《2018版高中物理第四章牛顿运动定律6用牛顿运动定律解决问题1学案新人教版必修12017080344.wps》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高中物理第四章牛顿运动定律6用牛顿运动定律解决问题1学案新人教版必修12017080344.wps（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、6 6 用牛顿运动定律解决问题( (一) ) 学 习 目 标 知 识 脉 络 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(重点) 2.知道动力学的两类问题理解加速度是解 决两类动力学问题的桥梁(重点) 3.掌握解决动力学问题的基本思路和方法， 会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问 题(难点) 从 受 力 确 定 运 动 情 况 先填空 1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和受力情况联系 起来 2如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规 律确定物体的运动情况 再判断 1根据物体加速度的方向可以判断物体所受合
2、外力的方向() 2根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向() 3加速度是联系运动和力的桥梁() 后思考 为什么加速度可以把受力和运动联系起来？ 【提示】 因为在牛顿第二定律中有加速度与力的关系，而在运动学公式中有加速度与运 “动参量的关系，所以加速度作为 桥梁”，把物体的受力与运动联系起来 合作探讨 玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，在欢乐的笑声中，培养了他们勇敢的品质，如果滑梯的倾 角为 ，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为 ，滑梯长度为 L，怎样 求小孩滑到底端的速度和需要的时间？ 1 图 461 【提示】 首先分析小孩的受力，利用牛顿定律求出其下滑的加速度，然后根据
3、公式 v2 1 v202ax，xv0t at 2即可求得小孩滑到底端的速度和需要的时间 2 核心点击 1解题思路 F a 平行四边形定则 分析物体 m 求加 受力情况 正交分解法 求合力 速度 求运动 学参量 2解题步骤 (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，求出所需求的运动学参量任意时刻 的位移和速度，以及运动轨迹等 1一个物体在水平恒力 F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间 t，速度
4、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，其他条件不变 B将物体质量减小一半，其他条件不变 C物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍 D将时间增加到原来的 2 倍，其他条件不变 F 【解析】 由牛顿第二定律得 Fmgma，所以 a g，对比 A、B、C 三项，均不 m 能满足要求，故选项 A、B、C 均错，由 vat可得选项 D 对 【答案】 D 2 2(多选)在水平地面上，A、B 两物体叠放如图 462 所示，在水平力 F 的作用下一起匀 速运动，若将水平力 F 作用在 A 上，两物体可能发生的情况是( ) 图 462 AA、B 一
5、起匀速运动 BA 加速运动，B 匀速运动 CA 加速运动，B 静止 DA 与 B 一起加速运动 【解析】 若 A、B 间的最大静摩擦力大于 F，则 A、B 仍一起做匀速直线运动，故 A 正确； 若 A、B 间的最大静摩擦力小于 F，则 A 在拉力 F 的作用下做匀加速直线运动，而 B 受到 A 的 滑动摩擦力小于 B 与地面间的滑动摩擦力(由题意可知此力大小与 F 相等)，故 B 保持静止， 故 C 正确 【答案】 AC 3如图 463 所示，在倾角 37的足够长的固定的斜面底端有一质量 m1.0 kg 的 物体物体与斜面间动摩擦因数 0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动拉力 F 1
6、0 N，方向平行斜面向上经时间 t4.0 s 绳子突然断了，求： 图 463 (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(已知 sin 370.60，cos 370.80，g 取 10 m/s2) 【解析】 (1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力 F、斜面支持力 FN、重力 mg 和摩擦力 Ff，设物体向上运动的加速度为 a1，根据牛顿第二定律有： Fmgsin Ffma1 又 FfFN，FNmgcos 解得：a12.0 m/s2 t4.0 s 时物体的速度大小 v1a1t8.0 m/s. (2)绳断时物体距斜面底端的位移为 1 x1 a1t 216 m
7、 2 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，则根据牛顿第二定 律，对物体沿斜面向上运动的过程有： 3 mgsin Ffma2 解得 a28.0 m/s2 v1 物体匀 减速运动的时间 t2 1.0 s a2 1 减速运动的 位移为 x2 v1t24.0 m 2 此后物体沿斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为 a3，根据牛顿第二定律可得 mgsin Ffma3，得 a34.0 m/s2 1 设物体由最高点下滑的 时间为 t3，根据运动学公式可得 x1x2 a3t ，t3 s3.2 s， 2 2 所以物体返回斜面底端的时间为 tt2t34.2 s 【答案】 (1)8.0
