高一物理配套課件第5章學(xué)案4牛頓運(yùn)動定律的案例分析滬科版必修一

1、高中物理高中物理必修必修1滬科版滬科版第第5 5章章 研究力和運(yùn)動的關(guān)系研究力和運(yùn)動的關(guān)系學(xué)案學(xué)案4牛頓運(yùn)動定律的案例分析牛頓運(yùn)動定律的案例分析2 1掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決動力學(xué)問題的基本思路掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決動力學(xué)問題的基本思路和方法和方法. . 學(xué)會處理動力學(xué)的兩類基本問題學(xué)會處理動力學(xué)的兩類基本問題 例例1 1. .如圖所示，質(zhì)量如圖所示，質(zhì)量m2 kg的物體靜止在水平地面上，物的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動摩擦力大體與水平面間的滑動摩擦力大小等于它們間彈力的小等于它們間彈力的0.25倍，倍，現(xiàn)對物體施加一個(gè)大小現(xiàn)對物體施加一個(gè)大小f8 n、與水平方向成與水平方向成

2、37角斜向上角斜向上的拉力，已知的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2. .求：求：(1)(1)畫出物體的受力圖，并求出畫出物體的受力圖，并求出物體的加速度；物體的加速度；解析解析a1.3 m/s2，方向水平向右方向水平向右mgfnf由圖像可得由圖像可得cossin fnmafnmg例例1 1. .如圖所示，質(zhì)量如圖所示，質(zhì)量m2 kg的物體靜止在水平地面上，物的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動摩擦力大體與水平面間的滑動摩擦力大小等于它們間彈力的小等于它們間彈力的0.25倍，倍，現(xiàn)對物體施加一個(gè)大小現(xiàn)對物體施加一個(gè)大小f8 n、與水平方向成與水平方向

3、成37角斜向上角斜向上的拉力，已知的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2. .求：求：(2)(2)物體在拉力作用下物體在拉力作用下5 s末的末的速度大??；速度大小；(3)(3)物體在拉力作用下物體在拉力作用下5 s5 s內(nèi)通內(nèi)通過的位移大小過的位移大小解析解析mgfnfvat1.35 m/s6.5 m/s 速度速度公式公式位移位移公式公式22111.3 5 m16.25 m22 sat二二. .從運(yùn)動情況確定受力從運(yùn)動情況確定受力求得加速度求得加速度a 已知物體運(yùn)動情況已知物體運(yùn)動情況勻變速直線運(yùn)動公式勻變速直線運(yùn)動公式物體受力情況物體受力情況f=ma解析解析

4、例例2. .民用航空客機(jī)的機(jī)艙除通常民用航空客機(jī)的機(jī)艙除通常的艙門外還設(shè)有緊急出口，發(fā)生的艙門外還設(shè)有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)著陸后，打開緊意外情況的飛機(jī)著陸后，打開緊急出口的艙門，會自動生成一個(gè)急出口的艙門，會自動生成一個(gè)由氣囊組成的斜面，機(jī)艙中的乘由氣囊組成的斜面，機(jī)艙中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面客就可以沿斜面迅速滑行到地面上來若某型號的客機(jī)緊急出口上來若某型號的客機(jī)緊急出口離地面高度為離地面高度為4.0 m，構(gòu)成斜面，構(gòu)成斜面的氣囊長度為的氣囊長度為5.0 m要求緊急要求緊急疏散時(shí)，乘客從氣囊上由靜止下疏散時(shí)，乘客從氣囊上由靜止下滑到達(dá)地面的時(shí)間不超過滑到達(dá)地面的時(shí)間不超過2.

5、0 s(s(g取取10 m/s2) )，則：，則：(1)(1)乘客在氣囊上下滑的加速度乘客在氣囊上下滑的加速度至少為多大？至少為多大？由題意可知，由題意可知，l5.0 mh4.0 m代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得a2.5 m/s2乘客沿氣囊下滑過程中乘客沿氣囊下滑過程中由 l12at2 得 a2lt2 解析解析例例2. .民用航空客機(jī)的機(jī)艙除通常民用航空客機(jī)的機(jī)艙除通常的艙門外還設(shè)有緊急出口，發(fā)生的艙門外還設(shè)有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機(jī)著陸后，打開緊意外情況的飛機(jī)著陸后，打開緊急出口的艙門，會自動生成一個(gè)急出口的艙門，會自動生成一個(gè)由氣囊組成的斜面，機(jī)艙中的乘由氣囊組成的斜面，機(jī)艙中的乘客就可以沿斜面

