4.6.1用牛顿定律解决问题(一)
新人教版高中物理必修一：4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》ppt课件
物理 必修1
第四章 牛顿运动定律
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业（十七）
由 x＝v0t＋12at2 得
h sin
θ＝12gsin
θ·t2
解得 t＝sin1 θ
2h g
由
v＝v0＋at
得
v＝at＝gsin
1 θ·sin
θ
答案：
1 sin θ
2h g
2gh
2gh＝ 2gh
物理 必修1
第四章 牛顿运动定律
解析： 取机车初速度的方向为正方向，则 v1＝54 km/h＝15 m/s 加速阶段： 由 v21－0＝2a1x1 得 a1＝2vx211＝2×152225 m/s2＝0.5 m/s2
物理 必修1
第四章 牛顿运动定律
知识自学区
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达标检测区
课时作业（十七）
由牛顿第二定律得 F＋Ff＝ma1① 减速阶段： 由 0－v21＝2a2x2 得 a2＝－2vx122＝－2×151225 m/s2＝－0.9 m/s2 由牛顿第二定律得 Ff＝ma2② 联立①②式并代入数据解得 F＝1.4×105 N 答案： 1.4×105 N
思路图解：
物理 必修1
第四章 牛顿运动定律
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课时作业（十七）
解析： 物体受到四个力的作用，如图所示，建立直角坐标 系并分解力 F.根据牛顿第二定律，x、y 两个方向分别列方程
Fcos θ－Ff＝ma①
物理 必修1
第四章 牛顿运动定律
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课时作业（十七）
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课时作业（十七）
4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》PPT课件汇总
解：第一步求a
由于V0=2m/s，x=60m，t=5s
据公式 求得a =
Ｘ
4m/s2
V0t
1 2
at
2
其次步求F合、阻力 要对人进展受力分析画受力图，
a
)30o
Ｎ
f G1
G2 G
其次步求F合、阻力
要对人进展受力分析画受力
图 N
所以：F合=ma=300N x轴方向：F合=G1－f y轴方向：N－G2=0 滑雪人所受的阻力
f
x= —1 ×2 1.1×42=8.8m
2
G
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= 30o，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〕。
思路：运动状况求受力。应先求出加速度a，再利 用牛顿其次定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。
二、从运动状况确定受力
物体运动状况确定受力状况，指的是在运 动状况〔知道三个运动学量〕的条件下，要求 得出物体所受的力或者相关物理量〔如动摩擦 因数等〕。
处理这类问题的根本思路是：先分析物体 的运动状况，据运动学公式求加速度，再在分 析物体受力状况的根底上，用牛顿其次定律列 方程求所求量(力)。
物体受 力情况
最终用运动学公式求解。
N
解：物体受力如图
由图知：F合=F－f=ma
f
F
O
a= Ff6.44.21.1m /s2
m2
G
4s末的速度 v t v 0 a 0 t 1 .1 4 4 .4 m /s
4s内的位移 sv0 t1 2a2 t1 2 1 .1 4 28 .8 m
新人教版高中物理必修一课件：4.6《用牛顿定律解决问题(一)》 (共10张PPT)
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/72021/3/72021/3/73/7/2021
• •
THE END 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/72021/3/7March 7, 2021
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/72021/3/72021/3/7Mar-217-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/72021/3/72021/3/7Sunday, March 07, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/72021/3/72021/3/72021/3/73/7/2021
例1.一辆载货的汽车,总质量为4.0×103Kg，运动中所受阻力恒为 1.6×103N，在不变的牵引力作用下由静止启动，若牵引力为 ４.8×103N，问：启动10s后汽车的速度达到多少？启动10s内汽 车的位移是多少？
二、从运动情况确定受力
已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（如 物体的运动性质、速度、加速度或位移）已知的条件下，要求得 出物体所受的力。
加速度a是联系运动和力的桥梁
牛顿第二定律公式（F=ma）和运动学公式（匀变
速 中直，线均运包动含公有式一个v=v共0+同at的, x物=v理0t+量at—2, —加速v2－度va0。2=2ax等）
由物体的受力情况，利用牛顿第二定律可以求出加 速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其 变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，利用运 动学公式可以求出加速度，再由牛顿第二定律便可确 定物体的受力情况。
高中物理 4.6 用牛顿定律解决问题(一) 新人教版必修1
则由运动学知识可得t2=- mg，代入数据得t2＝15.2s,
则从开始运动到停止运动共历m 时t=t1+v t2=2 s+15.2 s=17.2s.
a2
设从开始运动到停止运动，物体的总位移为x，因为前后两个过程的平均速度相
同，所以有
x=
vt
15 .2 2×17.2m=130.72m.
