【高中物理】2023-2024学年人教版必修第一册 牛顿运动定律的应用 课件

第四章运动和力的关系第5节牛顿运动定律的应用为什么地铁列车每次停靠时都对的这么准？①确定研究对象，构建模型从受力确定运动②对这个物体进行受力分析：G→F弹

→F其他

→Ff③正交分解：建立直角坐标系，水平方向与竖直方向的力互不影响④应用牛顿第二定律求加速度：F合=ma⑤画运动草图，应用运动学公式：基本规律

导出规律

（无x）（无vt）（无t）（无v0）（无a）例1.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。位移？（v0、v、a、x、t）√?√F合=ma运动力已知力求运动a

运动学公式（v0、v、a、x、t）受力分析F合=ma例1.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。（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？位移？（v0、v、a、x、t）√?√F合=ma受力分析F合=ma运动力已知力求运动a

运动学公式（v0、v、a、x、t）①确定研究对象，构建模型从运动确定受力④对这个物体进行受力分析：G→F弹

→F其他

→Ff⑤正交分解：建立直角坐标系，水平方向与竖直方向的力互不影响③应用牛顿第二定律求合力：F合=ma②画运动草图，应用运动学公式：基本规律

导出规律

（无x）（无vt）（无t）（无v0）（无a）例2.一个滑雪者，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。牛顿第二定律解题步骤：明确对象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may正交分解法使用注意：

（1）让尽量多的力在坐标轴上（2）尽量分解已知力yxmgsin30°mgcos30°mgFfFN)30°a运动力已知力求运动a

运动学公式（v0、v、a、x、t）已知运动求力F合=ma第四章运动和力的关系第5节牛顿运动定律的应用（2）

)F37°53°)提醒：把已知量标在图上，

从图上寻找突破口！运动力已知力求运动a

运动学公式（v0、v、a、x、t）已知运动求力F合=ma例4.如图所示，质量为M的小车通过一跨过定滑轮的细绳悬挂一质量为m的砂桶，不计水平面及滑轮的摩擦，求：

（1）求小车运动的加速度a和细绳对小车的拉力F？（2）什么情况下，细绳对小车的拉力大小约等于砂桶的总重力大小？此时小车的

加速度为多大？MmmgFF桶和回形针的总重量mg当作绳对小车的拉力牛顿第二定律解题步骤：明确对象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may

a实a理aFOa

Oa实a理

不满足m<<M不满足m<<MF0MmF1=10NF2=6N光滑MmF1=10NF2=6N光滑绳子的拉力？M与m间的弹力？FTFN牛顿第二定律解题步骤：明确对象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may

整体隔离法牛顿第二定律解题步骤：明确对象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=mayhmmhmm

整体隔离法例1.(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力，可行的办法是(

)A.减小A物块的质量 B.增大B物块的质量C.增大倾角θ

D.增大动摩擦因数μAB牛顿第二定律解题步骤：明确对象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may整体隔离法例2.如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球用细线悬挂于车厢顶部，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车厢底板上，学生鞋底与车厢底板间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角(θ=60°)，则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为(重力加速度为g)(

)A.大小等于μmg，方向水平向左B.大小等于mg，方向竖直向上C.大小大于mg/tanθ，方向水平向左D.大小大于mg/sinθ，方向斜向左上方D牛顿第二定律解题步骤：明确对象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may整体隔离法例3.(多选)如图所示的装置叫阿特伍德机。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体加速度g，这使得实验者可以有较长的时间从容地观测、研究。已知物体A、B的质量均为M，物体C的质量为m。轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长。物体A、B、C由图示位置静止释放后(

)A.绳子上的拉力大小T=(M+m)gB.物体A的加速度a=mg/(2M+m)

C.M/m的取值小一些，便于观测和研究D.M/m的取值大一些，便于观测和研究BD牛顿第二定律解题步骤：明确对象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may整体隔离法例4.如图所示，光滑的水平面上有一小车，以向右的加速度a做匀加速运动，车内两物体A、B质量之比为2∶1，A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上，B通过质量不计的轻绳与车相连，剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小分别为(

