高中物理人教必修一4.5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案

1、第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系4. 5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用1、進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行受力分析。2、掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的基本思路方法。3、學(xué)會(huì)如何從牛頓運(yùn)動(dòng)定律入手求解有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參量。4、學(xué)會(huì)根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參量的變化求解有關(guān)物體的受力情況。1.牛頓第二定律公式：_2.速度公式 ：_3.位移公式 ：_4.導(dǎo)出公式 ：_5.動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題及解題思路:(1) 已知物體受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況:在已知的條件下,要求判斷出物體的(即求出物體運(yùn)動(dòng)的速度和位移等運(yùn)動(dòng)量).(2) 已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況:在物體的已知的條件下,要求判 斷出物體的。一: 從

2、受力確定物體的運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)用牛頓第二定律解決的第一個(gè)問(wèn)題就是: 從受力確定運(yùn)動(dòng)情況. 即如果已知物體的受力情況,可以由牛頓第二定律求出物體的 , 再通過(guò) 的規(guī)律確定物體的 情況.【例題1】運(yùn)動(dòng)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(gè)位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺運(yùn)動(dòng)員的隊(duì)友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來(lái)回摩擦冰面，減小冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動(dòng)。（1）運(yùn)動(dòng)員以 3.4 m/s 的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠(yuǎn)？g 取 10 m/s2。（2）若運(yùn)動(dòng)員仍以 3.4 m/s 的速度將冰壺投出，其隊(duì)友在冰壺

3、自由滑行 10 m 后開(kāi)始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的 90%，冰壺多滑行了多少距離？分析: 這個(gè)問(wèn)題是已知物體受的力, 求它的運(yùn)動(dòng)的速度和位移.冰壺受到了那些力的作用？這些力的大小、方向如何？畫(huà)出物體受力示意圖.冰壺受到的合力沿什么方向? 大小是多少？ 物體運(yùn)動(dòng)的加速度沿什么方向？冰壺的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？寫(xiě)出本題的完整解答過(guò)程.【解題方法總結(jié)】1、先確定研究對(duì)象2、對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析3、用力的合成或力的分解求物體所受的合力4、由牛頓第二定律列式求物體的加速度5、結(jié)合運(yùn)動(dòng)的已知量選擇合適的公式求未知量二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力應(yīng)用牛頓第二定律解決的第二個(gè)

4、問(wèn)題就是: 從運(yùn)動(dòng)情況確定受力.那么,如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況, 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的 , 再根據(jù) 就可以確定物體所受的 .【例題2】一位滑雪者，人與裝備的總質(zhì)量為75kg，以 2 m/s 的初速度沿山坡勻加速直線(xiàn)滑下，山坡傾角為 30，在5 s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程為60m。求滑雪者對(duì)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10 m/s2分析: 這個(gè)題目是已知人的運(yùn)動(dòng)情況,求人所受的力.滑雪者受到那些力的作用？方向如何？那些是已知的? 那些是待求的？畫(huà)出受力的示意圖.滑雪者所受的合力應(yīng)沿著什么方向？你是怎樣判斷的？加速度沿什么方向？怎么判斷的? 先根據(jù)什么關(guān)系求下滑的加速度？

5、寫(xiě)出本題的完整解答過(guò)程.【解題方法總結(jié)】1、先確定研究對(duì)象2、對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度3、對(duì)物體進(jìn)行受力分析4、由合成或分解的方法用未知力表示出物體所受的合力5、由牛頓第二定律列式求物體的所受的未知力。三、總結(jié)1力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的兩類(lèi)基本問(wèn)題（1）已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動(dòng)情況；（2）已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況.2應(yīng)用牛頓第二定律解決問(wèn)題的一般思路（1）明確研究對(duì)象。（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力情況分析，畫(huà)出受力圖。（3）以加速度的方向?yàn)檎较?，與正方向相同的力為正，與正方向相反的力為負(fù)，列牛頓第二定律的方程。（4）解方程時(shí)，F(xiàn)、m、a都用國(guó)際單位制單位。3分析兩類(lèi)問(wèn)題

