4.5 牛顿运动定律的应用 课件（47张PPT）.pptx

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1、 牛顿运动定律的应用目标体系构建目标体系构建【学习目标】【学习目标】1能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体的受力情况确能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体的受力情况确定物体的运动情况，已知物体的运动情况确定物体的受力情况。定物体的运动情况，已知物体的运动情况确定物体的受力情况。2掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，即首先对掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起研究对象进行受力和运动情况分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。来。3初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响，建立应用科学知识初步体会牛顿

2、运动定律对社会发展的影响，建立应用科学知识解决实际问题的意识。解决实际问题的意识。【思维脉络】【思维脉络】课前预习反馈课前预习反馈 1牛顿第二定律确定了牛顿第二定律确定了_和和_的关系，使我们能够把的关系，使我们能够把物体的运动情况和物体的运动情况和_联系起来。联系起来。2如果已知物体的受力情况，可由牛顿第二定律求出物体的如果已知物体的受力情况，可由牛顿第二定律求出物体的_，再通过运动学的规律就可以确定物体的，再通过运动学的规律就可以确定物体的_。运动运动知识点知识点 1从受力情况确定运动情况从受力情况确定运动情况力力受力情况受力情况加速度加速度运动情况运动情况若已经知道物体的运动情况，根据运

3、动学公式求出物体的若已经知道物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的_，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的_，这，这是力学所要解决的又一方面的问题。是力学所要解决的又一方面的问题。加速度加速度知识点知识点 2从运动情况确定受力情况从运动情况确定受力情况外力外力知识点知识点 3动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题运动运动受力受力受力分析受力分析运动学运动学加速度加速度思考辨析思考辨析判一判判一判(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向。()(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个

4、力的方向。根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向。()(3)加速度是联系运动和力的桥梁。加速度是联系运动和力的桥梁。()(4)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。()(5)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的。物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的。()选一选选一选静止在光滑水平地面上的物体的质量为静止在光滑水平地面上的物体的质量为2 kg，在水平恒力，在水平恒力F推动下开推动下开始运动，始运动，4 s末它的速度达到末它的速度达到4 m/s，则，则F的大小为的大小为()A2 N B1 N C4 N D

5、8 NA想一想想一想如图所示，在冬季滑冰比赛中，假设滑冰运动员的总质量为如图所示，在冬季滑冰比赛中，假设滑冰运动员的总质量为55 kg，滑冰运动员左右脚交替蹬冰滑行，左右脚向后蹬冰的力都是，滑冰运动员左右脚交替蹬冰滑行，左右脚向后蹬冰的力都是110 N，每次蹬冰时间，每次蹬冰时间1 s，左右脚交替时，中间有，左右脚交替时，中间有0.5s 的时间不蹬冰，忽略的时间不蹬冰，忽略运动员滑行中受到的阻力，设运动员由静止开始直线滑行，你能根据上运动员滑行中受到的阻力，设运动员由静止开始直线滑行，你能根据上述条件求出述条件求出15 s末运动员的速度吗？末运动员的速度吗？答案答案：20 m/s课内互动探究课

6、内互动探究探究探究玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，如果滑梯的玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，如果滑梯的倾角为倾角为，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为梯间的动摩擦因数为，滑梯长度为，滑梯长度为L，怎样求小，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时间？孩滑到底端的速度和需要的时间？由物体的受力情况确定运动情况由物体的受力情况确定运动情况情景导入情景导入要点提炼要点提炼3解题步骤解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，确定研究对象，对研究对象进行受力分析， 并画出物体的受力并画出物体的受力分析图。分析图。(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力

7、根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方包括大小和方向向)。(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的物理结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的物理量量任意时刻的速度，任意时间内的位移，以及运动轨迹等。任意时刻的速度，任意时间内的位移，以及运动轨迹等。滑沙是国内新兴的一种旅游项目，如图甲所示，游客坐滑沙是国内新兴的一种旅游项目，如图甲所示，游客坐在滑沙板上，随板一起下滑，若将该过程处理成如图乙所示模型，人坐在滑沙板上，随板一起下滑，若将该过程处理成如图乙所示

