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 第四章 运动和力的关系 牛顿运动定律的应用 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 牛顿定律 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。 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。数学表达式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。数学表达式F=-F丶。 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： 课堂引入 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？ 1.两类动力学问题 第一类：已知受力情况求运动情况。 第二类：已知运动情况求受力情况。 2. 解题关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动分析； (2)一个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁； 是指：已知受力情况，让你求出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。 是指：已知运动情况，让你求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。 两类动力学问题 解题的思路和步骤 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。 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)。 从受力确定运动情况 已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三 个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理 量（如动摩擦因数等）。 处理这类问题的基本思路：先分析物体的运动情况，据运动学 公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律 列方程求所求量(力). 从运动情况确定受力 一、 从受力确定运动情况 二、从运动情况确定受力 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 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 动力学的两类基本问题的解题思路 运动学公式 速度时间公式 ： 位移时间公式： 速度位移公式： v = vo+at x= vot +1/2at2 v 2－ vo 2 =2ax 两类动力学问题 1.两类动力学问题 第一类：已知受力情况求运动情况。 第二类：已知运动情况求受力情况。 2. 解题关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动分析； (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁． 已知受力情况求运动情况 已知受力情况求运动情况是指：已知受力情况，让你求出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。 2．解题的一般步骤 （1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析。 （2）根据力的合成与分解的方法，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。 （4）选择运动学公式，求出所需的运动参量。 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 a=F/m 求加速度。 （3）再用运动学公式求所求量。 已知运动情况求受力情况 已知运动情况求受力情况是指：已知运动情况，让你求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。 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．解题的—般步骤 （1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力、运动示意图。 （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）根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力。 1、受力分析是关键：特别是摩擦力分析； 2、分情况讨论判断： 速度方向关系及大小关系等； 3、运动分析是核心：“共速” 是转折点； 一起匀速？匀加速？还是匀减速？带够不够长？ 4、分清对地位移和相对位移； v A 【结论】无初速度的滑块在水平传送带上的运动的时间 传送带刚够长 v0 v0 传送带 长度 滑块在传送带上的运动情景 滑块运动的时间 传送带不够长 v0 v 传送带足够长 v0 v0 得： 得： 传送带长度 滑块在传送带上的运动情景 滑块运动情况 滑块运动的v-t图像 传送带刚够长 传送带不够长 传送带足够长 v0 v v0 v0 v0 v0 滑块一直做匀加速 滑块一直做匀加速 滑块先做匀加速后匀速 v t v0 v0 v t v v t v0 t1 无初速度的滑块在倾斜传送带上由底端向顶端运动的情况分析 无初速度的滑块在倾斜传送带上由顶端向底端运动的情况分析 v t v0 v0 v t v 传送带足够长 传送带刚够长 传送带不够长 传送带长度 滑块在传送带上的运动情景 滑块运动情况 滑块运动的v-t图像 滑块一直做匀加速 滑块一直做匀加速 若μ＜tanθ，则先以 加速后以 加速（ ） 若μ≥tanθ，则先做匀加速后匀速 t1 t2 v0 v t t1 v t t2 v0 分析处理传送带问题时需要特别注意两点： 一是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析； 二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析． 物体在斜置匀速运行的传送带上运动情况分析 1、当mgsinθ≤μmgcosθ（μ≥tanθ）时： 物体可以相对传送带静止，（皮带足够长） 可能先加速后匀速或先加速后匀速， a由不为零变为零， 当mgsinθ≥μmgcosθ（ μ≤tanθ）时： 物体不能相对传送带静止， a一定不为零，而且方向沿斜面向下 1．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为（　　） A．7 m/s B．14 m/s C．10 m/s D．20 m/s B 课堂练习 2．如图，倾角θ=37°、足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，现将一质量m=2 kg的小物体轻放在传送带的A端，小物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，则在上升过程中的小物体（　　） A．加速度恒定 B．先加速运动后匀速运动 C．所受的摩擦力方向发生变化 D．所受的摩擦力大小始终为12 N B 课堂练习 3．如图甲所示，长木板A静止在光滑水平面上，另一质量为2 kg的物体B（可看作质点）以水平速度v0=3m/s滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后的运动过程中A、B的速度—时间图像如图乙所示。g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．长木板A、物体B所受的摩擦力均与运动方向相反 B．A、B之间的动摩擦因数μ=0.2 C．1s末物块B从木板A的右端滑落 D．长木板A的质量是4 kg BD 课堂练习 谢谢观看 $$