4.5 牛顿运动定律的应用 课件(共17张PPT) 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.5 牛顿运动定律的应用 课件(共17张PPT) 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册 |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-10 15:01:41 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
4.5牛顿运动定律的应用
1、能结合物体的运动情况进行受力分析。(重点)
2、知道动力学的两类问题，理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁。(重点)
3、掌握解决动力学问题的基本思路和方法，
会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题。(难点)
学习目标
复习回顾
1、运动学公式
不含x
不含v
不含t
不含a
2 － 2 ＝ 2ax
2、牛顿运动定律
第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
第二定律：物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比，跟它的质量成反比； 加速度方向跟作用力方向相同。
公式: F=ma
第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
复习回顾
动力学的两类基本问题
1、从受力确定运动情况
2、从运动情况确定受力
例题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。
（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？
一、从受力确定运动情况
解：（1）对冰壶受力分析如图
水平方向：f ＝ 1FN ＝ 1mg ①
由牛顿第二定律： f ＝ma1 ②
一、从受力确定运动情况
mg
FN
f
v
联立① ②解得： a1=0.2m/s2
由 v02 - v2 ＝ 2a1x
得 x=28.9m
冰壶滑行了 28.9 m
（2）设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v1，则对冰壶的前一段运动有
v02 - v12 =2a1x1
冰壶后一段运动:
a2 ＝ 2 g ＝ 0.18 m/s2
由 v12＝2a2x2 ，得 x2=21m
第二次比第一次多滑行2.1m。
故 △x = x2 ＋ x1 - x =2.1m
一、从受力确定运动情况
基本思路是：
先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求运动学量。
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
一、从受力确定运动情况
例题2.一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，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10m/s2。
二、从运动确定受力情况
解：
已知 v0= 2m/s ，t=5s，x=60m
由 解得 a=4m/s2
对滑雪人的受力分析：
G
Gy
Gx
FN
x
y
F阻
X: mgsin 300 -Ff =ma
Y: FN-mgcos 300=0
Ff ＝ FN
解得：
Ff =75N
FN=650N
由牛顿第三定律得：
FN ’ =FN=650N
滑雪者对雪面的压力为650N，方向垂直斜面向下；阻力大小为75N,方向沿山坡向上
二、从运动确定受力情况
基本思路是：
先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
物体运
动情况
加速度a
运动学
公 式
牛顿第
二定律
物体受
力情况
二、从运动确定受力情况
解题步骤：
(1)确定研究对象；
(2)分析受力情况和运动情况， 画示意图(受力和运动过程)；
(3)用牛顿第二定律或运动学公式 求加速度；
(4)用运动学公式或牛顿第二定律 求所求量。
动力学的两类基本问题
1.如图所示，水平恒力F＝20 N，把质量m＝0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6 m．木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2 s到达地面．
(取g＝10 m/s2) 求：
(1)木块下滑的加速度a的大小；
(2)木块与墙壁之间的动摩擦因数．
课后练习
(1)3 m/s2 (2)0.21
课后练习
2.如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数为0.5，天花板长为L＝4 m，取sin 37°＝0.6，试求：
(1)刷子沿天花板向上运动的加速度大小；
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．
(1)2 m/s2 (2)2 s
课后练习
3.如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m＝1.0kg的物体．物体与斜面间动摩擦因数 ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动．拉力F＝10N，方向平行斜面向上．经时间t＝4s绳子突然断了，求：
（1）绳断时物体的速度大小．
（2）从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．（sin37°＝0.60， cos37°＝0.80，g＝10m/s2）
(1)8m/s，（2）(1+
小结
4.5牛顿运动定律的应用
1、能结合物体的运动情况进行受力分析。(重点)
2、知道动力学的两类问题，理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁。(重点)
3、掌握解决动力学问题的基本思路和方法，
会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题。(难点)
学习目标
复习回顾
1、运动学公式
不含x
不含v
不含t
不含a
2 － 2 ＝ 2ax
2、牛顿运动定律
第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
第二定律：物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比，跟它的质量成反比； 加速度方向跟作用力方向相同。
公式: F=ma
第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
复习回顾
动力学的两类基本问题
1、从受力确定运动情况
2、从运动情况确定受力
例题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。
（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？
一、从受力确定运动情况
解：（1）对冰壶受力分析如图
水平方向：f ＝ 1FN ＝ 1mg ①
由牛顿第二定律： f ＝ma1 ②
一、从受力确定运动情况
mg
FN
f
v
联立① ②解得： a1=0.2m/s2
由 v02 - v2 ＝ 2a1x
得 x=28.9m
冰壶滑行了 28.9 m
（2）设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v1，则对冰壶的前一段运动有
v02 - v12 =2a1x1
冰壶后一段运动:
a2 ＝ 2 g ＝ 0.18 m/s2
由 v12＝2a2x2 ，得 x2=21m
第二次比第一次多滑行2.1m。
故 △x = x2 ＋ x1 - x =2.1m
一、从受力确定运动情况
基本思路是：
先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求运动学量。
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
一、从受力确定运动情况
例题2.一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，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10m/s2。
二、从运动确定受力情况
解：
已知 v0= 2m/s ，t=5s，x=60m
由 解得 a=4m/s2
对滑雪人的受力分析：
G
Gy
Gx
FN
x
y
F阻
X: mgsin 300 -Ff =ma
Y: FN-mgcos 300=0
Ff ＝ FN
解得：
Ff =75N
FN=650N
由牛顿第三定律得：
FN ’ =FN=650N
滑雪者对雪面的压力为650N，方向垂直斜面向下；阻力大小为75N,方向沿山坡向上
二、从运动确定受力情况
基本思路是：
先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
物体运
动情况
加速度a
运动学
公 式
牛顿第
二定律
物体受
力情况
二、从运动确定受力情况
解题步骤：
(1)确定研究对象；
(2)分析受力情况和运动情况， 画示意图(受力和运动过程)；
(3)用牛顿第二定律或运动学公式 求加速度；
(4)用运动学公式或牛顿第二定律 求所求量。
动力学的两类基本问题
1.如图所示，水平恒力F＝20 N，把质量m＝0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6 m．木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2 s到达地面．
(取g＝10 m/s2) 求：
(1)木块下滑的加速度a的大小；
(2)木块与墙壁之间的动摩擦因数．
课后练习
(1)3 m/s2 (2)0.21
课后练习
2.如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数为0.5，天花板长为L＝4 m，取sin 37°＝0.6，试求：
(1)刷子沿天花板向上运动的加速度大小；
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．
(1)2 m/s2 (2)2 s
课后练习
3.如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m＝1.0kg的物体．物体与斜面间动摩擦因数 ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动．拉力F＝10N，方向平行斜面向上．经时间t＝4s绳子突然断了，求：
（1）绳断时物体的速度大小．
（2）从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．（sin37°＝0.60， cos37°＝0.80，g＝10m/s2）
(1)8m/s，（2）(1+
小结