8、模型，人坐在滑板上从斜坡的高处在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平点后沿水平的滑道再滑行一段距离到的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量点停下来。若某人和滑板的总质量m60.0kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道的动摩擦因数均为，滑板与斜坡滑道和水平滑道的动摩擦因数均为0.50，斜坡，斜坡AB的长度的长度l36 m。斜坡的倾角。斜坡的倾角37(sin 37 0.6，cos 37 0.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度重力加

9、速度g取取10 m/s2。典题典题1典例剖析典例剖析(1)人从斜坡顶端滑到底端的时间为多少？人从斜坡顶端滑到底端的时间为多少？(2)人滑到水平面上后还能滑行多远人滑到水平面上后还能滑行多远？(2)设人滑到水平面时的速度为设人滑到水平面时的速度为v，则有，则有vat解得解得v12 m/s在水平面上滑行时，设加速度为在水平面上滑行时，设加速度为a，根据牛顿第二定律，有，根据牛顿第二定律，有mgma解得解得a5 m/s2设还能滑行的距离为设还能滑行的距离为x，则，则v22ax解得解得x14.4m。答案：答案：(1)6 s(2)14.4m1(2021江西宜春市高一期末江西宜春市高一期末)如图所示，圆柱

10、体的仓库内有三块如图所示，圆柱体的仓库内有三块长度不同的滑板长度不同的滑板aO、bO、cO，其下端都固定于底部圆心，其下端都固定于底部圆心O，而上端则搁，而上端则搁在仓库侧壁，三块滑板与水平面的夹角依次为在仓库侧壁，三块滑板与水平面的夹角依次为30、45、60。若有。若有三个小孩同时从三个小孩同时从a、b、c处开始下滑处开始下滑(忽略阻力忽略阻力)，则，则()Aa处小孩最先到处小孩最先到O点点Bb处小孩最先到处小孩最先到O点点Cc处小孩最先到处小孩最先到O点点D无法判断谁先到无法判断谁先到O点点对点训练对点训练B探究探究一运动员滑雪时的照片如图所示，如果：一运动员滑雪时的照片如图所示，如果：(

11、1)知道在下滑过程中的运动时间。知道在下滑过程中的运动时间。(2)知道在下滑过程中的运动位移。知道在下滑过程中的运动位移。试结合上述情况讨论：由物体的运动情况确定试结合上述情况讨论：由物体的运动情况确定其受力情况的思路是怎样的？其受力情况的思路是怎样的？由物体的运动情况确定受力情况由物体的运动情况确定受力情况情景导入情景导入要点提炼要点提炼3解题步骤解题步骤(1)根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度。根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度。(2)根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力。根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力。(3)结合受力分析，从而求出未知的力或与力相关的

12、某些物理量。结合受力分析，从而求出未知的力或与力相关的某些物理量。战士拉车胎进行战士拉车胎进行100 m赛跑训练体能。车胎的质量赛跑训练体能。车胎的质量m8.5kg，战士拉车胎的绳子与水平方向的夹角为，战士拉车胎的绳子与水平方向的夹角为37，车胎与地面间，车胎与地面间的滑动摩擦系数的滑动摩擦系数0.7。某次比赛中，一名战士拉着车胎从静止开始全。某次比赛中，一名战士拉着车胎从静止开始全力奔跑，跑出力奔跑，跑出20 m达到最大速度达到最大速度(这一过程可看作匀加速直线运动这一过程可看作匀加速直线运动)，然，然后以最大速度匀速跑到终点，共用时后以最大速度匀速跑到终点，共用时15 s。取重力加速度。取

13、重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：。求：(1)战士加速所用的时间战士加速所用的时间t1和达到的最大速度和达到的最大速度v；(2)战士匀加速运动阶段对车胎的拉力战士匀加速运动阶段对车胎的拉力F。典题典题 2典例剖析典例剖析思路引导：思路引导：由运动学方程算出加速时间和最大速度，并计算出匀加由运动学方程算出加速时间和最大速度，并计算出匀加速的加速度；对轮胎受力分析，采用正交分解法把绳子对轮胎的拉力沿速的加速度；对轮胎受力分析，采用正交分解法把绳子对轮胎的拉力沿水平方向和竖直方向分解，并分别列牛顿第二定律方程和平衡方程求水平方向和竖直方向分解，并分别列牛顿第二定

