4.5 牛顿运动定律的应用(二) 课件（共20张PPT）
文档属性
| 名称 | 4.5 牛顿运动定律的应用(二) 课件（共20张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-07-20 22:43:59 | ||
图片预览
文档简介
(共20张PPT)
7
牛顿运动定律的应用(二)
第四章 运动和力的关系
2
用牛顿第二定律解决多过程问题和图像问题，掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤.
1
进一步熟练应用牛顿第二定律解决两类动力学问题.
重难点
多过程问题
1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成.将复杂的过程拆分为几个子过程，分析每一个子过程的受力情况、运动性质，用相应的规律解决问题.
2.注意分析两个子过程交接的位置，该交接点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到承上启下的作用，对解决问题起重要作用.
观察与思考
1.如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个小孩沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝4.0 N，玩具的质量m＝0.5 kg.经过时间t＝2.0 s，玩具移动了x＝4.8 m，这时小孩松开手，玩具滑行了一段距离后停下.求：(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)
(1)全过程玩具运动的最大速度是多大？
答案 4.8 m/s
对玩具受力分析，在竖直方向上，mg＝FN＋Fsin 53°，又Ff＝μFN，在水平方向上，根据牛顿第二定律可知Fcos 53°－μFN＝ma1，
(2)松开手后玩具还能运动多远？
答案 1.7 m
松手后，对玩具，根据牛顿第二定律可知μmg＝ma2，
2.如图所示，一足够长的斜面倾角θ为37°，斜面BC与水平面AB平滑连接，质量m＝2 kg的物体静止于水平面上的M点，M点与B点之间的距离L＝9 m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，现物体受到一水平向右的恒力F＝14 N的作用，运动至B点时撤去该力，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2)则：
(1)物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大？
答案 2 m/s2
在水平面上，根据牛顿第二定律可知F－μmg＝ma，
(2)物体到达B点时的速度是多大？
答案 6 m/s
由M到B，根据运动学公式可知vB2＝2aL，
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？
答案 1.8 m
在斜面上，根据牛顿第二定律可知，
mgsin θ＋μmg·cos θ＝ma′，
代入数据得加速度的大小为a′＝10 m/s2，
逆向分析可得vB2＝2a′x，
与图像相结合的多过程问题
观察与思考
牛顿第二定律与图像相结合，对运动图像要有比较清晰的理解，能够根据图像建立物理模型与物理情景，把力和运动结合起来.
3.受2022年北京冬奥会的影响，滑雪运动在我国受到人民群众的广泛欢迎.如图甲所示，一名滑雪爱好者(可视为质点)穿着滑雪板(未带滑雪杖)从山坡上A点由静止滑下，经B点滑上水平面，不计滑雪爱好者经过B点时的速率变化，滑雪爱好者在斜面和水平面上运动的速率随时间的变化图像如图乙所示.已知斜面与水平面的夹角为37°，滑雪板与斜面、水平面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.则滑雪板与斜面间的动摩擦因数为
√
设滑雪爱好者与滑雪板的总质量为m，滑雪板与斜面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律得
mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma1
μmg＝ma2
故A正确，B、C、D错误.
4.(2022·威海市教研中心高一期末)如图甲所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，用沿斜面向上的恒力F拉着物块由静止从斜面底端沿斜面向上运动，作用一段时间后撤去拉力.从物块运动开始计时，物块沿斜面向上运动的速度－时间图像如图乙所示，已知物块的质量为1 kg，物块与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：
(1)撤去拉力后，物块向上运动的加速度大小；
答案 8 m/s2
撤去拉力后物块匀减速上滑，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有
Ff＋mgsin θ＝ma
垂直斜面方向有FN＝mgcos θ
且Ff＝μFN
联立解得a＝8 m/s2
(2)拉力F的大小；
答案 16 N
由速度—时间图像可知匀加速上滑与匀减速上滑的加速度大小相等，设为a1＝a2＝a，匀加速上滑时，根据牛顿第二定律有
F－mgsin θ－Ff＝ma
代入数据解得F＝16 N
(3)物块返回斜面底端时的速度大小.
答案 4 m/s
0.5 s末的速度v＝at1＝4 m/s
下滑过程，根据牛顿第二定律有
mgsin θ－Ff＝ma3
根据速度位移公式有v12＝2a3x
联立解得v1＝4 m/s.
