高中三年級(jí)下學(xué)期物理《牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用-動(dòng)力學(xué)兩類基本問題》課件

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

——?jiǎng)恿W(xué)兩類基本問題年級(jí)：高中三年級(jí)（下）學(xué)科：物理學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的思路和方法2、理解加速度在分析力和運(yùn)動(dòng)過程中的橋梁作用3、初步體會(huì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響，建立應(yīng)用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的意識(shí)1、基本思路一、知識(shí)回顧2、基本步驟一、知識(shí)回顧3、解題關(guān)鍵一、知識(shí)回顧(1)兩類分析——物體的受力分析和物體的運(yùn)動(dòng)過程分析。速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁。(2)兩個(gè)橋梁

加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁；4、解決動(dòng)力學(xué)問題時(shí)對(duì)力的處理方法一、知識(shí)回顧(1)合成法：

在物體受力個(gè)數(shù)較少(2個(gè)或3個(gè))時(shí)一般采用合成法。(2)正交分解法：

若物體的受力個(gè)數(shù)較多(3個(gè)或3個(gè)以上)時(shí)，則采用正交分解法。二、學(xué)以致用(一)已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況

[例1]

如圖所示為四旋翼無人機(jī)，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前得到越來越廣泛的應(yīng)用．一架質(zhì)量m＝2kg的無人機(jī)，其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F＝36N，運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小恒為f＝4N．g取10m/s2.(1)無人機(jī)在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上起飛．求在t＝5s時(shí)離地面的高度h；

Fmgfva二、學(xué)以致用(一)已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況[例1]

如圖所示為四旋翼無人機(jī)，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前得到越來越廣泛的應(yīng)用．一架質(zhì)量m＝2kg的無人機(jī)，其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大升力F＝36N，運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小恒為f＝4N．g取10m/s2.(2)當(dāng)無人機(jī)懸停在距離地面高度H＝100m處，由于動(dòng)力設(shè)備故障，無人機(jī)突然失去升力而墜落．求無人機(jī)墜落地面時(shí)的速度v.(2)設(shè)無人機(jī)墜落過程中加速度為a1，由牛頓第二定律：mg－f＝ma1解得a1＝8m/s2由v2＝2a1H，解得v＝40m/s.mgfa1v二、學(xué)以致用(一)已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況[拓展變式]

若[例1]中在無人機(jī)墜落過程中，在遙控設(shè)備的干預(yù)下，動(dòng)力設(shè)備重新啟動(dòng)提供向上最大升力．為保證安全著地，求飛行器從開始下落到恢復(fù)升力的最長時(shí)間t1.

mgfFa1v二、學(xué)以致用(二)已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況[例2]

某市啟動(dòng)“機(jī)動(dòng)車文明禮讓斑馬線”活動(dòng)，交警部門為樣板斑馬線配上了新型電子警察.一輛質(zhì)量為2.0×103kg的汽車，以54km/h的速度沿平直道路勻速行駛，距斑馬線還有30m的距離時(shí)，駕駛員發(fā)現(xiàn)有行人通過斑馬線，經(jīng)過0.5s的反應(yīng)時(shí)間，汽車制動(dòng)，開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，恰好在斑馬線前停住.重力加速度g＝10m/s2.(1)求汽車制動(dòng)過程中所受的合力大??；解析(1)設(shè)汽車在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離為x1，制動(dòng)過程中行駛的距離為x2，加速度大小為a1，所受的合力大小為Ff1.初速度v0＝54km/h＝15m/s，反應(yīng)時(shí)間t0＝0.5s，由牛頓第二定律有Ff1＝ma1由勻速和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有x1＝v0t0x2＝x－x1v02＝2a1x2聯(lián)立解得Ff1＝1.0×104N.二、學(xué)以致用

(2)設(shè)汽車從靜止開始經(jīng)10s使速度重新達(dá)到54km/h的過程中，加速度大小為a2，牽引力大小為F，由牛頓第二定律:F－Ff2＝ma2，

已知Ff2＝0.05mg由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v0＝a2t加聯(lián)立解得F＝4.0×103N.二、學(xué)以致用

解析(1)對(duì)小球進(jìn)行受力分析，并沿斜面和垂直于斜面建立坐標(biāo)系，如圖所示。在垂直于斜面方向上合力為0，有：F1sin60°＝mgsin60°解得：F1＝1N在沿斜面向下的方向上，由牛頓第二定律：F1cos60°＋mgcos60°＝ma解得：a＝10m/s2

方向沿斜面向下二、學(xué)以致用(2)作用在箱子上的力F的大小。解析：箱子和小球相對(duì)靜止，可以將箱子和小球看做一個(gè)整體，對(duì)整體進(jìn)行受力分析，并沿斜面和垂直于斜面建立坐標(biāo)系，如圖所示。整體加速度a0＝a＝10m/s2摩擦力Ff＝μFN在垂直于斜面方向上合力為0可得FN＝(Mg