4.5牛頓運動定律的應用習題課課件-高一上學期物理人教版

牛頓運動定律的應用第四章運動和力的關(guān)系人教版

物理?必修?第一冊習題課

牛頓運動定律的應用實例考查解讀1.應用牛頓定律解決動力學問題，試題考查要求較高，難度也較大，綜合性較強。2.考查的主要情景：

連接體、瞬時性問題、傳送帶模型、板-塊模型等。

一個物體在另一個物體上，兩者之間有相對運動。問題涉及兩個物體、多個過程，兩物體的運動時間、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力學模型，通常二者相對運動。ABv0ABFABFAB主題一：板塊模型⑴上下疊放，發(fā)生相對滑動⑵運動：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摩擦力相聯(lián)系（慢阻快，快帶慢）例題如圖，質(zhì)量為m、長為L的長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），放在長木板的左端。已知小滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，給小滑塊一水平向右的拉力F；當F取不同值時,求解下列問題。（重力加速度為g）

⑴要使滑塊與木板發(fā)生相對滑動，F(xiàn)至少為多大？

⑵當F=3μmg時，經(jīng)多長時間，力F可使滑塊滑到木板的最右端？Fmm練習如圖所示，物塊A、木板B的質(zhì)量分別為mA＝5kg，mB＝10kg，不計A的大小，木板B長L＝4m，開始時A、B均靜止，現(xiàn)使A以水平初速度v0從B的最左端開始運動。已知A與B之間的動摩擦因數(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)生相對運動時各自的加速度的大??；

(2)若A剛好沒有從B上滑下來，求A的初速度v0的大小。ABv0⑴解：對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剛好沒有從B上滑下來，則A滑到B最右端時的速度和B的速度相同，設(shè)為v，所用時間為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

明確各物體對地的運動和物體間的相對運動情況，確定物體間的摩擦力方向。注意兩物體共速時，摩擦力的變化，確定接下來兩物體的是否相對靜止。根據(jù)摩擦力的不同，分段分析。突破口：速度相同時刻，是摩擦力突變點，是運動性質(zhì)變化的分界線。2.分別對兩物體進行受力分析，求出各物體在各個運動過程中的加速度。3.以地面為參考系，畫出各階段的運動示意圖，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：運動方向

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，給我們帶來了很大的方便，怎么控制傳送帶上物體的運動呢？主題二：傳送帶模型設(shè)傳送帶勻速運動，取滑塊為研究對象。vv共相對運動時速度相同時

某時刻速度達到相同時若_____________，保持相對靜止若_____________，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兩類問題1.動力學中的傳送帶模型問題傳送帶問題包括水平傳送帶和傾斜傳送帶兩類問題。2.解題關(guān)鍵關(guān)鍵在于對傳送帶上的物塊所受的摩擦力進行正確的分析判斷。注意兩物體共速時，摩擦力的變化。若傳送帶足夠長①

小物塊先初速度為0的做勻加速直線運動；②

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

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

問該木箱放在傳送帶上后，傳送帶上將留下一段多長的摩擦痕跡？練習

水平傳送帶長L＝16m，始終以v＝4m/s的速度運動，現(xiàn)將一個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摩擦因數(shù)為，g取10m/s2，

求：物體從左端運動到右端所需的時間。v0=0v=4m/s解：物體運動速度達4m/s過程中受力和運動分析如圖，故物體從左到右的總時間：t=t1+t2=5s則由牛頓第二定律得：由運動學公式得：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運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物體無初速度地放在A端，若物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ＝，設(shè)小物體在運動過程中的質(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端運送到B端所需的時間是多少？vABαm解：物體在未達到傳送帶的速度之前：如圖經(jīng)t1