【课件】牛顿运动定律的应用 2023-2024学年高一物理轻松备课课件（人教版2019必修第一册）.pptx

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1、牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律牛顿运动定律当物体不受外力或合外力为零时总保持静止或匀速直线运动状态。物体的加速度与合力成正比与物体的质量成反比 F合=ma作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上 F=F/第5节牛顿运动定律的应用解决运动学问题动力学一、从受力确定运动情况第5节牛顿运动定律的应用桥梁v vv v0atat重力弹力摩擦力1.确定对象2.受力分析3.正交分解4.求出合力5.牛二求a6.确定运动F F合mama【典例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

2、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10 m/s2。mgFNFf(1)冰壶受力如图所示Ff1FN1mga1=1g=0.2m/s2=ma1x1=28.9m（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 10 m 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？v v12-v v02=-2a a1x x0a a2=0.9gg=0.18m/s2v0v1x x0v v12=7.56m2/s2

3、mgFNFf=21m【典例2】在海滨乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C C点停下来。若某人和滑板的总质量mm60.0 kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道的动摩擦因数均为 0.50，斜坡ABAB的长度l l36 m。斜坡的倾角 37(sin 370.6，cos 370.8)，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，重力加速度g g取10 m/s2。求(1)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？=14.4 m解(1)以人为对象，受力分析AB:mg

4、sin370-mgcos370=ma1得:a1=2m/s2得:t=6 s(2)BC:mg=ma2得：a2=5m/s2【典例3】物块A、木板B质量均为m=10kg，不计A的大小，木板B长L=3m。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、B与水平面之间的动摩擦因数分别为1=0.3和2=0.1，g取10 m/s2。(1)发生相对滑动时，A、B的加速度各是多大？(2)若A刚好没有从B上滑下来，则A的初速度v0为多大？mgNFf(1)对A、B受力分析mgN/FfNFf/=3m/s2=1m/s2(2)XA-XB=LVA=VBxBxA=V0-aAt=aBt得V0=一、从受

5、力确定运动情况第5节牛顿运动定律的应用二、板块模型B BA Av v0 0B BA AF FB BA A1.速度带动2.外力带动二、板块模型B BA Av v0 0 xBxAx1.速度带动 同向XA-XB=X(相对位移或划痕)刚好不掉下：XA-XB=L板长B BA Av v0 0 xBxALv vB Bv vA AVA=VBFfFf思考：一旦共速后，摩擦力如何变化？共速后摩擦力发生突变。B BA Av vA Av vB B二、板块模型1.速度带动 同向XA-XB=X(相对位移或划痕)xAxBx反向XA+XB=X(相对位移或划痕)刚好不掉下：XA-XB=L板长VA=VB0m/sv vv vB B

6、/v vA A/共速后摩擦力发生突变。Lv vA A/B BA Av vA Av vB B二、板块模型1.速度带动 同向XA-XB=X(相对位移或划痕)xAxB刚好不掉下：XA-XB=L板长VA=VB刚好不掉下：XA+XB=L板长 VA/=VB/v vB B/反向XA+XB=X(相对位移或划痕)共速后摩擦力发生突变。二、板块模型1.速度带动2.外力带动:B BA AB BA AF F乙乙F F甲甲能不能一起跑？fAB fBA11(1)水平面光滑分离:F甲=(mA+mB)aBm F乙=(mA+mB)aAm=(mA+mB)1g22(2)水平面粗糙分离:Ff地地 Ff地地B BA AB BA AF

7、F乙乙F F甲甲 fAB fBA1122(2)水平面粗糙分离:Ff地地 Ff地地F甲-2(mA+mB)g=(mA+mB)aBmF乙-2(mA+mB)g=(mA+mB)aAm【典例4】如图所示，质量MM8 kg的长木板放在光滑的水平面上，在长木板左端加一水平恒定推力F F8 N，当长木板向右运动的速度达到1.5 m/s 时，在长木板前端轻轻地放上一个大小不计、质量为mm2 kg的小物块，物块与长木板间的动摩擦因数 0.2，长木板足够长。(g g取10 m/s2)(1)小物块放在长木板上后，小物块及长木板的加速度各为多大？(2)经多长时间两者达到相同的速度？(3)从小物块放上长木板开始，经过t t

