【高中物理】2023-2024學(xué)年人教版必修第1冊 牛頓運動定律的應(yīng)用教學(xué)課件

第五節(jié)

牛頓運動定律的應(yīng)用第四章

運動和力的關(guān)系為了盡量縮短停車時間，旅客按照站臺上標(biāo)注的車門位置候車。列車進(jìn)站時總能準(zhǔn)確地停靠在對應(yīng)車門的位置。這是如何做到的？在之前的課程中，我們學(xué)習(xí)了牛頓第二定律，講解了它的簡單應(yīng)用。物理是來源于生活，應(yīng)用于生活的。那么我們?nèi)绾芜\用牛頓第二定律解決生活中一些問題呢？我們先看一下課本第97頁上的例一。運動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處的某個位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺運動員的隊友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運動。（1）運動員以3.4m/s的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)為0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠(yuǎn)？（g取10m/s2）（2）若運動員仍以3.4m/s的速度將冰壺投出，其隊友在冰壺自由滑行10m后開始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?0%，冰壺多滑行了多少距離？分析（1）對物體進(jìn)行受力分析后，根據(jù)牛頓第二定律可以求得冰壺滑行時的加速度，再結(jié)合冰壺做勻減速直線運動的規(guī)律求得冰壺滑行的距離。（2）冰壺在滑行10m后進(jìn)入冰刷摩擦后的冰面，動摩擦因數(shù)變化了，所受的摩擦力發(fā)生了變化，加速度也會變化。前一段滑行10m的末速度等于后一段運動的初速度（圖4.5-2）。根據(jù)牛頓第二定律求出后一段運動的加速度，并通過運動學(xué)規(guī)律求出冰壺在后一段過程的滑行距離，就能求得比第一次多滑行的距離。1.物體受到三個力的作用：重力G，方向豎直向下；地面對物體的支持力FN，豎直向上；摩擦力Ff，水平向左.物體在豎直方向上沒有發(fā)生位移，沒有加速度，所以重力G和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡，物體所受合力等于摩擦力F：的大小取水平向左的方向為正方向，則物體受的合力F=Ff，方向水平向左.2.冰壺滑行前10m受的摩擦力與后來的不同，也就是兩個階段冰壺所受的合力恒定但大小不同，產(chǎn)生了不同的加速度，而冰壺所做的運動都是勻變速直線運動。一位滑雪者，人與裝備的總質(zhì)量為75kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡傾角為30°，在5s的時間內(nèi)滑下的路程為60m。求滑雪者對雪面的壓力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力），g取10m/s2。分析由于不知道動摩擦因數(shù)及空氣阻力與速度的關(guān)系，不能直接求滑雪者受到的阻力。應(yīng)根據(jù)勻變速直線運動的位移和時間的關(guān)系式求出滑雪者的加速度，然后，對滑雪者進(jìn)行受力分析?；┱咴谙禄^程中，受到重力mg、山坡的支持力FN以及阻力Ff的共同作用。通過牛頓第二定律可以求得滑雪者受到的阻力。