【教案】牛顿运动定律的应用课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册.pptx

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1、牛顿运动定律的应用1、从、从受力受力情况情况确定确定运动运动情况情况2、从、从运动运动情况情况确定确定受力受力情况情况两类问题受力受力情况情况运动运动情况情况=mFa如：如：F、G、N、T、f、等、等如：如：x、v、a、t 等等牛顿第二定律确定了运动和力的关系牛顿第二定律确定了运动和力的关系F合合=maa1、Vt=V0+at3、Vt2-V02=2ax1、由左向右是已知力求运动状态，可将、由左向右是已知力求运动状态，可将v、x、t中任何一个物理量作为未知量求解中任何一个物理量作为未知量求解2、由右向左是已知运动求受力情况，可将、由右向左是已知运动求受力情况，可将F、m中任何一个物理量作为未知量求

2、解中任何一个物理量作为未知量求解2、1 1运动学规律运动学规律运动学规律运动学规律vt=v0+at x=v0t+(1/2)at2vt2-v02=2as 2 2 力的基本规律力的基本规律力的基本规律力的基本规律各种常见的力的基本性质各种常见的力的基本性质各种常见的力的基本性质各种常见的力的基本性质力的运算法则力的运算法则力的运算法则力的运算法则运算的具体方法运算的具体方法运算的具体方法运算的具体方法相关知识复习3 3牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第三定律牛顿第三定律牛顿第三定律牛

3、顿第三定律2.2.若用若用F F10N10N向右上方和水平方向成向右上方和水平方向成3737夹角的夹角的拉力使物体从静止向右运动拉力使物体从静止向右运动，物体，物体和地面间的动摩擦因数为和地面间的动摩擦因数为0.40.4，问物体在，问物体在4s4s末和末和4s4s内的位移内的位移 (g=10N/kg)(g=10N/kg)1.1.例题中若在例题中若在4s4s末将拉力末将拉力F F撤去，问物体撤去，问物体接下去将如何运动？还能运动多长时间？接下去将如何运动？还能运动多长时间？（答案答案：4.8m/s 9.6m4.8m/s 9.6m)变式：一个静止在水平地面的物体，质量是变式：一个静止在水平地面的物

4、体，质量是2kg，在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与地面间的动摩擦因数是体与地面间的动摩擦因数是0.21。求物体在。求物体在4s末的末的速度和速度和4s内发生的位移。内发生的位移。拓展3、再撤去力、再撤去力F呢？呢？总结：已知物体的受力情况，求物体的运动已知物体的受力情况，求物体的运动 通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体 的受力情况，求物体的运动情况，一般思路为：的受力情况，求物体的运动情况，一般思路为：研究对象研究对象受力分析受力分析F F合合mamaa运动情况运动情况（v v，x x，t t

5、）受力情况受力情况力的合成或分解、正交力的合成或分解、正交 分解求分解求 出合力出合力运动学公式运动学公式由此由此纽带计算出纽带计算出即：由研究对象的受力入手，求得它运动的加速度，然由研究对象的受力入手，求得它运动的加速度，然 后再利用运动学公式去求相关的运动物理量后再利用运动学公式去求相关的运动物理量 若该路段限速45km/h，测出刹车痕迹为14m，试着估算卡车是否超速？（测得轮胎与水泥地面的动摩擦因素为0.7）yx2.滑雪者受到哪些力的作用？它们滑雪者受到哪些力的作用？它们各沿什么方向？它们之中哪个力是各沿什么方向？它们之中哪个力是待求的？哪个力是已知的？待求的？哪个力是已知的？GF阻1.

