4.5牛顿运动定律的应用(课件)-【点石成金系列】2023-2024学年高中物理同步备课（人教版2019必修第一册）

千锤百炼 铸就精品 授课人：点石成金 授课日期：20XX年X月 培养什么人/怎样培养人/为谁培养人 4.5 牛顿运动定律的应用 01 从受力确定运动情况 02 从运动情况确定受力 03 典例分析 目录/contents 导入新课 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？ 第二定律：物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比，跟它的质量成反比； 加速度方向跟作用力方向相同。 公式: F=ma 第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 运动学规律 速度公式 ：v = v0+at 位移公式：x= v0t + 导出公式：v 2－ v02 =2ax 力和运动情况联系在一起 运动学五大物理量：v0、v、a、t、x 牛顿第二定律F合＝ma，确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来。 F合＝ma 桥梁 v＝v0＋at x＝v0t＋at2 ＝2ax 重力 弹力 摩擦力 牛顿第二定律在许多基础科学和工程技术中有广泛的应用。中学物理中我们只研究一些简单的实例，对应于以下两类问题： 1.从受力确定运动情况 2.从运动情况确定受力 具体如何应用呢？ Part.01 从受力确定运动情况 知识要点 处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。 物体运 动情况 运动学 公 式 加速度 a 牛顿第 二定律 物体受 力情况 已知物体受力情况确定运动情况，指的是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、位移等。 【例题】：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3.4 m/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 10 m/s2。 （2）若运动员仍以3.4 m/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？ （1）选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等于滑动摩擦力 Ff （图 4.5-3）。设冰壶的质量为 m ，以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力 Ff 的方向与运动方向相反，则 Ff ＝ － µ1FN ＝ － µ1mg 根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为 加速度为负值，方向跟 x 轴正方向相反 将 v0 ＝ 3.4 m/s，v ＝ 0 代入 v2 － v02 ＝ 2a1x1，得冰壶的滑行距离为 冰壶滑行了 28.9 m （2）设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v10，则对冰壶的前一段运动有 v102 ＝ v02 ＋ 2a1x10 冰壶后一段运动的加速度为 a2 ＝－ µ2 g ＝－ 0.02×0.9×10 m/s2 ＝－ 0.18 m/s2 滑行 10 m 后为匀减速直线运动，由 v2－v102＝2a2 x2 ，v＝0，得 第二次比第一次多滑行了 第二次比第一次多滑行2.1 m。 （10 ＋ 21 － 28.9）m ＝ 2.1 m 【针对练习】一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末的速度和4s内的位移。 F 由牛顿第二定律可得: F - f= ma 4s末的速度 4s内的位移 解： 如图，物体受力分析 mg FN F f 【针对练习】一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末的速度和4s内的位移。 【拓展一】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0.25，求物体在4 s末的速度和4 s内的位移。（g=10m/s2） 【拓展一】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0.25，求物体在4 s末的速度和4 s内的位移。 FN = mg 物体受力分析如图所示 由牛顿第二定律可得: F- µFN= ma 解： mg FN F f 【拓展二】一个静止在水平地面上的物体，质量是2Kg，在6.4