【課件】牛頓運動定律的應用（人教版2019必修第一冊）

牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律牛頓運動定律當物體不受外力或合外力為零時總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。

物體的加速度與合力成正比與物體的質量成反比

F合

=ma作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直線上

F=－F/第5節(jié)牛頓運動定律的應用解決運動學問題動力學一、從受力確定運動情況第5節(jié)牛頓運動定律的應用橋梁v＝v0＋at

重力彈力摩擦力1.確定對象2.受力分析3.正交分解4.求出合力5.牛二求a6.確定運動F合＝ma【典例1】運動員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠處的某個位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺運動員的隊友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面，減小冰面的動摩擦因數(shù)以調節(jié)冰壺的運動。（1）運動員以3.4m/s的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)為0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠？g取10m/s2。mgFNFf(1)冰壺受力如圖所示Ff＝μ1FN＝μ1mga1=μ1g=0.2m/s2=ma1x1==28.9m

（2）若運動員仍以3.4m/s的速度將冰壺投出，其隊友在冰壺自由滑行10m后開始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?0%，冰壺多滑行了多少距離？v12-v02

=-2a1x0a2=0.9μg

=0.18m/s2v0v1x0v12=7.56m2/s2mgFNFf

=21m【典例2】在海濱樂場里有一種滑沙的游樂活動。如圖所示，人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始滑下，滑到斜坡底端B點后沿水平的滑道再滑行一段距離到C點停下來。若某人和滑板的總質量m＝60.0kg，滑板與斜坡滑道和水平滑道的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.50，斜坡AB的長度l＝36m。斜坡的傾角θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，斜坡與水平滑道間是平滑連接的，整個運動過程中空氣阻力忽略不計，重力加速度g取10m/s2。求(1)人從斜坡頂端滑到底端的時間為多少？(2)人滑到水平面上后還能滑行多遠？=14.4m解(1)以人為對象，受力分析AB:mgsin370-μmgcos370=ma1得:a1=2m/s2得:t=6s(2)BC:μmg=ma2得：a2=5m/s2

【典例3】物塊A、木板B質量均為m=10kg，不計A的大小，木板B長L=3m。開始時A、B均靜止?，F(xiàn)使A以水平初速度v0從B的最左端開始運動。已知A與B、B與水平面之間的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.3和μ2=0.1，g取10m/s2。(1)發(fā)生相對滑動時，A、B的加速度各是多大？(2)若A剛好沒有從B上滑下來，則A的初速度v0為多大？mgNFf(1)對A、B受力分析mgN/FfNFf/

=3m/s2

=1m/s2(2)XA-XB=LVA=VBxBxA

V0-aAt=aBt得V0=

一、從受力確定運動情況第5節(jié)牛頓運動定律的應用二、板塊模型BAv0BAFBA1.速度帶動2.外力帶動二、板塊模型BAv0xBxA?x1.速度帶動①同向XA-XB=?X(相對位移或劃痕)剛好不掉下：XA-XB=L板長BAv0xBxALvBvAVA=VBFfFf思考：一旦共速后，摩擦力如何變化？共速后摩擦力發(fā)生突變。BAvAvB二、板塊模型1.速度帶動①同向XA-XB=?X(相對位移或劃痕)xAxB?x②反向XA+XB=?X(相對位移或劃痕)剛好不掉下：XA-XB=L板長VA=VB0m/svvB/vA/共速后摩擦力發(fā)生突變。LvA/BAvAvB二、板塊模型1.速度帶動①同向XA-XB=?X(相對位移或劃痕)xAxB剛好不掉下：XA-XB=L板長VA=VB剛好不掉下：XA+XB=L板長VA/=VB/vB/②反向XA+XB=?X(相對位移或劃痕)共速后摩擦力發(fā)生突變。二、板塊模型1.速度帶動2.外力帶動:BABAF乙F甲能不能一起跑？fABfBAμ1μ1(1)水平面光滑分離:F甲=(mA+mB)aBm

F乙=

(mA+mB)aAm=(mA+mB)μ1gμ2μ2(2)水平面粗糙分離:Ff地Ff地BABAF乙F甲fABfBAμ1μ1μ2μ2(2)水平面粗糙分離:Ff地Ff地F甲-μ2(mA+mB)g=(mA+mB)aBmF乙-μ2(mA+mB)g=(mA+mB)aAm

【典例4】如圖所示，質量M＝8kg的長木板放在光滑的水平面上，在長木板左端加一水平恒定推力F＝8N，當長木板向右運動的速度達到1.5m/s時，在長木板前端輕輕地放上一個大小不計、質量為m＝2kg的小物塊，物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，長木板足夠長。(g取10m/s2)

(1)小物塊放在長木板上后，小物塊及長木板的加速度各為多大？(2)經(jīng)多長時間兩者達到相同的速度？(3)從小物塊放上長木板開始，經(jīng)過t＝1.5s小物塊的位移大小為多少？F總位移x＝x1＋x2＝2.1m。(2)由amt＝v0＋aMt得t＝1s。

