高中物理人教必修一4.5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用課件

1、4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 為了盡量縮短停車(chē)時(shí)間，旅客按照站臺(tái)上標(biāo)注的車(chē)門(mén)位置候車(chē)。列車(chē)進(jìn)站時(shí)總能準(zhǔn)確地?？吭趯?duì)應(yīng)車(chē)門(mén)的位置。這是如何做到的呢？ 牛頓第二定律：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的的方向跟作用力的方向相同。F指的是物體所受的合力m為物體的質(zhì)量a是物體的加速度，注意方向力和運(yùn)動(dòng)情況聯(lián)系在一起。一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況 如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。 處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體受力情況求合力，據(jù)牛頓第二定律求加速度，再用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求所求量。解題的一般步驟：（1）確定研究對(duì)象，構(gòu)建模型：

2、 （2）對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行受力分析：（3）正交分解：建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力的模式順序：yxmgFNTT1T2)amgFNF牽Ff水平或豎直方向：F合=運(yùn)動(dòng)方向的力-反向的力建立坐標(biāo)系：x、y軸：F合=運(yùn)動(dòng)方向的力-反向的力（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=ma速度公式 ：vt = vo+at導(dǎo)出公式：vt 2 v02 =2ax（6）畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求未知（4）運(yùn)動(dòng)分析：判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，求合力F合 位移公式：例題1:運(yùn)動(dòng)員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處的某個(gè)位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺運(yùn)動(dòng)員的隊(duì)友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來(lái)回摩擦

3、冰面，減小冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動(dòng)。（1）運(yùn)動(dòng)員以 3.4 m/s 的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠(yuǎn)？g 取 10 m/s2。 （2）若運(yùn)動(dòng)員仍以 3.4 m/s 的速度將冰壺投出，其隊(duì)友在冰壺自由滑行 10 m 后開(kāi)始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的 90%，冰壺多滑行了多少距離？分析 (1)由解題步驟來(lái)求解即可。（2）注意第一階段的末速度是第二階段的初速度。（1）確定研究對(duì)象，構(gòu)建模型： （2）對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行受力分析：解：mgFN豎直向下的重力mg；地面對(duì)物體向上的支持力FN；水平向左的摩擦力Ff。（3）正交分解：建

4、立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力的模式Ff 物體向右減速運(yùn)動(dòng)；所以在豎直方向沒(méi)有發(fā)生位移，沒(méi)有加速度，所以重力mg和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡。即y軸方向：mg=FN（4）運(yùn)動(dòng)分析：判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，求合力F合 在x軸方向：F合=運(yùn)動(dòng)方向的力-反向的力=0Ff（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=ma。-Ff=ma1Ff=FNa1=-0.2m/s2-mg=ma1（6）畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：導(dǎo)出公式：vt 2 v02 =2a1x1代入數(shù)據(jù)得：x1=28.9m（2）同理 ，設(shè)冰壺滑行 10 m 后的速度為 v10，則對(duì)冰壺的前一段運(yùn)動(dòng)有v102 v02 2a1x10冰壺后一段運(yùn)動(dòng)的加速度為a

5、2 2 g 0.020.910 m/s2 0.18 m/s2滑行 10 m 后為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由 v2 v1022a2x2 ， v0，得第二次比第一次多滑行了（102128.9）m2.1m二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力 如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律確定就可以確定物體所受的力。 處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度，再在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定律列方程求所求量(力)。 和前面的在第四第五步，相反。（1）確定研究對(duì)象，構(gòu)建模型： （2）對(duì)這個(gè)物體進(jìn)行受力分析：解：豎直向下的重力mg；垂直斜面向上的支持力FN；沿斜

6、面向上的阻力Ff。例題2、一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m = 75Kg，以v0 = 2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角= 30o，在t = 5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x = 60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。mgFNFf（3）正交分解：建立直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化為四力的模式y(tǒng)xmgsin30omgcos30o（4）運(yùn)動(dòng)分析：判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，求合力F合 在x軸方向有：F合=運(yùn)動(dòng)方向的力-反向的力=mgsin300Ff（5）根據(jù)牛頓第二定律列方程F合=ma。 物體沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)；所以在y軸方向沒(méi)有發(fā)生位移，沒(méi)有加速度，所以重力分力mgcos300和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡

7、。即y軸方向有：mgcos300=FN（4）運(yùn)動(dòng)分析：判斷物體的運(yùn)動(dòng)方向，求合力F合 （6）畫(huà)運(yùn)動(dòng)草圖，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式： t=5s =60m位移公式：代入數(shù)據(jù)得：把a(bǔ)=4代入得： 可見(jiàn)，無(wú)論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁。求加速度是解決有關(guān)運(yùn)動(dòng)和力問(wèn)題的基本思路，正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析則是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。 受力情況合力Fa運(yùn)動(dòng)情況一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況 如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)的規(guī)律確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。 處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體受力情況求合力，據(jù)牛頓第二定律求加速度，再用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求所求量。二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力 如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情