6、滑雪者运动的加速度为多大？方向呢？滑雪者运动的加速度为多大？方向呢？例题例题2：一个滑雪的人，质量：一个滑雪的人，质量m=75kg，以，以v0=2m/s的初速的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=300，在，在t=5s的时间的时间内滑下的路程内滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）和空气阻力）3.如何建立直角坐标系？如何建立直角坐标系？从运动情况确定受力FNGxGy考虑问题：考虑问题：由牛顿第二定律由牛顿第二定律F合合=ma得：得：Gx-F阻阻=ma F阻阻=Gx ma=mgsin300-ma=67.5Ny解：

7、如图所示，对人进行受力分析并解：如图所示，对人进行受力分析并建立直角坐标系，将重力正交分解，建立直角坐标系，将重力正交分解，在与山坡垂直的方向，没有发生位移，在与山坡垂直的方向，没有发生位移，没有加速度，所以没有加速度，所以 FN=Gy，F合合=Gx-F阻阻由牛顿第二定律由牛顿第二定律F合合=ma得：得：Gx-F阻阻=ma F阻阻=Gx ma=mgsin300-ma=75NGxF阻FNGxGy已知：已知：G=mg=600N、=30 求：求：F阻阻=？F合合=ma已知：已知：v0=2m/s t=5s、x=60m拓展：若空气阻力大小恒为拓展：若空气阻力大小恒为F=17.5N，求：，求：滑雪人与山坡

8、之间的动摩擦因数滑雪人与山坡之间的动摩擦因数是多大？是多大？F阻阻=67.5NFf=F阻阻-FFf=50NFf=FN=FN=GCOSFN=375=总结：已知物体的运动情况，求物体的受力已知物体的运动情况，求物体的受力 通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体 的运动情况，求物体的受力情况，一般思路为的运动情况，求物体的受力情况，一般思路为：运动情况运动情况（v v，x x，t t）aF合ma受力分析受力分析所求的力所求的力 运动学公式运动学公式力的合成或分解力的合成或分解 正交分解正交分解由此由此纽带计算出纽带计算出F合合，再进一步，再进一步即即：由研究对象

9、的运动情况入手，求得它运动的加速度，然再利用牛顿第由研究对象的运动情况入手，求得它运动的加速度，然再利用牛顿第二定律去求合力，再通过受力分析，结合力的合成或分解，以及正交分解求二定律去求合力，再通过受力分析，结合力的合成或分解，以及正交分解求出所需要求的力。出所需要求的力。想到牛想到牛 顿运动顿运动 定律定律受力受力情况情况F=ma运动运动规律规律力的力的运算运算方法总结方法总结解决动力学问题的一般解决动力学问题的一般思路思路1 1 1 1）确定）确定）确定）确定研究对象研究对象研究对象研究对象2 2 2 2）分析）分析）分析）分析受力受力受力受力情况情况情况情况（受力图受力图受力图受力图）和

10、）和）和）和运动情况运动情况运动情况运动情况（运动图景运动图景运动图景运动图景）3 3 3 3）运用）运用）运用）运用力的运算规律力的运算规律力的运算规律力的运算规律寻找寻找寻找寻找分力与合力分力与合力分力与合力分力与合力的关系的关系的关系的关系 或运用或运用或运用或运用运动学规律运动学规律运动学规律运动学规律寻找各寻找各寻找各寻找各运动学量与加速度运动学量与加速度运动学量与加速度运动学量与加速度的关系的关系的关系的关系4 4 4 4）运用）运用）运用）运用牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律建立建立建立建立力与运动力与运动力与运动力与运动之间之间之间之间的关系的关系的关系的关系

11、（常常需要建立坐标系，用到正交分解）（常常需要建立坐标系，用到正交分解）（常常需要建立坐标系，用到正交分解）（常常需要建立坐标系，用到正交分解）5 5 5 5）求解最后结果并检验）求解最后结果并检验）求解最后结果并检验）求解最后结果并检验合力合力Fa运动运动情况情况（v,x,t）随堂练习2、一物体以初速度一物体以初速度20m/s自倾角为自倾角为37的斜面的斜面向上滑动，向上滑动，2.5s后速度为零，求斜面与物体间后速度为零，求斜面与物体间的动摩擦因数。的动摩擦因数。(g=10m/s(g=10m/s2 2)3、若它又滑下，最终到达斜面底端，又要用去多、若它又滑下，最终到达斜面底端，又要用去多长时

