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

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用备课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了多过程问题，从受力确定运动情况，对物体受力分析，由运动学公式得，答案145m，从运动情况确定受力，答案20m，答案2ms2，答案6ms，课时对点练等内容，欢迎下载使用。
1.熟练掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的思路和方法(重点)。2.理解加速度是解决两类动力学基本问题的桥梁(重点)。
一、从受力确定运动情况
二、从运动情况确定受力
　质量为20 kg的物体静止在光滑水平面上。如果给这个物体施加两个大小都是50 N且互成60°角的水平力(如图)，求物体3 s末的速度大小和3 s内的位移大小。
由牛顿第二定律F合＝ma得
　(2022·淮南市寿县正阳中学高一期末)如图所示，小孩与冰车的总质量为30 kg，静止在冰面上。大人用与水平方向夹角为θ＝37°、F＝60 N的恒定拉力，使其沿水平冰面由静止开始移动。已知冰车与冰面间的动摩擦因数μ＝0.05，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。求：
(1)小孩与冰车的加速度大小；
答案　1.16 m/s2
冰车和小孩受力如图所示。在竖直方向的合力为零，则有FN＋Fsin θ＝mg ①在水平方向，根据牛顿第二定律得Fcs θ－Ff＝ma ②摩擦力Ff＝μFN ③联立解得加速度a＝1.16 m/s2。
(2)冰车运动3 s时的速度大小；
答案　3.48 m/s
3 s时的速度大小v＝at＝1.16×3 m/s＝3.48 m/s
(3)冰车运动5 s时的位移大小。
1.基本思路分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况。2.流程图
　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(如图甲所示)，人员可沿斜面滑行到地面。斜面的倾角θ＝30°(如图乙所示)，人员可沿斜面匀加速滑行到地上。如果气囊所构成的斜面长度为8 m，一个质量为50 kg的乘客从静止开始沿气囊滑到
地面所用时间为2 s。求乘客与气囊之间的动摩擦因数。(g＝10 m/s2)
设乘客沿气囊下滑过程的加速度为a
对乘客进行受力分析如图所示根据牛顿第二定律，有x方向mgsin θ－Ff＝may方向FN－mgcs θ＝0且Ff＝μFN
　质量为m＝3 kg的木块放在倾角θ＝30°的足够长的固定斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑。如图所示，若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上做匀加速运动，经过t＝2 s木块沿斜面上升4 m的距离，则推力F的大小为(g取10 m/s2)A.42 N B.6 N C.21 N D.36 N
因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mgsin θ＝μmgcs θ，当在推力作用下匀加速上滑时，由运动学公式x＝ at2得a＝2 m/s2，由牛顿第二定律得：F－mgsin θ－μmgcs θ＝ma，得F＝36 N，D正确。
1.基本思路分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力或某一个力。2.流程图
　如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平拉力F＝20 N拉物体，使其由A点开始运动，经过8 s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止，求A、B间距离。
当F作用在物体上时由牛顿第二定律可知F－μmg＝ma1解得a1＝0.5 m/s2v1＝a1t＝4 m/s
撤去外力F后，由牛顿第二定律可知－μmg＝ma2
解得a2＝－2 m/s2由0－v12＝2a2x2解得x2＝4 m故xAB＝x1＋x2＝16＋4 m＝20 m。
　如图所示，一足够长的斜面倾角θ为37°，斜面BC与水平面AB平滑连接，质量m＝2 kg的物体静止于水平面上的M点，M点与B点之间的距离L＝9 m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，现物体受到一水平向右的恒力F＝14 N作用，运动至B点时撤去该力，sin 37°＝0.6，g＝10 m/s2，则：(1)物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大？
在水平面上，根据牛顿第二定律可知F－μmg＝ma，
(2)物体到达B点时的速度是多大？
由M点到B点，根据运动学公式可知vB2＝2aL，
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？物体回到B点的速度是多大？
在斜面上向上滑时，根据牛顿第二定律可得，mgsin θ＋μmg·cs θ＝ma1，代入数据得加速度的大小为a1＝10 m/s2，逆向分析可得vB2＝2a1x，
