物理必修ⅰ滬科版牛頓運(yùn)動(dòng)定律的案例分析課件

1、理解教材新知 第5章隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二把握熱點(diǎn)考向考向一考向二應(yīng)用創(chuàng)新演練5.4考向三1.如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn) 動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，再根動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，再根 據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的力。據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的力。2.如果已知物體的受力情況，可以由如果已知物體的受力情況，可以由 牛頓第二定律求出物體的加速度，再牛頓第二定律求出物體的加速度，再 通過運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。通過運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。3.加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動(dòng)情況和受力情加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動(dòng)情況和受力情 況的橋梁。況的橋梁。 自學(xué)教材

2、自學(xué)教材 根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出 ，再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體所受的再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體所受的 ，從而求出某，從而求出某些未知力，或與力相關(guān)的某些量，如動(dòng)摩擦因數(shù)、勁度系些未知力，或與力相關(guān)的某些量，如動(dòng)摩擦因數(shù)、勁度系數(shù)、力的方向等。數(shù)、力的方向等。加速度加速度力力 重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋 1解題思路解題思路 2解題步驟解題步驟 (1)確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，并畫出受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖。析，并畫出受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖。(2)選擇合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出物體的加速度。選擇合適

3、的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出物體的加速度。(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求物體所受的合外力。根據(jù)牛頓第二定律列方程，求物體所受的合外力。(4)根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出需求的力。根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出需求的力。 1某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2 m后雙腳著地，接后雙腳著地，接著他用雙腿彎曲的方式緩沖，使自身重心又下降了著他用雙腿彎曲的方式緩沖，使自身重心又下降了0.5 m，在著地過程中地面對(duì)他雙腿的平均作用力估計(jì)為在著地過程中地面對(duì)他雙腿的平均作用力估計(jì)為()A自身所受重力的自身所受重力的2倍倍B自身所受重力的自身所受重力的5倍倍C自身所受重力的自

4、身所受重力的8倍倍 D自身所受重力的自身所受重力的10倍倍答案：答案：B 自學(xué)教材自學(xué)教材 根據(jù)牛頓第二定律，已知物體的受力情況可以求出根據(jù)牛頓第二定律，已知物體的受力情況可以求出物體的物體的 ，再根據(jù)物體的初始條件，再根據(jù)物體的初始條件(初位置和初速初位置和初速度度)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，就可以求出物體在任意時(shí)刻的位，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，就可以求出物體在任意時(shí)刻的位置和速度，也就確定了物體的置和速度，也就確定了物體的 。加速度加速度運(yùn)動(dòng)情況運(yùn)動(dòng)情況 重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋 1解題思路解題思路 2解題步驟解題步驟 (1)確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫出物

5、體的受力圖。出物體的受力圖。 (2)根據(jù)力的合成與分解，求出物體所受的合外力根據(jù)力的合成與分解，求出物體所受的合外力(包包括大小和方向括大小和方向)。 (3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度。根據(jù)牛頓第二定律列方程，求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度。 (4)結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)的初始條件，選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)的初始條件，選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出所需求的運(yùn)動(dòng)學(xué)量出所需求的運(yùn)動(dòng)學(xué)量任意時(shí)刻的位移和速度，以及運(yùn)任意時(shí)刻的位移和速度，以及運(yùn)動(dòng)軌跡等。動(dòng)軌跡等。2將質(zhì)量為將質(zhì)量為0.5 kg的小球以的小球以14 m/s的初速度豎直上拋，運(yùn)的初速度豎直上拋，運(yùn)動(dòng)中球受到的空氣阻力大小恒為動(dòng)中球受到的空氣阻力

6、大小恒為2.1 N，則球能上升的，則球能上升的最大高度是多少？最大高度是多少？(g取取9.8 m/s2)答案：答案：7 m 例例1質(zhì)量質(zhì)量m1.5 kg的物塊的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)可視為質(zhì)點(diǎn))，在水平，在水平恒力恒力F作用下，從水平面上作用下，從水平面上A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行段距離撤去該力，物塊繼續(xù)滑行t2.0 s后停在后停在B點(diǎn)，已知點(diǎn)，已知A、B兩點(diǎn)間的距離兩點(diǎn)間的距離s5.0 m，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)因數(shù)0.20，求恒力，求恒力F的大小。的大小。(g取取10 m/s2) 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥由撤去力由撤去力F前

7、及撤去力前及撤去力F后的運(yùn)動(dòng)情況后的運(yùn)動(dòng)情況以及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出撤去力以及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出撤去力F前的加速度，然后由牛頓第前的加速度，然后由牛頓第二定律求解恒力二定律求解恒力F的大小。的大小。 解析解析設(shè)未撤去力設(shè)未撤去力F物塊的位移物塊的位移s1，撤去力，撤去力F后物后物塊位移塊位移s2，撤去力，撤去力F時(shí)速度為時(shí)速度為v。 對(duì)撤去力對(duì)撤去力F前，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有前，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v22a1s1，撤去力，撤去力F后有后有va2t，v22a2s2，又，又s1s2s，由題意知，撤去力，由題意知，撤去力F后，摩擦力后，摩擦力fmg，故由牛頓第二定律有，故由牛頓第二定律有a2g，聯(lián)，聯(lián)立以上各式解得立以上

