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6用牛顿运动定律解决问题(一),第四章牛顿运动定律,学习目标,知识探究,典例精析,达标检测,1.明确动力学的两类基本问题.2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.,一、从受力确定运动情况,答案,如图1所示，质量m2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F8N、与水平方向成37角斜向上的拉力，已知sin370.6，cos370.8，g取10m/s2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；,知识探究,导学探究,图1,解析对物体受力分析如图：,解得：a1.3m/s2，方向水平向右,答案见解析图1.3m/s2，方向水平向右,(2)物体在拉力作用下5s末的速度大小；,解析vat1.35m/s6.5m/s,答案6.5m/s,(3)物体在拉力作用下5s内通过的位移大小.,答案16.25m,答案,知识梳理,答案,从受力确定运动情况的基本思路若已知物体的受力情况，可以由求物体的加速度，再通过确定物体的运动情况.流程为：,牛顿第二定律,运动学的规律,二、从运动情况确定受力,解析答案,一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4s内通过8m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2s停止，已知汽车的质量m2103kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；,导学探究,答案4m/s,(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；,解析答案,答案4103N,(3)汽车牵引力的大小.,解析答案,答案6103N,知识梳理,从运动情况确定受力的基本思路如果已知物体的运动情况，根据求出物体的加速度，再根据就可以确定物体所受的力.流程为：,答案,运动学公式,牛顿第二定律,返回,例1如图2所示，在光滑桌面上并排放着质量分别为m、M的两个物体，对m施加一个水平推力F，则它们一起向右做匀加速直线运动，其加速度大小为多大？两物体间的弹力的大小为多大？,典例精析,一、运用牛顿第二定律处理连接体问题,解析答案,图2,方法提升,解析对M和m组成的系统进行受力分析，水平方向系统只受推力F由牛顿第二定律：F(mM)a,隔离分析M受力，水平方向只有与m间的弹力，即：,方法提升,方法提升,1.整体法(1)牛顿第二定律Fma，F是指研究对象所受的合外力，将连接体作为整体看待，简化了受力情况，因为连接体间的相互作用力是内力.如图3所示，用水平力F拉A使A、B保持相对静止沿粗糙水平面加速滑动时，若求它们的加速度，便可把它们看做一个整体，这样它们之间相互作用的静摩擦力便不需考虑.,图3,(2)题目不涉及连接体的内力问题时，应优先选用整体法.,2.隔离法一般在求解连接体的相互作用力时采用，将某个部分从连接体中分离出来，其他部分对它的作用力就成了外力.3.选取原则如果连接体各部分的加速度相同时，常用整体法，如果各部分的加速度不同时，常用隔离法.在实际应用中，应根据具体情况灵活交替使用这两种方法，不应拘泥于固定模式.,方法提升,二、应用牛顿运动定律求解多过程问题,例2假设“歼15”战斗机在航母上起飞的情况可以简化成如图4所示模型.航空母舰上的起飞跑道由长度为l1的水平跑道和长度为l232m的倾斜跑道两部分组成.水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h4.0m.一架质量为m2.0104kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F1.2105N，方向与速度方向相同，为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度61m/s，外界还需要在整个水平跑道对飞机施加助推力F推1.4105N.假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，飞机在整个运动过程中受到的平均阻力大小恒为飞机重力的k倍(k0.1，g取10m/s2).求：,图4,(1)飞机在水平跑道末端的速度大小；,解析答案,解析设倾斜跑道倾角为，飞机在倾斜跑道上运动时，由牛顿第二定律可得：Fmgsinkmgma2,由得v059m/s,答案59m/s,(2)水平跑道l1的长度至少为多少？(保留三位有效数字),解析答案,解析飞机在水平跑道上运动时，由牛顿第二定律可得：FF推kmgma1,由得l1145m,答案145m,总结提升,返回,总结提升,1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等.2.注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度.,返回,达标检测,1.如图5所示，用力F推放在光滑水平面上的物体P、Q、R，使其一起做匀加速运动.若P和Q之间的相互作用力为6N，Q和R之间的相互作用力为4N，Q的质量是2kg，那么R的质量是()A.2kgB.3kgC.4kgD.5kg,解析答案,1,2,3,图5,解析令F16N，F24N，mQ2kg，对Q受力分析由牛顿第二定律可得，F1F2mQa，所以a1m/s2；对R，由牛顿第二定律可得，F2mRa，所以mR4kg，C正确.,C,解析答案,2.(多选)如图6所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g10m/s2.关于热气球，下列说法正确的是(),1,2,3,图6,A.所受浮力大小为4830NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10s后的速度大小为5m/sD.以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N,1,2,3,解析热气球从地面刚开始竖直上升时v0，空气阻力Ff0.由F浮mgma，得F浮m(ga)4830N，故A正确；最终气球匀速上升，说明气球加速运动的过程中空气阻力逐渐增大，故B错误；气球做加速度减小的加速运动，故加速到5m/s的时间大于10s，C错误；匀速上升时F浮mgFf0，计算得Ff230N，D正确.答案AD,1,2,3,3.某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图7甲所示.他使木块以初速度v04m/s的速度沿倾角30的斜面上滑，紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的vt图线如图乙所示.g取10m/s2.求：,图7,解析答案,1,2,3,(1)上滑过程中的加速度的大小a1；,答案8m/s2,解析答案,1,2,3,(2)木块与斜面间的动摩擦因数；,解析上滑过程中沿斜面向下受重力的分力、摩擦力，由牛顿第二定律Fma得上滑过程中有：mgsinmgcosma1,解析答案,1,2,3,(3)木块回到出发点时的速度大小v.,下滑至出发点的速度大小,联立解得v2m/s,答案2m/s,返回,
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