【高中物理】2023-2024學年人教版必修第一冊 牛頓運動定律的應用 課件

第四章運動和力的關系第5節(jié)牛頓運動定律的應用為什么地鐵列車每次?？繒r都對的這么準？①確定研究對象，構建模型從受力確定運動②對這個物體進行受力分析：G→F彈

→F其他

→Ff③正交分解：建立直角坐標系，水平方向與豎直方向的力互不影響④應用牛頓第二定律求加速度：F合=ma⑤畫運動草圖，應用運動學公式：基本規(guī)律

導出規(guī)律

（無x）（無vt）（無t）（無v0）（無a）例1.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？g取10m/s2。位移？（v0、v、a、x、t）√?√F合=ma運動力已知力求運動a

運動學公式（v0、v、a、x、t）受力分析F合=ma例1.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)以調節(jié)冰壺的運動。（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？位移？（v0、v、a、x、t）√?√F合=ma受力分析F合=ma運動力已知力求運動a

運動學公式（v0、v、a、x、t）①確定研究對象，構建模型從運動確定受力④對這個物體進行受力分析：G→F彈

→F其他

→Ff⑤正交分解：建立直角坐標系，水平方向與豎直方向的力互不影響③應用牛頓第二定律求合力：F合=ma②畫運動草圖，應用運動學公式：基本規(guī)律

導出規(guī)律

（無x）（無vt）（無t）（無v0）（無a）例2.一個滑雪者，人與裝備的總質量為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。牛頓第二定律解題步驟：明確對象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may正交分解法使用注意：

（1）讓盡量多的力在坐標軸上（2）盡量分解已知力yxmgsin30°mgcos30°mgFfFN)30°a運動力已知力求運動a

運動學公式（v0、v、a、x、t）已知運動求力F合=ma第四章運動和力的關系第5節(jié)牛頓運動定律的應用（2）

)F37°53°)提醒：把已知量標在圖上，

從圖上尋找突破口！運動力已知力求運動a

運動學公式（v0、v、a、x、t）已知運動求力F合=ma例4.如圖所示，質量為M的小車通過一跨過定滑輪的細繩懸掛一質量為m的砂桶，不計水平面及滑輪的摩擦，求：

（1）求小車運動的加速度a和細繩對小車的拉力F？（2）什么情況下，細繩對小車的拉力大小約等于砂桶的總重力大??？此時小車的

加速度為多大？MmmgFF桶和回形針的總重量mg當作繩對小車的拉力牛頓第二定律解題步驟：明確對象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may

a實a理aFOa

Oa實a理

不滿足m<<M不滿足m<<MF0MmF1=10NF2=6N光滑MmF1=10NF2=6N光滑繩子的拉力？M與m間的彈力？FTFN牛頓第二定律解題步驟：明確對象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may

整體隔離法牛頓第二定律解題步驟：明確對象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=mayhmmhmm

整體隔離法例1.(多選)如圖所示，質量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接，放在傾角為θ的斜面上，用始終平行于斜面向上的拉力F拉A，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)均為μ。為了增加輕線上的張力，可行的辦法是(

)A.減小A物塊的質量 B.增大B物塊的質量C.增大傾角θ

D.增大動摩擦因數(shù)μAB牛頓第二定律解題步驟：明確對象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may整體隔離法例2.如圖，公共汽車沿水平面向右做勻變速直線運動，小球用細線懸掛于車廂頂部，質量為m的一位中學生手握固定于車廂頂部的扶桿，始終相對于汽車靜止地站在車廂底板上，學生鞋底與車廂底板間的動摩擦因數(shù)為μ。若某時刻觀察到細線偏離豎直方向θ角(θ=60°)，則此刻公共汽車對學生產生的作用力的大小和方向為(重力加速度為g)(

)A.大小等于μmg，方向水平向左B.大小等于mg，方向豎直向上C.大小大于mg/tanθ，方向水平向左D.大小大于mg/sinθ，方向斜向左上方D牛頓第二定律解題步驟：明確對象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may整體隔離法例3.(多選)如圖所示的裝置叫阿特伍德機。繩子兩端的物體豎直運動的加速度大小總是小于自由落體加速度g，這使得實驗者可以有較長的時間從容地觀測、研究。已知物體A、B的質量均為M，物體C的質量為m。輕繩與輕滑輪間的摩擦不計，輕繩不可伸長且足夠長。物體A、B、C由圖示位置靜止釋放后(

)A.繩子上的拉力大小T=(M+m)gB.物體A的加速度a=mg/(2M+m)

