1、,高中物理必修1教科版,3.5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 第一課時(shí),第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律,目標(biāo)定位,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué),用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的幾類(lèi)基本問(wèn)題,1已知物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況可求得物體的質(zhì)量.,2根據(jù)物體的受力和初始運(yùn)動(dòng)情況，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可以確切地知道物體以后的運(yùn)動(dòng),3根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可推知物體的受力情況,受力情況,F合,運(yùn)動(dòng)情況,a,m,受力情況,F合,初始運(yùn)動(dòng)情況,a,以后運(yùn)動(dòng)情況,運(yùn)動(dòng)情況,運(yùn)動(dòng)情況,a,運(yùn)動(dòng)情況,a,運(yùn)動(dòng)情況,F合,F合,受力情況,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué),想一想：如圖1所示為某次真空實(shí)驗(yàn)中用頻閃照相機(jī)拍攝到的金屬球與羽毛在真空中下落時(shí)的照片，由照片可以看出，在真空中金屬球與

2、羽毛的下落運(yùn)動(dòng)是同步的，即它們有相同的加速度 問(wèn)題：根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度與其質(zhì)量成反比，羽毛與金屬球具有不同質(zhì)量，為何它們的加速度相同呢？,圖1,前提,合力不變,只受重力,一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況,課堂講義,1基本思路,首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力情況和運(yùn)動(dòng)情況分析，把題中所給的情況弄清楚，,然后由牛頓第二定律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解,課堂講義,2解題步驟,(1)確定研究對(duì)象，對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，并畫(huà)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(yùn)動(dòng)的加速度,(4)結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)的初始條件，選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求出所需的運(yùn)

3、動(dòng)學(xué)量任意時(shí)刻的位移和速度，以及運(yùn)動(dòng)軌跡等,已知物體的受力情況,F=ma,求得a,求x、v0、v、t.,課堂講義,【例1】樓梯口一傾斜的天花板與水平地面成37，一裝潢工人手持木桿綁著刷子粉刷天花板，工人所持木桿對(duì)刷子的作用力始終保持豎直向上，大小為F10 N，刷子的質(zhì)量為m0.5 kg，刷子可視為質(zhì)點(diǎn)，刷子與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，天花板長(zhǎng)為L(zhǎng)4 m，取sin 370.6，試求： (1)刷子沿天花板向上的加速度 (2)工人把刷子從天花板底端推到頂端所用的時(shí)間,圖352,mg,FN,Ff,F,由牛頓第二定律，得,(Fmg)sin 37(Fmg)cos 37ma,a2 m/s2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得

4、,t2 s,課堂講義,針對(duì)訓(xùn)練 一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量為2 kg，受水平拉力F6 N的作用從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，已知物體與平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，求物體2 s末的速度及2 s內(nèi)的位移(g取10 m/s2),mg,FN,F,Ff,根據(jù)牛頓第二定律得,F Ff ma,又Ff mg,a1 m/s2,所以物體2 s末的速度為,vat12 m/s2 m/s,2 s內(nèi)的位移為,二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力,課堂講義,1基本思路,首先從物體的運(yùn)動(dòng)情況入手，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得物體的加速度a，,再在分析物體受力的基礎(chǔ)上，靈活利用牛頓第二定律求出相應(yīng)的力,課堂講義,2解題步驟,(1)確定研究對(duì)象；對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力

5、分析，畫(huà)出力的示意圖；,(2)選取合適的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求得加速度a；,(3)根據(jù)牛頓第二定律列方程，求得合力；,(4)根據(jù)力的合成與分解的方法，由合力求出所需的力,已知物體運(yùn)動(dòng)情況,物體受力情況,勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)公式,a,課堂講義,【例2】我國(guó)侵權(quán)責(zé)任法第87條“高空墜物連坐”條款規(guī)定：建筑物中拋擲物品或者從建筑物上墜落的物品造成他人損害，難以確定具體侵權(quán)人的，除能夠證明自己不是侵權(quán)人外，由可能加害的建筑物使用人給予補(bǔ)償近日，綿陽(yáng)一小伙就借助該條款贏得了應(yīng)有的賠償假設(shè)質(zhì)量為5.0 kg的物體，從離地面36 m高處，由靜止開(kāi)始加速下落，下落過(guò)程中阻力恒定，經(jīng)3 s落地試求： (1)物體下落的加速度的

