4.5 牛顿运动定律的应用 课件-2024-2025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 为了尽量缩短停车时间，旅客按照车门标注的位置候车。列车进站时总能准确的停在对于车门的位置。这是如何做到的呢？ 情境一： 要准确停车应考虑的物理量有哪些呢？ 从什么地方开始停？ 从什么时候开始停？ 初速度V0末速度0 停车的加速度 运动学 一、运动学公式 1. 速度公式 ：v = v0+at 2. 位移公式：x= v0t + 3. 导出公式：v 2－ v02 =2ax 复习 从运动情况确定受力情况 若列车进站减速或出站加速都可以看成是匀变速运动，如果能够测量加速度，又可以确定哪些物理量呢？ 变式： 简易加速度计的介绍与进阶 由受力求出加速度后可以求解出什么物理量呢？ 力学 二、牛顿第二定律 1. 内容：物体的加速度跟所受合力成正比，跟物体质量成反比； 加速度方向跟合力方向相同。 2. 公式： F=ma 复习 力是产生加速度的原因 由受力情况来确定运动情况 动力学的两类基本问题 由受力情况确定运动情况 受力情况 加速度a 由F=ma 运动学公式 运动情况 由运动情况确定受力情况 分析冰壶的受力情况，找出加速度的决定因素 通过测量相关的物理量，推断冰壶的运动情况 如：冰壶的位移是多少？ 如果冰壶的动摩擦因数变成原来的一半，那滑行距离如何？ 情境二： 【例题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？ 你能学习第一小问来画出第二小问的情境图吗？ 【解析】（1）以冰壶为研究对象，建立一维坐标系 FN mg Ff 摩擦力大小：Ff ＝ µ1FN ＝µ1mg 由牛顿第二定律得：μ1mg=ma1 由vt 2－ v02 =-2a1x1得：x1=28.9m （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？ （2）设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v10，则 冰壶后一段的加速度： a2 ＝µ2 g 代入：a2＝0.18 m/s2 v102 ＝ v02 - 2a1x10 滑行 10 m 后为匀减速直线运动， 由 v2－ v102＝-2a2x2 ， v＝0，得： 第二次比第一次多滑行了： ΔX=（10＋21－28.9）m＝2.1m 情境三：总质量为m=75 kg的滑雪者以初速度v0=8 m/s沿倾角为θ=37°的斜面向上自由滑行，已知雪橇与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，假设斜面足够长。 (sin 370=0.6，cos 370=0.8)g取10 m/s2，不计空气阻力。 (1)求滑雪者沿斜面上滑的最大距离。 (2)若滑雪者滑行至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑到起点时的速度大小。 思路小总结： 从受力确定运动情况： 1、受力分析 寻求合力 2、利用牛顿第二定律 寻求a 3、观察各项物理量 确定公式 4、认真求解 得到答案 5、系统总结 得到知识的升级 EVCapture4.2.3软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.3软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn 答案:(1)4 m (2)4 m/s $$