高一物理人教版必修一用牛顿运动定律解决问题(一)

第四章牛顿运动定律6、牛顿运动定律的应用（一）牛顿第一定律（惯性定律）反映了力是物体运动状态改变的原因，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牛顿第二定律（F合=ma）反映了力和运动的关系牛顿第三定律（作用力和反作用力定律)反映了物体之间的相互作用规律牛顿运动定律力是产生加速度的原因两类问题：①已知物体受力的情况，确定物体运动。②已知物体的运动情况，确定物体受力。解题思路：牛顿运动定律的应用力的合成与分解运动学公式受力情况合力F合a运动情况可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁。求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。F合=ma1、确定研究对象。2、分析研究对象的受力情况，正确画出受力的示意图。3、分析研究对象的运动情况，必要时画出运动过程简图。4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。应用牛顿运动定律解题的一般步骤课本例题1一静止在水平地面上的物体，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：v＝at＝1.1×4m/s＝4.4m/s1212x＝at2＝×1.1×42m＝8.8mF合＝F－Ff=6.4-4.2=2.2NFfFGFN由F合＝ma得已知受力情况求运动情况a＝F合/m=2.2/2（m/s2）=1.1m/s2解：对物体受力分析有：一木箱质量为ｍ，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。Ｆ与水平方向成θ角，求经过ｔ秒时木箱的速度。练习FNmgFfFθF1F2F2=Fsinθ②F1=Fcosθ①竖直方向：FN＝mg+F2③水平方向：F合＝F1－Ff＝ma④Ff＝μFN⑤由①②③④⑤得mFcosθ－μ(mg+Fsinθ)a=∴v＝at＝mFcosθ－μ(mg+Fsinθ)t课本例题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＝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）。解：θF2F1θGF阻FNF1=Gsinθ②F合＝F1－F阻＝ma③由①②③得已知运动情况求受力情况F阻方向沿斜面向上由x＝v0t＋at2得21a＝t22（x－v0t）①对物体受力分析有：F阻＝F1－ma=Gsinθ－t22m（x－v0t）练习质量为2kg的物体从高处下落，经过某一位置时的速度是5m/s，再经2s测得的速度为15m/s，求空气的平均阻力。（g＝10m/s2）解：GF阻F阻＝mg－ma=2×10－2×5N=10NF合＝mg－F阻=maa＝=m/s2=5m/s2tv－v0215－5F阻方向竖直向上已知v0＝5m/s，v＝15m/st＝2s对物体受力分析：附：瞬时加速度的分析轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时，绳的弹力瞬间消失）轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹力瞬间消失）练习蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。已知运动员与网接触的时间为1.2ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。