《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析》課件3

1、高中物理必修1滬科版第5章 研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系5.4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析(一)高中物理必修1滬科版第5章 研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系2 1掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本思路和方法. 學(xué)會(huì)處理動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題 2 1掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本思路學(xué)會(huì)處理動(dòng)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析-課件3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析-課件3例1.如圖所示，質(zhì)量m2 kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍，現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)大小F8 N、與水平方向成37角斜向上的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求：(1)畫(huà)出物體的受力

2、圖，并求出物體的加速度；解析a1.3 m/s2，方向水平向右mgfNF由圖像可得例1.如圖所示，質(zhì)量m2 kg的物體靜止在水平地面上，物例1.如圖所示，質(zhì)量m2 kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍，現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)大小F8 N、與水平方向成37角斜向上的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求：(2)物體在拉力作用下5 s末的速度大小；(3)物體在拉力作用下5 s內(nèi)通過(guò)的位移大小解析mgfNF速度公式位移公式例1.如圖所示，質(zhì)量m2 kg的物體靜止在水平地面上，物二.從運(yùn)動(dòng)情況確定受力求得加速度a 已知物體運(yùn)動(dòng)情

3、況勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式物體受力情況F=ma二.從運(yùn)動(dòng)情況確定受力求得加速度a 已知物體運(yùn)動(dòng)情況勻解析例2.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)生意外情況的飛機(jī)著陸后，打開(kāi)緊急出口的艙門，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)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上來(lái)若某型號(hào)的客機(jī)緊急出口離地面高度為4.0 m，構(gòu)成斜面的氣囊長(zhǎng)度為5.0 m要求緊急疏散時(shí)，乘客從氣囊上由靜止下滑到達(dá)地面的時(shí)間不超過(guò)2.0 s(g取10 m/s2)，則：(1)乘客在氣囊上下滑的加速度至少為多大？由題意可知，L5.0 mh4.0 m代入數(shù)據(jù)得a2.5 m/s2乘客沿氣囊下滑過(guò)程中解析例2.民用航空客機(jī)的機(jī)艙除

4、通常的艙門外還設(shè)有緊急出口，發(fā)解析例2.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)生意外情況的飛機(jī)著陸后，打開(kāi)緊急出口的艙門，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)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上來(lái)若某型號(hào)的客機(jī)緊急出口離地面高度為4.0 m，構(gòu)成斜面的氣囊長(zhǎng)度為5.0 m要求緊急疏散時(shí)，乘客從氣囊上由靜止下滑到達(dá)地面的時(shí)間不超過(guò)2.0 s(g取10 m/s2)，則：(2)氣囊和下滑乘客間的動(dòng)摩擦因數(shù)不得超過(guò)多少？對(duì)乘客受力分析沿x軸方向有沿y軸方向有解析例2.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) 質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落，該下落過(guò)程對(duì)應(yīng)的v

5、-t圖象如圖所示彈性球與水平地面相碰后離開(kāi)地面時(shí)的速度大小為碰撞前的 .設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為f，取g10m/s2，求：(1)彈性球受到的空氣阻力f的大??；(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.解析彈性球下落過(guò)程的加速度為fmg根據(jù)牛頓第二定律 針對(duì)訓(xùn)練1 質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落，該質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落，該下落過(guò)程對(duì)應(yīng)的v-t圖象如圖所示彈性球與水平地面相碰后離開(kāi)地面時(shí)的速度大小為碰撞前的 .設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為f，取g10 m/s2，求(1)彈性球受到的空氣阻力f的大小；(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.解析彈性球第

6、一次反彈后的速度f(wàn)mg球上升過(guò)程的加速度針對(duì)訓(xùn)練1質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空中某高度由靜止開(kāi)始下落，該下落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(duì)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.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)力的情況牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析-課件3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析-課件3解析1 .一個(gè)滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始沿山坡滑下，山坡的傾角30，如圖所示，滑雪板與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.04，求5 s內(nèi)滑下來(lái)的路程和5 s末速度的大小(運(yùn)動(dòng)員一直在山坡上運(yùn)動(dòng))從受力確定運(yùn)動(dòng)情況以滑雪運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象 mgNf根據(jù)牛頓第二定律NffNs

