上课用牛顿运动定律的应用

中物理第四章运动和力的关系新教材人教版物理（必修第一册）（高中）§45牛顿运动定律的应用（高一上）牛二定律应用【温故知新】牛顿第二定律的理解F与a都是矢量，且a方向与F的方向任意时刻均；1矢量性:a与F同时，同时，同时，为瞬时对应关系。2瞬时性:当物体同时受到几个力的作用时，各个力都满足F=ma每个力都独立产生各自的加速度，这些加速度的矢量和，即为物体具有的。3独立性:相同产生变化消失合加速度牛二定律应用4同体性：F=ma中，F，m，a这三个物理量均是针对________的。5因果关系：公式F=ma表明，只要物体所受的合力不为0，物体就会产生加速即是产生的原因突变，加速度a突变，速度v突变。可以不可以同一物体力加速度可以牛二定律应用温故知新：匀变速直线运动五大物理量三大公式牛二定律应用GＦNＦvGＦNＦvfＦ合＝Ｆ合＝1水平面1）光滑2）粗糙ＦＦ－f=10NG=20N=10N-5N=5Nyy在y方向上：思考：如何求合力F？列方程（在y轴上没有运动）在方向上：列方程（在y轴上没有运动）在y方向上：在方向上：f=5NＦ=10N牛二定律应用２．F成一定角度GＦNＦfFFy30°yvＦ30°Ｆ合＝1）粗糙G=20N列方程（在y轴上没有运动）在y方向上：在方向上：Ｆ30°（GＦNf30°ＦyFFyvＦ合＝f=6NＦ=20N列方程（在y轴上没有运动）在y方向上：在方向上：牛二定律应用3斜面GＦNv1）光滑yGGyＦ合＝）30°G=20N列方程（在y轴上没有运动）在y方向上：在方向上：2）粗糙vGＦNfyGGy）30°列方程（在y轴上没有运动）在y方向上：在方向上：Ｆ合＝f=6N）30°牛二定律应用vＦNf）30°yGGyＦG=20NGＦ合＝4）F沿斜面推f=4N列方程（在y轴上没有运动）在y方向上：在方向上：vf）30°yGGyＦG列方程（在y轴上没有运动）在y方向上：在方向上：Ｆ合＝Ｆ=20NＦN例1一个静止在水平面上的物体，质量是2g，的水平拉力作用下沿水平面向右运动，。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。问题：1物体的受力情况如何？受力分析如图示：GFNf2物体所受的合力如何？竖直方向：合力为零，加速度为零。水平方向：大小：F合=F－f；方向与拉力F方向相同3物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？已知初速度vO和时间t，要求末速度vt和位移,还差加速度a。

v0=O

t=4s

vt=?

x=?

应用举例牛二定律应用解：物体受力如图由图知：F合=F－f=ma

a=4s末的速度4s内的位移GFNfO4如何求加速度？借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。5本题的解题思路如何？先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。牛二定律应用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。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类型一、从受力确定运动情况牛二定律应用例2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34m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为002，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2。（2）若运动员仍以34m/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？牛二定律应用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34m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为002，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2。（2）若运动员仍以34m/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？受力分析合外力加速度运动量位移牛二定律应用思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。解：第一步求a因为v0=2m/s，s=60m，t=5s据公式求得a=4m/s2【例3】一个滑雪的人，质量m=75g，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=30o，在t=5s的时间内滑下的路程=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。=votat2/2牛二定律应用人)30oＮfGG1G2yxa第二步求F合、阻力要对人进行受力分析画受力图，牛二定律应用人)30oＮfGG1G2yxa第二步求F合、阻力要对人进行受力分析画受力图所以：F合=ma=300N

轴方向：F合=G1－f

y轴方向：F1－G2=0

滑雪人所受的阻力

f=G1－F合=mgsinθ－F合=75N牛二定律应用解：根据运动学公式：=votat2/2得：

代入已知量得：a＝4m/s2对人进行受力分析，建立坐标系，根据牛顿第二定律F＝ma，得：mgsinθ－F阻＝ma即：F阻＝mgsinθ－ma代入数值得：F阻＝75N即：滑雪人受到的阻力是75N。牛二定律应用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是：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。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类型二、从运动情况确定受力牛二定律应用例4如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75g，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m。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），g取10m/s2牛二定律应用如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75g，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m。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），g取10m/s2力合外力运动学公式运动量加速度牛二定律应用加速度a是联系力和运动的桥梁牛顿第二定律公式F=ma和运动学公式匀变速直线运动公式v=v0at,=v0tat2/2,v2－v02=2a等中，均包含有一个共同的物理量——加速度a。由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。牛二定律应用的物体被竖直向上抛出，在空中运动过程所受的阻力大小为f，求该物体在上升和下降过程中的加速度mgfa1上升段v下降段mgfa2v上升时，Ｆ合＝根据牛顿第二定律：下降时，Ｆ合＝根据牛顿第二定律：上升时，牛二定律应用课堂练习2：一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度。水平方向