6、大?。?(2)下落過(guò)程中物體所受阻力的大小(g取10 m/s2),(2)根據(jù)牛頓第二定律可得 mgfma,fmgma10 N,課堂講義,針對(duì)訓(xùn)練 如圖354所示，水平恒力F20 N，把質(zhì)量m0.6 kg的木塊壓在豎直墻上，木塊離地面的高度H6 m木塊從靜止開(kāi)始向下作勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2 s到達(dá)地面求： (1)木塊下滑的加速度a的大?。?(2)木塊與墻壁之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)(g取10 m/s2),圖354,mg,FN,F,Ff,(2)豎直方向，由牛頓第二定律有：,mgFfma,水平方向, 由平衡條件有：,FFN,FfFN,三、多過(guò)程問(wèn)題分析,課堂講義,1當(dāng)題目給出的物理過(guò)程較復(fù)雜，由多個(gè)過(guò)程組成時(shí)，

7、要明確整個(gè)過(guò)程由幾個(gè)子過(guò)程組成，將過(guò)程合理分段，找到相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)并逐一分析每個(gè)過(guò)程,聯(lián)系點(diǎn)：前一過(guò)程的末速度是后一過(guò)程的初速度，另外還有位移關(guān)系等,2注意：由于不同過(guò)程中力發(fā)生了變化，所以加速度也會(huì)發(fā)生變化，所以對(duì)每一過(guò)程都要分別進(jìn)行受力分析，分別求加速度,課堂講義,【例3】(2013四川資陽(yáng)期末)如圖355所示，在傾角37足夠長(zhǎng)的斜面底端有一質(zhì)量m1 kg的物體，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.現(xiàn)用大小為F22.5 N、方向沿斜面向上的拉力將物體由靜止拉動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t00.8 s撤去拉力F，已知sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2，求： (1)t00.8 s時(shí)物體速度

8、v的大??； (2)撤去拉力F以后物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.,圖355,mg,FN,Ff,F,Fmgsin Ffma,(1),fFNmgcos ,vat0,v10 m/s,課堂講義,【例3】(2013四川資陽(yáng)期末)如圖355所示，在傾角37足夠長(zhǎng)的斜面底端有一質(zhì)量m1 kg的物體，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.現(xiàn)用大小為F22.5 N、方向沿斜面向上的拉力將物體由靜止拉動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t00.8 s撤去拉力F，已知sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2，求： (1)t00.8 s時(shí)物體速度v的大??； (2)撤去拉力F以后物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.,圖355,mg,FN,Ff,(2

9、),拉力作用下物體發(fā)生的位移為x0,撤去拉力后向上運(yùn)動(dòng)時(shí)：,mgsin mgcos ma1,0va1t1,課堂講義,【例3】(2013四川資陽(yáng)期末)如圖355所示，在傾角37足夠長(zhǎng)的斜面底端有一質(zhì)量m1 kg的物體，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5.現(xiàn)用大小為F22.5 N、方向沿斜面向上的拉力將物體由靜止拉動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t00.8 s撤去拉力F，已知sin 370.6，cos 370.8，取g10 m/s2，求： (1)t00.8 s時(shí)物體速度v的大?。?(2)撤去拉力F以后物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t.,圖355,mg,FN,Ff,(2),撤去拉力后向下運(yùn)動(dòng)時(shí)：,mgsin mgcos ma2,tt

