第4章 5 牛顿运动定律的应用-（课件PPT）2023-2024学年高一新教材物理必修第一册【勤径学升·同步练测】（人教版）

第四章　运动和力的关系 5.牛顿运动定律的应用 第四章　运动和力的关系 学习目标 核心素养 1．明确动力学的两类基本问题。 2．掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法。 3．应用动力学方法分析多运动过程问题。 第四章　运动和力的关系 一、从受力确定运动情况 1．牛顿第二定律确定了______和____的关系，使我们能够把物体的运动情况与__________联系起来。 2．如果已知物体的受力情况，可以由______________求出物体的加速度，再通过____________确定物体的运动情况。 二、从运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况，根据____________求出物体的加速度，结合受力分析，再根据______________就可以确定物体所受的力。 运动　 自主学习探新知 力　 受力情况　 牛顿第二定律　 运动学规律　 运动学规律　 牛顿第二定律　 第四章　运动和力的关系 判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 (1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向。(　　) (2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向。(　　) (3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。(　　) (4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的。(　　) √　 ×　 √　 ×　 第四章　运动和力的关系 1．由受力情况确定运动情况的基本思路 分析物体的受力情况，求出物体所受的合外力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况。流程图如下： 互动探究解疑难 要点一　从受力确定运动情况 第四章　运动和力的关系 2．由受力情况确定运动情况的解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图。 (2)根据力的合成与分解，求合力(包括大小和方向)。 (3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度。 (4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学量——任意时刻的位移、速度以及运动时间等。 第四章　运动和力的关系 考查视角1　从受力确定运动情况 [例1]　可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏。如图所示，有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a＝0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t＝8 s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)。若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8(g取10 m/s2)。求： 第四章　运动和力的关系 (1)企鹅向上“奔跑”的位移大小； 第四章　运动和力的关系 (2)企鹅在冰面滑动的加速度大小； [解析]　在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动，第一个过程是从卧倒到最高点做匀减速运动，第二个过程是从最高点匀加速滑到最低点，两次过程根据牛顿第二定律分别有 mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma1， mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma2， 解得a1＝8 m/s2，a2＝4 m/s2。 [答案]　上滑过程加速度8 m/s2，下滑过程加速度4 m/s2　 第四章　运动和力的关系 (3)企鹅退滑到出发点时的速度大小。(计算结果可用根式表示) 第四章　运动和力的关系 考查视角2　等时圆模型 [例2]　如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则(　　) A．t1＜t2＜t3　 B．t1＞t2＞t3 C．t3＞t1＞t2 D．t1＝t2＝t3 第四章　运动和力的关系 [答案]　D 第四章　运动和力的关系 等时圆模型 (1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止 开始滑到环的最低点所用时间相等，如图甲所示； (2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静 止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示。 第四章　运动和力的关系 要点二　从运动情况确定受力 第四章　运动和力的关系 2．由运动情况确定受力情况的解题步骤 (1)确定研究对象，对物体进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图。 (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。 (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力。 (4)选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力。 第四章　运动和力的关系 [例3]　在科技创新活动中，小华同学根据磁体同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图甲所示)。在光滑水平面AB上(如图乙所示)，机器人用大小不变的电磁力F推动