§4.4牛頓第二定律應用(1)----由物體受力求物體運動情況一、教學目標:1、知識與技能：①進一步理解牛頓第二定律，②熟練運用牛頓第二定律公式求解物體的加速度。

2、過程與方法：通過例題的講解與練習，讓學生掌握運用牛頓第二定律的方法和解題的一般步驟。3、情感、態度與價值觀：通過例題的變形讓學生體會到具體問題具體分析的哲學方法。1可編輯ppt§4.4牛頓第二定律應用(1)----由物體受力求物體運動情二、重點、難點：1、重點：形成動力學問題的分析思路和解決方法。2、難點：把動力學的分析思路和解決方法貫徹到具體問題的解決之中。2可編輯ppt二、重點、難點：1、重點：形成動力學問題的分析思路和解決方法三、教學過程：復習:下列說法正確的是：()A、由a=可知，a與成正比，與反比B、由a=可知，a與F成正比，與m反比C、加速度方向與的方向一致D、加速度方向與F的方向一致BCD3可編輯ppt三、教學過程：復習:下列說法正確的是：(第一、二章我們學習了運動學，知道了勻變速直線運動的一些規律：速度公式：位移公式：位移-速度公式：平均速度：vt=v0+atx=v0t+at2/22ax=vt2-v02v0=(v0+vt)/24可編輯ppt第一、二章我們學習了運動學，知道了勻變速直線運動的一些規律：例2、一個滑雪的人，質量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝300，在t＝5s的時間內滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）例1、一個靜止在水平面上的物體，質量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內發生的位移。V分析探究5可編輯ppt例2、一個滑雪的人，質量m=75kg，以v0=2m/s的初速例1、一個靜止在水平面上的物體，質量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內發生的位移。V則合外力由牛頓第二定律得：則4s末的速度v和4s內的位移x為GF2FNF1解：物體受力情況如圖，取向右為正方向6可編輯ppt例1、一個靜止在水平面上的物體，質量是2kg，在6.4N的水例2、一個滑雪的人，質量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝300，在t＝5s的時間內滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）由運動學公式：滑雪人的加速度：由牛頓第二定律得

解：對滑雪人受力分析,并建立坐標系如圖GF阻FNGxGyyx7可編輯ppt例2、一個滑雪的人，質量m=75kg，以v0=2m/s的初速一質量為10kg的木塊，靜止在水平面上,木塊與水平面間的動摩擦因數為0.15，現對其施加一個20N的水平向右的拉力，求(1)木塊5s末的速度及5s內的位移。(2)撤去外力后木塊還能滑行多遠。Fμ=0.15例1：8可編輯ppt一質量為10kg的木塊，靜止在水平面上,木塊與水平面間的動摩Fμ=0.15GF支ft=5sv0=0v1=?x1=?a1fF支Gx2=?a2解題思路：以木塊為研究對象，對其受力分析，求出合力，由合力求得加速度，再由運動學公式求得速度、位移，當撤去外力后，再對木塊進行受力分析，求出第二過程的加速度，由撤去外力時的速度(即第一過程的末速度v1)與第二過程加速度求出第二過程的位移。v2=09可編輯pptFμ=0.15GF支ft=5sv0=0v1=?x1=?a1f解：(1)以木塊為研究對象，對第一過程分析，受力如左邊圖所示,以向右為正方向，由牛頓第二定律F合=ma可知：代入數據：20–f=10a1F支–10×10=0f=0.15

F支F支=100Nf=15Na1=0.5m/s2解之得：Fμ=0.15Gft=5sv0=0v1=?x1=?a1fF支Gx2=?a2v2=0F支水平方向：F–f=ma1豎直方向：F支–G=0f=μF支10可編輯ppt解：(1)以木塊為研究對象，對第一過程分析，受力如左邊圖所示由v1=v0+a1t可知：v1=0.5×5m/s=2.5m/s由x1=a1t2/2可知：x1=（0.5×52/2)m=6.25m(2)當撤去外力F后，仍以木塊為研究對象，受力如中間圖所示,仍以向右為正方向，由牛頓第二定律F合=ma可知：水平方向：0