7
牛顿运动定律的应用(二)
第四章 运动和力的关系
2
用牛顿第二定律解决多过程问题和图像问题，掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤.
1
进一步熟练应用牛顿第二定律解决两类动力学问题.
重难点
多过程问题
1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成.将复杂的过程拆分为几个子过程，分析每一个子过程的受力情况、运动性质，用相应的规律解决问题.
2.注意分析两个子过程交接的位置，该交接点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到承上启下的作用，对解决问题起重要作用.
观察与思考
1.如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个小孩沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝4.0 N，玩具的质量m＝0.5 kg.经过时间t＝2.0 s，玩具移动了x＝4.8 m，这时小孩松开手，玩具滑行了一段距离后停下.求：(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)
(1)全过程玩具运动的最大速度是多大？
答案 4.8 m/s
对玩具受力分析，在竖直方向上，mg＝FN＋Fsin 53°，又Ff＝μFN，在水平方向上，根据牛顿第二定律可知Fcos 53°－μFN＝ma1，
(2)松开手后玩具还能运动多远？
答案 1.7 m
松手后，对玩具，根据牛顿第二定律可知μmg＝ma2，
2.如图所示，一足够长的斜面倾角θ为37°，斜面BC与水平面AB平滑连接，质量m＝2 kg的物体静止于水平面上的M点，M点与B点之间的距离L＝9 m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，现物体受到一水平向右的恒力F＝14 N的作用，运动至B点时撤去该力，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2)则：
(1)物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大？
答案 2 m/s2
在水平面上，根据牛顿第二定律可知F－μmg＝ma，
(2)物体到达B点时的速度是多大？
答案 6 m/s
由M到B，根据运动学公式可知vB2＝2aL，
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？
答案 1.8 m
在斜面上，根据牛顿第二定律可知，
mgsin θ＋μmg·cos θ＝ma′，
代入数据得加速度的大小为a′＝10 m/s2，
逆向分析可得vB2＝2a′x，
与图像相结合的多过程问题
观察与思考
牛顿第二定律与图像相结合，对运动图像要有比较清晰的理解，能够根据图像建立物理模型与物理情景，把力和运动结合起来.
3.受2022年北京冬奥会的影响，滑雪运动在我国受到人民群众的广泛欢迎.如图甲所示，一名滑雪爱好者(可视为质点)穿着滑雪板(未带滑雪杖)从山坡上A点由静止滑下，经B点滑上水平面，不计滑雪爱好者经过B点时的速率变化，滑雪爱好者在斜面和水平面上运动的速率随时间的变化图像如图乙所示.已知斜面与水平面的夹角为37°，滑雪板与斜面、水平面间的动摩擦因数相等，不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.则滑雪板与斜面间的动摩擦因数为
√
设滑雪爱好者与滑雪板的总质量为m，滑雪板与斜面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律得
mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma1
μmg＝ma2
故A正确，B、C、D错误.
4.(2022·威海市教研中心高一期末)如图甲所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，用沿斜面向上的恒力F拉着物块由静止从斜面底端沿斜面向上运动，作用一段时间后撤去拉力.从物块运动开始计时，物块沿斜面向上运动的速度－时间图像如图乙所示，已知物块的质量为1 kg，物块与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：
(1)撤去拉力后，物块向上运动的加速度大小；
答案 8 m/s2
撤去拉力后物块匀减速上滑，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有
Ff＋mgsin θ＝ma
垂直斜面方向有FN＝mgcos θ
且Ff＝μFN
联立解得a＝8 m/s2
(2)拉力F的大小；
答案 16 N
由速度—时间图像可知匀加速上滑与匀减速上滑的加速度大小相等，设为a1＝a2＝a，匀加速上滑时，根据牛顿第二定律有
F－mgsin θ－Ff＝ma
代入数据解得F＝16 N
(3)物块返回斜面底端时的速度大小.
答案 4 m/s
0.5 s末的速度v＝at1＝4 m/s
下滑过程，根据牛顿第二定律有
mgsin θ－Ff＝ma3
根据速度位移公式有v12＝2a3x
联立解得v1＝4 m/s.