)A．a、0B．a、aC．a、2aD．0、2aC牛顿第二定律解题步骤：明确对象受力分析正交分解列式求解Fx=maxFy=may整体隔离法第四章运动和力的关系第5节牛顿运动定律的应用（3）1.模型特点:证明:

等时圆问题

x=2Rcosθmgcosθ=ma③有公共竖直直径为斜边3.等时轨道前提：运动时间与斜面的倾角和长短无关2.等时轨道结论：物体从静止开始，沿着竖直平面圆的竖直直径为公共斜边的光滑轨道所用时间都相同，且都等于自由下落发生位移为直径的时间①v0=0②无摩擦力

例1.(多选)OB、OC、OD是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上都套有一个小球，三个小球分别从O点由静止释放，用t1、t2、t3依次v1、v2、v3表示各滑环到达B、C、D点所用的时间和速度大小，则()A.t1<t2<t3B.v1=v2=v3

C.t3>t1>t2D.t1=t2=t3

ABOADCB结论：①角度越大，时间越小②到达底端的v相同同高不同底：θ越大，a越大，并且L越小，故时间小证明：

等时圆问题

mgsinθ=ma

由v=at得：

例2.(多选)OB、OC、OD是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上都套有一个小球，三个小球分别从B、C、D点由静止释放，与水平面的夹角依次为30°、45°、60°，用t1、t2、t3依次v1、v2、v3表示各滑环到达O点所用的时间和速度大小，则()A.t1<t2<t3B.v1<v2<v3

C.t1=t2=t3D.t1、t3一定相同BD结论：①θ=45˚时tmin②θ=30˚和θ=60˚时t相同同底不同高:证明：

等时圆问题DACBO

mgsinθ=ma

由v=at得：例1.如图所示，一滑块以v0=0m/s的速度滑上长度为L的水平传送带，已知传送带以v=4m/s的速度顺时针转动，传送带与物块间的摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2。（1）滑块在传送带上的受力情况？（2）滑块在传送带上做什么运动？有几种可能？（3）这几种可能情况当中，哪一种可以作为临界？对传送带的长度L有什么要求？（4）物块滑离传送带时，与传送带间的相对位移？v0v（划痕多长？）传送带模型①中途共速：②到末端刚好共速：③到末端还未共速：GFNf例1.如图所示，一滑块以v0=0m/s的速度滑上水平传送带，已知传送带以v=4m/s的速度顺时针转动，传送带与物块间摩擦因数为μ=0.2，g=10m/s2。试分析：（1）滑块在传送带上的受力情况？（2）滑块在传送带上做什么运动？有几种运动的可能？（3）这几种可能情况当中，哪一种可以作为临界？对传送带的长度L有什么要求？（4）物块滑离传送带时，与传送带间的相对位移？v0v思考：划痕多长？拓展1：若v0=6m/s，情况如何？拓展2：若v0=6m/s，传送带逆时针，情况如何？拓展3：若v0=2m/s，传送带逆时针，情况如何？传送带模型

ACD传送带模型例1.如图所示，倾角为37°，长为L＝16m的传送带，转动速度为v＝10m/s，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A处无初速度地释放一个质量为m＝0.5kg的物体。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2。求：（1）传送带顺时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间？（2）传送带逆时针转动时，物体从顶端A滑到底端B的时间及划痕的长度Δx？拓展：若μ＝0.8，传送带逆时针，情况如何？4s、56m2s、5m倾斜传送带模型例1.如图，质量M=4kg的长木板静止处于粗糙水平地面上，长木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1，现有一质量m=3kg的可看成质点的小木块以v0=14m/s的速度从一端滑上木板，恰好未从木板上滑下，木块与长木板间的动摩擦因数μ2=0.5，g取10m/s2，求：