4.5牛顿运动定律的应用（2） 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

c 第5节 牛顿运动定律的应用 第四章 运动和力的关系 视频《神舟十一号返回地球全程》 c 导入新课 使飞船上的火箭发动机在恰当的位置点火，改变飞船受力情况，控制飞船按照设定的轨迹运动。 我国科技工作者是如何控制飞船的运动轨迹，使其准确到达着陆点的？ c 导入新课 结合牛顿第一定律、牛顿第二定律，思考： 力是如何改变物体运动状态的？根据物体受力情况如何判断其运动情况？ 已知运动情况能否推断其受力情况？ 如何推断？ 加速度 力 运动 c 导入新课 玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，在欢乐的笑声中，培养了他们勇敢的品质。如果滑梯的倾角为 θ，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数 为μ，滑梯长度为L，是否可以求出 小孩滑到底端的速度和所需时间？ 受力分析 → 合力 牛顿第二定律 → 加速度 选择适当的运动学公式 → v → t c 一、从受力确定运动情况 梳理深化 从受力确定运动情况问题的处理方法： 已知物体的受力情况，作出受力分析图； 将力沿加速度方向（x轴）和垂直于加速度方向（y轴） 进行正交分解，再根据牛顿第二定律沿这两个方向分别 列出方程，即Fx＝ma，Fy＝0，求出加速度a； 选择相应的运动学公式，确定物体的运动情况。 c 一、从受力确定运动情况 巩固提升 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，在不与其他物体碰撞的情况下，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。 c 一、从受力确定运动情况 运动员将冰壶以3.4 m/s的速度掷出，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10 m/s2。 G FN Ff 以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系， 解：受力分析，可知 FN = G，Ff = μFN = μmg 由牛顿第二定律，冰壶的加速度： 由 v2－v02 = 2ax 得冰壶滑行距离 c 一、从受力确定运动情况 s = x1+x2 x1 = 10 m a = －μg a2 = －0.9μg x2 v = 0 v1 v0 若运动员仍以3.4 m/s的速度将冰壶投出，其队员在冰壶自由滑行10米后，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？ 运动情况： c 一、从受力确定运动情况 解：由v2－v02 = 2ax得自由滑行10 m后的速度： 由v2－v02 = 2ax得后半程路程 第二次冰壶多滑行的距离 Δs＝10 m＋21 m－28.9 m＝2.1 m x1 = 10 m a = －μg a2 = －0.9μg x2 v = 0 v1 v0 c 一、从受力确定运动情况 飞机在跑道上加速过程的加速度大小； 若航空母舰处于静止状态，弹射系统 必须使飞机至少获得多大的初速度； 若航空母舰处于静止状态且不开启弹射系统，为使飞机仍能在此舰上正常起飞需要减少多少质量的燃料或弹药。 练习1．航空母舰采用弹射起飞模式，有助于提高舰载机的起飞重量。某航空母舰起飞跑道长度为160 m（跑道视为水平），某型号舰载机满负荷时总质量为20 t，加速时发动机产生的推力为1.2×105 N，飞机所受阻力为飞机重力的0.1倍。当飞机的速度大小达到50 m/s时才可能离开航空母舰起飞。g取10 m/s2。求： c 一、从受力确定运动情况 解：以飞机前进方向为正方向建立一维坐标系 由牛顿第二定律，飞机的加速度 由 v2－v02 = 2ax 得飞机起飞必需的初速度 c 一、从受力确定运动情况 由牛顿第二定律得 Δm = m－m2 = 2×104－1.36×104 = 6.4×103 kg 需要减少的质量 由静止经160 m后，速度达到起飞速度50 m/s需要的加速度 c 一、从受力确定运动情况 交流讨论 某同学在观看2016年9月15日22时04分09秒我 国发射“天宫二号”的电视直播时，当听到 现场指挥倒计时结束发出“点火”命令后， 立刻用秒表计时，测得火箭底部通过发射架的时间约是4.8 s，他想算出火箭受到的推力，试分析还要知道哪些条件？应该如何计算？（不计空气阻力，火箭质量认为不变） c 二、从运动情况确定受力 交流讨论 某同学在观看2016年9月15日22时04分09秒我 国发射“天宫二号”的电视直播时，当听到 现场指挥倒计时结束发出“点火”命令后， 立刻用秒表计时，测得火箭底部通过发射架的时间约是4.8 s，他想算出火箭受到的推力，试分析还要知道哪些条件？应该如何计算？（不计空气阻力，火箭质量认为不变） F合 = F推－G F合 = ma x = v0t＋ at2 v0 = 0 c 二、从运动情况确定受力 梳理深化 从运动确定受力情况的处理方法： 已知