1、4.4牛頓第二定律運用牛頓第二定律運用(1)-由物體受力求物體運動情況由物體受力求物體運動情況一、教學(xué)目的一、教學(xué)目的:1、知識與技藝：進一步了解牛頓第二定律，熟練運、知識與技藝：進一步了解牛頓第二定律，熟練運用牛頓第二定律公式求解物體的加速度。用牛頓第二定律公式求解物體的加速度。 2、過程與方法：經(jīng)過例題的講解與練習(xí)，讓學(xué)生掌握運、過程與方法：經(jīng)過例題的講解與練習(xí)，讓學(xué)生掌握運用牛頓第二定律的方法和解題的普通步驟。用牛頓第二定律的方法和解題的普通步驟。3、情感、態(tài)度與價值觀：經(jīng)過例題的變形讓學(xué)生領(lǐng)會到、情感、態(tài)度與價值觀：經(jīng)過例題的變形讓學(xué)生領(lǐng)會到詳細(xì)問題詳細(xì)分析的哲學(xué)方法。詳細(xì)問題詳細(xì)分析

2、的哲學(xué)方法。二、重點、難點：二、重點、難點：1、重點：構(gòu)成動力學(xué)問題的分析思緒和處理方法。、重點：構(gòu)成動力學(xué)問題的分析思緒和處理方法。2、難點：把動力學(xué)的分析思緒和處理方法貫徹到、難點：把動力學(xué)的分析思緒和處理方法貫徹到 詳細(xì)問題的處理之中。詳細(xì)問題的處理之中。三、教學(xué)過程：三、教學(xué)過程：復(fù)習(xí)復(fù)習(xí):以下說法正確的選項是：以下說法正確的選項是： ( )A、由、由a= 可知，可知，a與成正比，與反比與成正比，與反比B、由、由a= 可知，可知，a與與F成正比，與成正比，與m反比反比C、加速度方向與的方向一致、加速度方向與的方向一致D、加速度方向與、加速度方向與F的方向一致的方向一致tvvtmFvBC

3、D第一、二章我們學(xué)習(xí)了運動學(xué)，知道了勻變速直第一、二章我們學(xué)習(xí)了運動學(xué)，知道了勻變速直線運動的一些規(guī)律：線運動的一些規(guī)律：速度公式：速度公式：位移公式：位移公式：位移位移-速度公式：速度公式：平均速度：平均速度：vt=v0+atx=v0t + at2 / 22ax=vt2-v02v0=(v0+vt) / 2例例2、一個滑雪的人，質(zhì)量、一個滑雪的人，質(zhì)量m=75kg，以，以v0=2m/s的初的初速度沿山坡勻加速滑下，速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角山坡的傾角300，在，在t5s的時間內(nèi)滑下的路程的時間內(nèi)滑下的路程x=60m，求滑雪人遭到的，求滑雪人遭到的阻力包括摩擦和空氣阻阻力包括摩擦和空氣阻力

4、力例例1、一個靜止在程度面上、一個靜止在程度面上的物體，質(zhì)量是的物體，質(zhì)量是2kg，在，在6.4N的程度拉力作用下沿程的程度拉力作用下沿程度地面向右運動。物體與地度地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是面間的摩擦力是4.2N。求物。求物體在體在4s末的速度和末的速度和4s內(nèi)發(fā)生內(nèi)發(fā)生的位移。的位移。V分析探求分析探求例例1、一個靜止在程度面上的物體，質(zhì)量是、一個靜止在程度面上的物體，質(zhì)量是2kg，在，在6.4N的的程度拉力作用下沿程度地面向右運動。物體與地面間的摩程度拉力作用下沿程度地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是擦力是4.2N。求物體在。求物體在4s末的速度和末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。內(nèi)