10、1t2=4 s,課堂講義,針對(duì)訓(xùn)練質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖356所示的力F，F(xiàn)10 N，37(sin 370.6)，經(jīng)t110 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體又靜止(g取10 m/s2)則： (1)說(shuō)明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度是多少？ (3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？,圖356,(1)當(dāng)力F作用時(shí)，物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，,撤去F時(shí)物體的速度達(dá)到最大值，,撤去F后物體做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),mg,FN,Ff,Fsin FN1mg,Fcos Ffma1,FfFN1,va1t1,x125 m，v5

11、m/s,(2)豎直方向,水平方向,由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得,課堂講義,針對(duì)訓(xùn)練質(zhì)量為m2 kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，現(xiàn)在對(duì)物體施加如圖356所示的力F，F(xiàn)10 N，37(sin 370.6)，經(jīng)t110 s后撤去力F，再經(jīng)一段時(shí)間，物體又靜止(g取10 m/s2)則： (1)說(shuō)明物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)歷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (2)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大速度是多少？ (3)物體運(yùn)動(dòng)的總位移是多少？,圖356,(3)撤去F后,mg,FN2,Ff,Ffmgma2,2a2x2v2,x22.5 m,物體運(yùn)動(dòng)的總位移：,xx1x227.5 m.,由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得,1如圖357所示，某高速

12、列車(chē)最大運(yùn)行速度可達(dá)270 km/h, 機(jī)車(chē)持續(xù)牽引力為1.57105N.設(shè)列車(chē)總質(zhì)量為100 t，列車(chē)所受阻力為所受重力的0.1倍，如果列車(chē)在該持續(xù)牽引力牽引下做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，那么列車(chē)從開(kāi)始啟動(dòng)到達(dá)到最大運(yùn)行速度共需要多長(zhǎng)時(shí)間？(g取10 m/s2),從受力確定運(yùn)動(dòng)情況,對(duì)點(diǎn)練習(xí),圖357,m100 t1.0105 kg,Ff0.1mg1.0105 N,v270 km/h75 m/s,由牛頓第二定律得,FFfma,所以a0.57 m/s2.,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,vv0at,t131.58 s.,2“殲十”戰(zhàn)機(jī)裝備我軍后，在各項(xiàng)軍事演習(xí)中表現(xiàn)優(yōu)異，引起了世界的廣泛關(guān)注如圖358所示，一架質(zhì)量m5.

13、0103 kg的“殲十”戰(zhàn)機(jī)，從靜止開(kāi)始在機(jī)場(chǎng)的跑道上滑行，經(jīng)過(guò)距離x5.0102 m，達(dá)到起飛速度v60 m/s.在這個(gè)過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重量的0.02倍求飛機(jī)滑行時(shí)受到的牽引力多大？(g取10 m/s2),從運(yùn)動(dòng)情況確定受力,對(duì)點(diǎn)練習(xí),圖358,Ff0.02mg,mg,FN,Ff,F,由牛頓第二定律得：,FFfma,飛機(jī)勻加速滑行,v202ax,F1.9104 N,a3.6 m/s2,3靜止在水平面上的物體的質(zhì)量為2 kg，在水平恒力F推動(dòng)下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，4 s末它的速度達(dá)到4 m/s，此時(shí)將力撤去，又經(jīng)6 s物體停下來(lái)，若物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)不變，求F的大小,多過(guò)程問(wèn)題分析,對(duì)

14、點(diǎn)練習(xí),前4 s,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,va1t,a11 m/s2,mg,FN,Ff,F,FFfma1,由牛頓第二定律得：,后6 s,運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,0v-a2t,mg,FN,Ff,Ffma2,由牛頓第二定律得：,4物體以12 m/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(dòng)摩擦因數(shù)為0.25(g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)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(shí)的速度大小,對(duì)點(diǎn)練習(xí),mg,FN,Ff,垂直斜面方向：,平行斜面方向：,FNmgcos 37,Ffmgsin 37ma1,FfFN,a18 m/s2,沿斜面上滑時(shí)做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),v=0,故上滑的