粵教版必修第一冊(cè)第4章第5節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用課件（39張）

第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第五節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)法指導(dǎo)1．明確動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題2．掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的基本思路和方法1．通過分析動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題，掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系問題的基本思路和方法2．通過對(duì)連接體問題的分析，掌握整體法和隔離法的應(yīng)用知識(shí)導(dǎo)圖課前·自主預(yù)習(xí)1．牛頓第二定律確定了________和________的關(guān)系，使我們能夠把物體的運(yùn)動(dòng)情況和__________聯(lián)系起來．2．如果已知物體的受力情況，可以由______________求出物體的加速度，再通過________________確定物體的運(yùn)動(dòng)情況．從受力確定運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)力受力情況

牛頓第二定律運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律

建造大橋過程中最困難的莫過于沉管隧道的沉放和精確安裝，每節(jié)沉管隧道約為G＝8×108N，相當(dāng)于一艘中型航母的重量．通過纜繩送沉管到海底，若把該沉管的向下沉放過程看成是先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng)，且沉管僅受重力和纜繩的拉力，則拉力的變化過程可能正確的是

(

)【答案】C如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)___________求出物體的加速度，再根據(jù)______________就可以確定物體所受的力．從運(yùn)動(dòng)情況確定受力運(yùn)動(dòng)學(xué)公式牛頓第二定律

一不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過質(zhì)量可忽略不計(jì)的光滑定滑輪，

繩的一端系一質(zhì)量M＝12kg的重物靜止于地面上，有一質(zhì)量m＝10kg的猴子從繩子的另一端沿繩向上爬，如圖所示．在重物不離地面的條件下，猴子向上爬的最大加速度是(g取10m/s2) (

)A．12m/s2

B．5m/s2C．2m/s2

D．15m/s2【答案】C

課堂·重難探究1．由物體的受力情況確定其運(yùn)動(dòng)的思路．已知物體的受力求運(yùn)動(dòng)情況2．應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)求合力的方法．(1)合成法：物體只受兩個(gè)力的作用產(chǎn)生加速度時(shí)，合力的方向就是加速度的方向，解題時(shí)要求準(zhǔn)確作出力的平行四邊形，然后運(yùn)用幾何知識(shí)求合力F合．反之，若知道加速度方向就知道合力方向．(2)正交分解法：當(dāng)物體受到兩個(gè)以上的力作用而產(chǎn)生加速度時(shí)，通常用正交分解法解答，一般把力正交分解為加速度方向和垂直于加速度方向的兩個(gè)分量．即沿加速度方向：Fx＝ma，垂直于加速度方向：Fy＝0.例1

滑冰車是兒童喜歡的冰上娛樂項(xiàng)目之一，如圖所示為小明媽媽正與小明在冰上游戲，小明與冰車的總質(zhì)量是40kg，冰車與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.05.在某次游戲中，假設(shè)小明媽媽對(duì)冰車施加了40N的水平推力，使冰車從靜止開始運(yùn)動(dòng)10s后，停止施加力的作用，使冰車自由滑行(假設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中冰車始終沿直線運(yùn)動(dòng)，小明始終沒有施加力的作用)．求：(1)冰車的最大速率；(2)冰車在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中滑行總位移的大小．【答案】(1)5m/s

(2)50m【解析】(1)以冰車及小明為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得F－μmg＝ma1，

①vm＝a1t，

②由①②式得vm＝5m/s.冰車自由滑行時(shí)有μmg＝ma2，

④又x＝x1＋x2，

⑥由③④⑤⑥式得x＝50m.變式1

用F＝135N的水平力拉質(zhì)量m＝30kg的箱子，使箱子在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)箱子的速度達(dá)到v＝10m/s時(shí)撤去力F.已知箱子運(yùn)動(dòng)過程中所受滑動(dòng)摩擦力的大小f＝75N，重力加速度g取10m/s2.求：(1)箱子與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)水平力F的作用時(shí)間；(3)在撤去力F后，箱子在水平地面上滑行的最大距離．【答案】(1)0.25

(2)5.0s

(3)20m【解析】(1)箱子運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力f＝μmg，解得μ＝0.25.(2)設(shè)箱子在水平地面上做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1，根據(jù)牛頓第二定律有F－f＝ma1，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v＝a1t，解得力F作用時(shí)間t＝5.0s.(3)設(shè)撤去力F后，箱子在水平地面上減速滑行的加速度為a2，滑行的最大距離為x，則μmg＝ma2，解得a2＝2.5m/s2.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2＝2a2x，解得x＝20m.1．基本思路．分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，再由牛頓第二定律求出物體所受的合外力，進(jìn)而可以求出物體所受的其他力，流程圖如下所示：已知物體的運(yùn)動(dòng)情況求受力2．解題的一般步驟．(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，求出物體所受的合力．(4)根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力和已知力求出未知力．例2如圖所示，輕繩跨過定滑輪，下端系一質(zhì)量為m1＝2kg的重物，另一端系一質(zhì)量為m2＝3kg的木塊，木塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10m/s2，在重物拉動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)的過程中，下列說法正確的是

