4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版必修1

4.6用牛顿运动定律解决问题(一) 人教版 高中物理必修1第四单元 教学目标 1.能运用牛顿定律解答一般的动力学问题。 2.理解运用牛顿定律解题的基本方法,即首先对研究对象进行受力和运动情况分析,然后用牛顿定律把二者联系起来。 3.在分析解题过程中学习体会可以采取一些具体有效的方法,比如如何建立恰当的坐标系进行解题的。 1.已知物体的受力情况,求物体的运动情况。 2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况。 物体的受力分析及运动状态分析。 教学重点 教学难点: 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。 物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同 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,作用在同一条直线上。 牛顿运动定律 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 动力学的两类基本问题 牛顿第二定律 运动学公式 a 受力情况 运动情况 一、已知受力确定运动情况 如果已知物体的受力情况,根据牛顿第二定律及物体的受力分析确定其加速度a,由运动学公式确定物体的运动情况, 例题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。物体与地面之间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。 F 解题过程: 将物体看做质点,对物体受力分析。 由牛顿第二定律得: 代入数据解得: a 练习1 :一个静止在水平地面上的物体,质量是2kg,在6N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面之间的摩擦因数为0.2。求物体在3s末的速度和第3s内发生的位移。 F 解: 由牛顿第二定律得: 由以上各式并代入数据解得: a=1m/s2 a 练习2:质量为4kg的物体在10N的水平拉力的作用下沿水平面做匀速直线运动,撤去后经4s物体停下来,求物体做匀速运动的速度和撤去力后的位移。 练习3:如图所示,质量m=5kg的物体与水平地面间的动摩擦因数 =0.2,现用大小F=25N,方向与水平成37 角斜向上的拉力拉物体,使物体由静止加速运动,求10s末物体的速度大小。 解:水平方向由牛顿运动定律得: Fcos37 ﹣f =ma 竖直方向由力的平衡得: Fsin37 +N=mg 又有f= N 代入得:a=2.6m/s2 由运动学公式得:vt=v0+at 代入得:vt=26m/s 则 10s末物体的速度为26m/s 练习4:滑草是近几年流行的一项运动,和滑雪一样能给运动者带来动感和刺激.如图甲为某一娱乐场中的滑草场地,图乙为其示意图,其中斜坡轨道AB长为64 m,倾角为37 ,轨道BC为足够长的水平草地.一滑行者坐在滑草盆中自顶端A处由静止滑下,滑草盆与整个滑草轨道间的动摩擦因数均为0.5,忽略轨道连接处的速率变化及空气阻力,g取10m/s2,sin37 =0.6,cos37 =0.8.求: (1)滑草者及草盆在AB段的加速度大小: (2)滑到B点时的速度大小; (3)滑草者及草盆在水平轨道上滑行的最远距离 实际应用 在某城市的一条水平道路上,规定车辆行驶的速度不得超过45km/h。在一次交通事故中,肇事车是一辆卡车,量得这辆卡车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为14m,已知该汽车轮胎与路面的动摩擦因数为0.7,请估算该车是否超速。 二、已知运动情况确定受力 如果已知一个物体的运动情况,由运动学公式就可确定其加速度a,根据牛顿第二定律及物体的受力分析就可以确定物体的受力情况。 例2.一个质量m = 75Kg的物体,以v0 = 2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下,山坡的倾角 = 30o,在 t = 5s的时间内滑下的距离x= 60m,求物体受到的阻力(包括滑动摩擦和空气阻力)。 F阻 解: 由运动学公式 由牛顿第二定律 得 a 练习1: 如图所示,一个质量m=10kg的物体,沿着倾角 =37 的固定斜面由静止开始匀加速滑下,在t=3s的时间内下滑的路程x=18m,求: (1)物体和斜面间的摩擦力. (2)物体和斜面间的动摩擦因数.(g取10 m/s2) 民航客机一般都有紧急出口,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上。 练习2. 若机舱口下沿距地面3.0m,气囊所构成的斜面长度为6.0m,一个质量60kg的人滑至气囊底端需要4s的时间,则人沿气囊滑下时所受的阻力是多少? 练习3:如图所示,质量m=5kg的物体以v0=26m/s的初速度,冲上一个倾角为37 、长度足够长的斜面,沿斜面向上做匀减速直线运动,经时间t=2.6s减速到0.求物体在斜面上所受到的摩擦力大小. 解:由运动学公式得vt=v0+at 代入得:a=﹣10m/s2 则物体加速度的大小a=10m/s2 沿斜面方向 由牛顿运动定律得: mgsin37 +f=ma 代入得f=20N 则物体在斜面上所受到的摩擦力大小为20N 练习4:如图4-6-1所示,木块重60N,放在倾角为37 的斜面上,用的水平力F=10N推木块,木块恰能沿斜面匀速下滑,求: (1)木块与斜面间的摩擦力大小。 (2)木块与斜面间的动摩擦因数。 谢谢! $$