5、發(fā)生的位移。V21FFF12226.44.21.12FFmmassmFma1.1 44.4mmvatss2111.1 168.822xatmmGF2FNF1由運動學(xué)公式：由運動學(xué)公式： 滑雪人的加速度：滑雪人的加速度：201xv tat2202222 602 5425xv tmmasst 由牛頓第二定律由牛頓第二定律 得得 xFGFma阻sin67.5xFGmamgmaN阻解：對滑雪人受力分析解：對滑雪人受力分析,并建立坐標(biāo)系如圖并建立坐標(biāo)系如圖GF阻阻FNGxGyyx一質(zhì)量為一質(zhì)量為10kg的木塊，靜止在程的木塊，靜止在程度面上度面上,木塊與程度面間的動摩擦木塊與程度面間的動摩擦因數(shù)為因數(shù)為

6、0.15，現(xiàn)對其施加一個，現(xiàn)對其施加一個20N的程度向右的拉力，求的程度向右的拉力，求(1)木塊木塊5s末的速度及末的速度及5s內(nèi)的位移。內(nèi)的位移。(2)撤去撤去外力后木塊還能滑行多遠(yuǎn)。外力后木塊還能滑行多遠(yuǎn)。F=0.15例例1：F=0.15GF支支ft=5sv0=0v1=?x1=?a1fF支支Gx2=?a2解題思緒：以木塊為研討對象，對其受力分析，解題思緒：以木塊為研討對象，對其受力分析，求出合力，由合力求得加速度，再由運動學(xué)公式求出合力，由合力求得加速度，再由運動學(xué)公式求得速度、位移，當(dāng)撤去外力后，再對木塊進展求得速度、位移，當(dāng)撤去外力后，再對木塊進展受力分析，求出第二過程的加速度，由撤去

7、外力受力分析，求出第二過程的加速度，由撤去外力時的速度時的速度(即第一過程的末速度即第一過程的末速度v1)與第二過程加與第二過程加速度求出第二過程的位移。速度求出第二過程的位移。v2=0解：解：(1)以木塊為研討對象，對第以木塊為研討對象，對第一過程分析，受力如左邊圖一過程分析，受力如左邊圖所示所示,以向右為正方向，由牛以向右為正方向，由牛頓第二定律頓第二定律F合合=ma可知：可知：代入數(shù)據(jù)：代入數(shù)據(jù)：20 f = 10a1F支支 1010 =0f = 0.15 F支支F支支=100N f =15Na1=0.5m / s2解之得：解之得：F=0.15Gft=5sv0=0v1=?x1=?a1fF

8、支支Gx2=?a2v2=0F支支程度方向：程度方向：F f = ma1豎直方向：豎直方向： F支支 G=0f = F支支由由v1=v0+a1t可知：可知：v1=0.55m/s =2.5m/s由由x1=a1t2 / 2可知：可知：x1=0.552 / 2)m =6.25m(2)當(dāng)撤去外力當(dāng)撤去外力F后，仍以木后，仍以木塊為研討對象，受力如中間塊為研討對象，受力如中間圖所示圖所示,仍以向右為正方向，仍以向右為正方向，由牛頓第二定律由牛頓第二定律F合合=ma可知：可知：程度方向：程度方向：0 f = ma2豎直方向：豎直方向： F支支 G=0 f = F支支0 f = 10a2F支支 1010 =0

9、f = 0.15 F支支代入數(shù)據(jù)：代入數(shù)據(jù)：F支支=100N f =15Na2= 1.5m / s2解之得：解之得：由由0=v1+a2t2可知：可知：0 = 2.5 +( 1.5)t2t2 =1.67s由由x2= v1t2+a2t22 / 2可知：可知：x2= 2.5 1.67 +( 1.5) (1.67)2 / 2 =2.08m方法一：方法一： 由由2 a2 x2= 02 v12 得：得：2( 1.5) x2= 2.52 x2=2.08m方法二：方法二：解題思緒：解題思緒：由物體由物體受力情受力情況況根據(jù)牛頓第二定根據(jù)牛頓第二定律律:Fma物體的物體的加速度加速度a根據(jù)運動根據(jù)運動學(xué)公式學(xué)公