(

)B．重物的加速度為7m/s2C．重物的加速度為2.8m/s2D．輕繩中的張力為9.6N【答案】C

【解析】對(duì)重物有m1g－T＝m1a，對(duì)木塊有T－μm2g＝m2a，解得a＝2.8m/s2，T＝14.4N，故C正確．變式2

民航客機(jī)都有緊急出口，發(fā)生意外情況時(shí)打開緊急出口，狹長(zhǎng)的氣囊會(huì)自動(dòng)充氣生成一條通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上．如圖所示，某客機(jī)緊急出口離地面高度AB＝3.0m，斜面氣囊高度AC＝5.0m，要求緊急疏散時(shí)乘客從氣囊上由靜止下滑到地面的時(shí)間不超過2s，g取10m/s2，求：(1)乘客在氣囊上滑下的加速度至少為多大？(2)乘客和氣囊間的動(dòng)摩擦因數(shù)不得超過多大？(忽略空氣阻力)(1)2.5m/s2

(2)0.4375故乘客在氣囊上滑下的加速度至少為2.5m/s2.(2)乘客在斜面上受力情況如圖所示．Ff＝μFN，

③FN＝mgcosθ，

④根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ－Ff＝ma.

⑤由幾何關(guān)系可知sinθ＝0.6，cosθ＝0.8，

由運(yùn)動(dòng)情況確定受力的注意點(diǎn)1．由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求加速度，要特別注意加速度的方向，從而確定合力的方向，不能將速度的方向和加速度的方向混淆．2．題目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根據(jù)力的合成與分解求分力．核心素養(yǎng)應(yīng)用慣性與行車安全現(xiàn)代汽車的速度很快，一旦發(fā)生碰撞，車身停止運(yùn)動(dòng)，而乘客身體由于慣性會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，在車內(nèi)與車身撞擊，嚴(yán)重時(shí)可能把擋風(fēng)玻璃撞碎而向前飛出窗外．為防止撞車時(shí)發(fā)生類似的傷害，公安部門要求小型客車的駕駛員和前排的乘客必須使用安全帶．以便發(fā)生交通事故時(shí)，安全帶對(duì)人起到緩沖的作用，防止出現(xiàn)二次傷害．在轎車上，除了前、后排座位都有安全帶外，還安裝著安全氣囊系統(tǒng)，一旦發(fā)生車禍，氣囊就會(huì)自動(dòng)充氣彈出，使人撞不到車身上．例3行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時(shí)，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺Γ疄榱吮M可能地減輕碰撞引起的傷害，人們?cè)O(shè)計(jì)了安全帶．假定乘客質(zhì)量為70kg，汽車車速為90km/h，從踩下剎車到完全停止需要的時(shí)間為5s．安全帶對(duì)乘客的作用力大小約為(不計(jì)人與座椅間的摩擦) (

)A．450N

B．400NC．350N

D．300N【答案】C

小練·隨堂鞏固1．雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時(shí)空氣對(duì)它的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如圖所示的圖像可以正確反映出雨滴下落運(yùn)動(dòng)情況的是

(

)【答案】C

【解析】對(duì)雨滴受力分析，由牛頓第二定律得mg－Ff＝ma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在v－t圖像中其斜率變小，故C正確．2．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)的木板上向右滑行，木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1

，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，木板一直靜止．重力加速度大小為g.下列說法正確的是 (

)A．木塊受到的滑動(dòng)摩擦力方向向右B．木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力大小為μ2mgC．木板與地面間的摩擦力大小為μ1(m＋M)gD．木板與地面間的摩擦力大小為μ1Mg＋μ2mg【答案】B

【解析】木塊在木板上向右運(yùn)動(dòng)，則木塊受到向左的滑動(dòng)摩擦力，大小為μ2mg，A錯(cuò)誤，B正確；木板受到木塊向右的摩擦力，因?yàn)槟景逄幱陟o止?fàn)顟B(tài)，所以木板受力平衡，在水平方向上，木板受到木塊的摩擦力和地面的摩擦力，則有木板受到地面的摩擦力大小等于木塊對(duì)木板的滑動(dòng)摩擦力，大小為μ2mg，方向向左，C、D錯(cuò)誤．3．質(zhì)量為1kg的物體，受水平恒力FN作用，