3.5 牛顿运动定律的应用（一）

高一物理（必修一） 主备人：于 锋 审核：高一物理备课组

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课题： 3.5 牛顿运动定律的应用（一）

课型： 新授课 课时： 1 备课时间： 2010.11.30 方法点拨 授课班级： 高一（1/7）班 授课时间： 〖知识目标〗 1、进一步理解牛顿第二定律的内容、公式和意义； 2、掌握应用牛顿第二定律解决两类力学问题的基本方法； 3、培养审题能力、分析综合能力。 〖重难点〗通过实例总结应用牛顿定律解决问题的基本方法和一般步骤。

〖引言〗

牛顿第二定律揭示了运动和力的内在联系。它利用加速度将物体的运动和受 力紧密联系，使这三章构成了一个整体，所以牛顿第二定律是解决力学问题的重 要工具。

通过以下题目来体会应用牛顿运动定律解题的思路、方法和步骤。

合 作 与 讨 论

〖课前预习〗要求：认真审题、规范解答。 〖练习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。（g取10m/s2）

〖练习2〗一滑雪的人，质量为m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下， 已知山坡的倾角为θ＝30o，在t=5s的时间内滑下的路程x=60m，求滑雪人受到 的阻力。（g取10m/s2）

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〖讨论〗关于应用牛顿定律解题的几个思考。

〖思考1〗以上两个练习题在解题过程中有哪些相同之处？有哪些不同之处？

〖思考2〗

①通过以上分析，同学们能否对应用牛顿定律解决的问题进行分类？ （1）已知物体的 情况，确定物体的 情况； （2）已知物体的 情况，确定物体的 情况。

②解决每类问题的一般解决方法——给出简洁的流程图。

方法点拨

③相同之处就在于必须先求出 。

〖思考3〗在练习2中为什么要建立坐标系？

〖思考4〗请总结应用牛顿定律解决问题时的一般步骤：

第一类——已知受力情况求运动情况。

〖例题1〗如图，一个人用与水平方向成37?的力F=20N推一个静止在水平面上 质量为2kg的物体，物体和地面间的动摩擦因数为0.5。（sin37??0.6）求 （1）物体的加速度多大。 （2）3s末物体的位移多大。 （3）5S后撤去F物体还能运动多远。 〖例题2〗质量为m=1kg的物体，从光滑斜面顶点A静止滑下，并进入BC轨道(拐

角处无能量损失)，如图所示。已知BC段的动摩擦因数μ= 0.4 ，斜面高为h=0.8m， 0

斜面倾角θ＝30求：

A ⑴ 物体滑至B点时的速度。

⑵ 物体最后停止在离B点多远的位置上。 h B C

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〖例题3〗如图，一水平传送带以v=2m/s的速度做匀速运动，传送带两端的距离方法点拨 L=10m，将一小物体（可视为质点）无初速地放在传送带左端，物体由左端运动 到右端所用的时间为t=6s。求物体与传送带之间的动摩擦因数μ。

〖思考〗分析此类传送带上物体的运动过程，需要注意一个什么关键环节？

〖拓展1〗如果要使小物体在皮带上从左端运动到右端的时间最短，则水平传送 带至少以多大的速度做匀速运动？最短时间多少？

〖拓展2〗如图，传送带与水平面夹角为37°，并以v=10m/s运行，在传送带的A

端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，AB长16m，求： 当传送带顺时针方向转动时，物体从A到B所用的时间。

A

B

37°

第二类——已知运动情况求受力情况。 〖例题4〗质量为40Kg的物体，静止在水平桌面上，当在400N的水平拉力作用 下，由静止开始经过16m的距离时，速度为16m/s，求物体受到的阻力和接触面 之间的动摩擦因数μ。 0

〖拓展〗如将F变化，当F=500N并且与水平方向成37，求阻力和动摩擦因数μ。 F

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〖例题5〗如图，框架质量为M，直立在水平桌面上，在框架的竖直杆上另套着 一质量为m的滑环，已知滑环沿杆下滑的加速度大小为a。求滑环下滑过程中框方法点拨 架对桌面压力为多大。

〖例题6〗一质量为m的人站在与水平面成θ角的电梯上，如图所示，当电梯以加速度a向上做匀加速运动时，人对电梯的压力和人对电梯地板的摩擦力分别为 多少？

a

〖拓展〗一质量为m的人站在与水平面成θ角的电梯上，当电梯以加速度a向上

做匀加速运动时，人对电梯的压力和人对电梯地板的摩擦力分别为多少？

〖质量检测〗

1、一物体受竖直向上的拉力作用，当拉力大小为F1=140N时，物体向上的加速度a1为4m/s2，不计空气阻力，求：

（1）物体在2s内的位移和2s末的速度是多大？

（2）若物体以a2= 2m/s2向上减速时，竖直向上拉力F2为多大？

对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v—t

v/m·s-1 图像如图乙所示。试求： （1）拉力F的大小。

（2）t＝4s时物体的速度v大小。

甲

4

2、如图甲，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定且足够长的斜面上， t/s 1 2 乙

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【解析】

（1）设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定

律可知 F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1

撤去力后，由牛顿第二定律有

mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2 ………………………………………（2分）

根据图像可知：a1＝20m/s，a2＝10m/s

2

2

代入解得 F=30N μ=0.5 …………………………………（2分） （2）设撤去力后物体运动到最高点时间为t2，

v1＝a2t2 ，解得t2＝2s

则物体沿着斜面下滑的时间为t3＝t－t1－t2＝1s ……………………（2分）

设下滑加速度为a3，由牛顿第二定律

mgsinθ－μmgcosθ＝ma3

有 a 3= 2 m/s

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t＝4s时速度v＝a3t3＝2m/s 分）

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