沪科版必修1 5.4 牛顿运动定律的案例分析 学案.docx

学案4牛顿运动定律的案例分析目标定位1.掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路和方法.2.学会处理动力学的两类基本问题一、从受力确定运动情况受力情况f合求a，求得s、v0、vt、t.例1如图1所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.25，现对物体施加一个大小f8 n、与水平方向成37角斜向上的拉力，已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小图1二、从运动情况确定受力运动情况求a受力情况例2民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m，构成斜面的气囊长度为5.0 m要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2.0 s(g取10 m/s2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？针对训练1质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的vt图像如图2所示弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的.设球受到的空气阻力大小恒为f，取g10 m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力f的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.图2三、多过程问题分析1当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程(联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等)2注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度例3质量为m2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图3所示的力f，f10 n，37(sin 370.6)，经t110 s后撤去力f，再经一段时间，物体又静止，(g取10 m/s2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？图3针对训练2冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼如图4所示，acd是一滑雪场示意图，其中ac是长l8 m、倾角37的斜坡，cd段是与斜坡平滑连接的水平面人从a点由静止下滑，经过c点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下人与接触面间的动摩擦因数均为0.25，不计空气阻力，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：(1)人从斜坡顶端a滑至底端c所用的时间；(2)人在离c点多远处停下？图41(从受力确定运动情况)一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角30，如图5所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04，求5 s内滑下来的路程和5 s末速度的大小(运动员一直在山坡上运动)(小数点后保留一位有效数字)图52(从运动情况确定受力)一物体沿斜面向上以12 m/s的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的vt图像如图6所示，求斜面的倾角以及物体与斜面间的动摩擦因数.(g取10 m/s2)图63(多过程问题)一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m2103 kg，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精析知识探究例1(1)见解析图1.3 m/s2，方向水平向右(2)6.5 m/s(3)16.25 m解析(1)对物体受力分析如图：由图可得：解得：a1.3 m/s2，方向水平向右(2)vtat1.35 m/s6.5 m/s(3)sat21.352 m16.25 m例2(1)2.5 m/s2(2)0.92解析(1)由题意可知，h4.0 m，l5.0 m，t2.0 s.设斜面倾角为，则sin .乘客沿气囊下滑过程中，由lat2得a，代入数据得a2.5 m/s2.(2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，沿x轴方向有mgsin fma，沿y轴方向有nmgcos 0，又fn，联立方程解得0.92.针对训练1(1)0.2 n(2)0.375 m例3(1)见解析(2)5 m/s(3)27.5 m解析(1)当力f作用时，物体做匀加速直线运动，撤去f的瞬间物体的速度达到最大值，撤去f后物体做匀减速直线运动直至速度为零(2)撤去f前对物体受力分析如图甲，有：fsin n1mg，fcos fma1fn1s1a1tvta1t1，联立各式并代入数据解得s125 m，vt5 m/s(3)撤去f后对物体受力分析如图乙，有：fn2ma2，n2mg2a2s2