内容正文:
4.5 牛顿运动定律的应用
第四章 运动和力的关系
人教版(2019)必修 第一册
1.动力学的两类基本问题:
(1)由受力情况判断物体的运动情况.
(2)由运动情况判断物体的受力情况.
一、动力学问题两类基本问题
2.解决两类基本问题的方法:
以 为桥梁,由运动学公式和
牛顿第二定律列方程求解.
3.方法提炼
二、已知力求运动
三、已知运动求力
A
BD
AD
C
B
D
【例1】运动员把冰壶沿水平冰面投出,让冰壶在冰面上自由滑行,在不与其他冰壶碰撞的情况下,最终停在远处的某个位置。按比赛规则,投掷冰壶运动员的队友,可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面,减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
(1)运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶,若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02,冰壶能在冰面上滑行多远?g取10m/s2;
(2)若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出,其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面,冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%,冰壶多滑行了多少距离?
【答案】(1)28.9m;(2)2.1m
【详解】(1)对冰壶根据牛顿第二定律可知
解得a=0.2m/s2则冰壶能在冰面上滑行
(2)滑行10m后的速度为
此后冰壶的加速度为
滑行的距离
则多滑行
【例2】如图,一位滑雪者,人与装备的总质量为75
,以2
的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为30°,在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力(包括摩擦和空气阻力),g取10
。
【答案】650N,方向垂直斜面向下;滑雪者受到的阻力大小为75N,方向沿山坡向上
【详解】以滑雪者为研究对象。建立如图所示的直角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律,有
其中
;
;
则有
根据牛顿第二定律,有:y方向
;
x方向
联立解得
;
其中
;
则有
;
根据牛顿第三定律,滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支持力大小,为650N,方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为75N,方向沿山坡向上。
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1.“巨浪”潜射导弹是护国卫疆的利器,假设导弹刚发出来的一段运动可近似看成初速度为0竖直向上的匀加速直线运动,有一导弹的质