14、律方程和平衡方程求解。解。答案：答案：(1)5 s8 m/s；(2)59.92 N，方向沿绳，与水平方向成，方向沿绳，与水平方向成37。2(多选多选)(2021广东河源市高一期末广东河源市高一期末)民航客机都有紧急出口，发生意外情况的民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面，如面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面，如图所示。图所示。对点训练对点训练若裤料与斜面之间的动摩擦因数处处相同，则人员从气囊顶端由静若裤料与斜面之间的动摩擦

15、因数处处相同，则人员从气囊顶端由静止下滑到底端过程止下滑到底端过程( )A所有人员的加速度都相同所有人员的加速度都相同B质量越大的人加速度越大质量越大的人加速度越大C所有人员运动的时间都相等所有人员运动的时间都相等D质量越小的人运动时间越短质量越小的人运动时间越短AC核心素养提升核心素养提升等时圆模型等时圆模型如图所示，如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环每根杆上套着一个小滑环(图中未画出图中未画出)，三个滑环分别从，三个滑环分别从a、b、c处释放处释放(初速度为初速度为0)，用，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达依次表

16、示各滑环到达d所用的时间，则所用的时间，则 ()At1t2t3Bt1t2t3Ct3t1t2 Dt1t2t3案例案例D核心素养科学思维核心素养科学思维等时圆模型等时圆模型(1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如下图图甲所示；点所用时间相等，如下图图甲所示；(2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示。用时间相等，如图乙所示。课堂达标检测课堂达标检测1(多选多选)(2021山东青岛市高一月考山东青岛市高一月考

17、)如图，质量为如图，质量为4 kg的物体在水的物体在水平恒力平恒力F的作用下沿光滑水平面做匀变速直线运动，位移随时间的变化的作用下沿光滑水平面做匀变速直线运动，位移随时间的变化关系为关系为x2t22t，式中各物理量的单位均为国际单位的主单位，式中各物理量的单位均为国际单位的主单位，g取取10 m/s2，下列说法正确的是，下列说法正确的是( )A物体的初速度为物体的初速度为2 m/sB物体的加速度为物体的加速度为2 m/s2C水平恒力水平恒力F的大小为的大小为16 NDt2 s时物体的速度为时物体的速度为12 m/sAC解析解析：根据位移随时间的变化关系为根据位移随时间的变化关系为x2t22t可

18、知，物体的初速可知，物体的初速度度v02 m/s，加速度，加速度a4 m/s2，则选项，则选项A正确，正确，B错误；水平恒力错误；水平恒力F的大的大小为小为Fma16 N，选项，选项C正确；正确；t2 s时物体的速度为时物体的速度为v2v0at24210 m/s，选项，选项D错误。错误。2(多选多选)(2021安徽省舒城中学高一开学考试安徽省舒城中学高一开学考试)如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体到传送带左端的距离为的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体到传送带左端的距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为，稳定时绳与水平方向的夹角为，当传送带分别以，

19、当传送带分别以v1、v2的速度做逆的速度做逆时针转动时时针转动时(v1v2)，绳中的拉力分别为，绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是()AF1F2BF1F2Ct1可能大于可能大于t2 Dt1可能等于可能等于t2BCD3(2021陵川县高级实验中学校高一开学考试陵川县高级实验中学校高一开学考试)静止在水平地面上静止在水平地面上的物体的质量为的物体的质量为2 kg，在水平恒力，在水平恒力F的推动下开始运动，的推动下开始运动，4 s末它的速度达末它的速度达到到4 m/s，此时将，此时将F撤去，又经撤去，又经6 s物体停下来。设物体与地面间的动摩擦物体停下来。设物体与地面间的动摩擦因数不变，求因数不变，求F的大小。的大小。