6、迅速滑行到地面客就可以沿斜面迅速滑行到地面上來若某型號的客機(jī)緊急出口上來若某型號的客機(jī)緊急出口離地面高度為離地面高度為4.0 m，構(gòu)成斜面，構(gòu)成斜面的氣囊長度為的氣囊長度為5.0 m要求緊急要求緊急疏散時(shí)，乘客從氣囊上由靜止下疏散時(shí)，乘客從氣囊上由靜止下滑到達(dá)地面的時(shí)間不超過滑到達(dá)地面的時(shí)間不超過2.0 s(s(g取取10 m/s2) )，則：，則：(2)(2)氣囊和下滑乘客間的動摩擦氣囊和下滑乘客間的動摩擦因數(shù)不得超過多少？因數(shù)不得超過多少？對乘客受力分析對乘客受力分析沿沿x軸方向有軸方向有沿沿y軸方向有軸方向有sin mgfmacos0 nmgfn 質(zhì)量為質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空的彈

7、性球從空中某高度由靜止開始下落，該中某高度由靜止開始下落，該下落過程對應(yīng)的下落過程對應(yīng)的v-t圖象如圖圖象如圖所示彈性球與水平地面相碰所示彈性球與水平地面相碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的撞前的 . .設(shè)球受到的空氣阻設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為力大小恒為f, ,取取g10m/s2，求：求：(1)(1)彈性球受到的空氣阻力彈性球受到的空氣阻力f的的大小；大??；(2)(2)彈性球第一次碰撞后反彈彈性球第一次碰撞后反彈的高度的高度h. .解析解析彈性球下落過程的加速度為彈性球下落過程的加速度為a1vt400.5 m/s28 m/s2 fmg根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律

8、 34 針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 1110.2nmgfmafmgma質(zhì)量為質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空中的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下某高度由靜止開始下落，該下落過程對應(yīng)的落過程對應(yīng)的v-t圖象如圖所圖象如圖所示彈性球與水平地面相碰后示彈性球與水平地面相碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的前的 . .設(shè)球受到的空氣阻力設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為大小恒為f, ,取取g10 m/s2, ,求求(1)(1)彈性球受到的空氣阻力彈性球受到的空氣阻力f的大??；的大小；(2)(2)彈性球第一次碰撞后反彈彈性球第一次碰撞后反彈的高度的高度h. .解析解析34 彈性球第一次反彈后

9、的速度彈性球第一次反彈后的速度v1344 m/s3 m/s fmg球上升過程的加速度球上升過程的加速度v2v212a2h 球第一次反彈的高度球第一次反彈的高度hv212a232212 m0.375 m. 針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 12mgfma2212 m/s mgfam注意整體法主要適用于各物體的加速度相同，不需要求內(nèi)注意整體法主要適用于各物體的加速度相同，不需要求內(nèi)力的情況；隔離法對系統(tǒng)中各部分物體的加速度相同或不相力的情況；隔離法對系統(tǒng)中各部分物體的加速度相同或不相同的情況均適用同的情況均適用.解析解析1 .1 .一個(gè)滑雪運(yùn)動員從靜止開一個(gè)滑雪運(yùn)動員從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角始沿山坡滑下

10、，山坡的傾角30，如圖所示，滑雪板與，如圖所示，滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)是雪地間的動摩擦因數(shù)是0.04，求求5 s內(nèi)滑下來的路程和內(nèi)滑下來的路程和5 s末末速度的大小速度的大小( (運(yùn)動員一直在山運(yùn)動員一直在山坡上運(yùn)動坡上運(yùn)動) )從受力確定運(yùn)動情況從受力確定運(yùn)動情況以以滑雪運(yùn)動員為研究對象滑雪運(yùn)動員為研究對象 mgnf根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律ag(sin cos ) 58.2 m s fnmgcos 0 nmgsin ffma f又因?yàn)?fffn fnx12at212g(sin cos )t2 s解析解析1 .1 .一個(gè)滑雪運(yùn)動員從靜止開一個(gè)滑雪運(yùn)動員從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾

11、角始沿山坡滑下，山坡的傾角30，如圖所示，滑雪板與，如圖所示，滑雪板與雪地間的動摩擦因數(shù)是雪地間的動摩擦因數(shù)是0.04，求求5 s內(nèi)滑下來的路程和內(nèi)滑下來的路程和5 s末末速度的大小速度的大小( (運(yùn)動員一直在山運(yùn)動員一直在山坡上運(yùn)動坡上運(yùn)動) )從受力確定運(yùn)動情況從受力確定運(yùn)動情況滑雪運(yùn)動員為研究對象滑雪運(yùn)動員為研究對象 mgnfvat10(120.0432)5 m/s 5s5s末速度為末速度為23.3 m/s v2一物體沿斜面向上以一物體沿斜面向上以12 m/s的初速度開始滑動，的初速度開始滑動，它沿斜面向上以及沿斜面它沿斜面向上以及沿斜面向下滑動的向下滑動的vt圖象如圖圖象如圖所示，求斜面的傾角所示，求斜面的傾角以及以及物體與斜面間的動摩擦因物體與斜面間的動摩擦因數(shù)數(shù).(g取取10