必修1物理新教材人教第四章 4.5 牛顿运动定律的应用.pptx
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1、4.5 牛顿运动定律的应用 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? 问题 ? 一、牛顿运动定律一、牛顿运动定律 物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比,跟它的质量成物体加速度的大小跟所受到的作用力成正比,跟它的质量成 反比;反比; 加速度方向跟作用力方向相同。加速度方向跟作用力方向相同。 复习:复习: 公式公式: F=ma 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反, 作用在一条直线上。作用在一条直线上。 : 二、运动学公式二、运动学公式 速度公
2、式速度公式 :v = vo+at 位移公式:位移公式:x= vot + at2 导出公式:导出公式:v 2 vo 2 =2ax 2 1 一、从受力确定运动情况一、从受力确定运动情况 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。移等。 基本思路:基本思路:先分析物体受力情况求合力,据牛顿第二定律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求加速度,再用运动学公式求所求量( (运动学量运动学量)
3、)。 【例题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 3.4 m/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 10 m/s2。 (2)若运动员仍以 3.4 m/s 的速度将冰壶投出,其队友在冰壶自由滑行 10 m 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? (1)选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的
4、合力等于滑动摩擦力)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(图 4.5-3)。设冰壶的)。设冰壶的 质量为质量为 m ,以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系,滑动摩擦力,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,的方向与运动方向相反, 则则 Ff 1FN 1mg 根据牛顿第二定律,冰壶的加速度为根据牛顿第二定律,冰壶的加速度为 2 1 1 1 /1002. 0smg m mg m F a f mm a v x9 .28 )2 . 0(2 4 . 3 2 2 1 2 0 1 加速度为负值,方向跟加速度为负值,方向跟 x 轴正方向相反
5、轴正方向相反 将将 v0 3.4 m/s,v 0 代入代入 v2 v02 2a1x1,得冰壶的滑行距离为,得冰壶的滑行距离为 冰壶滑行了冰壶滑行了 28.9 m (2)设冰壶滑行)设冰壶滑行 10 m 后的速度为后的速度为 v10,则对冰壶的前一段运动有,则对冰壶的前一段运动有 v102 v02 2a1x10 冰壶后一段运动的加速度为冰壶后一段运动的加速度为 a2 2 g 0.020.910 m/s2 0.18 m/s2 滑行滑行 10 m 后为匀减速直线运动,由后为匀减速直线运动,由 v2v1022a2 x2 ,v0,得,得 第二次比第一次多滑行了第二次比第一次多滑行了 第二次比第一次多滑行
6、第二次比第一次多滑行2.1 m。 (10 21 28.9)m 2.1 m m a xav a v x21 2 2 2 2 101 2 0 2 2 10 2 练练1. 一个静止在水平面上的物体,质量是一个静止在水平面上的物体,质量是2kg,在,在6.4N 的水平拉力作用下沿水平面向右运动,物体与水平地面的水平拉力作用下沿水平面向右运动,物体与水平地面 间的滑动摩擦力为间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内的位内的位 移。移。 F 由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得: F - f= ma smsmatv/4 . 4/41 . 1 mmatx8 . 841 . 1
7、2 1 2 1 22 4s末的速度末的速度 4s内的位移内的位移 22 f6.4 4.2 /1.1 / 2 F am sm s m 解得 解:解: mg FN F f 如图,物体受力分析如图,物体受力分析 练练1. 一个静止在水平面上的物体,质量是一个静止在水平面上的物体,质量是2kg,在,在6.4N的水平拉力作的水平拉力作 用下沿水平面向右运动,物体与水平地面间的滑动摩擦力为用下沿水平面向右运动,物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求。求 物体物体4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。 拓展一:拓展一:一个静止在水平地面上的物体,一个静止在水平地面上的物体,质量是质量是2Kg,
8、 在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体物体 与地面的与地面的动摩擦因数为动摩擦因数为0.25,求物体在求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。(内的位移。(g=10m/s2) 0.7 4/2.8/vatm sm s 4s末的速度末的速度 FN = mg 22 6.4 - g-0.25 10/0.7/ 2 F am sm s m 解得: 解:解:物体受力分析如图所示 物体受力分析如图所示 由牛顿第二定律可得由牛顿第二定律可得: F- FN= ma 拓展一:拓展一: 一个静止在水平地面上的物体,一个静止在水平地面上的物体,质量是质量是2
9、Kg,在在6.4N的水平拉的水平拉 力作用下沿水平地面向右运动。力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因数为物体与地面的动摩擦因数为0.25,求求 物体在物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。内的位移。 22 11 0.745.6 22 xatmm4s内的位移内的位移 mg FN Ff 拓展二:拓展二:一个静止在水平地面上的物体,一个静止在水平地面上的物体,质量是质量是2Kg,在在 6.4N的拉力的拉力F作用下沿水平地面向右运动。作用下沿水平地面向右运动。已知已知F与水平地面与水平地面 的夹角为的夹角为370,物体与地面的动摩擦因数为物体与地面的动摩擦因数为0.25,求物体在
10、,求物体在4s 末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8,g=10m/s2。 F 370 解:物体受力分析如图所示解:物体受力分析如图所示 0.54 4/2.16/vatm sm s4s4s末的速度末的速度 由牛顿第二定律,可得由牛顿第二定律,可得: 2 cos-Fsin 0.54/ Fmg am s m () 解得: Fcos-FN=ma FN mg F f f FN+Fsin=mg 拓展二:拓展二:一个静止在水平地面上的物体,一个静止在水平地面上的物体,质量是质量是2Kg,在在6.4N的拉力的拉力F作用下沿水平地面作用下沿水平地面 向右运动。已知向右运动。已知F与水平
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