8、 m/s (2)4.2 s 应用牛顿第二定律解题时求合力的方法 1合成法 物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解题时要求准确作 出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力 F合反之，若知道加速度方向就知道合力方 向 2正交分解法 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答，一般把力正交分 解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量即沿加速度方向：Fxma，垂直于加速度方 向：Fy0. 从 运 动 情 况 确 定 受 力 先填空 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 以确定物体所受的力 再判断 1物体运动状态的
9、变化情况是由它的受力决定的() 2物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的() 3物体运动状态的变化情况决定了它的受力情况() 后思考 4 1常用的运动学公式有哪些？ 【提示】 匀变速直线运动速度 v 随时间变化的规律是 vv0at，位移随时间变化的规 1 律是 xv0t at 2，速度位移关系式是 v2v 2ax. 02 2 2由牛顿第二定律只能确定物体受到的合力吗？ 【提示】 不是由牛顿第二定律可以先求出物体所受的合力，然后根据力的合成与分解 还可以确定某个分力 合作探讨 李伟同学在观看 2016年 9 月 15 日 22时 04 分 09“秒我国发射 天宫二号”的电视直播时
10、， 当听到现场指挥倒计时结束发出“点火”命令后，立刻用秒表计时，测得火箭底部通过发射架 的时间约是 4.8 s，他想算出火箭受到的推力，试分析还要知道哪些条件？不计空气阻力，火 箭质量认为不变 图 464 【提示】 根据牛顿第二定律 Fmgma，若想求得推力 F，需知火箭的质量和加速度， 1 火箭的加速度可以根据运动学公式 x at 2求得，即需要知道发射架的高度 x 和火箭通过发射 2 架的时间 t，综上所述除了时间 t 已经测得外，只要再知道火箭质量 m 和发射架的高度 x，就 1 可由公式 x at 2和 Fmgma 求出火箭受到的推力 2 核心点击 1基本思路 本类型问题是解决第一类问
11、题的逆过程，其思路如下： 2解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草 图 (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度 5 (3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力 (4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力 4用细线将篮球拴在升降机光滑的侧壁上，当升降机加速下降时，出现如图 465 所示 的情形四位同学对此现象做出了分析与判断，其中可能正确的是 ( ) 图 465 A升降机的加速度大于 g，侧壁对球无挤压 B升降机的加速度小于 g，侧壁对球有挤压 C升降机的加速度等于 g，侧壁对球无挤压 D升降机的加速度等于 g，侧壁对球有挤压
12、 【解析】 当升降机加速下降时，加速度等于 g，则小球在竖直方向上仅受重力，拉力为 零，由于小球在水平方向上平衡，可知侧壁对小球无挤压，故 C 正确，D 错误当升降机加速 下降时，加速度大于 g，小球受重力，绳子的拉力，由于水平方向上平衡，则侧壁对小球有弹 力，即侧壁对球有挤压，故 A 错误当升降机加速下降时，加速度小于 g，不会出现如图所示 的情况，球会在悬点下方，故 B 错误 【答案】 C 5如图 466 所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其倾角 30 .现木块上有一质量 m1.0 kg的滑块从斜面下滑，测得滑块在 0.40 s 内速度增加了 1.4 m/s，且知滑块滑行过
13、程中木块处于静止状态，重力加速度 g 取 10 m/s2，求： 图 466 (1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小； (2)滑块滑行过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向 v 1.4 【解析】 (1)由题意可知，滑块滑行的加速度 a m/s23.5 m/s2. t 0.40 对滑块受力分析，如图甲所示，根据牛顿第二定律得 mgsin Ffma，解得 Ff1.5 N. 6 甲 乙 (2)根据(1)问中的滑块受力示意图可得 FNmgcos .对木块受力分析，如图乙所示，根 据牛顿第三定律有 FNFN，根据水平方向上的平衡条件可得 Ff 地FfcosFNsin ，解 得 Ff 地3.03 N，Ff 地为正值，说明图中标出的方向符合实际，故摩擦力方向水平向左 【答案】 (1)1.5 N (2)3.03 N 方向水平向左 从运动情况确定受力的注意事项 1由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向 2题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向， 再根据力的合成与分解求分力 7