8、1.5 s小物块的位移大小为多少？F F总位移x xx x1x x22.1 m。(2)由amtv0aMt 得t1 s。1 s末v va ammt t2m/s以上都为典型的由受力情况确定运动情况，那么能不能反过来由运动情况确定受力呢？一、从受力确定运动情况第5节牛顿运动定律的应用二、板块模型三、从运动确定受力情况桥梁v vv v0atat弹力重力摩擦力F F合mama【典例6】一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量mm2103 kg，汽车运动过程中所受的阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(

9、2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小。得:F=6103 N解（1）以汽车为研究对象，并进行运动分析得:a1=1m/s2得:v v=4m/s2(2)v v=a2t2得:a2=2m/s2f=ma2=4103 N(3)F-f=ma11.确定研究对象；2.进行受力及运动分析；3.由牛二或运动学公式求a；4.统一单位，解方程；第5节牛顿运动定律的应用四、两类问题的一般步骤一、从受力确定运动情况二、板块模型三、从运动确定受力情况【典例7】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。

10、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：得a=4m/s2FNmgcos 0mgsinFf ma得:Ff75 N，FN650 N由牛顿第三定律，FN/=FN650N，方向垂直斜面向下。Ff/Ff75 N，方向沿山坡向上。【变式训练】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。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.FfmgFN解:a a=(0 0-v v0)/t=t=(0-20)/3.8 -5.26 m/s2 Ff=20.8 N，-Ff

11、-mgmgsin300=ma ma 方向沿斜面向下。【典例8】如图，水平光滑面上静止了一个滑块，用一大小为F的水平拉力拉动滑块，作用一段时间后，立即将水平拉力反向，大小为F/，在相等时间内，物体返回原处，则两次拉力大小之比为多少？FF/解：得：a/=3aF/=3F【练习1】（2022湖南邵阳市第二中学高一期中）如图甲为某热气球示意图，图乙是它某次升空过程中的v-t图像(取竖直向上方向为正方向)，则以下说法正确的是（）A010s内，热气球的平均速度为5m/sB3040s内，热气球竖直向下运动C3040s内，吊篮中的人所受重力大于吊篮对他的支持力D040s，热气球的总位移为125mC课堂练习课堂练

12、习【练习2】“巨浪”潜射导弹是护国卫疆的利器，假设导弹刚发出来的一段运动可近似看成初速度为0竖直向上的匀加速直线运动，有一导弹的质量为m，助推力为F，忽略空气阻力及燃料的质量，则当导弹运动了时间t时的速度大小为（）A B C DA课堂练习课堂练习【练习3】第五代制空战机“歼-20”具备高隐身性、高机动性能力，为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥，“歼-20”新型的抗荷服能帮助飞行员最大承受9倍重力加速度（指飞机的加速度）。假设某次垂直飞行测试实验中，“歼-20”加速达到50m/s后离地，而后开始竖直向上飞行试验，该飞机在10s内匀加速到3060km/h，匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.

13、5km。假设加速阶段所受阻力恒定，约为重力的 ，g取10m/s2。已知该“歼-20”质量为20吨，忽略战机因油耗等导致质量的变化。下列说法正确的是()A本次飞行测试的匀速阶段运行时间为26.5sB加速阶段系统的推力为C加速阶段飞行员已经晕厥D飞机在匀速阶段爬升高度为14.25kmB课堂练习课堂练习【练习4】（2022湖北监利市教学研究室高一期末）有一种游戏，游戏者手持乒乓球拍托球移动，距离大者获胜。若某人在游戏中沿水平面做匀加速直线运动，球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为，如图所示。设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间的摩擦，不计空气阻力，则正确的是（）A运动员的加速度

14、大小为gsinB球受到合力大小为mgsinC球拍对球的作用力大小为mgcosD运动员对球拍的作用力大小为D课堂练习课堂练习【练习5】（多选）如图所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置质量为m的小滑块。木板受到水平拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A小滑块的质量m=2kgB小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.2C当水平拉力F增大时，小滑块的加速度一定增大D当水平拉力F=7N时，长木板的加速度大小为3m/s2ABD课堂练习课堂练习【练习6】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。课堂练习课堂练习【解析】物体受力分析如图所示4s末的速度由牛顿第二定律，可得:Fcos-FN=maFNmgFfFN+Fsin=mg4s内的位移