高中物理教科版 (2019)必修 第一册第四章 牛顿运动定律6 牛顿运动定律的应用课文配套ppt课件
展开一、动力学方法测质量如果已知物体的受力情况和运动情况,可以求出它的________,进一步利用____________求出它的质量.二、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________,再通过____________确定物体的运动情况.三、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的________,结合受力分析,再根据___________求出力.
[图解] 两类基本问题无论是哪种情况,联系力和运动的“桥梁”都是加速度.
探究点一 从受力确定运动情况【导学探究】仔细观察下列图片,分析下列问题
将质量为m的冰壶沿冰面以速度v0投出,如何求解它能滑行的距离?(1)如图所示,以一定速度v0将冰壶沿冰面投出,冰壶滑行时受什么力?(2)冰壶滑行时速度不断变小,它的加速度如何求解?(3)如何求冰壶滑行的距离?
【归纳总结】1.从受力确定运动情况的分析流程2.力的处理方法
【典例示范】例1 滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一.如图所示为小明妈妈正与小明在冰上做游戏,小明与冰车的总质量是40 kg,冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05.在某次游戏中,假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力,使冰车从静止开始运动10 s后,停止施加力的作用,使冰车自由滑行.(假设运动过程中冰车始终沿直线运动,小明始终没有施加力的作用).求:(1)冰车的最大速率.(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小.
[拓展迁移1] 请根据[例1]中的情境,试求冰车一共滑行了多长时间?
解析:撤去推力后,冰车在摩擦力作用下做匀减速直线运动,最终速度为0由运动学公式:0=vm-a2t′解得t′=10 s,所以t总=t+t′=20 s.
[拓展迁移2] 请根据[例1]中的情境,假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力,使冰车从静止开始运动5 s后,停止施加力的作用,则冰车自由滑行的时间是多少?
解析:由运动学公式得v′m=a1t1解得v′m=2.5 m/s停止施加力,冰车做匀减速直线运动由牛顿第二定律得μmg=ma2又0=v′m-a2t″,解得t″=5 s.
素养训练1 如图所示,长为s=11.25 m的水平轨道AB与倾角为θ=37°、长为L=3 m的光滑斜面BC在B处连接,有一质量为m=2 kg的滑块(可视为质点),从A处由静止开始受到与水平方向成37°斜向上的拉力F=20 N的作用,经过一段时间后撤去拉力F,此时滑块仍在水平轨道上,但滑块恰好可以滑到斜面的最高点C.已知滑块经过B点时,速度方向改变但大小不变,滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.求:(1)滑块过B点时速度的大小;(2)拉力F作用的时间.
探究点二 从运动情况确定受力【导学探究】长征五号遥三运载火箭(人称“胖五”)在文昌航天发射场点火升空,成功发射实战二十号卫星.现场指挥倒计时结束发出点火命令后,立刻计时,测得火箭底部通过发射架的时间约是t,如果要求出火箭受到的推力,还要知道哪些条件?不计空气阻力,火箭质量假设不变.
【典例示范】 例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的阻力大小不变,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;(3)汽车牵引力的大小.
素养训练2 某游乐园的大型“跳楼机”游戏,以惊险刺激深受年轻人的欢迎.某次游戏中,质量为m=50 kg的小明同学坐在载人平台上,并系好安全带、锁好安全杆.游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升100 m高度,然后由静止开始下落,在忽略空气和台架对平台阻力的情况下,该运动可近似看作自由落体运动.在下落h1=80 m时启动制动系统使平台开始做匀减速运动,再下落h2=20 m时刚好停止运动.取g=10 m/s2,求:(1)下落的过程中小明运动速度的最大值vm;(2)落地前20 m内,小明做匀减速直线运动的加速度a的大小;(3)当平台落到离地面10 m高的位置时,小明对平台的压力F的大小.
1.用30 N的水平外力F拉一个静止在光滑水平面上的质量为20 kg的物体,力F作用3 s后消失,则第5 s末物体的速度和加速度分别是( )A.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2 B.v=7.5 m/s,a=1.5 m/s2C.v=4.5 m/s,a=0 D.v=7.5 m/s,a=0
2.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,轮胎在地面上发生滑动时留下的划痕.在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g取10 m/s2,则汽车刹车前的速度大小为( )A.7 m/s B.14 m/sC.10 m/s D.20 m/s
4.民航客机都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后.打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地面.若机舱口下沿距地面3.2 m,气囊所构成的斜面长度为6.5 m,一个质量为60 kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240 N(g取10 m/s2),求:(1)人滑至气囊底端时的速度是多少?(2)若人与地面的动摩擦因数为0.2,人在地面上滑行的距离是多少?
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