人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用多媒体教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用多媒体教学课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了学习目标，知识梳理，牛顿第二定律的作用，两类基本问题，重点探究，从受力确定运动情况，从运动情况确定受力，多过程问题分析，随堂演练等内容，欢迎下载使用。

1.明确动力学的两类基本问题.2.理解加速度是解决两类动力学基本问题的桥梁.3.熟练掌握应用牛顿运动定律解动力学问题的思路和方法.
牛顿第二定律揭示了运动和力的关系：加速度的大小与物体_________的大小成正比，与物体的_____成反比；加速度的方向与物体___________的方向相同.
1.根据受力情况确定运动情况如果已知物体的受力情况，则可由牛顿第二定律求出物体的_______，再根据运动学规律就可以确定物体的_____情况.2.根据运动情况确定受力情况如果已知物体的运动情况，则可根据运动学公式求出物体的_______，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的___.
判断下列说法的正误.(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向.(　　)(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向.(　　)(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的.(　　)(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的.(　　)
一辆汽车在高速公路上正以108 km/h的速度向前行驶，司机看到前方有紧急情况而刹车，已知刹车时汽车所受制动力为车重的0.5 倍.则汽车刹车时的加速度是多大？汽车刹车后行驶多远才能停下？汽车的刹车时间是多少？(取g＝10 m/s2)
1.由受力情况确定运动情况的基本思路分析物体的受力情况，求出物体所受的合外力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况.流程图如下：
2.由受力情况确定运动情况的解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图.(2)根据力的合成与分解，求合力(包括大小和方向).(3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度.(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动时间等.
例1　(2019·潍坊市高一上学期期末)如图1所示，木箱在100 N的拉力作用下沿粗糙水平地面以5 m/s的速度匀速前进，已知木箱与地面间的动摩擦因数为0.5，拉力与水平地面的夹角为37°，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8.经过一段时间后撤去拉力，求：(1)木箱的质量；
解析　对木箱受力分析，由平衡条件得Fsin 37°＋FN＝mgFcs 37°＝FfFf＝μFN解得：m＝22 kg
(2)木箱匀减速运动的时间.
解析　木箱匀减速运动过程由牛顿第二定律和运动学公式得μmg＝ma0＝v－at解得：t＝1 s
大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4 m，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g＝10 m/s2.试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；
针对训练1　如图2所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，
解析　以刷子为研究对象，受力分析如图所示设杆对刷子的作用力为F，滑动摩擦力为Ff，天花板对刷子的弹力为FN，刷子所受重力为mg，由牛顿第二定律得(F－mg)sin 37°－μ(F－mg)cs 37°＝ma代入数据解得a＝2 m/s2.
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间.
代入数据解得t＝2 s.
1.由运动情况确定受力情况的基本思路分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力；再分析物体的受力情况，求出物体受到的作用力.流程图如下：
2.由运动情况确定受力情况的解题步骤(1)确定研究对象，对物体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，求出物体所受的合力.(4)选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力.
例2　一质量为m＝2 kg的滑块在倾角为θ＝30°的足够长的斜面上在无外力F的情况下以加速度a＝2.5 m/s2匀加速下滑.如图3所示，若用一水平向右的恒力F作用于滑块，使滑块由静止开始在0～2 s内沿斜面运动的位移x＝4 m.求：(g取10 m/s2)(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；
解析　根据牛顿第二定律可得mgsin θ－μmgcs θ＝ma，
解析　使滑块沿斜面做匀加速直线运动，有加速度方向沿斜面向上和沿斜面向下两种可能.
当加速度方向沿斜面向上时，Fcs θ－mgsin θ－μ(Fsin θ＋mgcs θ)＝ma1，
当加速度方向沿斜面向下时，mgsin θ－Fcs θ－μ(Fsin θ＋mgcs θ)＝ma1，
针对训练2　一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；
(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；
解析　关闭发动机后汽车减速过程的加速度
由牛顿第二定律有－Ff＝ma2解得Ff＝4×103 N
(3)汽车牵引力的大小.
解析　设开始加速过程中汽车的加速度为a1
由牛顿第二定律有：F－Ff＝ma1解得F＝Ff＋ma1＝6×103 N
1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系、时间关系等.2.注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度.
例3　如图4所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下.人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力.(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；
解析　人在斜坡上下滑时，对人受力分析如图所示.设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mgsin θ－Ff＝maFf＝μFN垂直于斜坡方向有FN－mgcs θ＝0联立以上各式得a＝gsin θ－μgcs θ＝4 m/s2
(2)人在离C点多远处停下？
解析　人在水平面上滑行时，水平方向只受到水平面的摩擦力作用.设在水平面上人减速运动的加速度大小为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′设人到达C处的速度为v，则由匀变速直线运动规律得人在斜坡上下滑的过程：v2＝2aL人在水平面上滑行时：0－v2＝－2a′x联立解得x＝12.8 m
解析　因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mgsin θ＝μmgcs θ，所以μ＝tan θ；当在推力作用下加速上滑时，由运动学公式x＝ at2得a＝2 m/s2，由牛顿第二定律得：F－mgsin θ－μmgcs θ＝ma，得F＝36 N，D正确.
1.(从运动情况确定受力)如图5所示，质量为m＝3 kg的木块放在倾角θ＝30°的足够长的固定斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑.若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t＝2 s时间木块沿斜面上升4 m的距离，则推力F的大小为(g取10 m/s2)A.42 N　　　B.6 N　　　C.21 N　　　D.36 N
2.(从受力确定运动情况)(2019·浙南名校联盟高一第一学期期末联考)如图6所示，哈利法塔是目前世界最高的建筑.游客乘坐世界最快观光电梯，从地面开始经历加速、匀
答案　0.9 m/s2　20 s　
速、减速的过程恰好到达观景台只需45 s，运行的最大速度为18 m/s.观景台上可以鸟瞰整个迪拜全景，可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底，颇为壮观.一位游客用便携式拉力传感器测得：在加速阶段质量为0.5 kg的物体受到的竖直向上的拉力为5.45 N.电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g取10 m/s2).(1)求电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间；
解析　设加速阶段加速度为a，由牛顿第二定律得：FT－mg＝ma解得a＝0.9 m/s2由v＝at解得t＝20 s
高度x＝x1＋x2＋x3＝450 m.
(2)若减速阶段与加速阶段的加速度大小相等，求观景台的高度.
匀速阶段位移x2＝v(t总－2t)
3.(多过程问题分析)一个质量为4 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2.从t＝0开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F的作用，力F随时间t变化的规律如图7所示.g取10 m/s2.求：(结果可用分式表示)(1)在2～4 s时间内，物体从开始做减速运动到停止所经历的时间；
解析　在0～2 s内，由牛顿第二定律知F1－μmg＝ma1，a1＝1 m/s2，v1＝a1t1，解得v1＝2 m/s.