高中物理 第四章 力与运动 第五节 牛顿第二定律的应用课件 粤教版必修1(1).ppt

第五节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第四章 知识点一 考向一 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向二 考向三 知识点二 1 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加速度 再通过运动学公式确定物体的运动情况 2 如果已知物体的运动情况 根据运动学公式求出物体的加速度 再根据牛顿第二定律确定物体所受的力 3 加速度是联系物体运动情况和受力情况的桥梁 1 解题思路 2 解题步骤 1 确定研究对象 对研究对象进行受力分析 并画出物体的受力图 2 根据力的合成与分解 求出物体所受的合外力 包括大小和方向 3 根据牛顿第二定律列方程 求出物体运动的加速度 4 结合物体运动的初始条件 选择运动学公式 求出所需的运动学量 任意时刻的位移和速度 以及运动轨迹等 特别提醒 1 正确的受力分析是解答本类题目的关键 2 若物体受两个力作用 用合成法求加速度往往要简便一些 若物体受三个或三个以上力作用时 要正确应用正交分解法求加速度 3 物体做直线运动时 合外力的方向一定在物体运动的直线上 1 质量为60kg的消防队员 从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下 经2 5s落地 轻绳上端有一力传感器 它记录的轻绳受到的拉力变化情况如图4 5 1甲所示 取g 10m s2 消防队员下滑过程中 图4 5 1 1 最大速度和落地速度各是多少 2 在图4 5 1乙中画出v t图像 解析 1 该队员在t1 1s内以a1匀加速下滑 mg f1 然后在t2 1 5s内以a2匀减速下滑 mg f2 第一个过程mg f1 ma1 vm a1t1 得vm 4m s第二个过程mg f2 ma2 v vm a2t2 得v 1m s 2 v t图像如图所示 答案 1 4m s1m s 2 见解析图 2 解题步骤 1 确定研究对象 对研究对象进行受力分析和运动过程分析 并画出受力图和运动草图 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 求物体所受的合外力 4 根据力的合成与分解的方法 由合力求出所需的力 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 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 图4 5 2 2 一光滑斜劈 在力f推动下向左做匀加速直线运动 且斜劈上有一木块恰好与斜面保持相对静止 如图4 5 2所示 则木块所受合力的方向为 a 水平向左b 水平向右c 沿斜面向下d 沿斜面向上 解析 因为木块随斜劈一起向左做匀加速直线运动 故木块的加速度方向水平向左 根据牛顿第二定律 木块所受合力提供加速度 则合力与加速度方向一致 故木块所受合力方向水平向左 a正确 答案 a 例1 一个静止在水平面上的物体 质量是2kg 在水平方向受到5 0n的拉力 物体跟水平面的滑动摩擦力是2 0n 1 求物体在4s末的速度 2 若在4s末撤去拉力 求物体继续滑行的时间 解析 1 物体在整个过程中受力情况和运动情况如图所示 答案 1 6 0m s 2 6 0s 借题发挥 利用牛顿第二定律先求加速度 再利用运动学公式 求物体的运动情况 上例中 若4s后 撤去拉力 物体还要滑行多远 物体从开始运动到静止的位移是多少 答案 18m30m 图4 5 3 例2 如图4 5 3所示是何雯娜在蹦床比赛中 已知何雯娜的体重为49kg 设她从3 2m高处自由下落后与蹦床的作用时间为1 2s 离开蹦床后上升的高度为5m 试求她对蹦床的平均作用力 g取10m s2 思路点拨 f mg ma解得蹦床对她的平均作用力f 1225n 方向竖直向上 由牛顿第三定律得她对蹦床的作用力f f 1225n 方向竖直向下 答案 1225n方向竖直向下 借题发挥 1 解决问题时 一定要明确研究对象和物体的运动过程 抓住受力情况和运动状态的分析 建立力和运动的联系 2 加速度是联系运动学和动力学的桥梁 正确地求得加速度是解决问题的关键 1 质量为40kg的物体静止在水平的桌面上 当在400n的水平力作用下由静止开始经过16m的距离时 速度大小为16m s 求物体受到的阻力大小 对物体进行受力分析如图所示 竖直方向物体受到重力mg和支持力fn一对平衡力作用 水平方向物体受到拉力f和摩擦力f作用 有f f f合 所以f f f合 400n 320n 80n 答案 80n 图4 5 4 例3 如图4 5 4所示 一自动电梯与水平面之间的夹角为 30 当电梯加速向上运动时 人对梯面的压力是其重力的6 5 试求人与梯面之间的摩擦力是其重力的多少倍 解析 人随电梯一起加速向上运动 二者保持相对静止 具有相同的加速度 对人受力分析可得人受重力mg 支持力fn 以及人与梯面之间的静摩擦力f 由于梯面是水平的 因此梯面给人的静摩擦力方向必然沿水平方向 且方向向右 建立直角坐标系 取水平向右为x轴正方向 竖直向上为y轴正方向 如图所示 将加速度a分解在x轴和y轴正方向上 则有ax acos ay asin 由牛顿第二定律可得x轴方向 fx max f 借题发挥 1 在建立直角坐标系时 不管选取哪个方向为x轴正方向 最后所得的结果都一样 但为了使解题方便 应考虑尽量减少矢量的分解 即要尽量使矢量在坐标轴上 2 一般只分解一种物理量 而不同时分解两种物理量 力或加速度 3 物体受三个力或三个力以上时往往用正交分解法 图4 5 5 2 如图4 5 5所示 水平地面上放置一个质量为m 10kg的物体 在与水平方向成 37 角的斜向右上方的拉力f 100n的作用下沿水平地面从静止开始向右运动 物体与地面间的动摩擦因数为 0 5 求 5s末物体的速度大小和5s