高一物理配套课件：第5章学案4牛顿运动定律的案例分析沪科版必修一

1、高中物理高中物理必修必修1沪科版沪科版第第5 5章章 研究力和运动的关系研究力和运动的关系学案学案4牛顿运动定律的案例分析牛顿运动定律的案例分析2 1掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路和方法和方法. . 学会处理动力学的两类基本问题学会处理动力学的两类基本问题 例例1 1. .如图所示，质量如图所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，物的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的小等于它们间弹力的0.25倍，倍，现对物体施加一个大小现对物体施加一个大小f8 n、与水平方向成与水平方向成

2、37角斜向上角斜向上的拉力，已知的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2. .求：求：(1)(1)画出物体的受力图，并求出画出物体的受力图，并求出物体的加速度；物体的加速度；解析解析a1.3 m/s2，方向水平向右方向水平向右mgfnf由图像可得由图像可得cossin fnmafnmg例例1 1. .如图所示，质量如图所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，物的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的小等于它们间弹力的0.25倍，倍，现对物体施加一个大小现对物体施加一个大小f8 n、与水平方向成与水平方向

3、成37角斜向上角斜向上的拉力，已知的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取取10 m/s2. .求：求：(2)(2)物体在拉力作用下物体在拉力作用下5 s末的末的速度大小；速度大小；(3)(3)物体在拉力作用下物体在拉力作用下5 s5 s内通内通过的位移大小过的位移大小解析解析mgfnfvat1.35 m/s6.5 m/s 速度速度公式公式位移位移公式公式22111.3 5 m16.25 m22 sat二二. .从运动情况确定受力从运动情况确定受力求得加速度求得加速度a 已知物体运动情况已知物体运动情况匀变速直线运动公式匀变速直线运动公式物体受力情况物体受力情况f=ma解析解析

4、例例2. .民用航空客机的机舱除通常民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来若某型号的客机紧急出口上来若某型号的客机紧急出口离地面高度为离地面高度为4.0 m，构成斜面，构成斜面的气囊长度为的气囊长度为5.0 m要求紧急要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过滑到达地面的时间不超过2.

5、0 s(s(g取取10 m/s2) )，则：，则：(1)(1)乘客在气囊上下滑的加速度乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？至少为多大？由题意可知，由题意可知，l5.0 mh4.0 m代入数据得代入数据得a2.5 m/s2乘客沿气囊下滑过程中乘客沿气囊下滑过程中由 l12at2 得 a2lt2 解析解析例例2. .民用航空客机的机舱除通常民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面

6、迅速滑行到地面客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来若某型号的客机紧急出口上来若某型号的客机紧急出口离地面高度为离地面高度为4.0 m，构成斜面，构成斜面的气囊长度为的气囊长度为5.0 m要求紧急要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过滑到达地面的时间不超过2.0 s(s(g取取10 m/s2) )，则：，则：(2)(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？因数不得超过多少？对乘客受力分析对乘客受力分析沿沿x轴方向有轴方向有沿沿y轴方向有轴方向有sin mgfmacos0 nmgfn 质量为质量为0.1 kg的弹性球从空的弹

7、性球从空中某高度由静止开始下落，该中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的下落过程对应的v-t图象如图图象如图所示弹性球与水平地面相碰所示弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的撞前的 . .设球受到的空气阻设球受到的空气阻力大小恒为力大小恒为f, ,取取g10m/s2，求：求：(1)(1)弹性球受到的空气阻力弹性球受到的空气阻力f的的大小；大小；(2)(2)弹性球第一次碰撞后反弹弹性球第一次碰撞后反弹的高度的高度h. .解析解析弹性球下落过程的加速度为弹性球下落过程的加速度为a1vt400.5 m/s28 m/s2 fmg根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律

8、 34 针对训练针对训练1 1110.2nmgfmafmgma质量为质量为0.1 kg的弹性球从空中的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下某高度由静止开始下落，该下落过程对应的落过程对应的v-t图象如图所图象如图所示弹性球与水平地面相碰后示弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞离开地面时的速度大小为碰撞前的前的 . .设球受到的空气阻力设球受到的空气阻力大小恒为大小恒为f, ,取取g10 m/s2, ,求求(1)(1)弹性球受到的空气阻力弹性球受到的空气阻力f的大小；的大小；(2)(2)弹性球第一次碰撞后反弹弹性球第一次碰撞后反弹的高度的高度h. .解析解析34 弹性球第一次反弹后

9、的速度弹性球第一次反弹后的速度v1344 m/s3 m/s fmg球上升过程的加速度球上升过程的加速度v2v212a2h 球第一次反弹的高度球第一次反弹的高度hv212a232212 m0.375 m. 针对训练针对训练1 12mgfma2212 m/s mgfam注意整体法主要适用于各物体的加速度相同，不需要求内注意整体法主要适用于各物体的加速度相同，不需要求内力的情况；隔离法对系统中各部分物体的加速度相同或不相力的情况；隔离法对系统中各部分物体的加速度相同或不相同的情况均适用同的情况均适用.解析解析1 .1 .一个滑雪运动员从静止开一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角始沿山坡滑下

10、，山坡的倾角30，如图所示，滑雪板与，如图所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是雪地间的动摩擦因数是0.04，求求5 s内滑下来的路程和内滑下来的路程和5 s末末速度的大小速度的大小( (运动员一直在山运动员一直在山坡上运动坡上运动) )从受力确定运动情况从受力确定运动情况以以滑雪运动员为研究对象滑雪运动员为研究对象 mgnf根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律ag(sin cos ) 58.2 m s fnmgcos 0 nmgsin ffma f又因为 fffn fnx12at212g(sin cos )t2 s解析解析1 .1 .一个滑雪运动员从静止开一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾

11、角始沿山坡滑下，山坡的倾角30，如图所示，滑雪板与，如图所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是雪地间的动摩擦因数是0.04，求求5 s内滑下来的路程和内滑下来的路程和5 s末末速度的大小速度的大小( (运动员一直在山运动员一直在山坡上运动坡上运动) )从受力确定运动情况从受力确定运动情况滑雪运动员为研究对象滑雪运动员为研究对象 mgnfvat10(120.0432)5 m/s 5s5s末速度为末速度为23.3 m/s v2一物体沿斜面向上以一物体沿斜面向上以12 m/s的初速度开始滑动，的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的向下滑动的vt图象如图图象如图所示，求斜面的倾角所示，求斜面的倾角以及以及物体与斜面间的动摩擦因物体与斜面间的动摩擦因数数.(g取取10