高中物理人教版必修一第四章牛顿运动定律：第6节用牛顿运动定律解决问题一课时学案

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第6节 用牛顿运动定律解决问题（一）

1.能根据物体的受力情况分析推导物体的运动情况。

2.掌握应用牛顿运动定律和运动学公式解决动力学问题的基本思路和方法，即初步掌握动力学两类基本问题求解的基本思路和步骤。

1.牛顿第二定律给出了加速度与力、质量之间的定量关系： 。因此，我们在已知受力的情况下可以结合 ，解决有关物体运动状态变化的问题；我们也可以在已知物体运动状态发生变化的情况下，运用运动学公式求出物体的 ，再结合牛顿第二定律确定物体的受力情况。

2.第一类基本问题

已知物体的 ，求解物体的 。求解此类题的思路是：已知物体的受力情况，根据 ，求出物体的 ，再由物体的初始条件，根据 求出运动学量（速度、位移、时间等），从而确定物体的运动情况。

3.第二类基本问题

已知物体的 ，求出物体的 。求解此类题的思路是：根据物体的运动情况，利用 求出 ，再根据 就可以确定物体 ，从而求得未知的力或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的角度等。

1.、两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量

＞

，两物体与粗糙水平

面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离与的关系为（ ）

2.用30 N的水平外力，拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg的物体，力作用3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是（ ）

A.B.C.

7.5 m/s，4.5 m/s，4.5 m/s，

1.5 1.5 0

1

＞

＜ D.不能确定

D.

3.一物块从粗糙斜面底端，以某一初速度开始向上滑行，到达某位置后又沿斜面下滑到底端，则物块在此运动过程中（ ）

A.上滑时的摩擦力小于下滑时的摩擦力 B.上滑时的加速度小于下滑时的加速度 C.上滑时的初速度小于下滑时的末速度 D.上滑时的时间小于下滑时的时间

4.质量分别为，如果质量为

和

的两个物体，从同一高度同时开始下落，下落过程中受到空气阻力分别为和

7.5 m/s，

0

的物体先落到地面，可能是因为（ ）

C.

< D.>

一、从受力确定运动情况

例1 一个静止在水平地面上的物体，质量是2 kg，在6.4 N的水平拉力作用下沿水平方向向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2 N。求物体在4 s末的速度和4 s内发生的位移。

问题探究

（1）本题的研究对象是谁？

（2）它共受几个力的作用？物体受到的合力沿什么方向？大小是多少？

（3）这个题目要求计算物体的速度和位移，而我们目前只能解答匀变速直线运动的速度和位移。这

2

个物体的运动是匀变速直线运动吗？依据是什么？

归纳总结

（1）本题的研究对象是 。

（2）对物体进行受力分析，画出受力分析图。

物体受到 个力的作用： ，方向 ； ，方向 ； ，方向 ； ，方向 。物体在竖直方向上没有发生位移，没有加速度，所以重力和支持力

大小 、方向 ，二力平衡。物体所受合力等于水平方向的拉力与摩擦力的

合力。取水平向右的方向为正方向，则合力 ，方向 。

（3）物体原来静止，初速度为0，在恒定的合力作用下产生恒定的加速度，所以物体做 。 自主解答

二、从运动情况确定受力

例2 如图4-6-1所示，一个滑雪者，质量沿山坡的匀加速滑下，山坡倾角

75 kg，以

的初速度60 m，

图4-6-1 滑雪者受到的力 30°，在=5 s的时间内滑下的路程

求滑雪者受到的阻力（包括摩擦力和空气阻力）。

3

合作探讨

（1）如何求出滑雪者的加速度？

（2）滑雪者共受到几个力的作用？这几个力各沿什么方向？它们之中哪个力是待求的，哪个力实际上是已知的？合力方向如何?

（3）滑雪者受力方向较为复杂，滑雪者沿斜面方向匀加速下滑，我们应当如何建立坐标系求合力？ 归纳总结

（1）根据位移公式 求滑雪者的加速度。

（2）滑雪者受到三个力的作用， ，方向竖直向下； ，方向垂直山坡向上； ，方向沿山坡向上。它们中 实际上是已知的，待求的力是 。滑雪者所受的合力方向 。

（3）沿 和 分别建立坐标系的轴和轴，使合力的方向落在轴的正方向上，然后求合力比较方便。

自主解答 合作探究

通过探究两个例题，思考以下问题

（1）两个例题在解题的方法上有什么相同之处？有什么不同之处？ （2）在第二个例题中为什么要建立坐标系？

（3）在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在利用牛顿运动定律解决问题时建立的坐标系与上述的情况相比，有什么不同？

（4）应用牛顿第二定律解题和运动学公式解题的一般方法。

归纳总结：（1）两题都需 ，都要利用 和 ， 是重要的解题步骤。 （2）不同之处是例1先用 求加速度，而例2先用 求加速度。据此动力学问题分为两类：第一类动力学问题： ，其解题思路：

分析物体受力?求物体的合力?由a

求加速度?利用运动学公式?求运动学量

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