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

第5节 牛顿定律的运用 第四章 运动和力的关系 高一年级物理教师 杜立山 牛顿定律 应用场景 之 天体运动 车辆设计 动力学的两类基本问题 牛顿第二定律 F合=ma a 受力情况 运动情况 力 力 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， 牛顿定律 解题步骤 之 确定研究对象 受力分析和运动状态分析 列出牛顿第二定律表达式 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 1.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。 跟 踪 训 练 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θ= 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 物体受到的摩擦力一直水平向右，大小为： ， 方向：水平向右。 匀加速过程：物体受到的摩擦力水平向右，大小为： ， 方向：水平向右。当V物＝V后，物体做匀速运动，摩擦力为零，a＝0 解题关键：V物＝V时，判断依据，比较位移 （1）当V物＝V时，若X物＜XAB，先匀加速后匀速； 牛顿定律 传送带专题 之 （2）当V物＝V时，若X物≥XAB，一直匀加速运动； A B （2）当V物＝0时，若X物≥XAB，一直匀减速运动； 物体受到的摩擦力一直水平向左，大小为； ， 方向：水平向右。 匀减速过程：物体受到的摩擦力水平向左，大小为： ， 方向：水平向左。当V物＝0后，物体反向匀加速，物体受到的摩擦力为水平向左，大小为： ， 。 解题关键：V物＝0时，判断依据，比较位移 （1）当V物＝0时，若X物＜XAB，先匀减速后反向匀加速； 牛顿定律 传送带专题 之 A B V0 牛顿定律 传送带专题 之 A B 滑上去的条件：μ＞ tanθ 物体受到的摩擦力沿斜面向上，大小为： 。 方向：沿斜面向上。 匀加速过程：物体受到的摩擦力沿斜面向上，大小为： 。 方向：沿斜面向上。 当V物＝V后，物体做匀速直线运动，物体受到的静摩擦力的作用，方向沿斜面向上，大小为mgsinθ。 解题关键：V物＝V时，判断依据，比较位移 （1）当V物＝V时，若X物＜XAB，先匀加速后匀速； （2）当V物＝V时，若X物≥XAB，一直匀加速运动； A B 先a1匀加速,摩擦力的方向沿斜面向下， ， ，方向：沿斜面向下， V物＝V后，以a2匀加速，摩擦力的方向沿斜面向上， ， ，方向：沿斜面向下。 牛顿定律 传送带专题 之 解题关键：V物＝V时，判断依据，比较位移 （1）当V物＝V时，若X物＜XAB ① μ＜ tanθ ② μ ≥ tanθ 先匀加速直线运动，物体受到滑动摩擦力的作用，摩擦力的方向沿斜面向下， ， ，方向：沿斜面向下， V物＝V后，物体做匀速直线运动，物体受到的静摩擦力的作用，方向沿斜面向上，大小为 （2）当V物＝V时，若X物 > XAB 一直匀加速运动，摩擦力的方向沿斜面向下， ， ，方向：沿斜面向下 牛顿定律 练一练 之 如图所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带从A→B的长度L=16m，则物体从A到B需要的时间为多少？（讨论（1）A→B的长度L=5m （2）μ=0.6物体从A到B需要的时间各为多少？） $$