4.5牛顿运动定律的应用(第一课时)课件— 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.ppt

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1、5 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用第一课时研究对象：质量为m的物体重力弹力摩擦力 力运动atvv02021atvxaxvv2202ma合Fa合F桥梁从受力情况确定运动情况情景1 一辆轿车正在以15 m/s的速度匀速行驶，发现前方有情况，紧急刹车后车轮抱死，车轮与地面的动摩擦因数为0.71。取g =10 m/s。(1)车轮在地面上滑动时，车辆的加速度是多大？(2)车轮抱死后，车辆会滑行多远?要求轿车的加速度，需要知道哪些物理量？合力，质量如何求得合力？受力分析，合成、分解本问题中质量不知道，怎么办？x质量m重力mg支持力FN摩擦力FfmgFNFf滑动摩擦因数初速度v0加速度a滑行距离xxx

2、mgFNFfx轿车竖直方向受力平衡取轿车初速度的方向为正方向mgFN根据滑动摩擦力公式，得mgFFNf根据牛顿第二定律，有22/1 . 7/1071. 0smsmgmFaf该如何求解滑行距离呢？匀变速直线运动 v0 v a t xatvv02021attvxaxvv2202xxv0=15m/sa=-7.1m/s2v=0根据匀变速运动规律，有axvv2202得mmavx8 .151 . 72152220情景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。质量m重力mg支持力FN摩擦力Ff1滑动摩擦因数初速度v0加速度a1滑行距离x1(1

3、）运动员以v0=3.4 m/s 的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数1=0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？取g=10 m/s2。GFNFf1根据滑动摩擦力公式，有mgFFNf11根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为2211/2 . 0/1002. 0smsmgmFaf加速度为负值，方向与x轴正方向相反。由运动学公式112022xavv得mmavx9 .282 . 024 . 30221201情景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。 (2)若运动员仍以v0=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

4、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？取g10 m/s2。滑动摩擦因数2=0.91加速度a2总滑行距离x滑动摩擦力Ff2第一阶段滑行距离x10=10m第二阶段滑行距离x2多滑行的距离x第一阶段末速度v10GFNFf2冰壶球在前一阶段有101202102xavv冰壶球后一阶段的加速度为2222/18. 0/102 . 09 . 0smsmga滑行10m后为匀减速直线运动，由222020 xav 得21012022102222axavavxmm2118. 02102 . 024 . 32GFNFf2冰壶球第二次滑行的总距离为mmxxx312110210

5、第二次比第一次多滑行的距离为mmxxx1 . 29 .28311要想使冰壶球滑行更远的距离，可以有哪些措施？情境3 若机舱口下沿距地面3.2 m，气囊所构成的斜面长度为6.5 m，一个质量为60 kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240 N，那么，人滑至气囊底端时的速度是多少？取g=10 m/s2。质量m=60kg支持力FN斜面高度h=3.2m支持力Ff=240N斜面长度x=6.5m初速度v0=0加速度a底端速度v由几何关系5 . 05 . 62 . 3sinxhmgFNFfxysinmgsinmg根据牛顿第二定律，有x方向y方向maFmgfsin0cosmgFN22/1/602405 . 01

6、060sinsmsmmFmgaf由运动学公式axvv2202得smsmaxvv/6 . 3/5 . 6120220情境4 高空坠物是很危险的，可是生活中常见的雨滴从数千米的高空落下，却不会砸伤人，这是为什么呢? 若雨滴在下落过程中受到空气阻力的大小与速度大小的二次方成正比。 分析质量为m的雨滴从足够高的AI mng位置由静止下落过程中的运动情况。由牛顿第二定律，有得加速a=0时，速度最大kv2mgmakvmg2mkvga202mkvmgkmgvm研究对象mF1 F2 Fn合力F加速度av0 v t x分析运动过程分析受力合成、正交分解法F=ma小结利用牛顿运动定律解决问题正确进行受力分析和运动过程分析是基础通过受力求解加速度是关键研究实际问题时可忽略次要因素，建立物理模型进行处理