7、解析1 .一個(gè)滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始沿山坡滑下，山坡的傾角解析1 .一個(gè)滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始沿山坡滑下，山坡的傾角30，如圖所示，滑雪板與雪地間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.04，求5 s內(nèi)滑下來(lái)的路程和5 s末速度的大小(運(yùn)動(dòng)員一直在山坡上運(yùn)動(dòng))從受力確定運(yùn)動(dòng)情況滑雪運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象 mgNf5s末速度為解析1 .一個(gè)滑雪運(yùn)動(dòng)員從靜止開(kāi)始沿山坡滑下，山坡的傾角2一物體沿斜面向上以12 m/s的初速度開(kāi)始滑動(dòng)，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑動(dòng)的vt圖象如圖所示，求斜面的傾角以及物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).(g取10 m/s2)解析從運(yùn)動(dòng)情況確定受力上滑過(guò)程的加速度下滑過(guò)程的加速度2一物體沿斜面向上以解析從運(yùn)動(dòng)情

8、況確定受力上滑過(guò)程的加速度解析整體法和隔離法的應(yīng)用 解析整體法和隔離法的應(yīng)用 高中物理必修1滬科版第5章 研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系5.4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析(二)高中物理必修1滬科版第5章 研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系3 12學(xué)會(huì)分析含有彈簧的瞬時(shí)問(wèn)題. 掌握臨界問(wèn)題的分析方法. 會(huì)分析多過(guò)程問(wèn)題 3 12學(xué)會(huì)分析含有彈簧的瞬時(shí)問(wèn)題. 掌握臨界問(wèn)題的分析方法牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析-課件3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析-課件3牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析-課件3例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為.則：(1)繩OB和彈簧的拉力各是多少？(2)若燒斷繩OB瞬間，物體受幾個(gè)力作用？這些力的大小是多少

9、？(3)燒斷繩OB瞬間，求小球m的加速度的大小和方向 解析mgF彈FFF=F在三角形中可得例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為.則：(1)繩OB和彈簧的拉力各是多少？(2)若燒斷繩OB瞬間，物體受幾個(gè)力作用？這些力的大小是多少？(3)燒斷繩OB瞬間，求小球m的加速度的大小和方向 解析mgF彈F重力和彈力G=mg例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾角為.則：(1)繩OB和彈簧的拉力各是多少？(2)若燒斷繩OB瞬間，物體受幾個(gè)力作用？這

10、些力的大小是多少？(3)燒斷繩OB瞬間，求小球m的加速度的大小和方向 解析mgF彈FF根據(jù)牛頓第二定律方向水平向右例1.如圖中小球質(zhì)量為m，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有()解析靜止時(shí)mmg木板抽走后彈簧不突變a1=0F彈針對(duì)訓(xùn)練1mg=N如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為M

11、的木塊2相連，整個(gè)系統(tǒng)置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2.重力加速度大小為g.則有()解析靜止時(shí)MMgN木板抽走后彈簧不突變F彈N消失Mg+F彈mgC針對(duì)訓(xùn)練1如圖所示，輕彈簧上端與一質(zhì)量為m的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量二.動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題分析臨界問(wèn)題最小 最大剛好在某些物理情景中最大值最小值常見(jiàn)類型彈力突變的臨界條件摩擦力突變臨界條件二.動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題分析臨界問(wèn)題最小 最大剛好在某些例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球(1)當(dāng)滑塊至少以

12、多大的加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零？ (2)當(dāng)滑塊以a2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力為多大？解析水平方向mgNF牛頓第二定律豎直方向例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45的光滑楔形滑塊例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球(1)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零？ (2)當(dāng)滑塊以a2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力為多大？解析mgNF由上述兩式解得a=g例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45的光滑楔形滑塊例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端

13、拴一質(zhì)量為m的小球(1)當(dāng)滑塊至少以多大的加速度a向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零？ (2)當(dāng)滑塊以a2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力為多大？解析mgF小球?qū)ⅰ帮h”離斜面a=2g牛頓第二定律例2.如圖所示，細(xì)線的一端固定在傾角為45的光滑楔形滑塊解析針對(duì)訓(xùn)練2解析針對(duì)訓(xùn)練2三.多過(guò)程問(wèn)題分析找到相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)并逐一分析每個(gè)過(guò)程要明確整個(gè)過(guò)程由幾個(gè)子過(guò)程組成合理分段不同過(guò)程中力發(fā)生變化a發(fā)生變化注意三.多過(guò)程問(wèn)題分析找到相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)并逐一分析每個(gè)過(guò)程要明例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)10 N，37(sin

