物理必修 第一册第四章 牛顿运动定律6 牛顿运动定律的应用获奖课件ppt

这是一份物理必修 第一册第四章 牛顿运动定律6 牛顿运动定律的应用获奖课件ppt，共24页。PPT课件主要包含了学习目标，牛顿运动定律知识结构，牛顿运动定律，牛顿第一定律，牛顿第二定律，牛顿第三定律，知识回顾，《牛顿运动定律》，物体的运动，太空中质量的测量等内容，欢迎下载使用。

1．理解牛顿第二定律中的加速度、力、质量三者之间的关系，形成物体运动与物体间的相互作用（力）之间存在联系的物理观念；体会用牛顿运动定律解决生产生活中的问题的过程是理论联系实际的过程。2．会用牛顿运动定律来解释和解决生产、生活中遇到的相关问题；在牛顿运动定律的应用过程中，体会科学解决问题的思路与策略；在用牛顿运动定律科学解决问题的过程中培养模型建构能力和科学推理能力。3．体会日常生活中物理无处不在，均是物理规律在起作用，培养学生的科学态度与责任心。
牛顿运动定律确立了力和运动的关系
一、用动力学方法测质量
二、从受力确定运动情况
注意：通常取加速度的方向为正方向，在垂直加速度的方向上合外力为0。在下面的例题中，加速度方向在B点发生变化，像这种情况分段研究即可。
例1 在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示，人坐在滑板上从斜坡的顶端A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若此人和滑板的总质量m=60 kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5，斜坡AB的长度l=36 m，斜坡的倾角θ=37°（sin 37°=0.6，cs 37°=0.8），斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2。求：
（1）人从斜坡顶端滑到底端的时间；（2）人滑到水平面上后还能滑行的距离。
例2 如图所示，质量m=2 kg的物块静止在水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.4，用一水平恒力F=10 N作用在该物块上，使它在水平地面上由静止开始加速运动，力F作用4 s后撤去。g取10 m/s2，求：
（1）物块在这4 s内加速度的大小；（2）物块在这4 s内的位移大小；（3）撤去水平恒F后，物块经多长时间停下来？
【思路点拨】　（1）物块在力F作用前后各受几个力的作用？合外力有何变化？（2）前后两个过程相关联的物理量是什么？
点拨：列式时，关于正方向的选取问题，初学者一定要仔细。上述解答过程中，由于各量的方向很明确，主要是求物理量的大小，正方向的选取不难处理。
应用牛顿第二定律解题时求合力的方法1.合成法物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力F合．反之，若知道加速度方向就知道合力方向．
三、从运动情况确定受力
2　解题的一般步骤（1）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。（2）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力。（4）根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力。
注意：①方向关系：要区分速度方向与加速度方向，两个方向可能相同，也可能不同；②合力与分力的关系：由牛顿第二定律所求的力是合力，若求某个分力的大小时，需利用平行四边形定则解答。
例3 如图，某同学用恒力通过与水平面成37°角的绳子拉动质量为46 kg的木箱，使木箱从静止开始沿粗糙水平路面运动了2 m，速度达到2 m/s。已知木箱与路面的动摩擦因数为0.2（sin 37°= 0.6，cs 37°=0.8，g取10 m/s2），则（　）
A.木箱加速度的小为2 m/s2B.地面对木箱的弹力大小为370 NC.该同学对木箱的拉力大小为120 ND.木箱受到的摩擦力大小为92 N
木箱受到的摩擦力大小为f=μN竖直方向：Fsin 37°+N-mg=0水平方向：Fcs 37°-f=ma联立解得：N=370 N，F=150 N，f=74 N。
例4 如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5 kg的光滑球，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，求：
（1）小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力。（2）小车向右以加速度3 m/s2做加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力。（3）小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。
【解】（1）小车向右匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球的重力，即N=mg=5×10 N=50 N。（2）小车向右以加速度a1=3 m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有N1sin θ=ma1，N1cs θ+N2=mg代入数据解得N1=25 N，N2=30 N。
从运动情况确定受力的注意事项(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)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力．
（一）已知物体的受力情况
（二）已知物体的运动情况
1、解决问题的基本思路：
（2）受力分析，画出受力的示意图
（3）建立坐标系，选择运动方向或加速度方向为正方向
（4）根据牛顿定律、运动公式列出方程
（5）解方程，对结果进行分析、检验或讨论
（1）选取研究对象（哪个物体或哪几个物体组成的系统）
1.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图像如图4-5-35所示。g取10 m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小分别为（　）
A. 0.2，6 N　　B. 0.1，6 NC. 0.2，8 ND. 0.1，8 N
2.［多选］如图所示，水平光滑的地面上有一个静止的小车，小车的质量为20 kg，一质量为60 kg的人站在小车上，通过轻绳绕过光滑的轻质定滑轮拉动小车，人和小车一起向左做匀加速直线运动。下列说法正确的是（　）
A.人受到方向向左的摩擦力B.当人和小车加速度大小均为2 m/s2时，人与小车之间的摩擦力大小为40 NC.无论加速度多大，人与小车之间的摩擦力大小保持60 N不变D.由人和小车一起向左做匀加速直线运动可知，人拉绳子的力小于绳子拉人的力
　解析：A对：人和小车一起做匀加速直线运动，两者加速度大小相等，而人的质量大于小车的质量，则由牛顿第二定律可知，人受到的向左的合力大于小车向左的合力，而轻绳对两者的拉力大小相等，故人还受到水平向左的摩擦力作用。B对，C错：当加速度为2 m/s2时，对整体分析可知，2F=（M+m）a，解得F=80 N，此时人所受的合力为F人=ma=120 N，故人受到的摩擦力大小为Ff=120 N-80 N=40 N，当系统的加速度不同时，人与小车之间的静摩擦力大小也不同。D错：由人和小车一起向左做匀加速直线运动可知，人拉绳子的力与绳子拉人的力为作用力和反作用力，故大小相等。
3.［多选］如图甲所示，一轻弹簧下端固定在水平面上，上端放置一物体，物体处于静止状态。现对小物体施一竖直向上的拉力F，使物体向上做匀加速直线运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示，a、b、c均为已知量，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。则下列结论正确的是（　）
4.［多选］如图甲所示，在光滑水平面上叠放着A、B两物体。现对A施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得A的加速度a随拉力F变化的关系如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2，由图线可知（　）