–f=ma2豎直方向：F支–G=0f=μF支0–f=10a2F支–

10×10=0f=0.15

F支代入數據：F支=100Nf=15Na2=–1.5m/s2解之得：11可編輯ppt由v1=v0+a1t可知：v1=0.5×5m/s由x1=a1由0=v1+a2t2可知：0=2.5+(–1.5)×t2t2=1.67s由x2=v1t2+a2t22/2可知：x2=2.5×1.67+(–1.5)×(1.67)2/2

=2.08m方法一：由2a2x2=02–

v12得：2×(–1.5)x2=–2.52x2=2.08m方法二：12可編輯ppt由0=v1+a2t2可知：0=2.5+(–1.5)×解題思路：由物體受力情況根據牛頓第二定律:F＝ma物體的加速度a根據運動學公式求出物體的運動情況解題一般步驟：（1）確定研究對象。（2）對研究對象受力分析并畫出受力示意圖。（3）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。（5）列出方程，求解方程。（6）檢查答案是否完整，合理。13可編輯ppt解題思路：由物體受力情況根據牛頓第二定物體的加速度a根據運動變式1：一質量為10kg的木塊，靜止在水平面上,木塊與水平面間的動摩擦因數為0.15，現對其施加一個與水平成370斜向右上方的20N的拉力，求(1)木塊5s末的速度及5s內的位移。(2)撤去外力后木塊還能滑行多遠。μ=0.15F37014可編輯ppt變式1：一質量為10kg的木塊，靜止在水平面上,木塊與水平面μ=0.15F370v1=?f’F支’GF支Gfxy解(1)以木塊為研究對象，對其受力分析，如圖所示，并建立如圖坐標。將F分解為F1與F2，由牛頓第二定律可知：F1F2f＝μF支代入數據：20×0.8－f＝10a1F支＋20×0.6－10×10＝0f＝0.15

×F支解之得：F支＝88N,f＝13.2Na1＝0.28m/s2a1x2=?a2v2=0t=5sx1=?x軸：ΣFx＝Fcom370－f＝ma1y軸：ΣFy＝F支＋Fsin370－G＝015可編輯pptμ=0.15F370v1=?f’F支’GF支Gfxy解(1由v1=v0+a1t可知：v1=0.28×5m/s=1.4m/s由x1=a1t2/2可知：x1=（0.28×52/2)m=3.5m16可編輯ppt由v1=v0+a1t可知：v1=0.28×5m/s由x1=aμ=0.15F370v1=?f’F支’GF支GfxyF1F2a1x2=?a2v2=0t=5sx1=?(2)當撤去外力F后，仍以木塊為研究對象，受力如中間圖所示,以向右為正方向，由牛頓第二定律F合=ma可知：水平方向：0–f’=10a2F支’

–

10×10=0f’

=0.15

F支’代入數據：F支’=100Nf’=15Na2=–1.5m/s2解之得：0

–f’=ma2豎直方向：F支’–mg=0f’=μF支17可編輯pptμ=0.15F370v1=?f’F支’GF支GfxyF1F由0=v1+a2t2可知：0=1.4+(–1.5)×t2t2=0.93s由x2=v1t2+a2t22/2可知：x2=1.4×0.93+(–1.5)×(0.93)2/2

