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人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用教课课件ppt
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用教课课件ppt,共20页。PPT课件主要包含了新课导入,解题的一般步骤,5应用运动学公式,求未知,由受力情况求合力,Fma,求得xvtvo等,两类问题等内容,欢迎下载使用。
为了尽量缩短停车时间,旅客按照站台上标注的车门位置候车。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?
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。因此,它在许多基础科学和工程技术中都有广泛的应用。中学物理中我们只研究一些简单的实例。
一、从受力确定运动情况
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。
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。
(1)确定研究对象(构建模型)
(2)对这个物体进行受力分析
(3)建立直角坐标系应用二力平衡或转化为四力平衡求合力F合
水平或竖直方向(F合=运动方向的力-反向的力)
建立坐标系:x、y轴:F合=正半轴-负半轴
(4)根据牛顿第二定律列方程F合=ma。
速度公式 :vt = v+at
位移公式:x= v0t + at2/2
导出公式:vt 2- v02 =2ax
【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 3.4 m/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 10 m/s2。(2)若运动员仍以 3.4 m/s 的速度将冰壶投出,其队友在冰壶自由滑行 10 m 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?
【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 10 m 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 10 m 的末速度等于后一段运动的初速度(图 4.5-2)。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。
二、从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律确定就可以确定物体所受的力。
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)。
和前面的在第四第五步,相反。
【例题2】如图 4.5-4,一位滑雪者,人与装备的总质量为75kg,以 2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为 30°,在5 s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10 m/s2
【分析】 由于不知道动摩擦因数及空气阻力与速度的关系,不能直接求滑雪者受到的阻力。应根据匀变速直线运动的位移和时间的关系式求出滑雪者的加速度,然后,对滑雪者进行受力分析。滑雪者在下滑过程中,受到重力 mg、山坡的支持力 FN 以及阻力 Ff 的共同作用。通过牛顿第二定律可以求得滑雪者受到的阻力。
说明:两类基本问题中,受力分析是关键,牛二定律是桥梁,求解加速度是枢纽,所以不管是哪一类问题,都要设法先求出加速度。
1.已知物体的受力情况求物体的运动情况。
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