平方向：F – f = ma1
20 – f = 10a1
F支 – 10×10 =0
（6）检查答案是否完整，可合编辑理ppt。
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变式1：
一质量为10kg的木块，静止在水平 面上,木块与水平面间的动摩擦因 数为0.15，现对其施加一个与水平 成370斜向右上方的20N的拉力，求 (1)木块5s末的速度及5s内的位移。 (2)撤去外力后木块还能滑行多远。
F
370
µ=0.15
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§4.4牛顿第二定律应用(1)
----由物体受力求物体运动情况
一、教学目标:
1、知识与技能：①进一步理解牛顿第二定律，②熟练运 用牛顿第二定律公式求解物体的加速度。
2、过程与方法：通过例题的讲解与练习，让学生掌握运 用牛顿第二定律的方法和解题的一般步骤。
3、情感、态度与价值观：通过例题的变形让学生体会到 具体问题具体分析的哲学方法。
m
C、加速度方向与v的方向一致
D、加速度方向与F的方向一致
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第一、二章我们学习了运动学，知道了匀变速直 线运动的一些规律：
速度公式： vt=v0+at
位移公式： x=v0t + at2 / 2 位移-速度公式： 2ax=vt2-v02
平均速度： v0=(v0+vt) / 2
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µ=0.15 G
t=5s x1=? G
x2=?
解题思路：以木块为研究对象，对其受力分析， 求出合力，由合力求得加速度，再由运动学公式 求得速度、位移，当撤去外力后，再对木块进行 受力分析，求出第二过程的加速度，由撤去外力 时的速度(即第一过程的末速度v1)与第二过程加 速度求出第二过程的位移。
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分析探究
例1、一个静止在水平面上 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内发生 的位移。
V
例2、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， 山坡的倾角θ＝300，在t＝ 5s的时间内滑下的路程 x=60m，求滑雪人受到的
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G
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例1：
一质量为10kg的木块，静止在水 平面上,木块与水平面间的动摩擦 因数为0.15，现对其施加一个20N 的水平向右的拉力，求(1)木块5s 末的速度及5s内的位移。(2)撤去 外力后木块还能滑行多远。
F
µ=0.15
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F支
v0=0
a1
f
F
F支
v1=? a2
f
v2=0
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1
二、重点、难点：
1、重点：形成动力学问题的分析思路和解决方法。
2、难点：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。
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2
三、教学过程：
复习:
下列说法正确的来自百度文库：
( BCD )
A、由a= v 可知，a与v成正比，与 t反比
t
B、由a= F 可知，a与F成正比，与m反比
方法二：
由0=v1+a2t2可知：
0 = 2.5 +(– 1.5)×t2
t2 =1.67s
由2 a2 x2= 02 – v12 得： 2×(– 1.5) x2= – 2.52
x2=2.08m
由x2= v1t2+a2t22 / 2可知：
x2= 2.5× 1.67 +(– 1.5)× (1.67)2 / 2
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）
解：对滑雪人受力分析,并建立坐标系如图
由运动学公式：x
v0t
1 at2 2
滑雪人的加速度y：
a2xt 2v0t2602 5 25m s24m s2FN
由牛顿第二定律
F阻 G x
mFaGxF阻max得
m g sin m a
67.5 N
竖直方向： F支– G=0
f = µF支
f = 0.15 F支
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解之得： F支=100N f =15N
a1=0.5m / s2
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由v1=v0+a1t可知： 由x1=a1t2 / 2可知：
v1=0.5×5m/
s
x1=（0.5×52 / 2)m
=6.25m
=2.5m/s
(2)当撤去外力F后，仍以木 块为研究对象，受力如中间
aF 1m F 26 .4 24 .2m s2 1 .1 m s2
V FN
则4s末的速度v和4s内的位移x为
vat1.14m s4.4m s F2
F1
x1at211.116m8.8m
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G 6
例2、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，山坡的倾角θ＝300，在t＝5s的时间内
=2.08m
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解题思路：
由物体 受力情 况
根据牛顿第二定 律:F＝ma
物体的 加速度a
根据运动
求出物 体的运
学公式 动情况
解题一般步骤：
（1）确定研究对象。
（2）对研究对象受力分析并画出受力示意图。
（3）分析物体运动情况并画运动过程简图。
（4）利用牛顿第二定律求解加速度。
（5）列出方程，求解方程。
代入数据：
图所示,仍以向右为正方向，
由牛顿第二定律F合=ma可知： 0 – f = 10a2
解之得： F支=100N
水平方向： 0 – f = ma2 竖直方向： F支– G=0
F支 – 10×10 =0
f =15N
f = µF支
f = 0.15 F支
a2= – 1.5m / s2
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方法一：