4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》课件(新人教版必修1).ppt

* * 第四章　牛顿运动定律 学案6 用牛顿运动定律解决问题（一） 名师伴你行 2008年9月25日，我国三名航天员乘坐中国自己研制的“神舟”七号飞船在太空飞行了3天，并进行了太空行走，于9月28日17时37分降落在内蒙古四子王旗中部草原。 我国的科学工作者可以根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的位置和速度，当然，这种计算很复杂，是由电子计算机来完成的。请你大致描述一下他们解决这一问题的思路。 学点1 从受力确定运动情况 （1）已知受力确定运动情况的基本思路 受力分析 运动学公式 及正交分解 （2）已知受力确定运动情况的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力示意图。 ②根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合力（包括大小和方向）。 ③根据牛顿第二定律列方程。求出物体的加速度。 ④结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。 受力情况 加速度a 运动情况 【例1】一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角θ=30°，滑雪板 与雪地的动摩擦因数是0.04，求5 s内滑下来的路程和5 s末的速度大小。 （取g=10 m/s2） 【答案】58 m 23.3 m/s 【解析】以滑雪人为研究对象，受力情况如图4-6-1所示。 研究对象的运动状态为：垂直于山坡方向处于平衡，沿山坡方向做匀加速直线运动。 将重力mg分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向的分力，据牛顿第二定律列方程：FN-mgcosθ=0 ① mgsinθ-F=ma ② 又因为F=μFN ③ 由①②③可得:a=g(sinθ-μcosθ) 故x=1/2at2=1/2g(sinθ-μcosθ)t2= 1/2×10×(1/2-0.04× )×52 m≈58 m v=at=10×(1/2-0.04× )×5 m/s=23.3 m/s。 图4-6-1 【评析】这是一个典型的已知物体的受力情况求物体的运动情况的问题，解 据F=ma 决此类问题的基本思路是：根据受力分析 确定合力 确定加速度 据运动学公式 a 确定运动情况。 一质点从距离光滑的斜面底端10 m处以速度v0=10 m/s沿着斜面上滑，已知斜面的倾角θ=30°，求质点滑到斜面底端所用的时间。 【答案】4.83s （1）从运动情况确定受力的基本思路 运动学公式 受力情况 说明：求解动力学的两类问题，其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。 （2）从运动情况确定受力的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图； ②选择合适的运动学公式，求出物体的加速度； ③根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力； ④根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。 运动情况 加速度a 运动情况 如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力。 学点2 从运动情况确定受力 【例2】如图4-6-2所示，一位滑雪者如果以v0＝20 m/s的初 速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从冲坡开始计 时，至3.8 s末，雪橇速度变为零。 如果