牛顿运动定律的应用 【新教材备课精研】 高一物理 课件 （2019人教版必修第一册）

4.5牛顿运动定律的应用第四章运动和力的关系引言为了尽量缩短停车时间，旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？复习回顾：牛顿第二定律艾萨克·牛顿(1643—1727)内容：物体的加速的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。表达式：F=maF指物体受到的合外力复习回顾五大物理量三大公式知3求2动力学：研究运动和力的关系的分支从受力情况确定运动情况从运动情况确定受力情况从受力情况确定运动情况

已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。物体运动情况运动学公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况从受力情况确定运动情况F=5N已知物体质量为2kg，静止在光滑地面，受到一个水平拉力F=5N，求10s后的速度及10s的位移F=5N已知物体质量为2kg，静止在滑动摩擦因素u=0.2的地面，受到一个水平拉力F=5N，求10s后的速度及10s的位移从受力情况确定运动情况已知物体质量为2kg，静止在滑动摩擦因素u=0.1的地面，受到一个与水平成37°斜向上的拉力F=5N，求10s后的速度及10s的位移F=5N37°再问：若10s后撤去外力，则经过多长时间停下？从受力情况确定运动情况已知物体质量为2kg，静止放在光滑的倾角为37°的斜面上，求经过10s后的速度及位移？已知物体质量为2kg，静止放在滑动摩擦因素u=0.5的倾角为37°的斜面上，求经过10s后的速度及位移？从受力情况确定运动情况已知物体质量为2kg，静止放在滑动摩擦因素u=0.5的倾角为37°的斜面上，受到一个沿斜面向上大小为30N的力，求经过2s后的速度及位移？F再问：若2s后撤去外力，则经过多长时间停下？例题精讲运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。（1）运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2。（2）若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？例题精讲受力分析合外力加速度运动量位移运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。（1）运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2。（2）若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？例题精讲解（1）选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等于滑动摩擦力Ff（图4.5-3）。设冰壶的质量为m，以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力Ff的方向与运动方向相反，则根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为加速度为负值，方向跟x轴正方向相反。将v0＝3.4m/s，v＝0代入v2－v02

＝2a1x1，得冰壶的滑行距离为冰壶滑行了28.9m例题精讲（2）设冰壶滑行10m后的速度为v10，则对冰壶的前一段运动有冰壶后一段运动的加速度为滑行10m后为匀减速直线运动，由v2－v102

＝2a2x2，v＝0，得第二次比第一次多滑行了（10＋21－28.9m＝2.1m第二次比第一次多滑行了2.1m。从运动情况确定受力情况已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量物体运动情况运动学公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况从运动情况确定受力情况F=？已知物体质量为2kg，静止在光滑水平地面，要使物体在1s内前进5m，求所受的水平拉力大小？F=5N已知物体质量为2kg，静止在滑动摩擦因素u=0.2的水平地面，要使物体在1s内前进5m，求所受的水平拉力大小？从运动情况确定受力情况已知物体质量为2kg，静止在滑动摩擦因素u=0.2的水平地面，受到一个与水平成37°斜向上的拉力作用下，5s末速度为25m/s，求拉力大小？F=5N37°再问：若5s后撤去外力，则经过多长时间停下？从运动情况确定受力情况已知物体质量为2kg，在的倾角为37°的斜面上匀速下滑，求滑动摩擦因素u等于多少？已知物体质量为2kg，静止放在滑动摩擦因素u=0.5的倾角为37°的斜面底端，斜面长为5m，要求在1s内到达斜面顶端，则需要添加多大的沿斜面向上的拉力？F例题精讲如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10m/s2

例题精讲如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10m/s2

力合外力运动学公式运动量加速度例题精讲解以滑雪者为研究对象。建立如图4.5-5所示的直角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律，有其中v0＝2m/s，t＝5s，x＝60m，则有根据牛顿第二定律，有例题精讲得其中，m＝75kg，θ＝30°，则有Ff＝75N，FN＝650N根据牛顿第二定律，有根据牛顿第三定律，

滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支持力大小，为650N方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为75N方向沿山坡向上。动力学的两类基本问题：加速度a是联系力和运动的桥梁从受力确定运动情况物体运动情况运动学公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况物体运动情况运动学公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况从运动情况确定受力动力学问题的求解的基本步骤(1)确定研究对象；(2)分析受力情况和运动情况，

画示意图(受力和运动过程)；(3)用牛顿第二定律或运动学公式

求加速度；(4)用运动学公式或牛顿第二定律

求所求量。小结物体运动分析物体受力分析运动学公式牛顿第二定律加速度

a从受力确定运动从运动确定受力所求量所求量小试牛刀质量m=2kg的物块在倾角为θ=37°的斜面上，受一沿斜面向上