高一必修一物理 牛顿运动定律的应用(1).pptx

《高一必修一物理 牛顿运动定律的应用(1).pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一必修一物理 牛顿运动定律的应用(1).pptx（30页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、4.5 牛顿运动定律的应用,1知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题 2掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法 3能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析 4能根据物体的受力情况推导物体的运动情况,学 习 目 标,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 x、v、t,运动学 公 式,加速度 a,合外力 F,物体受 力情况,F=ma,合外力 F,运动学 公 式,加速度 a,F=ma,物体受 力情况,物体运动情况 x、v、t,动力学的两类基本问题,一、从受力确定运动情况,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

2、速度、位移等。,练1. 一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N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4.2N。求物体4s末的速度和4s内的位移。,由牛顿第二定律可得: F - f= ma,4s末的速度,4s内的位移,解：,mg,FN,F,f,如图建立坐标系，物体受力分析,物体运动情况 x、v、t,运动学 公 式,加速度 a,求合外力 F,受力分析 画示意图,F=ma,研究对象,从受力确定运动情况,基本思路： （1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图； （2）根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）

3、； （3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度； （4）结合给定的物体的运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。,拓展一：一个静止在水平地面上的物体，质量是2Kg，在6.4N的拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为0.25，求物体在4s末的速度和4s内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。,F,370,解：如图建立坐标系及物体受力分析,4s末的速度,由牛顿第二定律，可得,水平：Fcos-FN=ma,FN,竖直：FN+Fsin=mg,4s内的位移,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（知道

4、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）。,例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:以滑雪者为研究对象。如图建立直角坐标系。,根据匀变速直线运动规律,设m 75 kg，v0 2 m/s，t5s，x60 m，,根据牛顿第二定律,y方向,x方向,FNmgcos30 0,mgsin30Ff ma,则,代入数据得：Ff75 N，FN650 N,根据牛顿第三定律，雪

5、面受压力F压 =FN=650 N，方向垂直斜面向下。 滑雪者受到的阻力大小为 75 N，方向沿山坡向上。,合外力 F,运动学 公 式,加速度 a,F=ma,物体受 力情况,物体运动情况 x、v、t,研究对象,从运动情况确定受力,基本思路： （1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图； （2）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，求出物体的所受的合外力； （4）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。,拓展二：滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑雪者速度变为0。

6、如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2 .,f,mg,FN,如图建立坐标系及滑雪者受力分析,联立，代入数据，解得：,解:,根据牛顿第二定律，可得,滑雪者加速度,三、课堂小结,同学们思考,四、课堂练习 练习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10m/s2。 （

7、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？,练习2：一架救灾直升机从距离地面16 m的高处让一箱物资由静止开始落下，经2 s物资落地，已知物资的质量为10 kg，它下落过程中所受空气阻力可认为大小不变。求空气阻力的大小。（取g=10 m/s2）,谢 谢,敬请指导,牛顿运动定律的应用,板块模型,1模型特点： 上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动 2建模指导 解此类题的基本思路： （1）分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板

8、的加速度； （2）对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.,3两种位移关系：（相对滑动的位移关系） 滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长,L,例1如图所示，物块A、木板B的质量分别为mA5 kg，mB10 kg，不计A的大小，木板B长L4 m开始时A、B均静止现使A以水平初速度v0从B的最左端开始运动已知A与B之间的动摩擦因数为0.3，水平地面光滑，g取10 m/s2. (1)求物块A和木板B发生相对运动过程的加速度的大小； (2)若A刚好没有

9、从B上滑下来，求A的初速度v0的大小,牛顿运动定律的应用,传送带,一、传送带的分类,3.按运动状态分：匀速、变速两种。,1.按放置方向分：水平、倾斜两种；,2.按转向分：顺时针、逆时针转两种；,二、传送带模型的一般解法,1.确定研究对象；,2.受力分析和运动分析，（画出受力分析图和运动 情景图），注意摩擦力突变对物体运动的影响；,3.分清楚研究过程，利用牛顿运动定律和运动学规律或利用功能关系、动能定理求解未知量。,（一）水平放置运行的传送带,例1、水平传送带长4.5m,以3m/s的速度作匀速运动。质量m=1kg的物体与传送带间的动摩擦因数为0.15,则该物体从静止放到传送带的一端开始,到达另一

10、端所需时间为多少?(g取10m/s2)。,解：物体在摩擦力作用下先匀加速运动, 后做匀速运动,a =g=1.5m/s2,t1= v/a=2s,x1= 1/2at12= 3 m,t2=(L-x1)/v=0.5 s,t = t1 +t2=2.5 s,（二）倾斜放置运行的传送带,例2、如图所示，传送带与水平面间的夹角=37，从A端到B端的长度为L=16m，在传送带上端A处无初速地放上质量为0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数为=0.5，求： （1）传送带不动物体由A端运动到B端需要多少时间？,（2）传送带以10ms逆时针方向转动物体由A端运动到B端需要多少时间？,解:(1)当摩擦力向上时,加速

11、度大小为a1，a1=gsin-gcos= 2m/s2,由 得： t = 4s,（2） t = 4s,(3)起始时刻摩擦力向下,加速度大小为a2，物体以a2先向下加速,用时t1 . a2=gsin+gcos= 10m/s2,由v=a2t1 得: t1=1s,时间t1内位移,s=vt1/2=5m,当位移为5m时,物体速度与传送带速度相等,由于tan,此后摩擦力反向,大小为a1,到底端时用时t2,解得: t2=1s,总共用时 t =t1+t2=2s,例2、如图所示，传送带与水平面间的夹角为=37，从A端到B端的长度为16m，在传送带上端A处无初速地放上质量为0.5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，求： （3）传送带以10ms顺时针方向转动物体由A端运动到B端需要多少时间？,小结物体在斜置匀速运行的传送带上运动情况分析,1、当mgsin mgcos（ tan）时： 物体可以相对传送带静止，（皮带足够长）可能先加速后匀速或先加速后匀速， a由不为零变为零， 当mgsin mgcos（ tan）时： 物体不能相对传送带静止， a一定不为零，而且方向沿斜面向下 2、由v物v带变为v物=v带的时刻，摩擦力发生突变 （1） tan：由滑动摩擦变为静摩擦 （2） tan：滑动摩擦力的方向发生改变,