=0.65m方法一：由2a2x2=02–

v12得：2×(–1.5)x2=–1.42x2=0.65m方法二：18可編輯ppt由0=v1+a2t2可知：0=1.4+(–1.5)×一物塊從光滑斜面頂端下滑，已知斜面傾角為300，斜面長為2.5m，則物體滑到底端時所用時間為多少？300yxGFG1G2解：以物體為研究對象受力如圖，并建立如圖坐標，x軸:Gsin300＝may軸:F－Gcom300＝0代入數據：mg×0.5=maF－mg×=0解之得：a＝5m/s2由x=at2可知，t=代入數據解之得：t=1s由牛頓第二定律可知，19可編輯ppt一物塊從光滑斜面頂端下滑，已知斜面傾角為300，斜面長為例題2、一個滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角是30°，從靜止開始5s內下滑了31.25米，求滑雪板與雪地的動摩擦因數μ？運動員做的是初速度為零的勻加速直線運動20可編輯ppt例題2、一個滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角是30°，mgFfFNxyaF1F2θ

對物體受力分析：21可編輯pptmgFfFNxyaF1F2θ對物體受力分析：21可編輯pp

解得：a＝g（sinθ－μcosθ）沿斜面方向F1=mgsinθ和垂直斜面方向:FN-F2=0在沿著斜面方向：F1-f=ma又因為有：Ff=μFN

垂直斜面方向F2=mgcosθ將mg分解:列方程：22可編輯ppt解得：a＝g（sinθ－μcosθ）沿斜面方向應用牛頓運動定律（由運動求力）解題步驟：1、分析物體的運動情況求出加速度；2、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的分力和垂直加速度方向的分力;4、應用運動學的相應公式及F合=ma列方程;5、求解。小結：23可編輯ppt應用牛頓運動定律（由運動求力）1、分析物體的運動情況求出加速1、質量為2kg的物體，在0～4s內受水平拉力F和摩擦力f的作用，在4～10s內僅受摩擦力作用而停止，其v—t圖像如圖。求（1）物體受的摩擦力大小是多少？（2）水平拉力是多少？24可編輯ppt1、質量為2kg的物體，在0～4s內受水平拉力F和摩擦力f的2．對如圖所示的皮帶傳動裝置，下列說法中正確的是(A)A輪帶動B輪沿逆時針方向旋轉．(B)B輪帶動A輪沿逆時針方向旋轉．(C)C輪帶動D輪沿順時針方向旋轉．(D)D輪帶動C輪沿順時針方向旋轉．25可編輯ppt2．對如圖所示的皮帶傳動裝置，下列說法中正確的是25可編輯p3、一質量為m＝40kg的小孩子站在電梯內的體重計上。電梯從t＝0時刻由靜止開始上升，在0到6s內體重計示數F的變化如圖所示。試問：在這段時間內電梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10m/s2。26可編輯ppt3、一質量為m＝40kg的小孩子站在電梯內的體重計上。電梯從4、如圖所示，在傾角為的光滑斜面上有兩個用輕質彈簧相連接的物塊A、B，它們的質量分別為mA、mB，彈簧的勁度系數為k,C為一固定擋板。系統處一靜止狀態，現開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運動，求物塊B剛要離開C時物塊A的加速度a和從開始到此時物塊A的位移d，重力加速度為g。27可編輯ppt4、如圖所示，在傾角為的光滑斜面上有兩個用輕質彈簧相連接的物3A．對“落體運動快慢”、“力與物體運動關系”等問題，亞里士多德和伽利略存在著不同的觀點．請完成下表：亞里士多德的觀點伽利略的觀點落體運動快慢重的物體下落快，輕的物體下落慢力與物體運動關系維持物體運動不需要力維持物體運動需要力物體下落快慢與物體輕重無關28可編輯ppt3A．對“落體運動快慢”、“力與物體運動關系”等問題，亞里士§4.4牛頓第二定律應用(1)----由物體受力求物體運動情況一、教學目標:1、知識與技能：①進一步理解牛頓第二定律，②熟練運用牛頓第二定律公式求解物體的加速度。

