物理必修ⅰ人教新課標(biāo)4.6用牛頓定律解決問題（一）同步學(xué)案

1、4.6 用牛頓運(yùn)動定律解決問題（一）（學(xué)案）張成進(jìn) 江蘇徐州睢寧魏集中學(xué)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運(yùn)動情況進(jìn)行受力分析。能夠從物體的受力情況確定物體的運(yùn)動情況能夠從物體的運(yùn)動情況確定物體的受力情況二、課前預(yù)習(xí)1、牛頓第一定律： ，牛頓第一定律定義了力：物體的運(yùn)動不需要力來維持，力是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因。2、牛頓第二定律： ，牛頓第二定律確定了運(yùn)動和力的關(guān)系，使我們能夠把物體的運(yùn)動情況與物體的受力情況聯(lián)系起來。 3、牛頓第三定律： ，牛頓第三定律說明了作用力與反作用力之間的關(guān)系，把相互作用的幾個(gè)物體聯(lián)系起來了。4、動力學(xué)的兩類基本情況：、從受力確定運(yùn)動情況：如果已知物

2、體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的 ,再通過 就可以確定物體的運(yùn)動情況。從運(yùn)動情況確定受力：如果已知物體的運(yùn)動情況，根據(jù) 求出物體的加速度，于是就可以由牛頓第二定律確定物體所受的 。5、對物體進(jìn)行受力的分解合成處理時(shí)，當(dāng)物體受三個(gè)力或三個(gè)力以上時(shí)優(yōu)先考慮 法，且優(yōu)先考慮沿 方向和 方向分解。三、典型例題例1、一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是 2kg，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)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(nèi)的位移。例2、一個(gè)滑雪的人質(zhì)量是 75 kg，以v02m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角30°。在 t5s的時(shí)間

3、內(nèi)滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）例3、一個(gè)物體放在光滑水平面上，初速為零，先對物體施加一向東的恒力F，歷時(shí)1秒，隨即把此力改變?yōu)橄蛭?，大小不變，歷時(shí)1秒鐘，接著又把此力改為向東，大小不變，歷時(shí)1秒鐘，如此反復(fù)只改變力的方向，共歷時(shí)1分鐘，在此1分鐘內(nèi)（ ）A物體時(shí)而向東運(yùn)動，時(shí)而向西運(yùn)動，在1分鐘末靜止于初始位置之東B物體時(shí)而向東運(yùn)動，時(shí)而向西運(yùn)動，在1分鐘末靜止于初始位置C物體時(shí)而向東運(yùn)動，時(shí)而向西運(yùn)動，在1分鐘末繼續(xù)向東運(yùn)動D物體一直向東運(yùn)動，從不向西運(yùn)動，在1分鐘末靜止于初始位置之東例4、質(zhì)量是3kg的木塊，原來在光滑水平面上運(yùn)動，受到8N的阻力后，繼續(xù)前進(jìn)

4、9 m速度減為原來的一半，則原來的速度是 ms，木塊作勻減速運(yùn)動，直到靜止的時(shí)間是 s四、鞏固練習(xí)1、用 30N的水平外力 F，拉一靜止放在光滑的水平面上質(zhì)量為 20kg的物體，力 F作用 3秒后消失，則第5秒末物體的速度和加速度分別是 Av = 7.5 ms，a = l.5ms2 Bv = 4.5ms，a = l.5ms2 Cv = 4.5 ms，a = 0 Dv = 7.5 ms，a =02、質(zhì)量為40kg的物體靜止在水平面上, 當(dāng)在400N的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過16m時(shí), 速度為16 m/s, 求物體受到的阻力是多少?3、用彈簧秤拉著一個(gè)物體在水平面上做勻速運(yùn)動, 彈簧秤的示數(shù)是

5、0.40N. 然后用彈簧秤拉著這個(gè)物體在水平面上做勻變速運(yùn)動, 測得加速度是0.85 m/s2, 彈簧秤的示數(shù)是2.10N。這個(gè)物體的質(zhì)量是多大? 4、質(zhì)量為20kg的物體若用20N的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：（1）若改用50N拉力沿與水平方向成37°的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)2.3m時(shí)，它的速度多大？（2）在前進(jìn)2.3m時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過3s鐘，物體的速度多大？（3）物體總共通過多大位移？（g取10m/s2）5、蹦床是運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運(yùn)動項(xiàng)目，一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動員，從離水平網(wǎng)面3.2高處自由下落，

6、著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0高處。已知運(yùn)動員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2，若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大?。╣取10m/s2）。6、如圖所示，傳送帶與水平面的夾角為37°，以v=10m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動，在傳送帶B輕放一小物體，已知物體與傳送帶間動摩擦因數(shù)=0.5，AB間距離16m，則若皮帶順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，物體從B到A所需時(shí)間為多少？若皮帶逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，物體從A到B所需時(shí)間為多少？AB參考答案1、【答案】C【解析】前3秒由靜止開始勻加速，3秒后，力F消失，加速度立即為0，物體勻速，所以5秒末速度仍是3秒末速度，加速度為0。2、【答案】80N3、【答案

7、】m=2 kg【解析】開始勻速時(shí)，彈簧秤示數(shù)0.4N，說明滑動摩擦力大小也是0.4N,然后勻加速時(shí)拉力變?yōu)?.1，但滑動摩擦力大小仍是0.4N，因?yàn)閮H由N決定。4、【答案】（1）2.3ms （2）0 （3）4.945m5、【答案】F = 1.5×103NABNGsinGcosGf【解析】看受力分析圖，運(yùn)動員與網(wǎng)面接觸過程中始終只受兩個(gè)力：重力、網(wǎng)面對人產(chǎn)生的彈力（豎直向上，不管是人往下壓網(wǎng)還是網(wǎng)把人彈到空中的過程，彈力方向均豎直向上）題目又將彈力作為恒力處理，說明人在把網(wǎng)壓至最低到網(wǎng)把人向上彈起的過程中合外力不變，加速度不變。是勻變速運(yùn)動。先勻減速至0再以同樣的加速度勻加速至離網(wǎng)面。

8、（以豎直上拋為例，整個(gè)過程就是一個(gè)勻變速，沒有必要分開解）思路：先求出人自由下落至網(wǎng)面一瞬間的速度，再求出人被彈出網(wǎng)面時(shí)的速度，再用公式即可求出，只是要注意方向的正負(fù)。6、【答案】4s 2sABNGsinGcosGfABNGsinGcosGf【解析】(1)受力分析并正交分解：重力、支持力（垂直于皮帶向上）、摩擦力（沿皮帶向上，大小為，N大小等于重力沿垂直于皮帶方向的分。合外力大小等于摩擦力減去重力沒斜面向下的分力（因?yàn)镹與重力沿垂直于皮帶方向的分力相互抵消），再據(jù)求得a=2m/s2。物體加速到速度與皮帶相同就不再加速，這段時(shí)間大小為5S，而5S時(shí)物體的位移是25m>16m，說明物體從B到A過程中一直加速，到A點(diǎn)時(shí)速度還是小于皮帶速度。所以從B到A一直做勻加速運(yùn)動，據(jù)求得t=4s(2)受力分析并正交分解：重力、支持力、摩擦力（切記：物體相對于傳送帶向上，所以受到的滑動摩擦力是沿皮帶向下的）合外力大小等于摩擦力加重力沿皮帶向下的分力。求得合外力大小后算得加速度a=10m/s2加速到速度相同的時(shí)間為1S，物體下滑路程為5m。速度相同時(shí)，開始沒皮帶向下的摩擦力消失，物體只受重力和支持力，在這兩