【课件】牛顿运动定律的应用（2） 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

牛顿运动定律的应用 视频神舟十一号返回地球全程c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。l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：l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？l已知运动情况能否推断其受力情况？如何推断？加速度力运动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，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为，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 tc梳理深化l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Fxma，Fy0，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。GFNFf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=FN=mg由牛顿第二定律，冰壶的加速度：由 v2v02=2ax 得冰壶滑行距离c s=x1+x2 x1=10 ma=ga2=0.9gx2v=0v1v0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？l运动情况：c解：由v2v02=2ax得自由滑行10 m后的速度：由v2v02=2ax得后半程路程第二次冰壶多滑行的距离 s10 m21 m28.9 m2.1 mx1=10 ma=ga2=0.9gx2v=0v1v0c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1.2105 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 v2v02=2ax 得飞机起飞必需的初速度c由牛顿第二定律得m=mm2=21041.36104=6.4103 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GF合=max=v0t at2v0=0c梳理深化l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两个分析一个桥梁两类问题的关键点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l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=maxFy=mayc巩固提升例2一个滑雪人，质量为m75 kg，以v02 m/s的初速度沿山坡加速滑下，山坡倾角为30，在t5 s的时间内滑下的位移为x60 m，求滑雪人受到的阻力。（g10 m/s2）c已知：m75 kg，v02 m/s，倾角为30，t5 s，x60 m，g10 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 mgsin30f=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=Nmgcos37=0Fx=f+mgsin37=N+mgsin37=ma解得 =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v2v02=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