牛顿运动定律的应用 课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第四章运动和力的关系4.5牛顿运动定律的应用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？1．知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题．

2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法．

3．能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析．

4．能根据物体的受力情况推导物体的运动情况．学习目标一、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x、v、t运动学公式加速度a合外力F物体受力情况F=ma合外力F运动学公式加速度

aF=ma物体受力情况物体运动情况x、v、t动力学的两类基本问题一、从受力确定运动情况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、时间、加速度等。练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，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末的速度和4s内的位移。F

从受力确定运动情况

基本思路：（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；（2）根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）；（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；（4）结合给定的物体的运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。由牛顿第二定律可得:F-f=ma4s末的速度4s内的位移解：mgFNFf如图建立坐标系，物体受力分析物体运动情况x、v、t运动学公式加速度a求合外力F受力分析画示意图F=ma研究对象拓展一：一个静止在水平地面上的物体，质量是2Kg，在6.4N的拉力F作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为0.25，求物体在4s末的速度和4s内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。F370解：如图建立坐标系及物体受力分析4s末的速度由牛顿第二定律，可得水平：Fcosθ-µFN=maFNmgFfθ竖直：FN+Fsinθ=mg4s内的位移例题1.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3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2。（2）若运动员仍以3.4m/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？

（1）选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等于滑动摩擦力Ff。设冰壶的质量为m，以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力Ff的方向与运动方向相反，则Ff＝

-µ1FN＝-µ1mg根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为加速度为负值，方向跟x轴正方向相反.将v0＝3.4m/s，v＝0代入v2－v02＝2a1x1，得冰壶的滑行距离为冰壶滑行了28.9m（2）设冰壶滑行10m后的速度为v10，则对冰壶的前一段运动有v102＝v02＋2a1x10冰壶后一段运动的加速度为a2＝－µ2

g＝－0.02×0.9×10m/s2＝－0.18m/s2滑行10m后为匀减速直线运动，由

v2－v102＝2a2x2，

v＝0，得第二次比第一次多滑行了第二次比第一次多滑行2.1m。（10＋21－28.9）m＝2.1m二、从运动情况确定受力

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）。例2、如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，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。解:以滑雪者为研究对象。如图建立直角坐标系。根据匀变速直线运动规律设m＝75kg，v0＝2m/s，t＝5s，x＝60m，根据牛顿第二定律y方向x方向FN－mgcos30°＝0mgsin30°－Ff＝ma代入数据得：Ff＝75N，FN＝650N根据牛顿第三定律，雪面受压力F压

=FN=650N，方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为75N，方向沿山坡向上。合外力F运动学公式加速度

aF=ma物体受力情况物体运动情况x、v、t研究对象从运动情况确定受力基本思路：（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，求出物体的所受的合外力；（4）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。拓展二：滑雪者以v0=20m/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3.8s末，滑雪者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2.fmgFN如图建立坐标系及滑雪者受力分析联立①②，代入数据，解得：解:根据牛顿第二定律，可得①②滑雪者加速度三、课堂小结同学们思考……开始输入研究