2024-2025學(xué)年新教材高中物理第四章運動和力的關(guān)系5牛頓運動定律的應(yīng)用學(xué)案新人教版必修1

PAGE7-第5節(jié)牛頓運動定律的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1.駕馭應(yīng)用牛頓運動定律解決已知物體的受力確定物體的運動狀況的基本思路和方法。2.駕馭應(yīng)用牛頓運動定律解決已知物體的運動狀況確定物體的受力的基本思路和方法。3.會用牛頓運動定律和運動學(xué)公式解決簡潔的力學(xué)問題。自主預(yù)習(xí)一、牛頓其次定律1.內(nèi)容:2.表達式:二、勻變速直線運動的公式1.速度與時間的關(guān)系式:2.位移與時間的關(guān)系式:3.速度與位移的關(guān)系式:課堂探究【例題1】一個靜止在水平面上的物體,質(zhì)量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平面對右運動,物體與水平地面間的滑動摩擦力為4.2N。求物體4s末的速度大小和4s內(nèi)發(fā)生的位移大小。【變式訓(xùn)練1】靜止在水平地面上質(zhì)量為2kg的物體,在水平恒力F=6N的推動下起先運動,推動4s后將F撤去,假如物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.2,g取10m/s2,求全程位移的大小?！纠}2】一個滑雪的人,人與裝備的總質(zhì)量是75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角θ=30°,在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程x=60m,求此人受到的摩擦力。(不計空氣阻力,g取10m/s2)【變式訓(xùn)練2】如圖所示,一個滑雪者,人與裝備的總質(zhì)量m=50kg,從靜止起先沿傾角θ=37°的斜坡自由滑下,若已知滑雪板與雪面的動摩擦因數(shù)為0.05,則經(jīng)過5秒后下滑距離是多少?此時速度又是多大?(不計空氣阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)課堂練習(xí)1.用30N的水平外力F,拉一靜止放在光滑水平面上質(zhì)量為20kg的物體,則第3s末物體的速度和加速度分別是()A.v=7.5m/s,a=1.5m/s2B.v=4.5m/s,a=1.5m/s2C.v=4.5m/s,a=0D.v=7.5m/s,a=02.某老式步槍子彈的出口速度為100m/s,若步槍的槍膛長0.5m,子彈的質(zhì)量為20g,若把子彈在槍膛內(nèi)的運動看作勻加速直線運動,則高壓氣體對子彈的平均作用力為()A.1×102N B.2×102NC.2×105N D.2×104N3.一個物體放在光滑水平面上,初速度為零,先對物體施加一向東的恒力F,歷時1秒,隨即把此力改為向西,大小不變,歷時1秒鐘,接著又把此力改為向東,大小不變,歷時1秒鐘,如此反復(fù)共歷時1分鐘,在此1分鐘內(nèi)()A.物體時而向東運動,時而向西運動,在1分鐘末靜止于初始位置之東B.物體時而向東運動,時而向西運動,在1分鐘末靜止于初始位置C.物體時而向東運動,時而向西運動,在1分鐘末接著向東運動D.物體始終向東運動,從不向西運動,在1分鐘末靜止于初始位置之東4.(多選)靜止在光滑水平面上的物體受到一個水平拉力的作用,該力隨時間改變的圖線如圖所示,則下列說法正確的是()A.物體在20s內(nèi)平均速度為零B.物體在20s末的速度為零C.物體在20s末又回到動身點D.物體在10s末的速度最大5.放在光滑水平面上的物體受三個平行水平面的共點力作用而處于靜止?fàn)顟B(tài),已知F2垂直于F3,若三個力中去掉F1,則物體產(chǎn)生的加速度為2.5m/s2;若去掉F2,則物體產(chǎn)生的加速度為1.5m/s2;若去掉F3,則物體的加速度大小為()A.1.0m/s2 B.2.0m/s2C.1.5m/s2 D.4.0m/s2核心素養(yǎng)專練1.靜止在水平地面上的物體的質(zhì)量為3kg,在水平恒力F推動下起先運動,4s末它的速度達到4m/s,此時將F撤去,又經(jīng)6s物體停下來,物體與地面的動摩擦因數(shù)不變,求F的大小。2.一斜面AB長為9m,傾角為37°,一質(zhì)量為2kg的小物體(大小不計)從斜面頂端A點由靜止起先下滑,如圖所示。(g取10m/s2)(1)若斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端B點時的速度大小及所用時間。(2)若給小物體一個沿斜面對下的初速度,小物塊恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ是多少?參考答案自主預(yù)習(xí)一、1.物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。2.F=ma二、1.v=v0+at2.x=v0t+12at3.v2-v02=課堂探究【例題1】例題解答:物體受力如圖所示由牛頓其次定律得F-Ff=ma解得a=1.1m/s2依據(jù)運動規(guī)律可得v=at=4.4m/s,x=12at2=8.【變式訓(xùn)練1】12m【例題2】例題解答:物體受力如圖由運動學(xué)公式得x=v0t+12ata=2(x-v由牛頓其次定律得mgsinθ-Ff=maFf=mgsinθ-ma=75N方向沿山坡向上【變式訓(xùn)練2】70m28m/s課堂練習(xí)1.B2.B3.D4.BD5.B核心素養(yǎng)專練1.解析:物體的整個運動過程分為兩段,前4s物體做勻加速直線運動,后6s物體做勻減速直線運動。前4s內(nèi)物體的加速度為a1=vt1=設(shè)摩擦力為Ff,由牛頓其次定律得F-Ff=ma1后6s內(nèi)物體的加速度為a2=0-vt2=-物體所受的摩擦力大小不變,由牛頓其次定律得-Ff=ma2聯(lián)立可求得水平恒力F的大小為F=m(a1-a2)=5N答案:5N2.解析:題中第(1)問是知道物體受力狀況求運動狀況;第(2)問是知道物體運動狀況求受力狀況。(1)以小物塊為探討對象進行受力分析,物塊受重力mg、斜面支持力FN、摩擦力Ff,依據(jù)題意列方程:mgcos37°-FN=0mgsin37°-Ff=maFf=μFNvB2