2、過程與方法：通過例題的講解與練習，讓學生掌握運用牛頓第二定律的方法和解題的一般步驟。3、情感、態度與價值觀：通過例題的變形讓學生體會到具體問題具體分析的哲學方法。29可編輯ppt§4.4牛頓第二定律應用(1)----由物體受力求物體運動情二、重點、難點：1、重點：形成動力學問題的分析思路和解決方法。2、難點：把動力學的分析思路和解決方法貫徹到具體問題的解決之中。30可編輯ppt二、重點、難點：1、重點：形成動力學問題的分析思路和解決方法三、教學過程：復習:下列說法正確的是：()A、由a=可知，a與成正比，與反比B、由a=可知，a與F成正比，與m反比C、加速度方向與的方向一致D、加速度方向與F的方向一致BCD31可編輯ppt三、教學過程：復習:下列說法正確的是：(第一、二章我們學習了運動學，知道了勻變速直線運動的一些規律：速度公式：位移公式：位移-速度公式：平均速度：vt=v0+atx=v0t+at2/22ax=vt2-v02v0=(v0+vt)/232可編輯ppt第一、二章我們學習了運動學，知道了勻變速直線運動的一些規律：例2、一個滑雪的人，質量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝300，在t＝5s的時間內滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）例1、一個靜止在水平面上的物體，質量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內發生的位移。V分析探究33可編輯ppt例2、一個滑雪的人，質量m=75kg，以v0=2m/s的初速例1、一個靜止在水平面上的物體，質量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內發生的位移。V則合外力由牛頓第二定律得：則4s末的速度v和4s內的位移x為GF2FNF1解：物體受力情況如圖，取向右為正方向34可編輯ppt例1、一個靜止在水平面上的物體，質量是2kg，在6.4N的水例2、一個滑雪的人，質量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝300，在t＝5s的時間內滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）由運動學公式：滑雪人的加速度：由牛頓第二定律得

解：對滑雪人受力分析,并建立坐標系如圖GF阻FNGxGyyx35可編輯ppt例2、一個滑雪的人，質量m=75kg，以v0=2m/s的初速一質量為10kg的木塊，靜止在水平面上,木塊與水平面間的動摩擦因數為0.15，現對其施加一個20N的水平向右的拉力，求(1)木塊5s末的速度及5s內的位移。(2)撤去外力后木塊還能滑行多遠。Fμ=0.15例1：36可編輯ppt一質量為10kg的木塊，靜止在水平面上,木塊與水平面間的動摩Fμ=0.15GF支ft=5sv0=0v1=?x1=?a1fF支Gx2=?a2解題思路：以木塊為研究對象，對其受力分析，求出合力，由合力求得加速度，再由運動學公式求得速度、位移，當撤去外力后，再對木塊進行受力分析，求出第二過程的加速度，由撤去外力時的速度(即第一過程的末速度v1)與第二過程加速度求出第二過程的位移。v2=037可編輯pptFμ=0.15GF支ft=5sv0=0v1=?x1=?a1f解：(1)以木塊為研究對象，對第一過程分析，受力如左邊圖所示,以向右為正方向，由牛頓第二定律F合=ma可知：代入數據：20–f=10a1F支–10×10=0f=0.15

F支F支=100Nf=15Na1=0.5m/s2解之得：Fμ=0.15Gft=5sv0=0v1=?x1=?a1fF支Gx2=?a2v2=0F支水平方向：F–f=ma1豎直方向：F支–G=0f=μF支38可編輯ppt解：(1)以木塊為研究對象，對第一過程分析，受力如左邊圖所示由v1=v0+a1t可知：v1=0.5×5m/s=2.5m/s由x1=a1t2/2可知：x1=（0.5×52/2)m=6.25m(2)當撤去外力F后，仍以木塊為研究對象，受力如中間圖所示,仍以向右為正方向，由牛頓第二定律F合=ma可知：水平方向：0

–f=ma2豎直方向：F支–G=0f=μF支0–f=10a2F支–

10×10=0f=0.15

F支代入數據：F支=100Nf=15Na2=–1.5m/s2解之得：39可編輯ppt由v1=v0+a1t可知：v1=0.5×5m/s由x1=a1由0=v1+a2t2可知：0=2.5+(–1.5)×t2t2=1.67s由x2=v1t2+a2t22/2可知：x2=2.5×1.67+(–1.5)×(1.67)2/2