12、间？到达低端的速度的大小？长时间？到达低端的速度的大小？(答案：答案：0.25)0.25)1.物体的质量是物体的质量是2kg，用，用F10N向右上方和水平向右上方和水平方向成方向成37夹角的拉力使物体从静止向右运动，夹角的拉力使物体从静止向右运动，物体和地面间的动摩擦因数为物体和地面间的动摩擦因数为0.4，问物体在，问物体在4s末和末和4s内的位移内的位移 (g=10m/s2)再撤去力再撤去力F，物体还能运动多远？物体还能运动多远？练习练习 如图所示，质量为如图所示，质量为m=60kg的人随的人随电梯一起从静止开始斜向下匀加速运动，电梯一起从静止开始斜向下匀加速运动，在在t=2s内，位移为内，

13、位移为x=5m，电梯和水平面，电梯和水平面的夹角的夹角=37。求：电梯台阶对人的摩擦力求：电梯台阶对人的摩擦力f和支持力和支持力N分别是多大？分别是多大？a 请认真体会请认真体会1 1）解决动力学问题的）解决动力学问题的一般思路；一般思路；2 2）正交分解法的灵活）正交分解法的灵活运用。运用。例例3在平直公路上行驶的机车，车厢内悬挂的小球相在平直公路上行驶的机车，车厢内悬挂的小球相对车厢静止，并与竖直方向成对车厢静止，并与竖直方向成角，如图所示，试角，如图所示，试分析机车的运动情况。分析机车的运动情况。解：如图所示：TmgFmga向左加速或向右减速，a=gtan 例例4：质质量量为为100t的

14、的机机车车从从停停车车场场出出发发，经经225m后后，速速度度达达到到54kmh，此此时时，司司机机关关闭闭发发动动机机，让让机机车车进进站站，机机车车又又行行驶驶125m才才停停在在站站上上设设运运动动阻阻力力不不变变，求求机机车车关关闭闭发发动动机机前前所所受受到到的的牵牵引引力力解析:机车的运动经历加速和减速机车的运动经历加速和减速两个阶段因加速阶段的初求速度和两个阶段因加速阶段的初求速度和加速位移已知，即可求得这一阶段的加速位移已知，即可求得这一阶段的加速度加速度a1，应用牛顿第二定律可得这应用牛顿第二定律可得这一阶段机车所受的合力，紧接着的减一阶段机车所受的合力，紧接着的减速阶段的初

15、求速度和减速位移也已知，速阶段的初求速度和减速位移也已知，因而又可由运动学公式求得该阶段的因而又可由运动学公式求得该阶段的加速度加速度a2，进而由牛顿第二定律求得进而由牛顿第二定律求得阻力，再由第一阶段求得的合力得到阻力，再由第一阶段求得的合力得到机车牵引力的大小机车牵引力的大小 1 1：质量为：质量为40g40g的物体从距离地面的物体从距离地面36m36m的高度落下，的高度落下，落地时的速度为落地时的速度为24m/s,24m/s,求物体下落过程中所受的求物体下落过程中所受的空气平均阻力的大小。（空气平均阻力的大小。（g g取取10m/s)10m/s)2.2.一颗质量为一颗质量为20g20g的

16、子弹以的子弹以500m/s500m/s的速度击穿一块的速度击穿一块厚度为厚度为4cm4cm的固定木块后，速度变为的固定木块后，速度变为400m/s400m/s，求：，求：子弹在穿过木块时所受的平均阻力子弹在穿过木块时所受的平均阻力2、如图所示，质量、如图所示，质量m=4kg的物体与地面间的动的物体与地面间的动 摩擦因数为摩擦因数为=0.5，在与水平成，在与水平成=37角的角的 恒力恒力F作用下，从静止起向右前进作用下，从静止起向右前进t1=2.0s后后 撤去撤去F，又经过，又经过t2=4.0s物体刚好停下。求：物体刚好停下。求：F 的大小、最大速度的大小、最大速度vm、总位移、总位移s。F600/11N 20m/s60m拓展 谢谢谢谢