14、370.6)，經(jīng)t110 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體又靜止(g取10 m/s2)則：(1)說(shuō)明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度是多少？(3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？當(dāng)力F作用時(shí)，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 撤去F時(shí)物體的速度達(dá)到最大值撤去F后物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)10 N，37(sin 370.6)，經(jīng)t110 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體又靜止(g取10 m/s2)則：(1)說(shuō)明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)

15、過(guò)程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度是多少？(3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？mgN1f Fsin N1mg Fcos fma1fN1 va1t1 s125 m v5 m/s 豎直方向 水平方向 由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖所示的力F，F(xiàn)10 N，37(sin 370.6)，經(jīng)t110 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體又靜止(g取10 m/s2)則：(1)說(shuō)明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度是多少？(3)物體運(yùn)

16、動(dòng)的總位移是多少？(3)撤去F后 mgN2ffmgma2 2a2s2v2 s22.5 m 物體運(yùn)動(dòng)的總位移ss1s227.5 m由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 根據(jù)牛頓第二定律例3.質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之解析1 .如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來(lái)，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)A和B兩球的瞬時(shí)加速度aA、aB的大小分別是()AaA0，aB0BaAg，aBgCaA3g，aBgDaA3g，aB0瞬時(shí)加速度問(wèn)題2mgFB球原來(lái)受力剪斷細(xì)線后彈簧不突變aB0解析1 .如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A和B兩球用輕彈簧連解析1

17、.如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A和B兩球用輕彈簧連接，A球用細(xì)線懸掛起來(lái)，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果將懸掛A球的細(xì)線剪斷，此時(shí)A和B兩球的瞬時(shí)加速度aA、aB的大小分別是()AaA0，aB0BaAg，aBgCaA3g，aBgDaA3g，aB0瞬時(shí)加速度問(wèn)題mgTA球原來(lái)受力剪斷細(xì)線aA3gFT消失D解析1 .如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的A和B兩球用輕彈簧連2如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后壁上，繩與豎直方向夾角為37.已知g10 m/s2，求：(1)當(dāng)汽車以a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?2)當(dāng)汽車以a10 m/s2向右勻減速行駛

18、時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫馕雠ｎD第二定律動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題 mgNT12如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后2如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后壁上，繩與豎直方向夾角為37.已知g10 m/s2，求：(1)當(dāng)汽車以a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?2)當(dāng)汽車以a10 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫馕鲈O(shè)車后壁彈力為0時(shí)(臨界條件)的加速度為a0動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題 mgNT1所以小球飛起來(lái)，N02如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后2如圖所示，質(zhì)量為4

19、 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后壁上，繩與豎直方向夾角為37.已知g10 m/s2，求：(1)當(dāng)汽車以a2 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫?2)當(dāng)汽車以a10 m/s2向右勻減速行駛時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力和小球?qū)嚭蟊诘膲毫馕鲈O(shè)此時(shí)繩與豎直方向的夾角為，動(dòng)力學(xué)中的臨界問(wèn)題 mgT2 所以小球飛起來(lái)，N0F2如圖所示，質(zhì)量為4 kg的小球用細(xì)繩拴著吊在行駛的汽車后3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國(guó)短道速滑聯(lián)賽總決賽她領(lǐng)銜的中國(guó)女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼如圖所示，ACD是一滑雪場(chǎng)示意圖，其中AC是長(zhǎng)L0.8 m、傾角37的斜坡，

20、CD段是與斜坡平滑連接的水平面人從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小不變，又在水平面上滑行一段距離后停下人與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，不計(jì)空氣阻力(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)人從斜坡頂端A滑至底端C所用的時(shí)間；(2)人在離C點(diǎn)多遠(yuǎn)處停下？mgNf 沿斜坡方向 mgsin fma fN 垂直于斜坡方向 Nmgcos 0 多過(guò)程問(wèn)題 3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國(guó)短道速滑mgNf勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 聯(lián)立以上各式得 agsin gcos 4 m/s2 t2 s 3.冬奧會(huì)四金得主王濛于2014年1月13日亮相全國(guó)短道速滑聯(lián)賽總決賽她領(lǐng)銜的中國(guó)女隊(duì)在混合3 000米接力比賽中表現(xiàn)搶眼如圖所示，ACD是一滑雪場(chǎng)示意圖，其中AC是長(zhǎng)L0.8 m、傾角37的斜坡，CD段是與斜坡平滑連接的水平面人從A點(diǎn)由靜止下滑，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小不變，又在水平面上滑行一段距離后停下人與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，不計(jì)空氣阻力(取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)人從斜坡