牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 課件-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用列車進(jìn)站時(shí)總能準(zhǔn)確地?？吭趯?duì)應(yīng)車門的位置。這是如何做到的呢？1．知道應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的兩類主要問(wèn)題．

2．掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題的基本思路和方法．

3．能結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況對(duì)物體的受力情況進(jìn)行分析．

4．能根據(jù)物體的受力情況推導(dǎo)物體的運(yùn)動(dòng)情況．學(xué)習(xí)目標(biāo)一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力

物體運(yùn)動(dòng)情況x、v、t運(yùn)動(dòng)學(xué)公式加速度a合外力F物體受力情況F=ma合外力F運(yùn)動(dòng)學(xué)公式加速度

aF=ma物體受力情況物體運(yùn)動(dòng)情況x、v、t動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況已知物體受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況，指的是在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或求出物體的速度、位移、時(shí)間、加速度等。練1.一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力為4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)的位移。F

從受力確定運(yùn)動(dòng)情況

基本思路：（1）確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，并畫出物體的受力示意圖；（2）根據(jù)力的合成與分解的方法，求出物體所受的合外力（包括大小和方向）；（3）根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體的加速度；（4）結(jié)合給定的物體的運(yùn)動(dòng)的初始條件，選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出所需的運(yùn)動(dòng)參量。由牛頓第二定律可得:F-f=ma4s末的速度4s內(nèi)的位移解：mgFNFf如圖建立坐標(biāo)系，物體受力分析物體運(yùn)動(dòng)情況x、v、t運(yùn)動(dòng)學(xué)公式加速度a求合外力F受力分析畫示意圖F=ma研究對(duì)象拓展一：一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2Kg，在6.4N的拉力F作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。已知F與水平地面的夾角為370，物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。F370解：如圖建立坐標(biāo)系及物體受力分析4s末的速度由牛頓第二定律，可得水平：Fcosθ-μFN=maFNmgFfθ豎直：FN+Fsinθ=mg4s內(nèi)的位移例題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3.4m/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10m/s2。（2）若運(yùn)動(dòng)員仍以3.4m/s的速度將冰壺投出，其隊(duì)友在冰壺自由滑行10m后開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？

（1）選擇滑行的冰壺為研究對(duì)象。冰壺所受的合力等于滑動(dòng)摩擦力Ff。設(shè)冰壺的質(zhì)量為m，以冰壺運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较蚪⒁痪S坐標(biāo)系，滑動(dòng)摩擦力Ff的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，則Ff＝

-μ1FN＝-μ1mg根據(jù)牛頓第二定律，冰壺的加速度為加速度為負(fù)值，方向跟x軸正方向相反.將v0＝3.4m/s，v＝0代入v2－v02＝2a1x1，得冰壺的滑行距離為冰壺滑行了28.9m（2）設(shè)冰壺滑行10m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a2＝－μ2

g＝－0.02×0.9×10m/s2＝－0.18m/s2滑行10m后為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由

v2－v102＝2a2x2，

v＝0，得第二次比第一次多滑行了第二次比第一次多滑行2.1m。（10＋21－28.9）m＝2.1m二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力

已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況，指的是在運(yùn)動(dòng)情況（知道三個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)量）已知的條件下，要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量（如動(dòng)摩擦因數(shù)等）。例2、如圖，一位滑雪者，人與裝備的總質(zhì)量為75kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡傾角為30°，在5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程為60m。求滑雪者對(duì)雪面的壓力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力），g取10m/s2。解:以滑雪者為研究對(duì)象。如圖建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)m＝75kg，v0＝2m/s，t＝5s，x＝60m，根據(jù)牛頓第二定律y方向x方向FN－mgcos30°＝0mgsin30°－Ff＝ma代入數(shù)據(jù)得：Ff＝75N，F(xiàn)N＝650N根據(jù)牛頓第三定律，雪面受壓力F壓

=FN=650N，方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小為75N，方向沿山坡向上。合外力F運(yùn)動(dòng)學(xué)公式加速度

aF=ma物體受力情況物體運(yùn)動(dòng)情況x、v、t研究對(duì)象從運(yùn)動(dòng)情況確定受力基本思路：（1）確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，并畫出物體的受力示意圖；（2）選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出物體的加速度；（3）根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體的所受的合外力；（4）根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出所需的力。拓展二：滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直線沖上一傾角為30°的山坡，從剛上坡即開始計(jì)時(shí)，至3.8s末，滑雪者速度變?yōu)?。如果雪橇與人的總質(zhì)量為m=80kg，求雪橇與山坡之間的摩擦力為多少？g=10m/s2.fmgFN如圖建立坐標(biāo)系及滑雪者受力分析聯(lián)立①②，代入數(shù)據(jù)，解得：解:根據(jù)牛頓第二定律，可得①②滑雪者加速度三、課堂小結(jié)同學(xué)們思考……開始輸入研究