【答案】 AD
1 2
交通警察在处理交通事故时，有时会根据汽车在路面上留下的刹车痕迹及汽 车轮胎与地面的动摩擦因数，来判断发生事故前汽车是否超速.你知道他们是 如何判断的吗？ 根据2ax=v2可知,只要知道了a和x,就能计算出v来,刹车痕迹长度就是x,而在刹车 的情况下,可以认为ma=μmg,即a=μg, μ即为轮胎与地面的动摩擦因数,g是当地 重力加速度,所以根据汽车在路面上留下的刹车痕迹及汽车轮胎与地面的动摩 擦因数，可以判断发生事故前汽车是否超速.
【点拨】由受力确定物体运动情况一定要做的受力分析，遵守解题步骤. 【解析】以物体为研究对象，受力分析如图所示，建立直角坐标系.物体在力F撤 去之前，在水平面上做匀加速运动. 根据牛顿第二定律，在水平方向有 Fcos θ-f=ma1,
在竖直方向受力平衡有 FN+Fsin θ-mg=0, 根据滑动摩擦力公式有f=μFN, 联立上述三式，并代入已知数据， 得a1=7.6 m/s2， F停止作用时，物体的速度为 v=a1t1=15.2 m/s. 设从F停止作用到物体停下来历时为t2 ，在这个过程中，合外力为摩擦力，且 F′N=mg，f′=μF′N，则根据牛
(1) 已知受力情况求运动情况
已知受力情况,根据牛顿第二定律求出物体的
,再确定物体的初始条件(初位
用牛顿运动定律解决问题(一)
1扩展训练.该路段限速45km/h ，测出刹车痕迹为14m ，试着估算卡车是否超速？（测得轮胎与水泥地面的动摩擦因素为0.7）二、根据运动情况确定物体的受力例2、一个滑雪的人质量是 75 kg ，以v 0＝2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。
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）分析：1.滑雪者受到哪些力的作用？你能分析出合力的方向吗？2.如何建立直角坐标系？3.滑雪者运动的加速度为多大？方向呢？生：因为三个力且不在同一直线上，所以可以用正交分解法。
如下图。
解：如图所示，对人进行受力分析并建立直角坐标系，将重力正交分解，在与山坡垂直的方向，没有发生位移，没有加速度，所以 F N = G y ，F 合 = Gx - F 阻学生分组讨论，小组代表回答解题思路描述物体受力情况学生思考讨论交流合作，推举学生回答，并相互补充说明N G阻F xyϑcos G G Y =θsin G G x =课堂小结由牛顿第二定律F合 = ma得：Gx - F阻 = maF阻 = Gx –ma = mg sin300 - ma = 67.5N更上一层：此题中如果忽略空气阻力作用，如何求滑雪板与雪面间动摩擦因数？【牢记】：当三个力或三个力以上时优先考虑正交分解法，且优先考虑沿运动方向和垂直于运动方向分解。
（别看先分了再合，磨刀不误砍柴功）四、总结分析师：问题：上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？生：两题都需画受力图，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：例1是从受力确定运动情况：已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学公式确定物体的运动情况。
例2是从运动情况确定受力：已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律确定物体受力情况。
师：这位同学分析得很好，这两种情况是动力学中最基本的两类情况，请大家牢牢把握。
人教版必修1 4.6用牛顿运动定律解决问题(一)(共28张PPT)
物 所求量 1.基从本受思力路确:加速定度a是运联系力动和运动的桥梁 物
a 体
受
牛顿第
加速度
运动学
体 运
力 二定律
公式 动
分
分
析 所求量 从运动确定受力 析
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动力学的两类基本问题
一、 从受力确定运动情况
物体受 力情况
牛顿第 二定律
加速度 a
二、从运动情况确定受力
物体受 力情况
牛顿第 二定律
加速度 a
运动学 公式
运动学 公式
牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式(匀
变 v加02速=速2度a直xa等。线)中运，动均公包式含v有=v一0+个at,共x同=v的0t+物at理2/2量, —v2 －—
由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求 加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状 态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变 化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定 律便可确定物体的受力情况。
4s内的位移
s
v0t
1 2
at 2
1 2
1.1 42
8.8m
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高中物理4.6用牛顿定律解决问题(一)课件新人教版必修1
（2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体 重多少倍的拉力，才能使乘客不脱离座椅（g取 10m/s2）？
