4.5 牛顿运动定律的应用 教学课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.5 牛顿运动定律的应用 一、牛顿第二定律的作用 确定了运动和 的关系，把物体的运动情况与_____情况联系起来。 力 受力 二、动力学的两类基本问题 (1)从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由 求出物体的 ，再通过 的规律确定物体的运动情况。 (2)从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据 规律求出物体的 ，结合受力分析，再根据 求出力。 牛顿第二定律 加速度 运动学 运动学 加速度 牛顿第二定律 一、“从受力确定运动情况”的思路和步骤是什么？ 从受力确定运动情况是指：在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移、时间等。 1、基本思路 （1）先分析物体受力情况求合力； （2）根据牛顿第二定律 求加速度； （3）再用运动学公式求所求量。   （4）选择运动学公式，求出所需的运动参量。 2、解题步骤： （1）确定研究对象，受力分析。 （2）求出物体所受的合力。 （3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度。 注意：F、m、a应采用国际单位制单位 例1:一个静止在水平面上的物体，质量为2kg，在10N的水平拉力作用下沿水平面向右运动。物体与地面间的动摩擦因数为0.2。求： （1）物体在4s末的速度 （2）如果4s末撤去拉力，物体还能运动多远？ 二、“从运动情况确定受力”的思路和步骤是什么？ 从运动情况确定受力是指：在运动情况已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量。 1、基本思路 （1）先分析物体的运动情况； （2）根据运动学公式求加速度； （3）用牛顿第二定律F=ma列方程求出物体受力情况。 2、解题步骤： （1）确定研究对象，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）由合力和已知力求出未知力。 例2：一个质量为75kg的人，以2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为30o，在5s内滑下60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。　　 受力情况 运动情况 a 牛顿第二定律 运动学公式 3、质量为0.2kg的物体以24m/s的初速度竖直上抛，由于空气阻力，经2s达到最高点，设物体运动中所受的空气阻力大小不变，(g=10m/s2)求：物体从最高点落回抛出点的时间 上升过程分析： 1、类型：运动→力 2、运动分析： 匀减直线运动 3、受力分析： 下落过程分析： 1、类型：力→运动 2、受力分析： 3、运动分析： v0＝0匀加直线运动 据报道，某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大垂直气流的作用后，使飞机在10s内下降高度1700m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故。如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，试计算： 1）乘客所系安全带必须提供乘客重力多少倍的拉力，才能使乘客不脱离座椅（g=10m/s2）？ 2）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体的什么部位？ 4、如图所示为一架四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。若一架质量m＝2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力为F＝36 N，运动过程中所受空气阻力大小 恒为f＝4 N，g取10 m/s2。 无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖 直向上起飞，6s时突然电机出故障，失动力， 则无人机失去动力后多长时间将落回地面？ 牛顿运动定律的应用----正交分解 问题类型：物体受到沿不同方向力的作用 做变速运动 解题思路：利用正交分解法和牛顿运动定 律求解加速度 Fx=max F=ma Fy=may 分解方式：沿加速度方向和垂直加速度方向分解力 沿力的方向分解加速度 把一个重500N的木箱放在水平地板上，木箱和地板间的动摩擦因数μ=0.20。如图所示，用一个与水平面成37°角斜向上方的力F拉这个木箱，拉力F为250N，使木箱在水平地板上做匀加速直线运动，求：5s 末箱子的位移和速度。 G FN F f 1、类型：力→运动 2、受力分析： 3、运动分析：水平向右匀加直 37° 车厢内有两条细绳系住一个质量为m=3kg的小球，当小车以向