高中物理人教版 (新课标)必修16 用牛顿定律解决问题（一）多媒体教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修16 用牛顿定律解决问题（一）多媒体教学课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了加速度，运动学的规律，牛顿第二定律，图4－6－1，答案5s，答案8ms等内容，欢迎下载使用。

课标定位学习目标：1.进一步学习分析物体的受力情况，达到能结合物体的运动情况进行受力分析．2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．3．会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题．重点难点：1.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析．2．用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题．
一、从受力确定运动情况　如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的___________，再通过_______________就可以确定物体的运动情况．二、从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的__________，再根据______________确定物体所受的力．说明：(1)牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况或受力情况联系起来．(2)在动力学的两类问题中，都涉及到加速度，因此加速度在解决动力学问题中起到了关键作用．
一、由物体的受力情况确定运动情况1．解题思路
2．解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图．要注意画出物体所受到的所有力，不能漏力或添力，分析受力的顺序一般是先重力，再弹力，最后是摩擦力．(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)．(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度．(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．
特别提醒：(1)正确的受力分析是解答本类题目的关键．(2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些；若物体受三个或三个以上力作用时，要正确应用正交分解法求加速度．(3)物体做直线运动时，合外力的方向一定在物体运动方向的直线上．
2．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过程分析，并画出受力图和运动草图．(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，求物体所受的合外力．(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力．
特别提醒：(1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆．(2)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力．
三、连接体问题及处理方法1．连接体及其特点多个相互关联的物体连接(叠放，并排或由绳子、细杆联系)在一起的物体组称为连接体．连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)．2．处理连接体问题的常用方法
(1)整体法：若连接物具有相同的加速度，可以把连接体看成一个整体作为研究对象，在进行受力分析时，要注意区分内力和外力．采用整体法时只分析外力，不分析内力．(2)隔离法：把研究的物体从周围物体中隔离出来，单独进行分析，从而求解物体之间的相互作用力．
特别提醒：(1)处理连接体问题时，不能将整体法和隔离法对立起来．往往整体法和隔离法要相互配合使用．如求两物体之间的相互作用力时，可先用整体法求a，再隔离其中一物体，求相互作用力．(2)用整体法求解问题时，各物体的加速度的大小和方向均应相同，如加速度大小相同而方向不同时，要用隔离法求解．
如图4－6－1所示，水平传送带长L＝16 m，始终以v＝4 m/s的速度运动，现将一个小物体从传送带的左端由静止释放，已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2，g取10 m/s2，求物体从左端运动到右端所需的时间．
【思路点拨】　首先对物体进行受力分析，求出合力，再根据牛顿第二定律求出加速度，最后由运动学公式求出时间．【精讲精析】　在物体相对于传送带向左运动时，物体受到的合力等于摩擦力，该力产生了物体的加速度，所以μmg＝ma，a＝μg＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2.物体做匀加速运动的时间为t1，由匀加速直线运动规律得，
【方法总结】　对物体进行正确的受力分析是解决问题的前提，要注意动态分析物体受力的情况，随速度的变化，物体受力可能发生变化，其运动性质也将随之改变． 变式训练1　例题中，若要求物体从左到右的时间最短，传送带的速度至少为多少？
静止在水平面上的物体的质量为2 kg，在水平恒力F推动下开始运动，4 s末它的速度达到4 m/s，此时将力撤去，又经6 s物体停下来，若物体与地面的动摩擦因数不变，求F的大小．【思路点拨】　4 m/s是两个过程的转折速度，灵活运用运动学公式和牛顿第二定律求解．
【方法总结】　解决此类问题的基本思路是：根据物体的运动情况→确定加速度→确定合力→确定物体的受力． 变式训练2　(2010年高考安徽卷)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图4－6－2所示．g取10 m/s2，求：图4－6－2
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)水平推力F的大小；(3)0～10 s内物体运动位移的大小．解析：(1)由题分析可知，t＝6 s时撤去力F，之后物体做匀减速直线运动，设加速度为a2由v－t图象可知：a2＝2 m/s2，方向与运动方向相反．①由牛顿第二定律得：Ff＝ma2②又因为Ff＝μmg③由①②③代入数据得：μ＝0.2
答案：(1)0.2　(2)6 N　(3)46 m
如图4－6－3所示，质量为m的物块放在倾角为θ的斜面上，斜面体的质量为M，斜面与物块无摩擦，地面光滑，现对斜面体施加一个水平推力F，要使物块相对斜面静止，力F应多大？图4－6－3
【思路点拨】　先隔离受力个数较少的物块m，求出一起运动的加速度，再取m、M为一整体，由牛顿第二定律求出水平推力F.【自主解答】　两物体无相对滑动，说明两物体加速度相同，方向均水平向左．对于物块m，受两个力作用，其合力水平向左．先选取物块m为研究对象，求出它的加速度，它的加速度就是整体加速度，再根据F＝(M＋m)a求出推力F.
图4－6－4先选择物块为研究对象，受两个力：重力mg、支持力FN，且两力合力方向水平，如图4－6－4所示，由图可得：ma＝mgtanθ，a＝gtanθ；再选整体为研究对象，根据牛顿第二定律F＝(M＋m)a＝(M＋m)gtanθ.
【答案】　(M＋m)gtanθ【方法总结】　(1)解答连接体问题时，应从实际情况出发，恰当选用隔离法或整体法．(2)解题时可以先隔离后整体，也可以先整体后隔离．(3)选用整体法时一定要注意整体中各个物体的运动状态必须相同，选用隔离法一定要把该物体和其他物体隔离开后分析该物体的受力情况．
变式训练3　如图4－6－5所示，在光滑水平地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速度运动．小车质量为M，木块质量为m，加速度大小为a，木块和小车之间的动摩擦因数为μ，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是(　　) 图4－6－5