（3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什 么方向运动？最可能受到伤害的是人体的什么部位？
解：（1）飞机本来是水平飞行的，由 于垂直气流作用，飞机在竖直方
在垂直斜面方向上N－F2＝0 在沿斜面方向上F合＝F1－f ②求出F合并根据牛顿第二定律求加速度
F合＝ F1 －F＝mgsinθ－μmgcosθ
a＝
＝ g（sinθ－μcosθ）
＝10
m/s2 ＝4.65m／s2
③根据运动学公式求出5秒内滑下的路程
s＝
×4.65×25m＝58m
例2：为了安全，在公路上行使的汽
(3)若乘客未系安全带，则它相 对于机舱将以（a-g）=（3410）m/s2=24m/s2的加速度加 速撞向机舱顶部，而使头部受 到严重伤害．
二、从运动情况确定物体的受力
在实际问题中，常常需要从物体的运动情况来确定未 知力。例如，知道了列车的运动情况，根据牛顿定律 可以确定机车的牵引力，又如根据天文观测知道了月 球的运动情况，就可以知道地球对月球的引力情况， 牛顿起初探讨了这个问题，并进而发现了万有引力定 律。
解题的基本思路和方法 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分 析，并画出物体的受力图 ②选择合适的运动学公式，求出物体的加速度 ③根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合外力。
求出所需的运动参量。 注意：①物体的运动情况是由物体所受的合外力及物
体运动的初始条件共同决定的②速度的方向与加速 度的方向要注意区分③题目中的力是协力还是分力 要加以区分。
例1：一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡 的倾角是30°，滑雪板与雪地的动摩擦因数为 μ＝0.04，求5s内滑下的路程?
2014-2015学年高中物理 4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)课件 新人教版必修1
【自我思悟】 1.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,所以可以把加速度作为 “桥梁”,把物体的受力与运动联系起来。
2.求物体加速度的途径有哪些? 提示：途径一：由运动学的关系(包括运动公式和运动图像), 通过初速度、末速度、位移、时间等物理量求加速度;途径二： 根据牛顿第二定律列方程求解加速度。
(2)绳断时物体距斜面底端的位移为x1= 1 a1t2=16m
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,受力如图所示,则根据牛顿第二定律,对物体沿斜面向 上运动的过程有：
mgsinθ+Ff=ma2 解得a2=8.0m/s2 物体匀减速运动的时间 t2= v1 =1.0s 减速运动的位移为x2= 1 v1t2=4.0m
4 s时的速度：v＝v0＋at＝5×4 m/s＝20 m/s
0～4 s内位移：x1＝ 1 at2＝ 1 ×5×42 m＝40 m
2 2
(3)4～6 s内拉力为0，物体减速运动，加速度：
a＝ F合 G1 F 20 20 ＝ ＝ m / s 2＝－ 10 m / s 2 m m 4
20 2 m ＝20 m 2
2 2 2 v v 6 0 m/s2=3.6m/s2 0 a= 2x 25
乘客在斜面上下滑时受力情况如图所示。
Ff=μFN FN=mgcosθ 根据牛顿第二定律： mgsinθ-Ff=ma 由几何关系可知sinθ=0.6,cosθ=0.8 由以上各式解得：μ= gsin a 6 3.6 =0.3
行受力分析。
4.从受力确定运动情况需要先由力的合成与分解求合力。 5.正交分解法是求物体所受合力的有效方法。
人教版高一物理必修1：4.6用牛顿定律解决问题(一)课件
无法用天平测量物体的质量
利用完全失重条件的科学研究
搭载宇宙飞船诱变育种后的蚕 豆比普通蚕豆的粒大
小结
结论1：超重的条件: 当物体存在向上的加速度时，它对支持物的
压力（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，与 物体的速度方向无关 N=mg+ma
结论2：失重的条件: 当物体存在向下的加速度时，它对支持物的 压力（或对悬挂物的拉力）小于物体重力，与物 体的速度方向无关 N=mg- ma
【思考】1、人从离开起跳点开始经历了哪些过程？
蹦极是深受人喜爱的一种 运动，刺激但危险性也大。曾 有人这么形容蹦极时的感受： 随着弹性绳的伸缩，一忽儿象 掉入无底深渊，整个心脏都仿 佛往上提；一忽儿又好象有一 只大手把人往下压，想抬头都 困难。
思考2：起重机在向上吊起重 物时，有经验的司机都不让物体 的加速度过大是什么原因？
向上减速或向下加速
探究超重和失重的原因（产生条件）：
向上加速 向下减速 向下加速
向上减速
v aN
N
va
N
va
N
va
G N=G+ma
N>G 超重
G N=G+ma
N>G 超重
G N=G- ma
N<G 失重
G N=G- ma
N<G 失重
例2 .如升降机在匀速
下降中，突然以2m／ s2的加速度减速下降， 站在升降机内的人的
北京市一名中学生曾设计出一个方案：即研究在完全失重的 条件下，人的思维反应速度是不变、变快还是变慢。受到了发达 国家宇航局的关注。