8、各式解得a18 m/s2。 撤去力撤去力F前，由牛頓第二定律得前，由牛頓第二定律得Ffma1， 則則Ffma1mgma115 N。 答案答案15 N 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 對(duì)于過程較復(fù)雜的情況，應(yīng)分階段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過程分對(duì)于過程較復(fù)雜的情況，應(yīng)分階段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過程分析，并找出各運(yùn)動(dòng)過程的相關(guān)量，從而將各運(yùn)動(dòng)過程有析，并找出各運(yùn)動(dòng)過程的相關(guān)量，從而將各運(yùn)動(dòng)過程有機(jī)地連接在一起。機(jī)地連接在一起。1一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m75 kg，以，以v02 m/s的初速度的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角30，在，在t5 s的的時(shí)間內(nèi)滑下的路程時(shí)間內(nèi)滑下的路程s60 m，求滑

9、雪人受到的阻力。，求滑雪人受到的阻力。(包包括摩擦和空氣阻力括摩擦和空氣阻力)答案：答案：67.5 N 例例2物體以物體以12 m/s的初速度從斜面底端沖上傾角為的初速度從斜面底端沖上傾角為37的斜坡，已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為的斜坡，已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)。求：。求： (1)物體沿斜面上滑的最大位移；物體沿斜面上滑的最大位移； (2)物體再滑到斜面底端時(shí)的速度大小。物體再滑到斜面底端時(shí)的速度大小。 解析解析設(shè)物體的質(zhì)量為設(shè)物體的質(zhì)量為m。 (1)物體上滑時(shí)受力分析如圖物體上滑時(shí)受力分析如圖甲所示，垂直斜面方向

10、：甲所示，垂直斜面方向： Nmgcos 37 平行斜面方向：平行斜面方向： fmgsin 37ma1 又又fN (2)物體返回時(shí)受力分析如圖乙所物體返回時(shí)受力分析如圖乙所示，垂直斜面方向：示，垂直斜面方向： Nmgcos 37 平行于斜面方向：平行于斜面方向： mgsin 37fma2 又又fN 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 解決動(dòng)力學(xué)問題時(shí)，受力分析是關(guān)鍵，分析時(shí)，首解決動(dòng)力學(xué)問題時(shí)，受力分析是關(guān)鍵，分析時(shí)，首先要弄清楚整個(gè)過程中物體的受力是否變化，其加速度先要弄清楚整個(gè)過程中物體的受力是否變化，其加速度是否相同，若不同，必須分階段處理。是否相同，若不同，必須分階段處理。 在例題中，若斜面是光滑的，那么

11、，物體沿斜面上在例題中，若斜面是光滑的，那么，物體沿斜面上滑的最大位移是多少？從開始沖上斜面到返回到斜面底滑的最大位移是多少？從開始沖上斜面到返回到斜面底端總共需用多少時(shí)間？端總共需用多少時(shí)間？答案：答案：12 m4 s 例例3如圖如圖541所示，固定光所示，固定光滑輕桿與地面成一定傾角，在桿上套有滑輕桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F的作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力的作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力F與小環(huán)的速與小環(huán)的速度度v隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖542所示，取重力加速度所示，取重力加速度g10 m/s2。求：。求：圖圖541圖圖

12、542 (1)小環(huán)的質(zhì)量小環(huán)的質(zhì)量m； (2)輕桿與地面間的傾角輕桿與地面間的傾角。 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥把兩個(gè)圖像結(jié)合起來，判斷小環(huán)的運(yùn)動(dòng)把兩個(gè)圖像結(jié)合起來，判斷小環(huán)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，分析小環(huán)在不同階段的受力情況，用牛頓第二定性質(zhì)，分析小環(huán)在不同階段的受力情況，用牛頓第二定律或平衡方程進(jìn)行求解。律或平衡方程進(jìn)行求解。答案答案(1)1 kg(2)30 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 (1)物理圖像信息量大，包含知識(shí)內(nèi)容全面，好多習(xí)物理圖像信息量大，包含知識(shí)內(nèi)容全面，好多習(xí)題已知條件是通過物理圖像給出的，動(dòng)力學(xué)問題中常見題已知條件是通過物理圖像給出的，動(dòng)力學(xué)問題中常見的有的有st、vt、Ft及及aF等圖像。等圖像。 (2)遇到帶有物理圖像的問題時(shí)，要認(rèn)真分析圖像，遇到帶有物理圖像的問題時(shí)，要認(rèn)真分析圖像，要從它的物理意義、點(diǎn)、線段、斜率、截距、交點(diǎn)、拐要從它的物理意義、點(diǎn)、線段、斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等方面了解圖像給出的信息，再利用共點(diǎn)力平點(diǎn)、面積等方面了解圖像給出的信息，再利用共點(diǎn)力平衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去解題。衡、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去解題。2放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間的大小與時(shí)間t的關(guān)系如圖的關(guān)系