高中人教版 (2019)5 牛顿运动定律的应用集体备课ppt课件

这是一份高中人教版 (2019)5 牛顿运动定律的应用集体备课ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了归纳提升1基本思路，课堂小结，随堂练习，解得F25N等内容，欢迎下载使用。
自主预习·新知导学
牛顿第二定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来。两类基本问题1.根据受力情况确定运动情况如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况。2.根据运动情况确定受力情况如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的加速度,结合受力分析,再根据牛顿第二定律求出力。
【思考讨论】 1.判断下列说法的正误。(1)牛顿第二定律是运动学与动力学联系的桥梁。(　　)(2)由运动情况能确定受力情况,说明运动决定受力。(　　)(3)同一个物体,其所受合外力越大,加速度越大,速度越大。(　　)提示:(1)√　(2)×　(3)×
2.某滑梯的倾角为θ,长度为l。一个小孩从滑梯顶端由静止开始下滑,已知小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ,怎样求小孩子滑到底端的速度和需要的时间?
提示:首先分析小孩的受力,利用牛顿第二定律求出其下滑
到底端的速度和需要的时间。
合作探究·释疑解惑
知识点一 已知物体的受力情况,确定物体的运动情况
问题引领如果高速公路上的汽车发生故障,要停车检修,应在离车150 m远的地方竖一警示牌。这150 m距离的依据参考了哪些因素?如何知道这些因素?提示:由x= 知,只要知道限速v和刹车时的加速度a即可,而a可通过汽车的受力情况和它的质量求解。
2.解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图。(2)根据力的合成与分解,求出物体所受的合力(包括大小和方向)。(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体运动的加速度。(4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度,以及运动轨迹等。
典型例题【例题1】 (2019北京期末)如图所示,ABC为一简化的雪道模型,AB段为长l=100 m、倾角θ=26°的山坡雪道,BC段为水平雪道,AB与BC平滑相连。一位质量m=80 kg(含装备)的滑雪者从山坡雪道顶端A处从静止开始自由滑下,到达底端后进入水平雪道。已知雪橇与水平雪道和山坡雪道之间的动摩擦因数均为0.1,忽略空气阻力,g取10 m/s2,sin 26°= 0.44,cs 26°= 0.90。
(1)如果滑雪者没有任何助力动作。求:①滑雪者在山坡雪道下滑时的加速度大小a1;②为了使滑雪者利用雪橇与雪道间的摩擦停下来,水平雪道BC的长度s至少为多长。(2)为了能较快地停下,滑雪者在滑到山坡雪道上的P点时,开始通过调整身体的动作来增加空气阻力直到B点,进入水平雪道后不再增加空气阻力。若滑雪者在山坡雪道上增加的最大空气阻力为人对雪道压力的 ,进入水平雪道后经x2=26 m停下,求滑雪者开始调整身体动作的位置P与B的距离x1。
答案:(1)①3.5 m/s2　②350 m　(2)40 m解析:(1)①滑雪者在山坡雪道上受力如图所示,根据牛顿第二定律平行斜面方向mgsin θ-Ff=ma1垂直斜面方向FN-mgcs θ=0摩擦力Ff=μFN解得a1 =3.5 m/s2。
【变式训练1】 为了使雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的高度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动,那么如图所示的四种情况中符合要求的是(　　)
答案:C解析:雨滴从房顶下淌时做初速度为零的匀加速直线运动,根据受力分析可知a= gsin θ。设屋檐的底角为θ,底边为l,根
知识点二 已知物体的运动情况,确定物体的受力情况
问题引领一位同学通过电视机观看火箭发射的直播,他听到现场指挥倒计时结束发出“点火”命令后,立刻用停表计时,测得从火箭点火到火箭底部通过发射架顶端的时间是4.8 s,如果不计空气阻力,他想算出火箭受到的推力,还要知道哪些条件?
提示:根据牛顿第二定律F-mg=ma,若想求得推力F,需知火箭的质量和加速度,火箭的加速度可以根据运动学公式x= at2求得,即需要知道发射架的高度x和火箭通过发射架的时间t。综上所述除了时间t已经测得外,只需要知道火箭的质量和发射架的高度,就可估算出火箭受到的推力。
2.解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动过程分析,并画出受力图和运动草图。(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,求物体所受的合力。(4)根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需的力。
典型例题【例题2】 (2019广东中山月考)如图甲所示,质量为0.5 kg的物体受到与水平方向成37°的恒定拉力F的作用从静止开始做直线运动,一段时间后撤去拉力F,其运动的v-t图像如图乙所示,已知cs 37°=0.8,sin 37°=0.6,g取10 m/s2,求:
答案: (1)2 m/s2　 0.2　(2)7.2 m/s2　5 N (3) 16.56 m解析:(1)设撤去F时物体速度为v,由图像知,v=7.2 m/s,分析撤去F后物体的运动,
由牛顿第二定律有μmg=ma2解得μ=0.2。
答案:C解析:根据Δx=aT2,推导可得上升阶段与下降阶段的加速度
1.(从运动情况确定受力)某气枪子弹的出口速度达100 m/s,气枪的枪膛长0.5 m,子弹的质量为20 g,若把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动,则高压气体对子弹的平均作用力为(　　)A.1×102 NB.2×102 NC.2×105 ND.2×104 N答案:B
气体对子弹的平均作用力F=ma=20×10-3×1×104 N=2×102 N。
答案:D解析:在下滑过程中,小孩受重力mg,支持力FN=mgcs θ,摩擦力Ff=μFN=μmgcs θ,对小孩由牛顿第二定律有mgsin θ-μFN =ma,故a=gsin θ-μgcs θ=(sin θ-μcs θ)g,到达底端时的速度
3.(动力学图像)(2019四川期中考试)(多选)粗糙的水平面上一物体在水平拉力作用下做直线运动,水平拉力F及运动速度v随时间变化的图像如图甲、乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则(　　)A.前2 s内物体运动的加速度为2 m/s2B.前4 s内物体运动的位移大小为8 mC.物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1D.物体的质量m为2 kg
答案:AC解析:根据速度图像的斜率等于加速度,知前2 s内物体运动的
F1-μmg=ma,后2 s内F2=μmg,由图得F1=15 N,F2=5 N,代入解得m=5 kg,μ=0.1,C正确,D错误。
4.(多过程问题)(2019上海金山期末)如图所示,光滑水平面AB与倾角为37°的粗糙斜面BC平滑连接,AB间距离为20 m,质量为2 kg的物块在与水平方向成37°角的拉力F作用下,从A点起由静止开始运动,2 s末到达B点,此时撤去F。物体与斜面间的滑动摩擦力大小为8 N,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g取10 m/s2。(1)求物块到达B点时的速度大小vB。(2)求拉力F的大小。(3)若BC长为30 m,试计算分析物块是否能到达C点?
答案:(1)20 m/s　(2)25 N　(3)物块不能到达C点解析:此题考查应用牛顿运动定律分析两类基本问题,意在培养理解与分析问题的能力,逐步培养科学思维。