学教科版必修一 3.5牛顿运动定律的应用 课件（2）（44张）.ppt

第5节牛顿运动定律的应用 牛顿第二定律给出了质量 力及加速度三者之间的定量关系 使我们能够把物体的受力与运动联系起来 1 从受力确定运动情况如果已知物体的质量及受力情况 可以由牛顿第二定律求出物体的加速度 再通过运动学规律就可以确定物体的运动情况 2 从运动情况确定受力如果已知物体的质量及运动情况 根据运动学公式求出物体的加速度 再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力 2 解题步骤 确定研究对象 对研究对象进行受力分析 并画出物体受力示意图 根据力的合成和分解的方法 求出物体所受的合外力 根据牛顿第二定律列方程求出物体的加速度 根据题意确定物体运动的初始条件 选择运动学公式 求出所需的物理量 例1 跳水表演中某人从30m高的塔上竖直跳下并准确地落入水池中 已知水对他的阻力 包括浮力 是他所受重力的3 5倍 设他起跳速度为零 在空中下落的加速度为8m s2 g取10m s2 试问 需要准备一个至少多深的水池 答案 9 6m 答案 8m 例2 静止在水平面上的物体的质量为2kg 在水平恒力f推动下开始运动 4s末它的速度达到4m s 此时将力撤去 又经6s物体停下来 如物体与地面的动摩擦因数不变 求f的大小 针对训练2 1 质量为10g的子弹 以300m s的速度水平射入一块竖直固定的木板 把木板打穿 子弹穿出的速度为200m s 板厚10cm 求子弹对木板的平均作用力 答案 2 5 103n 方向与子弹运动方向相同 思路点拨 本题中人所受的力沿水平方向和竖直方向 因而如图建立坐标轴可不必分解力 但须分解加速度 这种解法要比沿加速度方向和垂直于加速度方向建立坐标轴求解来得简单 同学们不妨比较一下 解析 以物体为研究对象 受力分析如图所示 以垂直于斜面方向为y轴 沿斜面方向为x轴 建立直角坐标系 在y轴方向由平衡条件得 n mgcos 在x轴方向上 由牛顿第二定律得 mgsin f ma 且f n 由 得 a 3 3m s2 答案 3 3m s2 思路点拨 运动员和吊椅具有共同的加速度 运用整体法和隔离法分别选取不同研究对象 进行受力分析 运用牛顿运动定律可求解 解析 1 设运动员和吊椅的质量分别为m和m 绳拉运动员的力为f 以运动员和吊椅整体为研究对象 受到重力的大小为 m m g 向上的拉力为2f 根据牛顿第二定律有2f m m g m m a 解得 f 440n根据牛顿第三定律 运动员拉绳的力的大小为440n 方向竖直向下 2 以运动员为研究对象 运动员受到三个力的作用 重力大小mg 绳的拉力f 吊椅对运动员的支持力n 根据牛顿第二定律f n mg ma 解得n 275n根据牛顿第三定律 运动员对吊椅压力大小为275n 方向竖直向下 答案 1 440n 2 275n 方向竖直向下 2 设汽车紧急制动 刹车 后所受阻力的大小与汽车所受重力相等 当汽车以20m s的速度行驶时 突然制动到它不能继续滑行 所通过的距离为 g取10m s2 b a 40mb 20mc 10md 5m 解析 由题意知f mg 得a g 10m s2 再由v2 2ax得x 20m 解析 由f t图像及牛顿第二定律知该质点在前2s内 先做加速度增大的加速运动 再做加速度减小的加速运动 2s末速度达到最大值 从2s末到4s末的两秒内 先做加速度增大的减速运动 再做加速度减小的减速运动 在这4s内该质点一直向一个方向运动 4s末速度减为零 5 用30n的水平力f 拉一静止在光滑水平面上质量为20kg的物体 力f作用3s后消失 则第5s末物体的速度大小和加速度大小分别是 c a v 4 5m s a 1 5m s2b v 7 5m s a 1 5m s2c v 4 5m s a 0d v 7 5m s a 0 8 2010年长沙高一检测 物体以12m s的初速度从斜面底端冲上倾角为 37 的斜坡 已知物体与斜面间的动摩擦因数为0 25 g取10m s2