高中物理人教版 (2019)必修 第一册第四章 运动和力的关系5 牛顿运动定律的应用背景图ppt课件

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1.学会解决从受力确定运动情况的问题。
2.学会解决从运动情况确定受力的问题。
3.掌握解决动力学的两类基本问题的综合思路。
　一起交通事故　　(据报载)某市区一路段发生了一起交通事故：一辆汽车在公路上匀速行驶，突然前面有一位老太太横穿马路，司机发现后立刻刹车，但老太太还是被撞倒了．事故发生后交警测得刹车过程中车轮在路面上擦过的笔直的痕迹长9 m，从厂家的技术手册中查得该车轮胎和地面间的动摩擦因数是0.8.据悉，交通部门规定该路段的速度不得超过36 km/h.　　假如你就是这位交警，请你判断该车是否超速行驶．(假定刹车后汽车做匀减速直线运动)
（4）选择运动学公式，求出所需的运动参量。
4、解题步骤：（1）确定研究对象，受力分析。（2）求出物体所受的合力。（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度。
注意：F、m、a应采用国际单位制单位
例题1 水平地面上有一固定的斜面体，一滑块从斜面体顶端由静止释放，滑块与斜面体之间的动摩擦因数μ=0.3,斜面长L=1.8m.(g=10m·s-2，sin37°=0.6)解 垂直斜面： FN=mgcsθ沿斜面： mgsinθ-μFN=ma得 a=gsinθ-μgcsθ=3.6m/s²匀加速， 有 L=1/2·at ²解得 t =1s即木块到达底端的时间为1s.
选择研究对象，受力分析
建立坐标系，正交分解力
运动学量(v、x、t)
平衡方程求弹力；加速度a
例题22 一个滑雪者,质量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡倾角θ=30°在t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪者受到的阻力.(包括摩擦力和空气阻力，g取10m/s2)
建立物理模型：①山坡当作粗糙的斜面；画侧视图.②人视为质点；③阻力不变(真实情况是阻力与速度有关)
解:设滑雪者的加速度为ax=v0t+ at2 ①解得a=2(x-v0t)/t2=4m/s2②由牛顿第二定律得mgsinθ-f 阻=ma③联立②③代入数据解得 f 阻= mgsinθ-ma=75N④∴滑雪者受到的阻力大小为75N，阻力方向与运动方向相反
受力分析，画受力示意图
正交分解力；列方程求解
2.一个静止在水平面上的物体，质量为2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动。物体与地面间的动摩擦因数为0.21。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移？
①确定研究对象，受力分析 求合力得： F合=F1－F2=（6.4－4.2）N=2.2 N②由牛顿第二定律求解物体加速度根据牛顿第二定律：F合=ma，得：a=F合/m=2.2/2 m/s2=1.1m/s2③根据运动学公式求解速度与位移由：vt =a t，得：vt=1.1×4 m/s=4.4 m/s由： 得：
3.一位滑雪者如果以v0＝20 m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从冲坡开始计时，至3.8 s末，雪橇速度变为零．如果雪橇与人的质量为m＝80 kg，求雪橇受到的阻力是多少．(g取10 m/s2)　　解析　如图建立坐标系，以v0方向为x轴的正方向，并将重力进行分解．则有：G1＝Gsin 30° G2＝Gcs 30°　在x方向上，F3为物体受到的阻力大小；在y方向上， 因为物体的运动状态没有变化， 所以重力的一个分力G2等于斜坡的支持力FN，即G2＝FN.
答案　20.8 N，方向沿斜面向下
4.　如图所示，在光滑地面上有一水平力F拉动小车和木块一起做匀加速直线运动，小车的质量为M，木块的质量为m.设加速度大小为a，木块与小车之间的动摩擦因数为μ，则在这个过程中木块受到的摩擦力大小是(　　)　　A．μmg　　　　　　B．ma　　C. F D．F－ma
5.滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑雪者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2 .
如图建立坐标系及滑雪者受力分析
联立①②，代入数据，解得：
根据牛顿第二定律，可得
7.如图甲所示，质量为m＝10 kg的小球挂在倾角θ＝37°、质量M＝40 kg的光滑斜面的固定铁杆上．当斜面和小球以a1＝0.5g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多少？当斜面和小球都以a2＝g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力又分别是多少？(取g＝10 m/s2)
小球和斜面一起向右加速运动，球相对斜面有两种情况，一种是压在斜面上，一种是离开斜面．两种情况有个临界点，弹力FN＝0，此时的加速度称为临界加速度a0.本题关键是比较实际加速度与临界加速度，判断小球的相对状态，再受力分析求解．　　先求出临界状态时的加速度，这时FN＝0，受力分析如图乙所示，故有：