高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用作业ppt课件

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任务1：从物体的受力确定物体的运动情况.任务2：从物体的运动条件确定物体的受力.
任务1：从物体的受力确定物体的运动情况
例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 。
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。
解：（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
（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？
分析： （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。
冰壶后一段运动的加速度为a2＝－µ2g＝－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（10＋21－28.9）m＝2.1m第二次比第一次多滑行了2.1m。
解：（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
根据受力情况确定运动情况
►基本思路 ►解题的一般步骤·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。·根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合力(包括大小和方向)。·根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度。·结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。【特别提醒】 1.正方向的选取：通常选取加速度方向为正方向，与正方向同向的力为正值，与正方向反向的力为负值。2.求解：F、m、a采用国际单位制单位，解题时写出方程式和相应的文字说明，必要时对结果进行讨论。
任务2：从物体的运动条件确定物体的受力
例2：如图所示，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 。
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。
根据牛顿第二定律，有y 方向 FN－mgcsθ＝ 0x方向mgsinθ－Ff＝ma得 FN＝mgcsθFf＝m（gsinθ－a）其中，m＝ 75kg， θ＝30°， 则有Ff＝75N，FN＝650N
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。
根据运动情况确定受力情况
【特别提醒】 1.由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆。2.要弄清物体有无初速度，其方向如何，做何种运动。
1.如图所示，一个倾角为θ=37°的斜面固定在水平面上，一个质量为m=1.0 kg的小物块（可视为质点）以v0=4.0 m/s的初速度由底端沿斜面上滑，小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。若斜面足够长，已知sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，g取10 m/s2，求：（1）小物块沿斜面上滑时的加速度大小；（2）小物块上滑的最大距离。
2.滑雪项目深受人们喜爱，若将滑雪道视为倾角为37°的斜面，若滑雪者连滑雪板总质量为75 kg（可视为质点），从滑雪道顶端静止开始沿直线匀加速下滑，经10 s滑到滑道底端且速度为20 m/s。重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8。求：（1）滑雪者的加速度大小；（2）滑雪道的斜面长度；（3）滑雪板与滑雪道间的动摩擦因数。
3. 质量为2 kg的物体置于水平地面上，用水平拉力F使它由静止开始运动，第4 s末物体的速度为24 m/s，此时撤去拉力F，物体还能继续滑行72 m才停下，求：（1）水平地面对物体的摩擦力 ；（2）水平拉力F。