用牛顿运动定律解决问题(刘玉兵)

沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）牛顿运动定律的应用（一）沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律的内容是什么?想一想沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.牛顿第二定律:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.反映了力是物体运动状态改变的原因，（力是产生加速度的原因）并不是维持物体运动状态的原因。惯性——物体本身固有的属性揭示了力和运动的定性关系揭示了力和运动的定量关系揭示了物体之间的相互作用规律沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）一、从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力物体运动情况运动学公式加速度a牛顿第二定律物体受力情况物体运动情况运动学公式加速度a牛顿第二定律物体受力情况动力学的两类基本问题沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）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．一、从受力确定运动情况沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）例题1：一个静止在光滑水平地面上的物体，质量是2kg，在4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。求物体在2s末的速度和3s内的位移。GFNa224/2/2Famsmsm解：22/4/vatmsms221123922xatmm沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）拓展一：一个静止在粗糙水平地面上的物体，质量是2kg，在10N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动,物体与地面间的动摩擦因数是0.2。求物体在3s末的速度和4s内的位移。（已知g=10m/s2）GFNfa0.22104fmgNN1046FFfNNN合226/3/2Famsmsm合33/9/vatmsms2211342422xatmm沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）拓展二：一个静止在粗糙水平地面上的物体，质量是2kg，在10N的斜向上与水平方向成37°角拉力作用下，沿水平地面向右运动，物体与地面间的动摩擦因数是0.2。求物体在4s末的速度和4s内的位移。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）GFNfF2F1a01sin37100.66FFNN解：02cos37100.88FFNN2(82.8)5.2FFfNN合225.2/2.6/2Famsmsm合2.64/10.4/vatmsms22112.6420.822xatmm1(2106)14NFmgFNN0.2142.8NfFNN沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）例题2、一倾角为37°的光滑斜面（足够长）上，质量为2kg的小物体A(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑，求物体在4s末的速度和4s内的位移。(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)mgNamgNa沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）例题2、一倾角为37°的光滑斜面（足够长）上，质量为2kg的小物体A(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑，求物体在4s末的速度和4s内的位移。(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)mgNa0sin372100.612FmgNN合解：2212/6/2Famsmsm合64/24/vatmsms2211644822xatmm沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）拓展一：一倾角为37°的粗糙斜面（足够长）上，质量为1kg的小物体A(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑，物体与地面间的动摩擦因数是0.25，求物体在4s末的速度和4s内的位移。(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)mgNfa20.2582fFNN1(62)4FFfNN合224/4/1Famsmsm合44/16/vatmsms2211443222xatmm01sin371100.66FmgNN解：02cos371100.88FmgNN沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）拓展二：一倾角为37°的光滑斜面（足够长）上有一质量为2kg的小物体A(大小不计)，受到沿斜面向上，大小为F=20N的外力作用，从斜面底端B点由静止开始向上运动，求物体在4s末的速度和4s内的位移。(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)mgNF01sin372100.612FmgNN解：1(2012)8FFFNN合228/4/2Famsmsm合44/16/vatmsms2211443222xatmm沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）☆小试牛刀1．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，木块的加速度为a′，则()A．a′=aB．a′2ªC．a′2aD．a′=2aCFfam22()2()22FfamFffmFffmmfaam｀＞沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）2．一个质量m=10kg的物体，在五个水平方向的共点力作用下静止在摩擦因数u=0．4的水平面上，当其中F3=100N的力撤消后，求物体在2s末的速度大小、方向和这2s内的位移。取g=10m／s2。0.4101040fmgNN解：3(10040)60FFfNN合2260/6/10Famsmsm合3F方向与方向相反62/12/vatmsms2211621222xatmm沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）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．二、从运动情况确定受力沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）例题1：一个静止在光滑水平地面上质量为2kg的物体，在水平拉力F的作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动，物体在4s内通过的位移是16m。求水平拉力F的大小（已知g=10m/s2）GFNa212xat解：由得：22222216a/2/4xmsmstm224aNN合∴F=F4FN答：水平拉力的大小是沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）拓展一：一个静止在粗糙水平地面上质量为2kg的物体，在水平拉力F=7N的作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动，物体在4s内的位移是8m。求物体与地面间的动摩擦因数（已知g=10m/s2）GFNfa212xat解：由得：2222228a/1/4xmsmstm212aNN合∴F725fFFNNN合∴fmg由得：50.25210fmg0.25答：物体与地面间的动摩擦因数为沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）拓展二：一个静止在水平地面上质量为2kg的物体，在一个与水平方向成37°角斜向上F=10N拉力作用下，沿水平地面向右运动，物体在2s内的位移是8m。求物体与地面间的动摩擦因数（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）GFNfF2F1a5.2m212xat解：由得：2222225.2a/2.6/2xmsmstm22.65.2aNN合∴F01sin37100.66FNN∵F02cos37100.88FNNF285.22.8fFFNNN合∴1(2106)14NmgNNFF2.80.214Nf∴F0.2答：物体与地面间的动摩擦因数为沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）例题2、一倾角为37°的粗糙斜面（足够长）上，质量为2kg的小物体A(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑，物体在2s内的位移是16m。求物体与地面间的动摩擦因数(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)mgNfa4m212xat解：由得：2222224a/2/2xmsmstm224aNN合∴F01sin372100.612mgNN∵F02cos372100.816mgNNF11248fFFNNN合∴216NNFF80.516Nf∴F0.5答：物体与地面间的动摩擦因数为F1F2沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）拓展一：一倾角为37°的光滑斜面（足够长）上，质量为2kg的小物体A(大小不计)，受到沿斜面向上，大小为F的推力作用，从斜面底端B点由静止开始向上运动，物体在4s内的位移是32m，求推力F的大小。(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)mgNF212xat解：由得：22222232a/4/4xmsmstm248aNN合∴F01sin372100.612mgNN∵F181220FFFNNN合∴20N答：推力大小为F1沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）拓展二：一倾角为37°的粗糙斜面（足够长）上，质量为2kg的小物体A(大小不计)，受到沿斜面向上，大小为F=20N的推力作用，从斜面底端B点由静止开始向上运动，物体在4s内的位移是16m，求推力F的大小。(已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2)mgNfF动摩擦因素212xat解：由得：22222216a/2/4xmsmstm224aNN合∴F01sin372100.612mgNN∵F02cos372100.816mgNNF1201244fFFFNNNN合∴216NNFF40.2516Nf∴F0.25答：物体与地面间的动摩擦因数为沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）☆小试牛刀1、一辆质量为1000kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，现在让它在12.5m的距离内匀减速停下来，求所受阻力的大小。22vax解：由得：222210a/4/2212.5vmsmsxm100044000fFaNN合∴4000N答：物体所受阻力的大小为沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）2、质量为40kg的物体静止在水平面上,当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时,速度为16m/s,求物体受到的阻力是多少?22vax解：由得：222216a/8/2216vmsmsxm408320FaNN合∴40032080fFFNNN合∴80N答：物体所受阻力的大小为沭阳府苑中学主备人：刘玉兵4.6用牛顿运动定律解决问题（一）3、火车关闭了发动机，但刹车失灵，力大无穷的蜘蛛侠最终挡下了火车。(此过程中火车在平直桥面运动。）假设蜘蛛侠所挡火车的质量为106kg，火车原本匀速行驶的速度为180km/h，火车受铁轨和空气阻力约为车重的0.02倍，要求火车在500米内停下，若蜘蛛侠施加给火车的为一恒