上課用牛頓運動定律的應用

中物理第四章運動和力的關系新教材人教版物理（必修第一冊）（高中）§45牛頓運動定律的應用（高一上）牛二定律應用【溫故知新】牛頓第二定律的理解F與a都是矢量，且a方向與F的方向任意時刻均；1矢量性:a與F同時，同時，同時，為瞬時對應關系。2瞬時性:當物體同時受到幾個力的作用時，各個力都滿足F=ma每個力都獨立產(chǎn)生各自的加速度，這些加速度的矢量和，即為物體具有的。3獨立性:相同產(chǎn)生變化消失合加速度牛二定律應用4同體性：F=ma中，F(xiàn)，m，a這三個物理量均是針對________的。5因果關系：公式F=ma表明，只要物體所受的合力不為0，物體就會產(chǎn)生加速即是產(chǎn)生的原因突變，加速度a突變，速度v突變?？梢圆豢梢酝晃矬w力加速度可以牛二定律應用溫故知新：勻變速直線運動五大物理量三大公式牛二定律應用GＦNＦvGＦNＦvfＦ合＝Ｆ合＝1水平面1）光滑2）粗糙ＦＦ－f=10NG=20N=10N-5N=5Nyy在y方向上：思考：如何求合力F？列方程（在y軸上沒有運動）在方向上：列方程（在y軸上沒有運動）在y方向上：在方向上：f=5NＦ=10N牛二定律應用２．F成一定角度GＦNＦfFFy30°yvＦ30°Ｆ合＝1）粗糙G=20N列方程（在y軸上沒有運動）在y方向上：在方向上：Ｆ30°（GＦNf30°ＦyFFyvＦ合＝f=6NＦ=20N列方程（在y軸上沒有運動）在y方向上：在方向上：牛二定律應用3斜面GＦNv1）光滑yGGyＦ合＝）30°G=20N列方程（在y軸上沒有運動）在y方向上：在方向上：2）粗糙vGＦNfyGGy）30°列方程（在y軸上沒有運動）在y方向上：在方向上：Ｆ合＝f=6N）30°牛二定律應用vＦNf）30°yGGyＦG=20NGＦ合＝4）F沿斜面推f=4N列方程（在y軸上沒有運動）在y方向上：在方向上：vf）30°yGGyＦG列方程（在y軸上沒有運動）在y方向上：在方向上：Ｆ合＝Ｆ=20NＦN例1一個靜止在水平面上的物體，質量是2g，的水平拉力作用下沿水平面向右運動，。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。問題：1物體的受力情況如何？受力分析如圖示：GFNf2物體所受的合力如何？豎直方向：合力為零，加速度為零。水平方向：大?。篎合=F－f；方向與拉力F方向相同3物體的運動情況中已知哪些量？要求末速度和位移，還差什么量？已知初速度vO和時間t，要求末速度vt和位移,還差加速度a。

v0=O

t=4s

vt=?

x=?

應用舉例牛二定律應用解：物體受力如圖由圖知：F合=F－f=ma

a=4s末的速度4s內(nèi)的位移GFNfO4如何求加速度？借助于牛頓第二定律F合=ma，利用合力來求加速度。5本題的解題思路如何？先受力分析求出合力，再用牛頓第二定律求出加速度，最后用運動學公式求解。牛二定律應用已知物體受力情況確定運動情況，指的是在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運動狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。處理這類問題的基本思路是：先分析物體受力情況求合力，據(jù)牛頓第二定律求加速度，再用運動學公式求所求量運動學量。物體運動情況運動學公式加速度

a牛頓第二定律物體受力情況類型一、從受力確定運動情況牛二定律應用例2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(diào)節(jié)冰壺的運動。（1）運動員以34m/s的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)為002，冰壺能在冰面上滑行多遠？g取10m/s2。（2）若運動員仍以34m/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？牛二定律應用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(diào)節(jié)冰壺的運動。（1）運動員以34m/s的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)為002，冰壺能在冰面上滑行多遠？g取10m/s2。（2）若運動員仍以34m/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？受力分析合外力加速度運動量位移牛二定律應用思路：已知運動情況求受力。應先求出加速度a，再利用牛頓第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。解：第一步求a因為v0=2m/s，s=60m，t=5s據(jù)公式求得a=4m/s2【例3】一個滑雪的人，質量m=75g，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ=30o，在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。=votat2/2牛二定律應用人)30oＮfGG1G2yxa第二步求F合、阻力要對人進行受力分析畫受力圖，牛二定律應用人)30oＮfGG1G2yxa第二步求F合、阻力要對人進行受力分析畫受力圖所以：F合=ma=300N

軸方向：F合=G1－f

y軸方向：F1－G2=0

滑雪人所受的阻力

f=G1－F合=mgsinθ－F合=75N牛二定律應用解：根據(jù)運動學公式：=votat2/2得：

代入已知量得：a＝4m/s2對人進行受力分析，建立坐標系，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma，得：mgsinθ－F阻＝ma即：F阻＝mgsinθ－ma代入數(shù)值得：F阻＝75N即：滑雪人受到的阻力是75N。牛二定律應用已知物體運動情況確定受力情況，指的是在運動情況（知道三個運動學量）已知的條件下，要求得出物體所受的力或者相關物理量（如動摩擦因數(shù)等）。處理這類問題的基本思路是：先分析物體的運動情況，據(jù)運動學公式求加速度，再在分析物體受力情況的基礎上，用牛頓第二定律列方程求所求量力。物體運動情況運動學公式加速度

a牛頓第二定律物體受力情況類型二、從運動情況確定受力牛二定律應用例4如圖，一位滑雪者，人與裝備的總質量為75g，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(nèi)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牛二定律應用如圖，一位滑雪者，人與裝備的總質量為75g，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(nèi)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力合外力運動學公式運動量加速度牛二定律應用加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁牛頓第二定律公式F=ma和運動學公式勻變速直線運動公式v=v0at,=v0tat2/2,v2－v02=2a等中，均包含有一個共同的物理量——加速度a。由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速度，再由運動學公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其變化；反過來，由物體的運動狀態(tài)及其變化，用運動學公式可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。可見，無論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力和運動的橋梁。求加速度是解決有關力和運動問題的基本思路，正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關鍵。牛二定律應用的物體被豎直向上拋出，在空中運動過程所受的阻力大小為f，求該物體在上升和下降過程中的加速度mgfa1上升段v下降段mgfa2v上升時，Ｆ合＝根據(jù)牛頓第二定律：下降時，Ｆ合＝根據(jù)牛頓第二定律：上升時，牛二定律應用課堂練習2：一木箱質量為m，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成θ角的力F推木箱，求經(jīng)過t秒時木箱的速度。水平方向