6、的基本方法（1）抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁加速度。（2）分析流程圖牛頓第二定律是“橋梁”，受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是基礎(chǔ)，正交分解是方法。一、單選題1、如圖所示，光滑斜面與水平面夾角，斜面上等距分布著O、a、b、c、d五個(gè)點(diǎn)，已知相連兩點(diǎn)間的距離為2.5m，某時(shí)刻小球以v=10m/s的初速度從點(diǎn)O滑上斜面，先后通過(guò)a、b、c、d四個(gè)位置(g=10N/kg，不計(jì)空氣阻力)，下列說(shuō)法正確的是( )A小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a=m/s2B小球上滑過(guò)程中的最大位移x=7.5mC小球下滑通過(guò)各點(diǎn)的速率之比vc:vb:va:vO=1:2:3:4D小球兩次通過(guò)a點(diǎn)的時(shí)間間隔s2、如圖所示，物體P置于光滑

7、的水平面上，用輕細(xì)線(xiàn)跨過(guò)質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪連接一個(gè)重力G=10N的重物，物體P向右運(yùn)動(dòng)的加速度為a1；若細(xì)線(xiàn)下端不掛重物，而用F=10N的力豎直向下拉細(xì)線(xiàn)下端，這時(shí)物體P的加速度為a2，則（ ）Aa1a2Ba1=a2Ca1a2D條件不足，無(wú)法判斷3、汽車(chē)緊急剎車(chē)后，停止運(yùn)動(dòng)的車(chē)輪在水平地面上滑動(dòng)直至停止，在地面上留下的痕跡稱(chēng)為剎車(chē)線(xiàn)由剎車(chē)線(xiàn)的長(zhǎng)短可知汽車(chē)剎車(chē)前的速度已知汽車(chē)輪胎與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為080，測(cè)得剎車(chē)線(xiàn)長(zhǎng)25 m汽車(chē)在剎車(chē)前瞬間的速度大小為(重力加速度g取10 m/s2)A40 m/sB30 m/sC10 m/sD20 m/s4、如圖所示，有一輛汽車(chē)滿(mǎn)載西瓜在水平路面上勻速前

8、進(jìn)突然發(fā)現(xiàn)意外情況，緊急剎車(chē)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a，則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對(duì)它的作用力的大小是AmBmaCmDm(g+a)二、多選題5、如圖甲，一物塊在t=0時(shí)刻滑上一固定斜面，其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖乙所示。若重力加速度g=10m/s2，則A斜面的長(zhǎng)度B斜面的傾角C物塊的質(zhì)量D物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)6、在傾角為30的光滑斜面頂端，先讓一物體從靜止開(kāi)始滑動(dòng)，經(jīng)過(guò)1秒鐘再讓另一物體也在頂端從靜止開(kāi)始滑動(dòng)，則兩物體之間的速度差和距離將( )A速度差逐漸增大B速度差保持恒定C距離逐漸拉開(kāi)D距離保持恒定三、非選擇題7、一個(gè)質(zhì)量m=1.0kg的物體放在粗糙的水平地面上，在水平拉力F的作

9、用下，物體由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，10s后拉力大小減小為F/4,，并保持恒定不變已知該物體的“速度-時(shí)間”圖象如圖所示求：（1）物體所受到的水平拉力F的大小；（2）該物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)8、如圖所示，斜面體ABC放在粗糙的水平地面上?；瑝K在斜面底端以初速度v09.6m/s沿斜面上滑。斜面傾角，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.45。整個(gè)過(guò)程斜面體保持靜止不動(dòng)，已知滑塊的質(zhì)量m1kg，sin0.6，cos0.8，g取10m/s2。試求滑塊回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小。一、單選題1、已知甲物體受到2N的力作用時(shí)，產(chǎn)生的加速度為4m/s2，乙物體受到3N的力作用時(shí)，產(chǎn)生的加速度為6m/s2，則甲、乙物體的質(zhì)量之比m

