人教版 高中物理 必修 第一册 第四章 运动和力的关系 4.5 牛顿运动定律的应用课件（20页ppt）

(共20张PPT)
人教2019版 必修第一册
4.5 牛顿运动定律的应用
第四章 运动和力的关系
【新课导入】
为了尽量缩短停车时间，旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？
牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来。因此，它在许多基础科学和工程技术中都有广泛的应用。中学物理中我们只研究一些简单的实例。
一、从受力确定运动情况
一、从受力确定运动情况
如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。
处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量。
解题的一般步骤：
（1）确定研究对象（构建模型）
（2）对这个物体进行受力分析
（3）建立直角坐标系应用二力平衡或转化为四力平衡求合力F合
mg
mg
FN
F牵
f
匀速行驶的汽车四力平衡
FN
静止的人二力平衡
顺序：
Y
X
水平或竖直方向（F合=运动方向的力-反向的力）
建立坐标系：x、y轴：F合=正半轴-负半轴
（4）根据牛顿第二定律列方程F合=ma。
速度公式 ：vt = vo+at
位移公式：x= v0t + at2/2
导出公式：vt 2－ v02 =2ax
（5）应用运动学公式
求未知
【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？
【分析】 （1）对物体进行受力分析后，根据牛顿第二定律可以求得冰壶滑行时的加速度，再结合冰壶做匀减速直线运动的规律求得冰壶滑行的距离。
（2）冰壶在滑行 10 m 后进入冰刷摩擦后的冰面，动摩擦因数变化了，所受的摩擦力发生了变化，加速度也会变化。前一段滑行 10 m 的末速度等于后一段运动的初速度（图 4.5-2）。根据牛顿第二定律求出后一段运动的加速度，并通过运动学规律求出冰壶在后一段过程的滑行距离，就能求得比第一次多滑行的距离。
二、从运动情况确定受力
二、从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定就可以确定物体所受的力。
处理这类问题的基本思路是：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)。
和前面的在第四第五步，相反。
【例题2】如图 4.5-4，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，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10 m/s2
【分析】 由于不知道动摩擦因数及空气阻力与速度的关系，不能直接求滑雪者受到的阻力。应根据匀变速直线运动的位移和时间的关系式求出滑雪者的加速度，然后，对滑雪者进行受力分析。滑雪者在下滑过程中，受到重力 mg、山坡的支持力 FN 以及阻力 Ff 的共同作用。通过牛顿第二定律可以求得滑雪者受到的阻力。
受力分析
运动情况
说明:两类基本问题中,受力分析是关键，牛二定律是桥梁，求解加速度是枢纽,所以不管是哪一类问题,都要设法先求出加速度。
受力情况F1、F2…
运动情况v0、s…
F合
a
力的合成与分解
牛顿第二定律
运动学公式
总结：
1.已知物体的受力情况求物体的运动情况。
vt = vo+at
x= v0t+0.5at2
x=(vt 2- vo 2)/2a
据
求a
由受力情况求合力
F=ma
求得x，vt，vo等
一、两类问题：
2.已知物体的运动情况求物体的受力情况。
x= v0t+0.5at2
vt = vo+at
x=(vt 2- vo 2)/2a
求得a
由运动情况,据
F=ma
求合力
受力分析
求受力情况
总结：
一、两类问题：