4.5牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用習(xí)題課課件-高一上學(xué)期物理人教版

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系人教版

物理?必修?第一冊(cè)習(xí)題課

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用實(shí)例考查解讀1.應(yīng)用牛頓定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，試題考查要求較高，難度也較大，綜合性較強(qiáng)。2.考查的主要情景：

連接體、瞬時(shí)性問(wèn)題、傳送帶模型、板-塊模型等。

一個(gè)物體在另一個(gè)物體上，兩者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。問(wèn)題涉及兩個(gè)物體、多個(gè)過(guò)程，兩物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、速度、位移間有一定的關(guān)系。1.模型：由滑塊和木板組成的動(dòng)力學(xué)模型，通常二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)。ABv0ABFABFAB主題一：板塊模型⑴上下疊放，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)⑵運(yùn)動(dòng)：⑶受力：木板與地面（斜面）間：光滑/不光滑滑塊與木板加速度不同滑塊與木板有相互的滑動(dòng)摩擦力相聯(lián)系（慢阻快，快帶慢）例題如圖，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的長(zhǎng)木板靜止在光滑水平面上，質(zhì)量也為m的小滑塊（可看作質(zhì)點(diǎn)），放在長(zhǎng)木板的左端。已知小滑塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，給小滑塊一水平向右的拉力F；當(dāng)F取不同值時(shí),求解下列問(wèn)題。（重力加速度為g）

⑴要使滑塊與木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，F(xiàn)至少為多大？

⑵當(dāng)F=3μmg時(shí)，經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間，力F可使滑塊滑到木板的最右端？Fmm練習(xí)如圖所示，物塊A、木板B的質(zhì)量分別為mA＝5kg，mB＝10kg，不計(jì)A的大小，木板B長(zhǎng)L＝4m，開(kāi)始時(shí)A、B均靜止，現(xiàn)使A以水平初速度v0從B的最左端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

0.3，水平地面光滑，g取10m/s2。

(1)求物塊A和木板B發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)各自的加速度的大?。?/p>

(2)若A剛好沒(méi)有從B上滑下來(lái)，求A的初速度v0的大小。ABv0⑴解：對(duì)A做受力分析，如圖所示。FN=GA=mAg①②由平衡關(guān)系得：Ff=μFN=mAaA由牛頓第二定律得：聯(lián)立①②得aA=3m/s2ABv0GAFNFf對(duì)B做受力分析，如圖所示。③Ff′=Ff=μmAg由牛頓第三定律得：聯(lián)立③④得aB2由牛頓第二定律得：④Ff′=mBaBABv0GBFN1Ff′FAB⑵

A剛好沒(méi)有從B上滑下來(lái)，則A滑到B最右端時(shí)的速度和B的速度相同，設(shè)為v，所用時(shí)間為t,則有v＝v0－aAtv＝aBt⑤⑥

A的位移為xA：聯(lián)立⑤⑥⑦⑧⑨得

v0=6m/s

B的位移為xB：AB的位移關(guān)系為:xA-xB=L⑨⑦⑧1.隔離法

明確各物體對(duì)地的運(yùn)動(dòng)和物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，確定物體間的摩擦力方向。注意兩物體共速時(shí)，摩擦力的變化，確定接下來(lái)兩物體的是否相對(duì)靜止。根據(jù)摩擦力的不同，分段分析。突破口：速度相同時(shí)刻，是摩擦力突變點(diǎn)，是運(yùn)動(dòng)性質(zhì)變化的分界線。2.分別對(duì)兩物體進(jìn)行受力分析，求出各物體在各個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度。3.以地面為參考系，畫(huà)出各階段的運(yùn)動(dòng)示意圖，找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系和速度關(guān)系。位移關(guān)系：運(yùn)動(dòng)方向

同向⊿χ=Ιχ1-χ2Ι反向⊿χ=χ1+χ2總結(jié)：解題思路

傳送帶在生活中用途很廣，給我們帶來(lái)了很大的方便，怎么控制傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)呢？主題二：傳送帶模型設(shè)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，取滑塊為研究對(duì)象。vv共相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)速度相同時(shí)

某時(shí)刻速度達(dá)到相同時(shí)若_____________，保持相對(duì)靜止若_____________，有沿傳送帶向下的加速度v共θ思考與討論Ff=_____，F(xiàn)f=______，

a=_____μmgμgμ≥tanθμ≤tanθ0⑴兩類問(wèn)題1.動(dòng)力學(xué)中的傳送帶模型問(wèn)題傳送帶問(wèn)題包括水平傳送帶和傾斜傳送帶兩類問(wèn)題。2.解題關(guān)鍵關(guān)鍵在于對(duì)傳送帶上的物塊所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷。注意兩物體共速時(shí)，摩擦力的變化。若傳送帶足夠長(zhǎng)①

小物塊先初速度為0的做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；②

與傳送帶共速后，以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)。小物塊先初速度為v0的做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，共速后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。小物塊先做初速度為v0的做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，共速后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。⑴水平傳送帶：v0vv0=0v0<vv0>v⑵傾斜傳送帶：若傳送帶足夠長(zhǎng)：①當(dāng)小物塊mgsinθ＜μmgcosθ（即μ＞tanθ）時(shí)，小物塊先斜向上做初速度為0的做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，共速后，繼續(xù)向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。②當(dāng)小物塊mgsinθ＞μmgcosθ（即μ＜tanθ）時(shí)，小物塊沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，上不去。思考：物塊靜止放上斜面后做什么運(yùn)動(dòng)？v0=0vθ課本P115T4

在民航機(jī)場(chǎng)和火車站入口處可以看到用于對(duì)行李箱進(jìn)行安全檢查的水平傳送帶。當(dāng)旅客把行李放到傳送帶上時(shí)，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，隨后它們保持相對(duì)靜止，行李箱隨傳送帶一起前進(jìn)。設(shè)傳送帶勻速前進(jìn)的速度v為0.25m/s，某木箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為，g取10m/s2。

問(wèn)該木箱放在傳送帶上后，傳送帶上將留下一段多長(zhǎng)的摩擦痕跡？練習(xí)

水平傳送帶長(zhǎng)L＝16m，始終以v＝4m/s的速度運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一個(gè)小物體從傳送帶的左端由靜止釋放，已知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，g取10m/s2，

求：物體從左端運(yùn)動(dòng)到右端所需的時(shí)間。v0=0v=4m/s解：物體運(yùn)動(dòng)速度達(dá)4m/s過(guò)程中受力和運(yùn)動(dòng)分析如圖，故物體從左到右的總時(shí)間：t=t1+t2=5s則由牛頓第二定律得：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：此后，物體和傳送帶一起勻速，x2=L－x1=(16－4)m=12mv0=0v=4m/s例如圖所示，傾斜的傳送帶兩輪A、B的距離L＝15m，皮帶以恒定速度v＝2m/s運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物體無(wú)初速度地放在A端，若物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝，設(shè)小物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的質(zhì)量不變，傳送帶的傾角為α＝370，g取10m/s2，sin370＝，cos370＝，

求：小物體從A端運(yùn)送到B端所需的時(shí)間是多少？vABαm解：物體在未達(dá)到傳送帶的速度之前：如圖經(jīng)t1