第五节 牛顿运动定律的应用（教学课件）物理粤教版2019必修第一册

4.5 牛顿运动定律的应用 新粤教版（2019）高中物理必修第一册 第四章 新课引入 为了尽量缩短停车时间，旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？ 2022/11/4 2 1、已知受力情况，求运动情况 受力情况 求合力 a F合=ma 运动学规律 初始条件 ※ 解题思路： a 起“桥梁”作用 2、已知运动情况，求受力情况 求合力 牛顿运动定律的应用 两类基本问题： 力 运动 加速度 加速度 运动情况（ ) 受力分析 画受力图 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 请写出匀变速直线运动规律的数学表达式： 速度公式： 位移公式： 速度-位移公式： 平均速度公式： 请写出匀变速直线运动两个重要推论的数学表达式： 牛顿第二定律的数学表达式： 知识回顾 【例题1】一列静止在站台上的火车，总质量为 。出发时间到了，这列火车从站台缓缓开出，1min20s后显示其速度达到72km/h。若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合力要多大才能满足加速的要求。 受力分析 运动分析： 匀加速直线运动模型 根据运动情况求受力情况 【例题1】一列静止在站台上的火车，总质量为 。出发时间到了，这列火车从站台缓缓开出，1min20s后显示其速度达到72km/h。若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合力要多大才能满足加速的要求。 根据运动情况求受力情况 即火车在加速过程中的合力要达到1.5×105N才能满足加速的要求. 解：设火车在加速过程中的合力为F，选定火车前进方向为正方向. 由于火车做匀加速直线运动，根据 根据牛顿第二定律，可得 火车所受的合力 可得 【例题1】一列静止在站台上的火车，总质量为 。出发时间到了，这列火车从站台缓缓开出，1min20s后显示其速度达到72km/h。若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合力要多大才能满足加速的要求。 根据运动情况求受力情况 如果火车受到的阻力是车重的0.05倍，那么这时火车所需要的牵引力应为多大？ 火车所受的合力 f = 0.05mg 【例题2】某市交通部门规定汽车在市区某些街道的行驶速度不得超过 。一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止。交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长 ，从手册中查出该车轮与地面间的动摩擦因数 。试通过计算判断该汽车是否违反规定超速行驶。（取 ） 根据受力情况求运动情况 由匀减速运动，可知 解：选定汽车前进方向为正方向.汽车刹车且车轮抱死后，汽车受滑动摩擦力作用做匀减速直线运动. 滑动摩擦力 汽车的加速度 所以这辆车超速行驶。 则代入数据，得 f = -μmg （式中vt=0m/s） 则 F合 = ma 受力情况 a 运动学公式 运动情况 第二类动力学问题 第一类动力学问题 小 结 解：物体受力如图由图知：F合=F1-Ff 4s末的速度 4s内的位移 G FN F1 Ff 由牛顿第二定律可得: FN=G=mg Ff=μFN 则:F合=F1-μmg=ma 1. 一个静止在水平地面上的物体,质量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因数为0.2，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。(g取10m/s2) 练习 解：物体受力如图由图知：F合=F1-Ff 4s末的速度 4s内的位移 G FN F Ff 由牛顿第二定律可得: FN+F2=G Ff= FN 则:F合=F1 (G-F2) F1 F2 2.一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在10N的拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面的夹角为300，物体与地面的动摩擦因数为0.2，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。(g取10m/s2) 练习 F 300 3.一个滑雪的人，质量m=75Kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=30o，在t=5s的时间内滑下的路程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。 练习 解： 根据运动学公式：x＝v0t＋ at2 得： 代入已知量得：a＝4m/s2 对人进行受力分析，建立坐标系， Gx=mgsin 根据牛顿第二定律F＝ma，得： Gx－F阻＝ma 即：F阻＝mgsinθ－ma 代入数值得：F阻＝67.5N 即：滑雪人受到的阻力大小是67.5N。方向沿山坡向上. 1 2 a＝ 2（x－v0t） t2 $