4.5 牛顿运动定律的应用 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

牛顿运动定律的应用 高铁站内，为了尽量缩短高铁停车时间，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？ F合 a 力 运动 F合＝ma 桥梁 v＝v0＋at x＝v0t＋at2 研究对象：质量为m的物体 ＝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 一、从受力确定运动情况 F合 a 力 运动 F合＝ma v＝v0＋at x＝v0t＋at2 ＝2ax 重力 弹力 摩擦力 物体运 动情况 运动学 公 式 加速度 a 牛顿第 二定律 物体受 力分析 一、从受力确定运动情况 1.一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，物体与地面的动摩擦因数为0.25。求物体4s末的速度和4s内的位移。（g=10m/s2） F 一、从受力确定运动情况 2.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在10N的拉力F作用下沿水平面向右运动，F与水平地面的夹角为37°，物体与地面的动摩擦因数为0.25。求物体4s末的速度和4s内的位移。（g=10m/s2） F 370 一、从受力确定运动情况 3.高空坠物是很危险的，可是生活中常见的雨滴从数千米的高空落下，却不会砸伤人，这是为什么呢？若雨滴在下落过程中受到空气阻力的大小与速度大小的二次方成正比（阻力f=kv2），分析质量为m的雨滴从足够高的位置由静止下落过程中的运动情况，大致画出v-t图像，并说明为什么雨滴不会砸伤人。 一、从受力确定运动情况 3.高空坠物是很危险的，可是生活中常见的雨滴从数千米的高空落下，却不会砸伤人，这是为什么呢？若雨滴在下落过程中受到空气阻力的大小与速度大小的二次方成正比（阻力f=kv2），分析质量为m的雨滴从足够高的位置由静止下落过程中的运动情况，大致画出v-t图像，并说明为什么雨滴不会砸伤人。 mg kv2 一、从受力确定运动情况 mg kv2 mg－kv2＝ma a＝ mg－k ＝0 由牛顿第二定律，有 a＝0时，速度最大，有 得 得 二、从运动情况确定受力 F合 a 力 运动 F合＝ma v＝v0＋at x＝v0t＋at2 ＝2ax 重力 弹力 摩擦力 物体运 动情况 运动学 公 式 加速度 a 牛顿第 二定律 物体受 力分析 二、从运动情况确定受力 1.一位滑雪者，人与装备的总质量为75 kg，以2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5 s 的时间内滑下的路程为60 m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），取g＝ 10 m/s2。 二、从运动情况确定受力 2.一位滑雪者，以v0=25m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从刚上坡即开始计时，至4s末，滑雪者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为M=80kg，求滑雪者受到的阻力，取g＝10 m/s2。 二、从运动情况确定受力 3.某大厦内装有自动扶梯，电梯扶手的倾角为θ。一位质量为m的乘客站在自动扶梯上不动，此时扶梯正在向上以加速度a加速启动。重力加速度为g，求自动扶梯对人脚底的支持力和摩擦力大小。 二、从运动情况确定受力 3.某大厦内装有自动扶梯，电梯扶手的倾角为θ。一位质量为m的乘客站在自动扶梯上不动，此时扶梯正在向上以加速度a加速启动。重力加速度为g，求自动扶梯对人脚底的支持力和摩擦力大小。 θ FN Ff mg a y x y x 二、从运动情况确定受力 3.某大厦内装有自动扶梯，电梯扶手的倾角为θ。一位质量为m的乘客站在自动扶梯上不动，此时扶梯正在向上以加速度a加速启动。重力加速度为g，求自动扶梯对人脚底的支持力和摩擦力大小。 FN Ff mg y x a a cos θ a sin θ FN－mg＝ma sin θ 根据牛顿第二定律 x方向 y方向 Ff＝ma cos θ 得 FN＝ mg＋ma sin θ $$