10、甲，m乙等于（）A1：3B2：3C1：1D3：22、如圖表示某可視為質(zhì)點(diǎn)的小球所受的合力隨時(shí)間周期性變化的規(guī)律，各段中合力的大小相等，作用時(shí)間相同，設(shè)小球從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，由此可判定A小球向前運(yùn)動(dòng)，再返回停止B小球向前運(yùn)動(dòng)再返回不會(huì)停止C小球向前運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停止D小球始終向前運(yùn)動(dòng)3、如圖所示，豎直圓環(huán)中有多條起始于A點(diǎn)的光滑軌道，其中AB通過(guò)環(huán)心O并保持豎直。一質(zhì)點(diǎn)分別自A點(diǎn)沿各條軌道下滑，初速度均為零。那么，質(zhì)點(diǎn)沿各軌道下滑的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A質(zhì)點(diǎn)沿著與AB夾角越大的軌道下滑，加速度越大B質(zhì)點(diǎn)沿著軌道AB下滑，時(shí)間最短C軌道與AB夾角越小除外，滑到底端時(shí)速率越大D無(wú)論沿圖中哪條

11、軌道下滑，所用的時(shí)間均不同4、物體由靜止開(kāi)始做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，以下圖中F表示物體所受的合力，a表示物體的加速度，v表示物體的速度，x表示物體的位移，那么上下兩圖對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是（ ）ABCD二、多選題5、如圖所示，一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長(zhǎng)為12m的豎立在地面上的鋼管向下滑已知這名消防隊(duì)員的質(zhì)量為60Kg,他從鋼管頂端由靜止開(kāi)始先勻加速再勻減速下滑，滑到地面時(shí)速度恰好為零若他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)的2倍，下滑總時(shí)間為3s，g=10m/s2，則該消防隊(duì)員（ ）A下滑過(guò)程中的最大速度為4 m/sB加速與減速過(guò)程的時(shí)間之比為1：2C加速與減速過(guò)程的位移之比為1：4D加速與減速過(guò)程中所受摩擦力

12、大小之比為1：76、一小滑塊從斜面上A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)時(shí)間4t0到達(dá)B處，在5t0時(shí)刻滑塊運(yùn)動(dòng)到水平面的C點(diǎn)停止，滑塊與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同已知滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與接觸面間的摩擦力大小與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)前后速率不變以下說(shuō)法中正確的是( )A滑塊在斜面和水平面上的位移大小之比為165B滑塊在斜面和水平面上的加速度大小之比為14C斜面的傾角為45D滑塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)47三、非選擇題7、一物體在水平推力F=15N的作用下沿水平面作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示g取10m/s2，求：（1）04s和46s物體的加速度大?。唬?）物體與水平面間的動(dòng)摩

13、擦因數(shù)和物體的質(zhì)量m；（3）在06s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)平均速度的大小8、一個(gè)傾角為=37的斜面固定在水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑，小物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25若斜面足夠長(zhǎng)，已知sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2，求：(1)小物塊沿斜面上滑時(shí)的加速度大?。?2)小物塊上滑的最大距離；(3)小物塊返回斜面底端時(shí)的速度大小參考答案【實(shí)踐研究】1、D；2、A；3、D；4、C；5、BD；6、BC；7、【答案】 （1）4N（2）0.2【解析】設(shè)加速階段的加速度為a1，減速階段的加速度為a2，由v-t圖可知，； 對(duì)物

14、塊進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可知：F-mg=ma1-mg=ma2解得：F=4N，=0.28、【答案】 4.8m/s【解析】滑塊沿斜面上滑的過(guò)程，由牛頓第二定律有解得設(shè)滑塊上滑位移大小為L(zhǎng)，則由，解得滑塊沿斜面下滑的過(guò)程，由牛頓第二定律有解得根據(jù)，解得【課后鞏固】1、C；2、D；3、C；4、D；5、BD；6、BD；7、【答案】 （1）a1=2.5m/s2a2=5m/s2 （2）= 0.5 m=2kg （3）5m/s【解析】（1）由圖可得： ， （2）根據(jù)牛頓第二定律得：mg=ma2解得： 根據(jù)牛頓第二定律得：Fmg=ma1解得： （3）平均速度8、【答案】 （1）小物塊沿斜面上滑時(shí)的加速度大小為8m/s2（2）小物塊上滑的最大距離為1.0m（3）小物塊返回斜面底端時(shí)的速度大小2m/s【解析】（1）小物塊在斜面上的受力情況如