=2.08m方法一：由2a2x2=02–

v12得：2×(–1.5)x2=–2.52x2=2.08m方法二：40可編輯ppt由0=v1+a2t2可知：0=2.5+(–1.5)×解題思路：由物體受力情況根據牛頓第二定律:F＝ma物體的加速度a根據運動學公式求出物體的運動情況解題一般步驟：（1）確定研究對象。（2）對研究對象受力分析并畫出受力示意圖。（3）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。（5）列出方程，求解方程。（6）檢查答案是否完整，合理。41可編輯ppt解題思路：由物體受力情況根據牛頓第二定物體的加速度a根據運動變式1：一質量為10kg的木塊，靜止在水平面上,木塊與水平面間的動摩擦因數為0.15，現對其施加一個與水平成370斜向右上方的20N的拉力，求(1)木塊5s末的速度及5s內的位移。(2)撤去外力后木塊還能滑行多遠。μ=0.15F37042可編輯ppt變式1：一質量為10kg的木塊，靜止在水平面上,木塊與水平面μ=0.15F370v1=?f’F支’GF支Gfxy解(1)以木塊為研究對象，對其受力分析，如圖所示，并建立如圖坐標。將F分解為F1與F2，由牛頓第二定律可知：F1F2f＝μF支代入數據：20×0.8－f＝10a1F支＋20×0.6－10×10＝0f＝0.15

×F支解之得：F支＝88N,f＝13.2Na1＝0.28m/s2a1x2=?a2v2=0t=5sx1=?x軸：ΣFx＝Fcom370－f＝ma1y軸：ΣFy＝F支＋Fsin370－G＝043可編輯pptμ=0.15F370v1=?f’F支’GF支Gfxy解(1由v1=v0+a1t可知：v1=0.28×5m/s=1.4m/s由x1=a1t2/2可知：x1=（0.28×52/2)m=3.5m44可編輯ppt由v1=v0+a1t可知：v1=0.28×5m/s由x1=aμ=0.15F370v1=?f’F支’GF支GfxyF1F2a1x2=?a2v2=0t=5sx1=?(2)當撤去外力F后，仍以木塊為研究對象，受力如中間圖所示,以向右為正方向，由牛頓第二定律F合=ma可知：水平方向：0–f’=10a2F支’

–

10×10=0f’

=0.15

F支’代入數據：F支’=100Nf’=15Na2=–1.5m/s2解之得：0

–f’=ma2豎直方向：F支’–mg=0f’=μF支45可編輯pptμ=0.15F370v1=?f’F支’GF支GfxyF1F由0=v1+a2t2可知：0=1.4+(–1.5)×t2t2=0.93s由x2=v1t2+a2t22/2可知：x2=1.4×0.93+(–1.5)×(0.93)2/2

=0.65m方法一：由2a2x2=02–

v12得：2×(–1.5)x2=–1.42x2=0.65m方法二：46可編輯ppt由0=v1+a2t2可知：0=1.4+(–1.5)×一物塊從光滑斜面頂端下滑，已知斜面傾角為300，斜面長為2.5m，則物體滑到底端時所用時間為多少？300yxGFG1G2解：以物體為研究對象受力如圖，并建立如圖坐標，x軸:Gsin300＝may軸:F－Gcom300＝0代入數據：mg×0.5=maF－mg×=0解之得：a＝5m/s2由x=at2可知，t=代入數據解之得：t=1s由牛頓第二定律可知，47可編輯ppt一物塊從光滑斜面頂端下滑，已知斜面傾角為300，斜面長為例題2、一個滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角是30°，從靜止開始5s內下滑了31.25米，求滑雪板與雪地的動摩擦因數μ？運動員做的是初速度為零的勻加速直線運動48可編輯ppt例題2、一個滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角是30°，mgFfFNxyaF1F2θ