[2018年必威体育精装版整理]22-牛顿运动定律的应用——程序法求解-主视频.pptx

牛顿运动定律的应用——程序法求解一、已知物体的运动情况分析问题的受力情况例题1 一位滑雪者如果以v0＝20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从冲坡开始计时，至3.8s末，雪撬速度变为零．如果雪橇与人的质量为m＝80kg，求滑雪人受到的阻力是多少．(g取10m/s2)牛顿运动定律的应用——程序法求解【解析】 可先分析滑雪人在斜坡上的运动情况．初速度为20m/s，末速度为零，运动时间为3.8s.则根据匀变速直线运动的公式，可以求得加速度a.再根据牛顿第二定律，由已知的加速度a，求出物体受到的阻力．如下图建立坐标，以v0方向为x轴的正方向，并将重力进行分解．牛顿运动定律的应用——程序法求解G1＝Gsin30°，G2＝Gcos30°在x方向上，F3为物体受到的阻力大小；在y方向上，因为物体的运动状态没有变化，所以重力的一个分力G2等于斜坡的支持力FN.G2＝FN沿x方向可建立方程－F3－G1＝ma ①又因为a=(v1-v2)/t②所以a=(0-20)/3.8 m/s2≈-5.26m/s2牛顿运动定律的应用——程序法求解其中“-”号表示加速度方向与x轴正方向相反又因为G1=mgsin30°所以F3=-80×10×1/2N-80×（-5.26）N =-400N+420.8N=20.8N方向沿斜面向下牛顿运动定律的应用——程序法求解二、已知物体的受力情况分析物体的运动情况例题2 法国人劳伦特·菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演(如图所示)，他从30m高的塔上跳下准确地落入水池中．已知水对他的阻力(包括浮力)是他的重力的3.5倍，他在空中时空气对他的阻力是他的重力的0.2倍．为了保证他的安全，水池的深度至少是多少米？(g＝10m/s2)牛顿运动定律的应用——程序法求解?【解析】此题是以已知物体的受力情况分析物体的运动情况的题目．人在空中下落的过程，由牛顿第二定律得 mg－f1＝ma1他落到水面时的速度为v＝人在水中减速运动时，由牛顿第二定律得 f2－mg＝ma2减速过程由运动规律可得h＝v2/2a2代入数据可得，水池的深度至少为h＝9.6m.?牛顿运动定律的应用——程序法求解例题3 在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动．如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，斜坡倾角θ＝37°.(sin37°＝0.6)(1)若人和滑块的总质量为m＝60kg，求人在斜坡上下滑时的加速度大小．牛顿运动定律的应用——程序法求解解析：(1)在斜坡上下滑时，由牛顿第二定律得：mgsinθ－Ff＝ma①FN－mgcosθ＝0②Ff＝μFN③解①②③得：a＝gsinθ－μgcosθ＝2m/s2牛顿运动定律的应用——程序法求解例题3 在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动．如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，斜坡倾角θ＝37°.(sin37°＝0.6)(2)若由于受到场地的限制，A点到C点的水平距离为S＝50m，为确保人身安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度h应有怎样的要求？牛顿运动定律的应用——程序法求解(2)设斜坡倾角为θ，斜坡的最大高度为h，滑至底端时的速度为v，由运动学公式可知：v2＝2ah/sinθ ④沿BC段前进时的加速度a′＝μmg/m＝μg⑤沿BC段滑行的距离L＝v2/2a′⑥为确保安全要求，则L＋hcotθ≤x⑦联立④⑤⑥⑦解得h≤25m，故斜坡的高度不能超过25m.?求解连接体问题（一）例题4 如图所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块（可视为质点）从斜面上A点由静止释放，最终停在水平面上的C点。已知A点距水平面的高度h=0.8m，B点距C点的距离L=2.0。（滑块经过B点时没有能量损失，g=10m/s2），求：（1）滑块在运动过程中的最大速度；求解连接体问题（一）【解析】（1）滑块先在斜面上做匀加速运动，然后在水平面上做匀减速运动，故滑块运动到B点时速度最大为vm，设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1根据牛顿第二定律，有 mgsin30°=ma1根据运动学公式，有 vm2=2a1h/sin30°，解得：vm=4m/s 求解连接体问题（一）例题4 如图所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块（可视为质点）从斜面上A点由静止释放，最终停在水平面上的C点。已知A点距水平面的高度h=0.8m，B