高一物理滬科版必修1 第5章 5.3《牛頓運動定律的案例分析》課件

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歡迎進入物理課堂 理解教材新知 第5章 隨堂基礎鞏固 課時跟蹤訓練 知識點一 知識點二 把握熱點考向 考向一 考向二 應用創(chuàng)新演練 5 3 考向三 1 如果已知物體的運動情況 根據(jù)運動學公式求出物體的加速度 再根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的力 2 如果已知物體的受力情況 可以由牛頓第二定律求出物體的加速度 再通過運動學公式確定物體的運動情況 3 加速度是聯(lián)系物體運動情況和受力情況的橋梁 自學教材 根據(jù)物體的運動情況 由運動學公式求出 再根據(jù)牛頓第二定律可確定物體所受的 從而求出某些未知力 或與力相關的某些量 如動摩擦因數(shù) 勁度系數(shù) 力的方向等 加速度 力 重點詮釋 1 解題思路 2 解題步驟 1 確定研究對象 對研究對象進行受力分析和運動過程分析 并畫出受力圖和運動草圖 2 選擇合適的運動學公式 求出物體的加速度 3 根據(jù)牛頓第二定律列方程 求物體所受的合外力 4 根據(jù)力的合成與分解的方法 由合力求出需求的力 1 某消防隊員從一平臺上跳下 下落2m后雙腳著地 接著他用雙腿彎曲的方式緩沖 使自身重心又下降了0 5m 在著地過程中地面對他雙腿的平均作用力估計為 A 自身所受重力的2倍B 自身所受重力的5倍C 自身所受重力的8倍D 自身所受重力的10倍 答案 B 自學教材 根據(jù)牛頓第二定律 已知物體的受力情況可以求出物體的 再根據(jù)物體的初始條件 初位置和初速度 結(jié)合運動學公式 就可以求出物體在任意時刻的位置和速度 也就確定了物體的 加速度 運動情況 重點詮釋 1 解題思路 2 解題步驟 1 確定研究對象 對研究對象進行受力分析 并畫出物體的受力圖 2 根據(jù)力的合成與分解 求出物體所受的合外力 包括大小和方向 3 根據(jù)牛頓第二定律列方程 求出物體運動的加速度 4 結(jié)合物體運動的初始條件 選擇運動學公式 求出所需求的運動學量 任意時刻的位移和速度 以及運動軌跡等 2 將質(zhì)量為0 5kg的小球以14m s的初速度豎直上拋 運動中球受到的空氣阻力大小恒為2 1N 則球能上升的最大高度是多少 g取9 8m s2 答案 7m 例1 質(zhì)量m 1 5kg的物塊 可視為質(zhì)點 在水平恒力F作用下 從水平面上A點由靜止開始運動 運動一段距離撤去該力 物塊繼續(xù)滑行t 2 0s后停在B點 已知A B兩點間的距離s 5 0m 物塊與水平面間的動摩擦因數(shù) 0 20 求恒力F的大小 g取10m s2 思路點撥 由撤去力F前及撤去力F后的運動情況以及運動學規(guī)律求出撤去力F前的加速度 然后由牛頓第二定律求解恒力F的大小 解析 設未撤去力F物塊的位移s1 撤去力F后物塊位移s2 撤去力F時速度為v 對撤去力F前 由運動學公式有v2 2a1s1 撤去力F后有v a2t v2 2a2s2 又s1 s2 s 由題意知 撤去力F后 摩擦力f mg 故由牛頓第二定律有a2 g 聯(lián)立以上各式解得a1 8m s2 撤去力F前 由牛頓第二定律得F f ma1 則F f ma1 mg ma1 15N 答案 15N 借題發(fā)揮 對于過程較復雜的情況 應分階段進行運動過程分析 并找出各運動過程的相關量 從而將各運動過程有機地連接在一起 1 一個滑雪的人 質(zhì)量m 75kg 以v0 2m s的初速度沿山坡勻加速滑下 山坡的傾角 30 在t 5s的時間內(nèi)滑下的路程s 60m 求滑雪人受到的阻力 包括摩擦和空氣阻力 答案 67 5N 例2 物體以12m s的初速度從斜面底端沖上傾角為37 的斜坡 已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0 25 g取10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 物體沿斜面上滑的最大位移 2 物體再滑到斜面底端時的速度大小 解析 設物體的質(zhì)量為m 1 物體上滑時受力分析如圖甲所示 垂直斜面方向 N mgcos37 平行斜面方向 f mgsin37 ma1又f N 2 物體返回時受力分析如圖乙所示 垂直斜面方向 N mgcos37 平行于斜面方向 mgsin37 f ma2又f N 借題發(fā)揮 解決動力學問題時 受力分析是關鍵 分析時 首先要弄清楚整個過程中物體的受力是否變化 其加速度是否相同 若不同 必須分階段處理 在例題中 若斜面是光滑的 那么 物體沿斜面上滑的最大位移是多少 從開始沖上斜面到返回到斜面底端總共需用多少時間 答案 12m4s 例3 如圖5 4 1所示 固定光滑輕桿與地面成一定傾角 在桿上套有一個光滑小環(huán) 小環(huán)在沿桿方向的推力F的作用下向上運動 推力F與小環(huán)的速度v隨時間的變化規(guī)律如圖5 4 2所示 取重力加速度g 10m s2 求 圖5 4 1 圖5 4 2 1 小環(huán)的質(zhì)量m 2 輕桿與地面間的傾角 思路點撥 把兩個圖像結(jié)合起來 判斷小環(huán)的運動性質(zhì) 分析小環(huán)在不同階段的受力情況 用牛頓第二定律或平衡方程進行求解 答案 1 1kg 2 30 借題發(fā)揮 1 物理圖像信息量大 包含知識內(nèi)容全面 好多習題已知條件是通過物理圖像給出的 動力學問題中常見的有s t v t F t及a F等圖像 2 遇到帶有物理圖像的問題時 要認真分析圖像 要從它的物理意義 點 線段 斜率 截距 交點 拐點 面積等方面了解圖像給出的信息 再利用共點力平衡 牛頓運動定律及運動學公式去解題 2 放在水平地面上的一物塊 受到方向不變的水平推力F的作用 F的大小與時間t的關系如圖5 4 3甲所示 物塊速度v與時間t的關系如圖5 4 3乙所示 取重力加速度g 10m s2 由此兩圖像可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù) 分別為 圖5 4 3 答案 A 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全