资源简介

(共21张PPT)
牛顿运动定律的应用
人教版新教材必修1第四章 运动和力的关系
5
学习目标：
1.知道动力学的两类基本问题。
2.理解加速度a是解决两类动力学基本问题的桥梁。
3.熟练掌握应用牛顿运动定律解动力学问题的思路和方法。
牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来。因此，它在许多基础科学和工程技术中都有广泛的应用。
创景激情 引入新课
为了尽量缩短停车时间，旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？
温故知新 打牢基础
一、牛顿第二定律
1、内容：
2、公式：
二、运动学公式
速度公式 ：
位移公式：
导出公式：
物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体质量成反比； 加速度方向跟合力方向相同。
F=ma
动力学的两类基本问题
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
一、从受力确定运动情况
基本思路：如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的 ，再通过运动学的规律确定物体的 情况.
加速度
运动
流程图：
例题1
例1、一个质量m＝10 kg的箱子与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，现给箱子施加F＝40 N的水平拉力，使箱子从静止开始运动，如图所示。求：
（1）拉力F作用2 s时箱子的速度。
（2）2 s内箱子的位移。
解：箱子受力如图，
Ff
G
N
解①②式，得：
由牛顿第二定律得
①
②
（1）2s时箱子的速度：
（2）2s内箱子的位移：
例题2
运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
（1）运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？
g 取10m/s2。
（2）若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？
例题2
（1）选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等于滑动摩擦力 Ff 。设冰壶的质量为 m ，以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力 Ff 的方向与运动方向相反，则
Ff ＝ - 1FN ＝- 1mg
根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为
加速度为负值，方向跟 x 轴正方向相反.
将 v0 ＝ 3.4 m/s， v ＝ 0 代入 v2 － v02 ＝ 2a1x1，
得冰壶的滑行距离为:
冰壶滑行了 28.9 m
例题2
（2）设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v10，则对冰壶的前一段运动有
v102 ＝ v02 ＋ 2a1x10
冰壶后一段运动的加速度为
a2 ＝－ 2 g ＝－0.02×0.9×10 m/s2 ＝－0.18 m/s2
滑行 10 m 后为匀减速直线运动，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
总结·提高
从受力确定运动情况的解题步骤：
(1)确定研究对象。
(2)对研究对象进行受力分析，并画出受力分析图.
(3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度.
(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动时间等.
动力学的两类基本问题
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
二、从运动情况确定受力
基本思路：如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的 ，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出 .
加速度
力
流程图：
例题3
一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10m/s2。
例题3
解：滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动，已知
v0= 2m/s ，t =5s，x=60m
G
Gy
Gx
FN
x
y
F阻
对滑雪者受力分析如图，根据牛顿第二定律，有：
代入数据，解得：Ff =75N FN =650N
根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小为650N，方向垂直山坡向下。阻力大小为75N，方向沿山坡向上。
总结·提高
从运动情况确定受力的解题步骤
(1)确定研究对象。
(2)对物体进行运动分析，并画出物体的运动过程图.
选择合适的运动学公式，求出物体的加速度.
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力.
(4)选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力.
学以致用
　 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：
(1)关闭发动机时汽车的速度大小；
(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；
(3)汽车牵引力的大小.
4m/s
4X103N
6X103N
课堂小结
动力学的两类基本问题
一、从受力确定运动情况
二、从运动情况确定受力
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
◆加速度a是联系力和运动的桥梁◆
解题步骤：
1、确定研究对象；
2、分析受力情况和运动情况， 画示意图(受力和运动过程)；
3、用牛顿第二定律或运动学公式 求加速度；
4、用运动学公式或牛顿第二定律 求所求量。
动力学的两类基本问题
课堂小结
迁移运用 巩固提高
1.用30N的水平拉力F，拉一个静止在光滑水平面上的质量为20kg的物体，拉力F作用3s后撤去。则第5s末物体的速度和加速度大小分别是（ ）
A.4.5 m/s,1.5 m/s2 B.7.5 m/s,1.5 m/s2
C.4.5 m/s,0 D.7.5 m/s,0
C
小结:本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用，比较简单。审题时注意“光滑”这个条件，撤去拉力后物体匀速，合力为0，加速度为0。第5s末的速度等于第3s末的速度。
2、在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的划痕.在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度大小为 （ ）
A.7 m/s B.14 m/s C.10 m/s D.20 m/s
迁移运用 巩固提高
B
小结:本题用牛顿第二定律求加速度，用速度-位移公式求速度，属于已知受力情况求运动。体现出加速度是联系力和运动的桥梁。
迁移运用 巩固提高
3. 如图所示，木箱在100 N的拉力作用下沿粗糙水平地面以5 m/s的速度匀速前进，已知木箱与地面间的动摩擦因数为0.5，拉力与水平地面的夹角为37°，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.经过一段时间后撤去拉力，求：
(1)木箱的质量；
(2)撤去拉力后木箱匀减速运动的时间和位移。
22kg
1s 2.5m
作业：
课本100页：1、2、3。

展开更多......

收起↑