高中物理第四章力与运动第五节牛顿第二定律的应用粤教版1全省一等奖公开课PPT.ppt

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1、第第五五节节理解理解教材教材新知新知把握把握热点热点考向考向应用应用创新创新演练演练第第四四章章知识点一知识点一考向一考向一随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练考向二考向二考向三考向三知识点二知识点二1如果已知物体的受力情况，可以由牛如果已知物体的受力情况，可以由牛顿顿第二定律求出物体的加速度，再通第二定律求出物体的加速度，再通过过运运动动学公式确定物体的运学公式确定物体的运动动情况。情况。2如果已知物体的运如果已知物体的运动动情况，根据运情况，根据运动动学公式求出物体的加速度，再根据牛学公式求出物体的加速度，再根据牛顿顿第二定律确定物体所受的力。第二定律确定物体所受的力。3加速度

2、是加速度是联联系物体运系物体运动动情况和受力情情况和受力情况的况的桥桥梁。梁。(3)根据牛根据牛顿顿第二定律列方程，求出物体运第二定律列方程，求出物体运动动的加速度。的加速度。(4)结结合物体运合物体运动动的初始条件，的初始条件，选择选择运运动动学公学公式，求出所需的运式，求出所需的运动动学量学量任意任意时时刻的位移和刻的位移和速度，以及运速度，以及运动轨动轨迹等。迹等。特特别别提醒提醒(1)正确的受力分析是解答本正确的受力分析是解答本类题类题目的关目的关键键。(2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简简便一些；若物体受三个或三个以上力作用便一

3、些；若物体受三个或三个以上力作用时时，要正确，要正确应应用正交分解法求加速度。用正交分解法求加速度。(3)物体做直物体做直线线运运动时动时，合外力的方向一定在物体运，合外力的方向一定在物体运动动的直的直线线上。上。1质质量量为为60 kg的消防的消防队员队员，从一根，从一根竖竖直的直的长长直直轻绳轻绳上上由静止滑下，由静止滑下，经经2.5 s落地。落地。轻绳轻绳上端有一力上端有一力传传感器，感器，它它记录记录的的轻绳轻绳受到的拉力受到的拉力变变化情况如化情况如图图451甲所甲所示，取示，取g10 m/s2。消防。消防队员队员下滑下滑过过程中：程中：图图451(1)最大速度和落地速度各是多少？最

4、大速度和落地速度各是多少？(2)在在图图451乙中画出乙中画出vt图图像。像。解析：解析：(1)该队员该队员在在t11 s内以内以a1匀加速下滑匀加速下滑(mgF1)，然后在然后在t21.5 s 内以内以a2匀减速下滑匀减速下滑(mgF2)。第一个第一个过过程程mgF1ma1，vma1t1，得，得vm4 m/s第二个第二个过过程程mgF2ma2，vvma2t2，得，得v1 m/s(2)vt图图像如像如图图所示：所示：答案：答案：(1)4 m/s1 m/s(2)见见解析解析图图2解解题题步步骤骤(1)确定研究确定研究对对象，象，对对研究研究对对象象进进行受力分析和运行受力分析和运动过动过程程分析

5、，并画出受力分析，并画出受力图图和运和运动动草草图图。(2)选择选择合适的运合适的运动动学公式，求出物体的加速度。学公式，求出物体的加速度。(3)根据牛根据牛顿顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。第二定律列方程，求物体所受的合外力。(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。特特别别提醒提醒(1)由运由运动动学学规规律求加速度，要特律求加速度，要特别别注意加速度的注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆。加速度的方向混淆。(2)题题目中所求的力可能是合力，也可

6、能是某一特目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力。合成与分解求分力。图图4522一光滑斜劈，在力一光滑斜劈，在力F推推动动下向左做下向左做匀加速直匀加速直线线运运动动，且斜劈上有一木，且斜劈上有一木块块恰好与斜面保持相恰好与斜面保持相对对静止，如静止，如图图452所示，所示，则则木木块块所受合力的所受合力的方向方向为为()A水平向左水平向左B水平向右水平向右C沿斜面向下沿斜面向下 D沿斜面向上沿斜面向上解析：解析：因因为为木木块块随斜劈一起向左做匀加速直随斜劈一起向左做匀加速直线线运运动

7、动，故，故木木块块的加速度方向水平向左。根据牛的加速度方向水平向左。根据牛顿顿第二定律，木第二定律，木块块所受合力提供加速度，所受合力提供加速度，则则合力与加速度方向一致，故木合力与加速度方向一致，故木块块所受合力方向水平向左，所受合力方向水平向左，A正确。正确。答案：答案：A例例1一个静止在水平面上的物体，一个静止在水平面上的物体，质质量是量是2 kg，在水平方向受到在水平方向受到5.0 N的拉力，物体跟水平面的滑的拉力，物体跟水平面的滑动动摩擦摩擦力是力是2.0 N。(1)求物体在求物体在4 s末的速度；末的速度；(2)若在若在4 s末撤去拉力，求物体末撤去拉力，求物体继续继续滑行的滑行的

