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课件网) 第四章 运动和力的关系 4.5 牛顿运动定律的应用 目录 一、上节回溯 三、小结 四、练习 二、知识讲解 一、上节回溯 1．基本单位 （1）基本量 （2）基本单位 2．导出单位 （1）导出量 （2）导出单位 3．单位制 4．国际单位制 二、知识讲解———从受力确定运动情况 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？ 问题引入 牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来。 牛顿第二定律的作用 二、知识讲解———从受力确定运动情况 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？ 已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。 二、知识讲解———从受力确定运动情况 分析 （1）对物体进行受力分析后，根据牛顿第二定律可以求得冰壶滑行时的加速度，再结合冰壶做匀减速直线运动的规律求得冰壶滑行的距离。 （2）冰壶在滑行 10 m 后进入冰刷摩擦后的冰面，动摩擦因数变化了，所受的摩擦力发生了变化，加速度也会变化。前一段滑行 10 m 的末速度等于后一段运动的初速度（图 4.5-2）。根据牛顿第二定律求出后一段运动的加速度，并通过运动学规律求出冰壶在后一段过程的滑行距离，就能求得比第一次多滑行的距离。 图 4.5-2 二、知识讲解———从受力确定运动情况 解 （1）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 4.5-3）。设冰壶的质量为 m ，以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力 Ff 的方向与运动方向相反，则 Ff＝－μ1FN＝－μ1mg 根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为 a1＝＝－＝－μ1g＝－0.02×10 m/s2＝－0.2 m/s2 加速度为负值，方向与 x 轴正方向相反。 将 v0＝3.4 m/s，v＝0 代入 v2－v02＝2a1x1，得冰壶的滑行距离为 x1＝－＝－ m＝28.9 m 冰壶滑行了 28.9 m 。 图 4.5-3 二、知识讲解———从受力确定运动情况 （2）设冰壶滑行了 10 m 后的速度为 v10，则对冰壶前一段的运动有 v102＝v02＋2a1x10 冰壶后一段运动的加速度为 a2＝－μ2g＝－0.02×0.9×10 m/s2＝－0.18 m/s2 滑行 10 m 后为匀减速直线运动 ，由 v2－v102＝2a1x1，v＝0 得 x2＝－＝－＝－ m＝21 m 第二次比第一次多滑行了 (10＋21－28.9) m＝2.1 m 第二次比第一次多滑行了 2.1 m 。 二、知识讲解———从受力确定运动情况 （1）本题中的研究对象是谁？ （2）研究对象受多少个力的作用？画出正确的受力分析示意图。 （3）研究对象的运动情况是怎样的？画出运动过程的示意简图。 （4）分析已知条件，应该如何求加速度？ （5）如何确定研究对象最终的运动情况？ 问题讨论 二、知识讲解———从受力确定运动情况 例题 2： 如图一位滑雪者，人与装备的总质量为 75 kg，以 2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为 30°，在 5 s 的时间内滑下的路程为 60 m 。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），取 ... ...