10、式求出物求出物體的運體的運動情況動情況解題普通步驟：解題普通步驟：1確定研討對象。確定研討對象。2對研討對象受力分析并畫出受力表示圖。對研討對象受力分析并畫出受力表示圖。3分析物體運動情況并畫運動過程簡圖。分析物體運動情況并畫運動過程簡圖。4利用牛頓第二定律求解加速度。利用牛頓第二定律求解加速度。5列出方程，求解方程。列出方程，求解方程。6檢查答案能否完好，合理。檢查答案能否完好，合理。變式變式1：一質(zhì)量為一質(zhì)量為10kg的木塊，靜止在程度的木塊，靜止在程度面上面上,木塊與程度面間的動摩擦因木塊與程度面間的動摩擦因數(shù)為數(shù)為0.15，現(xiàn)對其施加一個與程度，現(xiàn)對其施加一個與程度成成370斜向右上方

11、的斜向右上方的20N的拉力，的拉力，求求(1)木塊木塊5s末的速度及末的速度及5s內(nèi)的位移。內(nèi)的位移。(2)撤去外力后木塊還能滑行多遠(yuǎn)。撤去外力后木塊還能滑行多遠(yuǎn)。=0.15F370=0.15F370v1=?f F支支GF支支Gfxy解解(1)以木塊為研討對象，對其以木塊為研討對象，對其受力分析，如下圖，并建立如受力分析，如下圖，并建立如圖坐標(biāo)。將圖坐標(biāo)。將F分解為分解為F1與與F2，由牛頓第二定律可知：由牛頓第二定律可知：F1F2f F支支代入數(shù)據(jù)：代入數(shù)據(jù)：20 0.8 f 10a1F支支 20 0.6 10 100f 0.15 F支支解之得：解之得：F支支88N , f 13.2Na10

12、.28m / s2a1x2=?a2v2=0t=5s x1=?x軸：軸： FxFcom370 f ma1y軸：軸： FyF支支Fsin370 G0由由v1=v0+a1t可知：可知：v1=0.285m/s =1.4m/s由由x1=a1t2 / 2可知：可知：x1=0.2852 / 2)m =3.5m=0.15F370v1=?f F支支GF支支GfxyF1F2a1x2=?a2v2=0t=5s x1=?(2)當(dāng)撤去外力當(dāng)撤去外力F后，仍以木后，仍以木塊為研討對象，受力如中間塊為研討對象，受力如中間圖所示圖所示, 以向右為正方向，由以向右為正方向，由牛頓第二定律牛頓第二定律F合合=ma可知：可知：程度方

13、向：程度方向：0 f = 10a2F支支 1010 =0f = 0.15 F支支代入數(shù)據(jù)：代入數(shù)據(jù)：F支支=100N f =15Na2= 1.5m / s2解之得：解之得：0 f = ma2豎直方向：豎直方向：F支支 mg=0f = F支支由由0=v1+a2t2可知：可知：0 = 1.4 +( 1.5)t2t2 =0.93s由由x2= v1t2+a2t22 / 2可知：可知：x2= 1.4 0.93 +( 1.5) (0.93)2 / 2 =0.65m方法一：方法一： 由由2 a2 x2= 02 v12 得：得：2( 1.5) x2= 1.42 x2=0.65m方法二：方法二：一物塊從光滑斜面

14、頂端下滑，知斜一物塊從光滑斜面頂端下滑，知斜面傾角為面傾角為300，斜面長為，斜面長為2.5m，那么物體，那么物體滑究竟端時所用時間為多少？滑究竟端時所用時間為多少？300yxGFG1G2解：以物體為研討對象受解：以物體為研討對象受力如圖，并建立如圖坐標(biāo)，力如圖，并建立如圖坐標(biāo)，x軸軸: Gsin300 m ay軸軸:FGcom3000代入數(shù)據(jù)：代入數(shù)據(jù)：mg0.5=maFmg =023解之得：解之得：a5 m / s2由由x = a t 2 可知，可知，21t =ax2代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù)解之得：解之得：t = 1s由牛頓第二定律可知，由牛頓第二定律可知，例題例題2 2、一個滑雪人從靜止開場沿山