在斜面上向下滑时，由牛顿第二定律可得mgsin θ－μmgcs θ＝ma2代入数据可得a2＝2 m/s2由运动学公式：vB′2＝2a2·x
1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要将复杂的过程拆分为几个子过程。2.分析每一个子过程的受力情况，由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一个过程都要重新分析，分别求加速度，用相应规律解决。3.特别注意两个子过程交接的位置，该交接点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到承上启下的作用，对解决问题起重要作用。
训练2　动力学的多过程问题
训练1　牛顿运动定律的简单应用
考点一　从受力确定运动情况1.(2022·南京市高二学业考试)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，外力F作用3 s后撤去。则前3 s内物体的加速度和第5 s末物体的瞬时速度大小分别是A.1.5 m/s2　4.5 m/s B.1.5 m/s2　7.5 m/sC.0　4.5 m/s D.0　7.5 m/s
根据牛顿第二定律可得前3 s内物体的加速度大小为a＝ ＝1.5 m/s2，撤去外力后物体做匀速直线运动，第5 s末物体的瞬时速度大小等于撤去拉力时物体的瞬时速度大小，即v＝at＝4.5 m/s。
2.(2022·岳阳市高一期末)质量为20 kg的物体静止在光滑水平面上，如图所示，给这个物体施加两个大小都是60 N且互成120°角的水平力，2 s末，物体的速度为
对物体由牛顿第二定律得2Fcs 60°＝ma代入数据解得a＝3 m/s2则2 s末，物体的速度为v＝at＝6 m/s故B正确，A、C、D错误。
A.0 m/s B.6 m/sC.12 m/s D.6 m/s
3.(2022·汕尾市高一期末)刹车痕迹是交警判断交通事故中汽车是否超速的重要依据之一，在一次交通事故中，货车司机看到前方道路上突然窜出一头牛时紧急刹车，但还是发生了事故。交警在现场量得货车的刹车痕迹长为15 m，已知货车车轮与地面间的动摩擦因数是0.6，发生碰撞时速度接近0。请你帮助交警计算货车的初速度大约为A.40 km/h B.50 km/hC.60 km/h D.70 km/h
货车刹车时受地面的摩擦力，由牛顿第二定律得－μmg＝ma，解得a＝－μg＝－6 m/s2，由运动学规律x＝ ，将v＝0，a＝－6 m/s2，x＝15 m代入可解得v0≈13.4 m/s≈48 km/h，约为50 km/h，B正确。
4.如图所示，质量为m＝1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度大小为10 m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F＝2 N的恒力，在此恒力作用下(取g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)A.物体经10 s速度减为零B.物体经5 s速度减为零C.物体速度减为零后将保持静止D.物体速度减为零后将向右运动
施加恒力后，物体向左运动时，水平方向上受到向右的恒力和滑动摩擦力的作用，做匀减速直线运动，滑动摩擦力大小为Ff＝μFN＝μmg＝3 N，故a＝ ＝5 m/s2，方向向右，物体减速到零所需时间为t＝ ＝2 s，故A、B错误；物体减速到零后，F＜Ff，将保持静止状态，故C正确，D错误。
考点二　从运动情况确定受力5.车辆在行驶过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害。为了尽可能地减小碰撞引起的伤害，人们设计了安全带及安全气囊如图所示。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为108 km/h(即30 m/s)，从发生碰撞到车完全停止需要的时间为1 s，安全带及安全气囊对乘客的平均作用力大小为A.2 100 N B.6 000 NC.8 000 N D.1 000 N
从发生碰撞到车完全停止的1 s内，乘客的速度由30 m/s减小到0，视为匀减速运动，则有a＝ ＝－30 m/s2。根据牛顿第二定律知安全带及安全气囊对乘客的平均作用力F＝ma＝70×(－30) N＝－2 100 N，负号表示力的方向跟初速度方向相反，所以选项A正确。
6.如图所示，质量m＝2 kg的滑块以v0＝20 m/s的初速度沿倾角θ＝37°的足够长的固定斜面向上滑动，经t＝2 s滑行到最高点。g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。下列说法正确的是A.滑块运动的加速度大小为5 m/s2B.滑块2 s内的位移为40 mC.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5D.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.2
滑块的加速度大小为a＝ ＝10 m/s2，A正确；滑块2 s内的位移x＝ ＝20 m，B错误；对滑块受力分析有mgsin θ＋μmgcs θ＝ma，解得μ＝0.5，C正确，D错误。
7.(2022·临沂市高一期末)如图所示为两个等高的光滑斜面AB、AC，将一可视为质点的滑块由静止在A点释放。沿AB斜面运动，运动到B点时所用时间为tB；沿AC斜面运动，运动到C点所用时间为tC，则A.tB＝tC B.tB>tCC.tB