8、时间时间。解析解析(1)物体在整个物体在整个过过程中受力情况和运程中受力情况和运动动情况如情况如图图所示：所示：答案答案(1)6.0 m/s(2)6.0 s借借题发挥题发挥利用牛利用牛顿顿第二定律先求加速度，再利用运第二定律先求加速度，再利用运动动学公式，求物体的运学公式，求物体的运动动情况。情况。上例中，若上例中，若4 s后，撤去拉力，物体后，撤去拉力，物体还还要滑行多要滑行多远远，物体从开始运，物体从开始运动动到静止的位移是多少？到静止的位移是多少？答案：答案：18 m30 m图图453例例2如如图图453所示是何雯娜所示是何雯娜在在蹦蹦床比床比赛赛中。已知何雯娜的体重中。已知何雯娜的体重

9、为为49 kg，设设她从她从3.2 m高高处处自由下落后与自由下落后与蹦蹦床的作用床的作用时间为时间为1.2 s，离开，离开蹦蹦床后床后上升的高度上升的高度为为5 m，试试求她求她对蹦对蹦床的平床的平均作用力。均作用力。(g取取10 m/s2)思路点思路点拨拨Fmgma解得解得蹦蹦床床对对她的平均作用力她的平均作用力F1 225 N，方向，方向竖竖直向上。直向上。由牛由牛顿顿第三定律得她第三定律得她对蹦对蹦床的作用力床的作用力FF1 225 N，方向，方向竖竖直向下。直向下。答案答案1 225 N方向方向竖竖直向下直向下借借题发挥题发挥(1)解决解决问题时问题时，一定要明确研究，一定要明确研究

10、对对象和物体象和物体的运的运动过动过程，抓住受力情况和运程，抓住受力情况和运动动状状态态的分析，的分析，建立力和运建立力和运动动的的联联系。系。(2)加速度是加速度是联联系运系运动动学和学和动动力学的力学的桥桥梁，正梁，正确地求得加速度是解决确地求得加速度是解决问题问题的关的关键键。1质质量量为为40 kg的物体静止在水平的桌面上，当的物体静止在水平的桌面上，当在在400 N的水平力作用下由静止开始的水平力作用下由静止开始经过经过16 m的距离的距离时时，速度大小，速度大小为为16 m/s，求物体受到，求物体受到的阻力大小。的阻力大小。对对物体物体进进行受力分析如行受力分析如图图所示，所示，竖

11、竖直方向物体受到重直方向物体受到重力力mg和支持力和支持力FN一一对对平衡力作用，水平方向物体受平衡力作用，水平方向物体受到拉力到拉力F和摩擦力和摩擦力f作用，有作用，有FfF合合，所以，所以fFF合合400 N320 N80 N。答案：答案：80 N图图454例例3如如图图454所示，一自所示，一自动动电电梯与水平面之梯与水平面之间间的的夹夹角角为为30，当，当电电梯加速向上运梯加速向上运动时动时，人，人对对梯面的梯面的压压力力是其重力的是其重力的6/5，试试求人与梯面之求人与梯面之间间的摩的摩擦力是其重力的多少倍？擦力是其重力的多少倍？解析解析人随人随电电梯一起加速向上运梯一起加速向上运动

12、动，二者保，二者保持相持相对对静止，具有相同的加速度，静止，具有相同的加速度，对对人受力分析可人受力分析可得人受重力得人受重力mg，支持力，支持力FN，以及人与梯面之，以及人与梯面之间间的的静摩擦力静摩擦力f，由于梯面是水平的，因此梯面，由于梯面是水平的，因此梯面给给人的静人的静摩擦力方向必然沿水平方向，且方向向右。摩擦力方向必然沿水平方向，且方向向右。建立直角坐建立直角坐标标系：取水平向右系：取水平向右为为x轴轴正正方向，方向，竖竖直向上直向上为为y轴轴正方向，如正方向，如图图所示。所示。将加速度将加速度a分解在分解在x轴轴和和y轴轴正方向上，正方向上，则则有有axacos，ayasin由牛

13、由牛顿顿第二定律可得第二定律可得x轴轴方向：方向：Fxmaxf借借题发挥题发挥(1)在建立直角坐在建立直角坐标标系系时时，不管，不管选选取哪个方向取哪个方向为为x轴轴正正方向，最后所得的方向，最后所得的结结果都一果都一样样，但，但为为了使解了使解题题方便，方便，应应考考虑虑尽量减少矢量的分解，即要尽量使矢量在坐尽量减少矢量的分解，即要尽量使矢量在坐标轴标轴上。上。(2)一般只分解一种物理量，而不同一般只分解一种物理量，而不同时时分解两种物理量分解两种物理量(力或加速度力或加速度)。(3)物体受三个力或三个力以上物体受三个力或三个力以上时时往往用正交分解法。往往用正交分解法。图图4552如如图图

14、455所示，水平地面上放置所示，水平地面上放置一个一个质质量量为为m10 kg的物体，在与水的物体，在与水平方向成平方向成37角的斜向右上方的拉角的斜向右上方的拉力力F100 N的作用下沿水平地面从静的作用下沿水平地面从静止开始向右运止开始向右运动动，物体与地面，物体与地面间间的的动动摩擦因数摩擦因数为为0.5。求：。求：5 s末物体的速度大小和末物体的速度大小和5 s内物体的位移。内物体的位移。(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)解析：解析：以物体以物体为为研究研究对对象象进进行受力分析，由牛行受力分析，由牛顿顿第二定第二定律得：律得：水平方向：水平方向：Fcos fma竖竖直方向：直方向：FNFsin mg0fFN联联立立得：得：a6 m/s2，答案：答案：30 m/s75 m