《高中物理人教必修一4.5 牛顿运动定律的应用课件(共9张PPT)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教必修一4.5 牛顿运动定律的应用课件(共9张PPT)（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、人教版人教版 必修第一册必修第一册4.5 牛顿运动定律的应用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？问题？一、牛顿运动定律一、牛顿运动定律第二定律：第二定律：第二定律：第二定律：物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比，跟它的质量成物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比，跟它的质量成反比；反比；加速度方向跟作用力方向相同。加速度方向跟作用力方向相同。复习：复习：公式公式:F=ma第三定律：第三定律：第三定律：第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相
2、反，作用在一条直线上。作用在一条直线上。第一定律第一定律第一定律第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。它上面的力迫使它改变这种状态。它上面的力迫使它改变这种状态。它上面的力迫使它改变这种状态。二、运动学公式二、运动学公式速度公式速度公式：v=vo+at位移公式：位移公式：x=vot+at2导出公式：导出公式：v 2 vo 2=2ax一、从受力确定运动情况一、从受力确定运动情况 已知物体受
3、力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。移等。基本思路：基本思路：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量运动学量)。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情
4、况力情况力情况【例题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 3.4 m/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 10 m/s2。（2）若运动员仍以 3.4 m/s 的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行 10 m 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？（1）选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等
5、于滑动摩擦力）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（图（图 4.5-3）。设冰壶的）。设冰壶的质量为质量为 m，以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力，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，的方向与运动方向相反，则则Ff 1FN 1mg根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为加速度为负值，方向跟加速度为负值，方向跟 x 轴正方向相反轴正方向相反将将 v0 3.4 m/s，v 0 代入代入 v2 v02 2a1x1，得冰壶的滑行距离为，得冰壶的滑行距离为冰壶滑行了冰壶滑行了 28.9 m（2）设冰壶
6、滑行）设冰壶滑行 10 m 后的速度为后的速度为 v10，则对冰壶的前一段运动有，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冰壶后一段运动的加速度为a2 2 g 0.020.910 m/s2 0.18 m/s2滑行滑行 10 m 后为匀减速直线运动，由后为匀减速直线运动，由 v2v1022a2 x2，v0，得，得第二次比第一次多滑行了第二次比第一次多滑行了第二次比第一次多滑行第二次比第一次多滑行2.1 m。（10 21 28.9）m 2.1 m练练1.一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面
7、向右运动，物体与水平地面的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内的位内的位移。移。F 由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得:F-f=ma4s末的速度末的速度4s内的位移内的位移解：解：mgFNFf如图，物体受力分析如图，物体受力分析练练1.一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求。求物体物体4s末的速度和末的速度和4s
8、内的位移。内的位移。拓展一：拓展一：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质质量是量是2Kg，在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体物体与地面的与地面的动摩擦因数为动摩擦因数为0.25，求物体在求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。（内的位移。（g=10m/s2）4s末的速度末的速度FN=mg解：解：物体受力分析如图所示物体受力分析如图所示由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得:F-FN=ma拓展一：拓展一：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质质量是量是2Kg，在在6.4N的水平拉的水平拉力作用
9、下沿水平地面向右运动。力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因数为物体与地面的动摩擦因数为0.25，求求物体在物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。内的位移。4s内的位移内的位移mgFNFf拓展二：拓展二：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质质量是量是2Kg，在在6.4N的拉力的拉力F作用下沿水平地面向右运动。作用下沿水平地面向右运动。已知已知F与水平地面与水平地面的夹角为的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为物体与地面的动摩擦因数为0.25，求物体在，求物体在4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。F37
10、0解：物体受力分析如图所示解：物体受力分析如图所示4s4s末的速度末的速度由牛顿第二定律，可得由牛顿第二定律，可得:Fcos-FN=maFNmgFf fFN+Fsin=mg拓展二：拓展二：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质质量是量是2Kg，在在6.4N的拉力的拉力F作用下沿水平地面作用下沿水平地面向右运动。已知向右运动。已知F与水平地面的夹角为与水平地面的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为，物体与地面的动摩擦因数为0.25，求物体在，求物体在4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。4s内的位移内的位移二、从运动情况确定受
11、力二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。相关物理量（如动摩擦因数等）。基本思路：基本思路：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量求所求量(力力).).物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运
12、动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况【例题2】如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75 kg，以2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为 30，在5 s的时间内滑下的路程为60 m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10 m/s2。解解:以滑雪者为研究对象。建立如图以滑雪者为研究对象。建立如图4.5-5所示的直所示的直角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律，有根据匀变
13、速直线运动规律，有其中其中 v0 2 m/s，t5s，x60 m，则有，则有根据牛顿第二定律，有根据牛顿第二定律，有y 方向方向x方向方向FNmgcos 0mgsinFf ma得得FN mgcosFf m（g sin a）其中，其中，m 75 kg，30，则有，则有Ff75 N，FN650 N根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支持力大小，为者的支持力大小，为 650 N，方向垂直斜面向下。滑雪者受到，方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为的阻力大小为 75 N，方向沿山坡向上。，方向沿山坡向上。变式训练：变式训练：
14、滑雪者以滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾的初速度沿直线冲上一倾角为角为30的山坡，从刚上坡即开始计时，至的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑末，滑雪者速度变为雪者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为。如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2.fmgFN对滑雪者受力分析，如图所示对滑雪者受力分析，如图所示联立联立，代入数据，解得，代入数据，解得解解:根据牛顿第二定律，可得根据牛顿第二定律，可得变式训练：变式训练：滑雪者以滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为的初速度沿直线冲上一倾角为30
15、的山坡，从刚上坡即开的山坡，从刚上坡即开始计时，至始计时，至3.8s末，滑雪者速度变为末，滑雪者速度变为0。如雪橇与人的总质量为。如雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山，求雪橇与山坡间的摩擦力为多少？坡间的摩擦力为多少？g=10m/s2一、一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运
16、动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题加速度加速度a是联系力和运动的桥梁是联系力和运动的桥梁 牛牛顿顿第第二二定定律律公公式式(F=ma)和和运运动动学学公公式式(匀匀变变速速直直线线运运动动v=v0+at,x=v0t+at2/2,v2v02=2ax等等)中，均包含有一个共同的物理量中，均包含有一个共同的物理量加速度加速度a。由由物物体体的的受受力力情情况况，用用牛牛顿顿第第二二定定律律可可求求加加速速度度，再再由由运运动动学学公公式式便便可可确确定定物物体体的的运运动动状状态态及及其其变变化化；反反过过来来，由由物物体体的的运运动动状状态态及及其其变变化化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。可见，无论是哪种情况，可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速。求加速度是解决有关力和
