教科版高中物理必修第一册 第四章 牛顿运动定律 6 牛顿运动定律的应用 课件(共74张PPT)

(课件网) 6．牛顿运动定律的应用 　　　　 第四章　牛顿运动定律 1．进一步理解牛顿第二定律的特性，并理解加速度是联系力和运动的桥梁。 2．能够获取解决两类动力学问题的解题思路，培养分析问题、解决问题的能力。 3．能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象，解决有关问题。 素养目标 知识点一　从受力确定运动情况 自主学习 情境导入　如图所示，汽车在高速公路上做匀加速直线运动，已知汽车与地面之间的动摩擦因数，如何计算汽车的运动情况？ 提示：通过分析汽车的受力情况，根据牛顿第二定律求得加速度，然后由运动学公式求出汽车运动的位移、速度及时间等。 教材梳理　(阅读教材P129—P131完成下列填空) 对于质量已知的物体，如果知道它的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的_____，再通过_____确定物体的运动情况。 加速度 运动学的规律 课堂探究 师生互动　在情境导学的情境中，若一辆汽车的前方出现事故，进行紧急刹车，刹车所受制动力为车重的0.4倍，汽车到发生事故的位置为50 m，g取10 m/s2，刹车时汽车的初速度为多少？ 提示：由牛顿第二定律得kmg＝ma，解得刹车时的加速度的大小为a＝4 m/s2 由运动学规律得v02＝2ax，解得v0＝20 m/s。 滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图为小明妈妈正与小明在冰上做游戏。小明与冰车的总质量是40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05。在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N 的水平推力，使冰车从静止开始运动，10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行。假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用，g取 10 m/s2。求： (1)冰车的最大速率； 答案：5 m/s 例1 以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1 vmax＝a1t 联立解得vmax＝5 m/s。 (2)冰车在整个运动过程中滑行的总位移大小。 答案：50 m 冰车匀加速运动过程中有 x1＝ a1t2 冰车自由滑行时有μmg＝ma2 vmax2＝2a2x2 又x＝x1＋x2 联立解得x＝50 m。 变式拓展1．请根据【例1】中的情境，试求冰车一共滑行了多长时间？ 答案：20 s 撤去推力后，冰车在摩擦力作用下做匀减速直线运动，最终速度为0 由运动学公式得0＝vmax－a2t′ 解得t′＝10 s 所以t总＝t＋t′＝20 s。 变式拓展2．请根据【例1】中的情境，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动5 s后，停止施加力的作用，则冰车自由滑行的时间是多少？ 答案：5 s 由运动学公式得vmax′＝a1t1 解得vmax′＝2.5 m/s 停止施加力，冰车做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得μmg＝ma2 又0＝vmax′－a2t″ 解得t″＝5 s。 1．从受力确定运动情况的解题思路 2．从受力确定运动情况应注意的三个方面 (1)方程的形式：牛顿第二定律F＝ma，体现了力是产生加速度的原因。应用时方程式的等号左右应该体现出前因后果的形式，切记不要写成F－ma＝0的形式，这样形式的方程失去了物理意义。 (2)正方向的选取：通常选取加速度方向为正方向，与正方向同向的力取正值，与正方向反向的力取负值。 (3)求解：F、m、a采用国际单位制单位，解题时写出方程式和相应的文字说明，必要时对结果进行讨论。 注意：如遇多过程问题，可把整个过程拆分为几个子过程，对每个子过程进行受力分析和运动特点分析。但注意运动转折点的速度，该点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到承上启下的作用，对解决问题起重要作用。 针对练1．(2024·湖南郴州高一期中)如图所示，水平地面上一物体以5 m/s的初速度向右滑行，若物体与地面间的动摩擦因数为0.25，取g＝10 m/s2，则物体在3 s内的位移大小为 A．0.5 m B．2.5 m C．3.75 m D．5 m √ 针对练2．(2024·浙江6 ... ...