04-05牛顿运动定律的应用-2023-2024学年高一物理精编动态课件（人教版2019必修第一册）

05.牛顿运动定律的应用一 两类动力学问题 由受力情况求运动情况 由运动情况求受力情况 极短时间 普通连接体 带滑轮的连接体 临界起飞 临界滑动 临界分离滑块滑板 水平传送带 倾斜传送带 极值问题 连接体问题 临界问题 传送带问题 牛顿运动定律的应用 一、两类动力学问题 1.由受力情况求运动情况 解题步骤： ①确定研究对象，受力分析 ②求合力 ③利用牛顿第二定律求加速度 ④利用运动学公式求解 受力分析 求合力 求加速度 运动学分析 一、两类动力学问题 2.由运动情况求受力情况 解题步骤： ①确定研究对象，运动学过程分析 ②有运动学公式求加速度 ③利用牛顿第二定律求合力 ④ 受力分析，求所需的力 受力分析 求合力 求加速度 运动学分析 mg f N 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 两类动力学问题的解题思路： 小试牛刀1： 如图所示，一小孩在滑 梯上从A点静止下滑，最 终停在地面上D处，已知 经过C速度大小不变，AC长8m，AC，CD均粗糙，摩擦系数均为0.25，斜面倾角为370，不计空气阻力，g取10m/s2，求： （1）小孩滑到C点要多少时间? （2）最终小孩停在离C多远的地方? 小试牛刀2： 如图所示，斜面倾角为300，物块 质量m=3kg，如果给物块一初速度， 物块可以在斜面上匀速下滑.现对 物块施加一外力F，使物块由静止开始沿斜面向上做匀加速运动，经过2s物块沿斜面上升了4m，求外力F的大小. 小试牛刀3： 民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面.若机舱口下沿距地面3.2m，气囊所构成的斜面长度为6.5m，一个质量为60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240N，那么，人滑至气囊底端时的速度是多少?g取10m/s2. 小试牛刀4： 如图甲，放在水平地面上的物体，受到方向不变与水平面夹角为370的拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如乙、丙.已知g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8，求： (1) 物体在t=1s时的摩擦力； (2) 物体的质量. 答案：(1) 2.4N　方向:水平向右　(2) 1.9kg 二、极值问题 1.相同高度的问题 例1.如图所示，一小球套在光滑 杆上沿OA，OB，OC……下滑， 当杆与水平面夹角为多大时时间 最短? θ 二、极值问题 2.相同宽度的问题 例2.如图所示，一小球套在光滑杆上 沿AO，BO，CO……下滑，当杆与 水平面夹角为多大时时间最短? θ 二、极值问题 3. 等时圆 例3.如图所示，一小球套在光滑杆上 沿OA，OB，OC……下滑，当杆与 水平面夹角为多大时时间最短? θ 例4.如图：倾角为θ的斜面某点正上方h处有一漏斗，漏斗内有光滑小球若干，现在漏斗低部与斜面间连一光滑管道，要使漏斗内的小球沿管道从静止开始以最短时间滑到斜面，请问放置的管道与斜面竖直方向夹角为多少?管道长为多少?　 l $$05.牛顿运动定律的应用二 两类动力学问题 由受力情况求运动情况 由运动情况求受力情况 极短时间 普通连接体 带滑轮的连接体 临界起飞 临界滑动 临界分离滑块滑板 水平传送带 倾斜传送带 极值问题 连接体问题 临界问题 传送带问题 牛顿运动定律的应用 三、临界问题 1.临界起飞 例1.如图所示，一质量为m的小球通 过细线连接在斜面上，若小球与斜 面相对静止一起向右匀加速，小球 没有离开斜面，加速度多大时，小球对斜面压力为零?若小球与斜面相对静止一起向左匀加速，加速度多大时，细线中张力刚好为零? 例2.如图所示，m=0.2kg，θ=530，斜 面光滑，（1）若要细线中张力刚好 为零，他们应该怎样运动?（2）若 他们相对静止以10m/s2的加速度一起 向右做匀加速直线运动，求斜面对小球的支持力和绳中张力。 三、临界问题 2.临界滑动 例3.如图所示，已知m=1kg，M=2kg，M与m摩擦系数μ1=0.5，M与地面间的摩擦系数μ2=0.1，现在m上施加一外力F作用，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2问： (1)要使M与地面发生相对运动，F至少多大? (2)要使M与m发生相对运动，F至少多大? (3)要M与m相对静止一起匀加速，F与a的范围分别是多少? 三、临界问题 2.临界滑动 例3.如图所示，已知m=1kg，M=2kg，M与m摩擦系数μ1=0.5，M与地面间的摩擦系数μ2=0.1，现在m上施加一外力F作用，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2问： (1)要使M与地面发生相对运动，F至少多大? (2)要使M与m发生相对运动，F至少多大? (3)要M与m相对静止一起匀加速，F与a的范围分别是多少?