C.M/m的取值小一些，便于觀測和研究D.M/m的取值大一些，便于觀測和研究BD牛頓第二定律解題步驟：明確對象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may整體隔離法例4.如圖所示，光滑的水平面上有一小車，以向右的加速度a做勻加速運動，車內兩物體A、B質量之比為2∶1，A、B間用彈簧相連并放在光滑桌面上，B通過質量不計的輕繩與車相連，剪斷輕繩的瞬間，A、B的加速度大小分別為(

)A．a、0B．a、aC．a、2aD．0、2aC牛頓第二定律解題步驟：明確對象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may整體隔離法第四章運動和力的關系第5節(jié)牛頓運動定律的應用（3）1.模型特點:證明:

等時圓問題

x=2Rcosθmgcosθ=ma③有公共豎直直徑為斜邊3.等時軌道前提：運動時間與斜面的傾角和長短無關2.等時軌道結論：物體從靜止開始，沿著豎直平面圓的豎直直徑為公共斜邊的光滑軌道所用時間都相同，且都等于自由下落發(fā)生位移為直徑的時間①v0=0②無摩擦力

例1.(多選)OB、OC、OD是豎直面內三根固定的光滑細桿，每根桿上都套有一個小球，三個小球分別從O點由靜止釋放，用t1、t2、t3依次v1、v2、v3表示各滑環(huán)到達B、C、D點所用的時間和速度大小，則()A.t1<t2<t3B.v1=v2=v3

C.t3>t1>t2D.t1=t2=t3

ABOADCB結論：①角度越大，時間越?、诘竭_底端的v相同同高不同底：θ越大，a越大，并且L越小，故時間小證明：

等時圓問題

mgsinθ=ma

由v=at得：

例2.(多選)OB、OC、OD是豎直面內三根固定的光滑細桿，每根桿上都套有一個小球，三個小球分別從B、C、D點由靜止釋放，與水平面的夾角依次為30°、45°、60°，用t1、t2、t3依次v1、v2、v3表示各滑環(huán)到達O點所用的時間和速度大小，則()A.t1<t2<t3B.v1<v2<v3

C.t1=t2=t3D.t1、t3一定相同BD結論：①θ=45?時tmin②θ=30?和θ=60?時t相同同底不同高:證明：

等時圓問題DACBO

mgsinθ=ma

由v=at得：例1.如圖所示，一滑塊以v0=0m/s的速度滑上長度為L的水平傳送帶，已知傳送帶以v=4m/s的速度順時針轉動，傳送帶與物塊間的摩擦因數(shù)為μ=0.2，g=10m/s2。（1）滑塊在傳送帶上的受力情況？（2）滑塊在傳送帶上做什么運動？有幾種可能？（3）這幾種可能情況當中，哪一種可以作為臨界？對傳送帶的長度L有什么要求？（4）物塊滑離傳送帶時，與傳送帶間的相對位移？v0v（劃痕多長？）傳送帶模型①中途共速：②到末端剛好共速：③到末端還未共速：GFNf例1.如圖所示，一滑塊以v0=0m/s的速度滑上水平傳送帶，已知傳送帶以v=4m/s的速度順時針轉動，傳送帶與物塊間摩擦因數(shù)為μ=0.2，g=10m/s2。試分析：（1）滑塊在傳送帶上的受力情況？（2）滑塊在傳送帶上做什么運動？有幾種運動的可能？（3）這幾種可能情況當中，哪一種可以作為臨界？對傳送帶的長度L有什么要求？（4）物塊滑離傳送帶時，與傳送帶間的相對位移？v0v思考：劃痕多長？拓展1：若v0=6m/s，情況如何？拓展2：若v0=6m/s，傳送帶逆時針，情況如何？拓展3：若v0=2m/s，傳送帶逆時針，情況如何？傳送帶模型

ACD傳送帶模型例1.如圖所示，傾角為37°，長為L＝16m的傳送帶，轉動速度為v＝10m/s，動摩擦因數(shù)μ＝0.5，在傳送帶頂端A處無初速度地釋放一個質量為m＝0.5kg的物體。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2。求：（1）傳送帶順時針轉動時，物體從頂端A滑到底端B的時間？（2）傳送帶逆時針轉動時，物體從頂端A滑到底端B的時間及劃痕的長度Δx？拓展：若μ＝0.8，傳送帶逆時針，情況如何？4s、56m2s、5m傾斜傳送帶模型例1.如圖，質量M=4kg的長木板靜止處于粗糙水平地面上，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1，現(xiàn)有一質量m=3kg的可看成質點的小木塊以v0=14m/s的速度從一端滑上木板，恰好未從木板上滑下，木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5，g取10m/s2，求：