15、坡滑下，山坡、一個滑雪人從靜止開場沿山坡滑下，山坡的傾角是的傾角是3030，從靜止開場，從靜止開場5s5s內(nèi)下滑了內(nèi)下滑了31.2531.25米，求米，求滑雪板與雪地的動摩擦因數(shù)滑雪板與雪地的動摩擦因數(shù)？運發(fā)動做的是初速度為零的勻加速直線運動mgFfFNxyaF1F2 )(5 . 22525.312221X222smtXaat得：由對物體受力分析： 解得：解得： a gsincos 沿斜面方向沿斜面方向 F1=mgsin和垂直斜面方向和垂直斜面方向: FN- F2=0在沿著斜面方向：在沿著斜面方向：F1-f=maF1-f=ma又由于有：又由于有：Ff=FN 垂直斜面方向垂直斜面方向 F2= m

16、gcos將將mgmg分解分解: :列列 方方 程：程：6323105 . 25 . 010cossingag運用牛頓運動定律由運動求力運用牛頓運動定律由運動求力解題步驟：解題步驟：1、分析物體的運動情況求出加速度；、分析物體的運動情況求出加速度；2、分析物體的受力情況；、分析物體的受力情況；3、不沿加速度方向的力分解為沿加速度方向、不沿加速度方向的力分解為沿加速度方向的分力和垂直加速度方向的分力的分力和垂直加速度方向的分力;4、運用運動學(xué)的相應(yīng)公式及、運用運動學(xué)的相應(yīng)公式及F合合=ma列方程列方程;5、求解。、求解。小結(jié)：1、質(zhì)量為、質(zhì)量為2kg的物體，在的物體，在04s內(nèi)受程度拉內(nèi)受程度拉力

17、力F和摩擦力和摩擦力f的作用，在的作用，在410s內(nèi)僅受摩擦內(nèi)僅受摩擦力作用而停頓，其力作用而停頓，其vt圖像如圖。圖像如圖。求求1物體受的摩擦力大小是多少？物體受的摩擦力大小是多少？2程度拉力是多少？程度拉力是多少？2對如下圖的皮帶傳動安裝，以下說法中對如下圖的皮帶傳動安裝，以下說法中正確的選項是正確的選項是(A)A輪帶動輪帶動B輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)(B)B輪帶動輪帶動A輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)輪沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)(C)C輪帶動輪帶動D輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)(D)D輪帶動輪帶動C輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)輪沿順時針方向旋轉(zhuǎn)3、一質(zhì)量為、一質(zhì)量為m40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的小孩

18、子站在電梯內(nèi)的體重計上。電梯從的體重計上。電梯從t0時辰由靜止開場上時辰由靜止開場上升，在升，在0到到6s內(nèi)體重計示數(shù)內(nèi)體重計示數(shù)F的變化如下圖。的變化如下圖。試問：在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少？試問：在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少？取重力加速度取重力加速度g10m/s2。4、如下圖，在傾角為的光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)、如下圖，在傾角為的光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相銜接的物塊彈簧相銜接的物塊A、B，它們的質(zhì)量分別為，它們的質(zhì)量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數(shù)為，彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板。系統(tǒng)為一固定擋板。系統(tǒng)處一靜止形狀，現(xiàn)開場用一恒力處一靜止形狀，現(xiàn)開場用一恒力F沿斜面方向拉物沿斜面方向拉物塊塊A使之向上運動，求物塊使之向上運動，求物塊B剛要分開剛要分開C時物塊時物塊A的加速度的