2019人教版 物理必修一 第4章 第5节牛顿运动定律的应用 课件(共24张PPT)+视频

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2019人教版 物理必修一 第4章 第5节牛顿运动定律的应用 课件(共24张PPT)+视频

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(共24张PPT)
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视频《神舟十一号返回地球全程》
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使飞船上的火箭发动机在恰当的位置点火,改变飞船受力情况,控制飞船按照设定的轨迹运动。
我国科技工作者是如何控制飞船的运动轨迹,使其准确到达着陆点的?
c
结合牛顿第一定律、牛顿第二定律,思考:
力是如何改变物体运动状态的?根据物体受力情况如何判断其运动情况?
已知运动情况能否推断其受力情况?
如何推断?
加速度

运动
c
玩滑梯是小孩非常喜欢的活动,在欢乐的笑声中,培养了他们勇敢的品质。如果滑梯的倾角为 θ,一个小孩从静止开始下滑,小孩与滑梯间的动摩擦因数
为μ,滑梯长度为L,是否可以求出
小孩滑到底端的速度和所需时间?
受力分析 → 合力
牛顿第二定律 → 加速度
选择适当的运动学公式
→ v
→ t
c
梳理深化
从受力确定运动情况问题的处理方法:
已知物体的受力情况,作出受力分析图;
将力沿加速度方向(x轴)和垂直于加速度方向(y轴)
进行正交分解,再根据牛顿第二定律沿这两个方向分别
列出方程,即Fx=ma,Fy=0,求出加速度a;
选择相应的运动学公式,确定物体的运动情况。
c
巩固提升
例1.运动员把冰壶沿水平冰面投出,让冰壶在冰面上自由滑行,在不与其他物体碰撞的情况下,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。
c
运动员将冰壶以3.4 m/s的速度掷出,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10 m/s2。
G
FN
Ff
以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系,
解:受力分析,可知 FN = G,Ff = μFN = μmg
由牛顿第二定律,冰壶的加速度:
由 v2-v02 = 2ax 得冰壶滑行距离
c
s = x1+x2
x1 = 10 m
a = -μg
a2 = -0.9μg
x2
v = 0
v1
v0
若运动员仍以3.4 m/s的速度将冰壶投出,其队员在冰壶自由滑行10米后,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?
运动情况:
c
解:由v2-v02 = 2ax得自由滑行10 m后的速度:
由v2-v02 = 2ax得后半程路程
第二次冰壶多滑行的距离
Δs=10 m+21 m-28.9 m=2.1 m
x1 = 10 m
a = -μg
a2 = -0.9μg
x2
v = 0
v1
v0
c
飞机在跑道上加速过程的加速度大小;
若航空母舰处于静止状态,弹射系统
必须使飞机至少获得多大的初速度;
若航空母舰处于静止状态且不开启弹射系统,为使飞机仍能在此舰上正常起飞需要减少多少质量的燃料或弹药。
练习1.航空母舰采用弹射起飞模式,有助于提高舰载机的起飞重量。某航空母舰起飞跑道长度为160 m(跑道视为水平),某型号舰载机满负荷时总质量为20 t,加速时发动机产生的推力为1.2×105 N,飞机所受阻力为飞机重力的0.1倍。当飞机的速度大小达到50 m/s时才可能离开航空母舰起飞。g取10 m/s2。求:
c
解:以飞机前进方向为正方向建立一维坐标系
由牛顿第二定律,飞机的加速度
由 v2-v02 = 2ax 得飞机起飞必需的初速度
c
由牛顿第二定律得
Δm = m-m2 = 2×104-1.36×104 = 6.4×103 kg
需要减少的质量
由静止经160 m后,速度达到起飞速度50 m/s需要的加速度
c
交流讨论
某同学在观看2016年9月15日22时04分09秒我
国发射“天宫二号”的电视直播时,当听到
现场指挥倒计时结束发出“点火”命令后,
立刻用秒表计时,测得火箭底部通过发射架的时间约是4.8 s,他想算出火箭受到的推力,试分析还要知道哪些条件?应该如何计算?(不计空气阻力,火箭质量认为不变)
c
交流讨论
某同学在观看2016年9月15日22时04分09秒我
国发射“天宫二号”的电视直播时,当听到
现场指挥倒计时结束发出“点火”命令后,
立刻用秒表计时,测得火箭底部通过发射架的时间约是4.8 s,他想算出火箭受到的推力,试分析还要知道哪些条件?应该如何计算?(不计空气阻力,火箭质量认为不变)
F合 = F推-G
F合 = ma
x = v0t+ at2
v0 = 0
c
梳理深化
从运动确定受力情况的处理方法:
已知物体的运动情况,由运动学公式求出加速度;
根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力;
受力分析,根据力的合成与分解推断物体受力情况。
c
过程分析
受力分析
逐一分析不同过程的运动特点,
找出相邻过程的联系点
逐一分析不同过程中物体受力,
特别注意摩擦力、弹力的突变问题
加速度
由运动求受力情况
由受力求运动情况
特别注意有关矢量的正负问题
















c
利用整体法或隔离法确定研究对象
画受力示意图、运动情景图,明确物体的运动性质和运动过程
合成法或正交分解法
通常规定初速或加速度方向为正方向
明确研究对象
受力分析和运动状态分析
选取力的处理方法
选取正方向
确定合外力,列方程求解
两类动力学问题的解题步骤
牛顿第二定律 F合 = ma 或
由运动学公式列出辅助方程
Fx = max
Fy = may
c
巩固提升
例2.一个滑雪人,质量为m=75 kg,
以v0=2 m/s的初速度沿山坡加速滑下,
山坡倾角为30°,在t=5 s的时间内滑下
的位移为x=60 m,求滑雪人受到的阻
力。(g=10 m/s2)
c
已知:m=75 kg,v0=2 m/s,倾角为30°,
   t=5 s,x=60 m,g=10 m/s2
求:阻力
解:建立如图直角坐标系
由       得加速度
由牛顿第二定律得 mgsin30°-f = ma
解得阻力 f = 75 N,方向沿斜面向上。
c
练习2.一质量m=2.0 kg的小物块以一定
的初速度冲上一倾角为37 足够长的斜面,
某同学利用传感器测出了小物块冲上斜
面过程中多个时刻的瞬时速度,并用计
算机做出了小物块上滑过程的速度—时
间图线,如图。(取sin37 =0.6,cos37 =0.8,g =10 m/s2)求:
(1)小物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)小物块返回斜面底端时的速度大小。
c
解:由v-t图像可求小物块上滑过程的加速度
Fy = N-mgcos37° = 0
Fx = f + mgsin37° = μN + mgsin37° = ma
解得 μ = 0.25
受力分析,建立如图直角坐标系
c
小物块冲上斜面的长度
下滑阶段摩擦力反向,由牛顿第二定律得下滑阶段的加速度
由v2-v02 = 2ax 得下滑到斜面底端的速度
c
明确研究对象;
受力分析和运动状态分析;
力的合成和分解,确定合
外力;
选取正方向,由牛顿第二定
律、运动学公式列方程求解。
牛顿运动定律的应用
从受力确定运动情况
从运动情况确定受力
c

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