如果在座的各位同学在这方面有什么奇思妙想，不妨寄与我 国宇航部门，希望将来在我国飞船上进行的实验里，有你们设计 的方案。
人教版高一物理必修一课件-4.6用牛顿运动定律解决问题(一)
骤 3、根据F合=ma求出物体的加速度 a；
4、根据物体的运动形式选择相应的运动学公式求解；
5、检验合理性并作答。
拓 一静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉 展 力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的动摩擦因数 练 是0.2。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。 习
一静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在10N的水平拉 力作用下沿水平地面向右运动。已知拉力F与水平地面的夹 角为370，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内发生的位移。（已知sin 370 =0.6，cos 370 ）
两顿类问题：
运
动
定 律
已知受力情况
的 应
确定运动情况
用
(桥梁” 作用
运动学公式 确定运动情况 运动学公式已知运动情况
一、已知物体受力的情况，确定物体运动。 课 本 一静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉 例 力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的动摩擦因数 题 是0.2。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。 1
谢谢
一、确定研究对象;
受
力
二、受几个力的作用？
分
析
三、合力沿什么方向？大小是多少？
FN
竖直方向：FN－G =0
f
F拉
水平方向：F合=F拉－f
G
应
用 解题思路：
牛
顿
运
受力情况
力的合成与 分解
合力F
a
运动学公 式
运动情况
动
定 解题步骤：
F= m a
律
解 题 步
1、明确研究对象并对其受力分析； 2、求合力（一般用正交分解法）；
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4.6.1 用牛顿定律解决问题（一）
【【教教学学目目标标】】
1．进一步学习分析物体的受力情况，能结合物体的运动情况进行分析。
2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学
公式解决力学问题。
【【重重点点难难点点】】
1．物体的受力和运动状态的分析、处理实际问题时物理情景的建立。
2．牛顿运动定律与运动学公式的综合运用。
【【教教学学方方法法】】
讲练结合
【【教教学学用用具具】】
课 件
【【教教学学过过程程】】
一、动力学的两类基本问题
1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况：
处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出
物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物
体的位移和速度，也就是确定了物体的运动情况。
2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况：
处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可
以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况。
s t a 牛顿第二定律运动学公式物体的受力情况
物体的运动情况
加速度
F 、、
【注意】分析物体的运动过程时应注意多段运动的转折点。
二、用牛顿第二定律解决问题的基本思路和方法
（1）选研究对象；
（2）分析物体的受力（画受力图）；
（3）建立坐标系，并分解力；
（4）根据牛顿第二定律列方程，求解并检验。
【例1】一个静止在水平面上的物体，质量是2kg ，在水平方向受到5.0N 的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0N 。
（1）求物体在4秒末的速度；
（2）若在4秒末撤去拉力，求物体滑行时间。
【例2】用3N 的水平恒力，在水平面上拉一个质量为2kg 的木块，从静止开始运动，2s 内的位移为2m ，则木块所受的滑动摩擦力为多大？
【例3】质量为100t 的机车从静止出发，经225m 后，速度达到54km/h ，此时，司机关闭发动机，机车又行驶125m 停下来。
设运动过程中阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力。
【例4】将一小球以24m /s 的初速度竖直向上抛出，抛出后经2S 上升到最高点，若小球运动中所受空气阻力大小不变（g =10m /s 2）。
试求：
（1）小球上升的最大高度多大？
（2）小球从最高点落回抛出点所用时间多长？
（3）回到抛出点时，小球运动速度多大？
【【课课外外作作业业】】
1、教材：P 5——（3）
2、学海导航：P 2——4
【【教教学学后后记记】】。