牛顿运动定律的应用高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

5、牛顿运动定律的应用高中物理2019人教版必修一第四章运动和力的关系F合=ma受力情况a运动学公式运动情况F合=ma物体的加速度大小物体所受的合力二、牛顿第二定律一、运动学公式知识回顾一、从受力情况确定运动情况F合=ma受力情况a运动学公式运动情况基本思路：例1、如图所示，在水平面上人和雪橇总质量是80kg，在水平方向受到320N的拉力，从静止开始运动，雪橇跟水平面的滑动摩擦力是240N。求雪橇在4s末的速度和4s内发生的位移。例题讲解解：4s末的速度：4s内的位移：由牛顿第二定律：aFNGFfF冰壶又称掷冰壶，冰上溜石，是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，它考验参与者的体能与脑力，展现动静之美，属于冬奥会比赛项目。

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？例题讲解分析（1）对物体进行受力分析后，根据牛顿第二定律可以求得冰壶滑行时的加速度，再结合冰壶做匀减速直线运动的规律求得冰壶滑行的距离。（2）冰壶在滑行10m后进入冰刷摩擦后的冰面，动摩擦因数变化了，所受的摩擦力发生了变化，加速度也会变化。前一段滑行10m的末速度等于后一段运动的初速度。根据牛顿第二定律求出后一段运动的加速度，并通过运动学规律求出冰壶在后一段过程的滑行距离，就能求得比第一次多滑行的距离。解（1）选择冰壶为研究对象。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＝－μ2g＝－0.02×0.9×10m/s

2

＝－0.18m/s2滑行10m

后为匀减速直线运动，由v2

－v102

＝2a2

x2

，v＝0，得第二次比第一次多滑行了（10＋21－28.9）m＝2.1m第二次比第一次多滑行了2.1m。二、从运动情况确定受力情况F合=ma受力情况a运动学公式运动情况基本思路：例3、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。例题讲解解：以滑雪者为研究对象，建立坐标系，滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。由得由牛顿第二定律得x方向y方向根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支持力大小，为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。例4、一快件在倾角为37°的固定斜面的底端，以沿斜面向上v0=4m/s的速度被推上斜面，快件沿斜面上滑的最大距离为1m（sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2）．求：

（1）快件与斜面之间的动摩擦因数μ；

（2）快件从最高点返回斜面底端的时间t

。解:(1)上滑时对快件做受力分析：沿斜面方向由牛顿第二定律：由运动学公式：得：得：FNFfv0(2)下滑时对快件做受力分析：沿斜面方向由牛顿第二定律：由运动学公式：得：得：FNFfv三、牛顿运动定律解题方法1、解题步骤①确定研究对象②进行受力分析和运动分析，画受力图③选取坐标系，分解力，定夹角。（或选正方向）④利用定律、运动学公式