人教版新课标高中物理必修1《用牛顿运动定律解决问题（一）》教学课件（19张PPT）

(课件网) §4.6 用牛顿定律　　　 　解决问题（一） 　科技工作者能准确地预测火箭的变轨、卫星的着地点，他们靠的是什么呢？ 　 新课引入 　　像这样复杂的运动，以我们现在的知识水平，还不能够解决，但是我们今天学习的研究问题的方法将对以后的工作有很大的帮助。下面我们就从类似的较为简单的问题入手，看一下这一类问题的研究方法。 例题1 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.问物体在4 s末的速度和4 s内发生的 位移。 一个静止在水平地面上的物体， （是不是我们熟悉的某种运动呢？） 加速度呢？怎么求？ 初速度为零 牛顿第二定律 一、研究对象是谁？ 二、受几个力的作用？ 三、合力沿什么方向？大小是多少？ F G f FN 受力分析 y：Fy合=0 x：Fx合=2.2 N y x o 解:(1)由牛顿第二定律 F=ma，可以求出物体的加速度 a=F/m=(F-f)/m =1.1 m/s2 (2)求出了物体的加速度a，由运动学公式就可以求出4 s末的速度v和4 s内发生的位移x. v=at=1.1×4 m/s=4.4 m/s， x=1/2at2=0.5×1.1×16 m=8.8 m. 　　刚才的问题中，我们通过对物体进 行受力分析，运用牛顿第二定律找出物 体的加速度，然后分析运动情况，求出 运动结果。 　除了这类 已知受力求运动 的问题外， 生活中还有另一种问题 也很常见。 　虽然欧文停得精彩，但也伤得不清，能否知道急停那瞬间韧带的受力呢 　　像这样复杂的运动下的受力问题，以我们现在的知识水平，还不能够解决，但是我们今天也要学习研究这类问题的方法。下面我们就从类似的较为简单的问题入手，看一下这一类问题的研究方法。 例题2 一个滑雪的人，质量是75kg,以 v0=2 m/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。求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气） 阻力）。 受力分析 合力沿什么方向？ 合力沿斜面向下。 受力方向复杂，如何求合力 沿平行于斜面向下和垂直斜面向上为+x，+y轴。 总结 解(1)如图所示建立坐标系，把重力G 沿x轴方向和y轴方向进行分解，得到： Gx=mgsinθ，Gy=mgcosθ，人沿山坡 做的是匀加速运动，由运动学公式： x=v0t+1/2at2 解出a=2(x-v0t)/t2， 代入数值得：a＝4 m/s2 (2)根据牛顿第二定律得：F阻=Gx-ma =mgsinθ－ma 代入数值得：F阻＝6７.5 N. １．两题都需要画受力图，都要利用牛顿第二定律 和运动学公式画受力图是重要的解题步骤。不同之 处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运 动学公式求加速度。 ２．例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐 标系后，就可以用Gx和Gy代替G，使解题方便。 ３．因为加速度方向就是物体所受合外力的方向， 所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来 很大方便。 蜘蛛侠挡火车 理想化模型 　　 假设蜘蛛侠所挡火车质量为1000吨，匀速行驶速度为180公里/小时，火车受铁轨和空气阻力为车重的0.02倍 ，求要在500米内停下，蜘蛛侠要施加给火车的阻力为多大？ 课堂小结 一、总结受力分析的方法 二、强调解决动力学问题的基本步骤 三、激发学生学习科学的兴趣， 　　了解运动中的自我保护。 通过学习，我们知道了 处理动力学的基本方法， 从而能够设计机械，制造车船， 了解航天，乃至宇宙 ... ...