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八师第二高级中学

2017-2018学年

高中物理必修一

第四章

单元复习

用牛顿定律解决问题

新疆石河子八师第二高级中学

高一物理

窦巧娅

学习目标:

1. 进一步学习分析物体的受力情况，能结合力的性质和运动状态进行分析。

2. 知道两类动力学问题。

3. 理解应用牛顿运动定律解答两类动力学问题的基本思路和方法。

4. 会应用牛顿运动定律结合运动学知识求解简单的两类问题。

学习重点: 应用牛顿定律解题的一般步骤。

学习难点: 两类动力学问题的解题思路。

主要内容: 一、动力学的两类基本问题

本节的主要内容是在对物体进行受力分析的基础上，应用牛顿运动定律和运

动学的知识来分析解决物体在几个力作用下的运动问题。

1、

根据物体的受力情况(已知或分析得出)确定物体的运动情况(求任意时刻的

速度、位移等)。

其解题基本思路是：利用牛顿第二定律F合=ma求出物体的加速度a；再

12利用运动学的有关公式（vtv0at，sv0tat2，vt2v02as

等）求出2速度vt和位移s等。

2、

根据物体的运动情况(已知)确定物体的受力情况。

其解题基本思路是：分析清楚物体的运动情况(性质、已知条件等)，选

用运动学公式求出物体的加速度；再利用牛顿第二定律求力。

无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提，正确分析物体受力情况和运动情况是解题的关键，加速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。可画方框图如下：

物体受力情况及其分析

牛顿第二定律

加速度

物体运动状态及其变化

运动学公式

把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重要意义。已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确定运动情况，从而对物体的运动做出明确预见。如指挥宇宙

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飞船飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的速度和位置。而已知物体运动情况确定物体受力情况则包含探索性的应用。如牛顿根据天文观测积累的月球运动资料，发现了万有引力定律就属于这种探索。

二、应用牛顿运动定律解题的一般步骤

(1)确定研究对象(在解题时要明确地写出来)．

(2)全面分析研究对象的受力情况，正确画出受力示意图。

(3)全面分析研究对象的运动情况，画出运动过程示意简图(含物体所在位置、速度方向、加速度方向等)。

(4)利用牛顿第二定律(在已知受力情况时)或运动学公式(在运动情况已知时)求出加速度。

(5)利用运动学公式(在受力情况已知时)或牛顿运动定律(在运动情况已知时)进一步解出所求物理量。

(6)审查结果是否合理或深入探讨所得结果的物理意义、内涵及外延等。

【例1】：一个静止在水平地面上的物体，质量是

2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。

【针对训练】：一个质量m=10kg的物体，在五个水平方向的共点力作用下静止在摩擦因数u=0.4的水平面上，当其中F3=100N的力撤消后，求物体在2s末的速度大小、方向和这2s内的位移。取g=10m／s2。

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【例2】一个滑雪的人质量是 75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°。在 t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）

【针对训练】长为20米的水平传输带以2m／s的速度匀速运动，物体与传输带间的摩擦系数u=0．1。物体从放上传输带A端开始，直到传输到B端所需时间为多少?

课堂训练：

1．A、B、C三球大小相同，A为实心木球，B为实心铁球，C是质与A一样的空心铁球，三球同时从同一高度由静止落下，若受到的阻力相同，则(

)

A．A球下落的加速度最大

B．B球下落的加速度最大

C．c球下落的加速度最大

D．B球落地时间最短，A、C球同时落地

2．如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作加速运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为u，则木块的加速度为(

) A.F／M

B．Fcos a／M C．(Fcos a —u Mg)／M

D．[Fcos a—u(Mg—Fsina )]／M 3．质量为m的质点，受到位于同一平面上的n个力(F1，F2，F3，…，Fn)的作用而处于平衡状态。撤去其中一个力F1，其余力保持不变，则下列说法中正确的是(

)

A．质点一定在F1的反方向上做匀加速直线运动

B．质点一定做变加速直线运动

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C．质点加速度的大小一定为F1／m

D．质点可能做曲线运动，而且在任何相等的时间内速度的变化一定相同

4．一木块放在粗糙水平地面上，分别受到与水平方向成θ1角、θ2角的拉力F1、推力F2，木块的加速度为a。若撤去F2，则木块的加速度(

) A．必然增大

B．必然减小

C．可能不变

5．用细绳系住一个位于深h的井底的物体，使它匀变速向上提起，提到井口时的速度为零。设细绳能承受的最大拉力为T，试求把物体提至井口的最短时间。

6．如图所示，质量m=2kg的物体A与竖直墙壁问的动摩擦因数u=0．2，物体受到一个跟水平方向成60°角的推力F作用后，物体紧靠墙壁滑动的加速度a=5m／s2，取g=l0m／s2，求：

(1)物体向上做匀加速运动时，推力F的大小；

(2)物体向下做匀加速运动时，推力F的大小．

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