1s末v＝amt＝2m/s

以上都為典型的由受力情況確定運動情況，那么能不能反過來由運動情況確定受力呢？一、從受力確定運動情況第5節(jié)牛頓運動定律的應用二、板塊模型三、從運動確定受力情況橋梁v＝v0＋at

彈力重力摩擦力F合＝ma【典例6】

一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開始沿直線運動，4s內通過8m的距離，此后關閉發(fā)動機，汽車又運動了2s停止，已知汽車的質量m＝2×103kg，汽車運動過程中所受的阻力大小不變，求：(1)關閉發(fā)動機時汽車的速度大小；(2)汽車運動過程中所受到的阻力大??；(3)汽車牽引力的大小。得:F=6×103N解（1）以汽車為研究對象，并進行運動分析

得:a1=1m/s2

得:v=4m/s2(2)v=a2t2得:a2=2m/s2f=ma2=4×103N

(3)F-f=ma11.確定研究對象；

2.進行受力及運動分析；3.由牛二或運動學公式求a；

4.統(tǒng)一單位，解方程；第5節(jié)牛頓運動定律的應用四、兩類問題的一般步驟一、從受力確定運動情況二、板塊模型三、從運動確定受力情況【典例7】如圖，一位滑雪者，人與裝備的總質量為75kg，以2m/s的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡傾角為30°，在5s的時間內滑下的路程為60m。求滑雪者對雪面的壓力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力），g取10m/s2。解：得a=4m/s2FN－mgcosθ＝0mgsinθ－Ff＝ma得:Ff＝75N，F(xiàn)N＝650N

由牛頓第三定律，F(xiàn)N/=FN＝650N，方向垂直斜面向下。

Ff/＝Ff＝75N，方向沿山坡向上。【變式訓練】滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直線沖上一傾角為30°的山坡，從剛上坡即開始計時，至3.8s末，滑雪者速度變?yōu)?。如果雪橇與人的總質量為m=80kg，求雪橇與山坡之間的摩擦力為多少？g=10m/s2.FfmgFN解:a=(0-v0)/t=(0-20)/3.8

≈-5.26m/s2

Ff=20.8N，-Ff-mgsin300=ma方向沿斜面向下。【典例8】如圖，水平光滑面上靜止了一個滑塊，用一大小為F的水平拉力拉動滑塊，作用一段時間后，立即將水平拉力反向，大小為F/，在相等時間內，物體返回原處，則兩次拉力大小之比為多少？FF/解：

得：a/=3aF/=3F【練習1】（2022·湖南·邵陽市第二中學高一期中）如圖甲為某熱氣球示意圖，圖乙是它某次升空過程中的v-t圖像(取豎直向上方向為正方向)，則以下說法正確的是（）A．0~10s內，熱氣球的平均速度為5m/sB．30~40s內，熱氣球豎直向下運動C．30~40s內，吊籃中的人所受重力大于吊籃對他的支持力D．0~40s，熱氣球的總位移為125mC課堂練習【練習2】“巨浪”潛射導彈是護國衛(wèi)疆的利器，假設導彈剛發(fā)出來的一段運動可近似看成初速度為0豎直向上的勻加速直線運動，有一導彈的質量為m，助推力為F，忽略空氣阻力及燃料的質量，則當導彈運動了時間t時的速度大小為（）A．

B．

C．

D．A課堂練習【練習3】第五代制空戰(zhàn)機“殲-20”具備高隱身性、高機動性能力，為防止極速提速過程中飛行員因缺氧暈厥，“殲-20”新型的抗荷服能幫助飛行員最大承受9倍重力加速度（指飛機的加速度）。假設某次垂直飛行測試實驗中，“殲-20”加速達到50m/s后離地，而后開始豎直向上飛行試驗，該飛機在10s內勻加速到3060km/h，勻速飛行一段時間后到達最大飛行高度18.5km。假設加速階段所受阻力恒定，約為重力的

，g取10m/s2。已知該“殲-20”質量為20噸，忽略戰(zhàn)機因油耗等導致質量的變化。下列說法正確的是()A．本次飛行測試的勻速階段運行時間為26.5sB．加速階段系統(tǒng)的推力為C．加速階段飛行員已經(jīng)暈厥D．飛機在勻速階段爬升高度為14.25kmB課堂練習【練習4】（2022·湖北·監(jiān)利市教學研究室高一期末）有一種游戲，游戲者手持乒乓球拍托球移動，距離大者獲勝。若某人在游戲中沿水平面做勻加速直線運動，球拍與球保持相對靜止且球拍平面和水平面之間的夾角為θ，如圖所示。設球拍和球質量分別為M、m，不計球拍和球之間的摩擦，不計空氣阻力，則正確的是（）A．運動員的加速度大小為gsinθB．球受到合力大小為mgsinθC．球拍對球的作用力大小為mgcosθD．運動員對球拍的作用力大小為D課堂練習【練習5】（多選）如圖所示，一質量為M的長木板靜置于光滑水平面上，其上放置質量為m的小滑塊。木板受到水平拉力F作用時，用傳感器測出長木板的加速度a與水平拉力F的關系如圖所示，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（

）A．小滑塊的質量m=2kgB．小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2C．當水平拉力F增大時，小滑塊的加速度一定增大D．