6 用牛顿运动定律解决问题（一） 复习：复习：一、运动学公式一、运动学公式速度公式速度公式 ：v = vo+at位移公式：位移公式：x= vot + at2导出公式：导出公式：v 2 vo 2 =2ax第三定律：第三定律：第三定律：第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大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，作用在一条直线上。小相等，方向相反，作用在一条直线上。第二定律：第二定律：第二定律：第二定律：物体加速度的大小跟所受到的作用力成正物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比，跟它的质量成反比；比，跟它的质量成反比； 加速度方向跟作用力方向加速度方向跟作用力方向相同。相同。公式公式: F=ma第一定律第一定律第一定律第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止一切物体总保持匀速直线运动状态或静止一切物体总保持匀速直线运动状态或静止一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。二、牛顿运动定律二、牛顿运动定律例例1. 一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体求物体4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。F 例例1. 一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平拉的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得: F - f= ma4s末的速度末的速度4s内的位移内的位移解：解：如图，物体受力分析如图，物体受力分析mgFNFf拓展一：一个静止在水平地面上的物体，拓展一：一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因数为与地面的动摩擦因数为0.25，求物体在，求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。（内的位移。（g=10m/s2） 拓展一：拓展一： 一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因物体与地面的动摩擦因数为数为0.25，求物体在求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。内的位移。FN = mg物体受力分析如图所示物体受力分析如图所示由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得: F- FN= ma解mgFNFf拓展二：一个静止在水平地面上的物体，拓展二：一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的拉力的拉力F作用下沿水平地面向右作用下沿水平地面向右运动。已知运动。已知F与水平地面的夹角为与水平地面的夹角为37，物体与，物体与地面的动摩擦因数为地面的动摩擦因数为0.25，求物体在，求物体在4s末的速末的速度和度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。 F370拓展二：拓展二：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的的拉力拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面的夹角为与水平地面的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为，物体与地面的动摩擦因数为0.25，求物体在，求物体在4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。 解：物体受力分析如图所示解：物体受力分析如图所示4s4s末的速度末的速度由牛顿第二定律，可得由牛顿第二定律，可得:Fcos-FN=maFN+Fsin=mg4s内的位移内的位移FNmgFf f一、从受力确定运动情况一、从受力确定运动情况 已知物体受力情况确定运动情况，指的是在已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。动状态或求出物体的速度、位移等。 基本思路：先分析物体受力情况求合力，据基本思路：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量求量(运动学量运动学量)。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况例例2. 一一个个滑滑雪雪的的人人，质质量量m = 75Kg，以以v0 = 2m/s的的初初速速度度沿沿山山坡坡匀匀加加速速滑滑下下，山山坡坡的的倾倾角角= 30o，在在 t = 5s的的时时间间内内滑滑下下的的路路程程x=60m，求求滑滑雪雪人人受受到到的的阻阻力力（包括摩擦和空气阻力）。（包括摩擦和空气阻力）。思路：思路： 已知运动情况求受力。应先求出加速度已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用，再利用牛顿第二定律牛顿第二定律F合合=ma，求滑雪人受到的阻力。，求滑雪人受到的阻力。例例2.一一个个滑滑雪雪的的人人，质质量量m= 75Kg，以以v0 =2m/s的的初初速速度度沿沿山山坡坡匀匀加加速速滑滑下下，山山坡坡的的倾倾角角= 30o，在在 t = 5s的的时时间间内内滑滑下下的的路路程程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。 根据运动学公式：根据运动学公式：x xv v0 0t tatat2 22 得：得： 对人进行受力分析，如图所示对人进行受力分析，如图所示. . 根据牛顿第二定律，得：根据牛顿第二定律，得： mgsinmgsinF F阻阻mama 代入数值，解得：代入数值，解得：F F阻阻67.5N67.5N 即：人受到的阻力是即：人受到的阻力是67.5N,67.5N,方向沿山坡向上方向沿山坡向上. .mgFNf变式训练：变式训练：滑雪者以滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾的初速度沿直线冲上一倾角为角为30的山坡，从刚上坡即开始计时，至的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑末，滑雪者速度变为雪者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为。如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2 .变式训练：变式训练：滑雪者以滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为的初速度沿直线冲上一倾角为30的山坡，从刚上坡即开始计时，至的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑雪者速度变为末，滑雪者速度变为0。如雪橇与人的总质量为如雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡间的摩擦力为多，求雪橇与山坡间的摩擦力为多少？少？ g=10m/s2对滑雪者受力分析，如图所示对滑雪者受力分析，如图所示联立联立，代入数据，解得，代入数据，解得解解:根据牛顿第二定律，可得根据牛顿第二定律，可得fmgFN动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题一、一、 从受力确定运动情况从受力确定运动情况物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况解题步骤：解题步骤： (1)确定研究对象；确定研究对象；(2)分析受力情况和运动情况，画示意图分析受力情况和运动情况，画示意图(受受力和运动过程力和运动过程)；(3)用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；用牛顿第二定律或运动学公式求加速度； (4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。动力学问题的求解动力学问题的求解： 请同学们概括总结本请同学们概括总结本节的内容。节的内容。 课堂小结课堂小结