学教科版必修一 3.5牛顿运动定律的应用 课件（1）（37张）.ppt

5牛顿运动定律的应用 目标导航学习目标 1 进一步了解物体的受力分析 能结合力的性质和运动状态进行分析 2 会用牛顿运动定律解决两类动力学问题 3 理解应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 重点难点 1 两类动力学问题 2 解答动力学问题的基本思路 一 由受力和运动情况确定物体质量由已知的运动情况 根据 求出物体运动的加速度 再根据 列出牛顿第二定律方程 解方程求出物体的 运动学公式 受力情况 质量 二 由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 就可以确定物体的运动情况 加速度 运动学的规律 三 由运动情况确定受力如果已知物体的运动情况 根据运动学公式求出物体的 再根据 确定物体所受的力 加速度 牛顿第二定律 图3 5 1 想一想一位同学通过电视机观看火箭发射的情景 他听到现场指挥倒计时结束发出 点火 命令后 立刻用秒表计时 测得火箭底部通过发射架顶端的时间是4 8s 他想算出火箭受到的推力 试分析还要知道哪些条件 不计空气阻力 要点一参考系学案导引1 已知物体的受力情况如何求解加速度 2 对物体受力分析时应注意什么 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 求出所需求的运动学量 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 已知量的单位应都统一成国际单位制中的单位 在平直的高速公路上 一辆汽车以32m s的速度匀速行驶 因前方发生事故 司机立即刹车 直到汽车停下 已知汽车的质量为1 5 103kg 刹车时汽车受到的阻力为1 2 104n 求 1 刹车后汽车运动的加速度大小 2 汽车在2s内的位移 3 汽车在6s内的位移 精讲精析 1 由牛顿第二定律有 f ma代入数据解得 a 8m s2 2 由匀变速直线运动公式 x v0t at2 2且加速度方向与速度方向相反 代入数据得x 48m 3 由计算得刹车后的加速度知汽车经过t v a 4s即停下 所以6s内位移与4s内位移相等即由公式x v0t at2 2 以t 4s代入得 x 64m 答案 1 8m s2 2 48m 3 64m 方法总结 已知受力情况求运动情况 应从研究对象的受力入手 求得它运动的加速度 然后再利用运动学公式去求相关的运动物理量 变式训练1 如图3 5 1所示 一固定不动的光滑斜面 倾角为 高为h 一质量为m的物体从斜面的顶端由静止开始滑下 求物体从顶端滑到底端所用的时间及滑到底端时速度的大小 图3 5 1 要点2由运动情况确定受力学案导引1 已知物体的运动情况如何求解加速度 2 已知合力如何求分力 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 由合力求出所需求的力 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 质量为0 2kg的物体从36m高处由静止下落 落地时速度为24m s 则物体在下落过程中所受的平均阻力是多少 g取10m s2 图3 5 2 答案 0 4n 方法总结 解决动力学问题时 受力分析是关键 对物体运动情况的分析同样重要 特别是对运动过程较复杂的问题 分析时 一定要弄清楚整个过程中物体的加速度是否相同 若不同 必须分段处理 加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁 分析受力时 要注意前后过程中哪些力发生了变化 哪些力没发生变化 变式训练2 2012 厦门一中高一检测 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动 4s内通过8m的距离 此后关闭发动机 汽车又运动了2s停止 已知汽车的质量m 2 103kg 汽车运动过程中所受阻力大小不变 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 答案 1 4m s 2 4 103n 3 6 103n 临界法分析动力学问题 经典案例 9分 如图3 5 3所示 质量为m 10kg的小球挂在倾角 37 质量为m 40kg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 图3 5 3 思路点拨 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n 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 解题样板 先求出临界状态时的加速度 这时n 0 受力如图3 5 4甲所示 故 图3 5 4 当斜面和小球以a1向右做匀加速运动时 由于a1 a0 可知这时小球与斜面间有弹力 所以其受力如图乙所示 故有 所以当以加速度a1运动时 小球对绳的拉力为100n 对斜面的压力为50n 当以加速度a2运动时 小球对绳的拉力为200n 对斜面的压力为0