人教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 运动和力的关系 5.牛顿运动定律的应用 (4).ppt

知识归纳1.解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,画出力的示意图;(2)选取合适的运动学公式,求加速度a;(3)根据牛顿第二定律列方程,求合力;(4)根据力的合成法或正交分解法,由合力求所需的力。2.流程典例剖析【例题2】在某一旅游景区,有山坡滑草运动项目。该山坡可看成倾角θ=30°的斜面,一名游客连同滑草装置总质量m=80kg,他从静止开始匀加速下滑,在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m。不计空气阻力,g取10m/s2。(1)求游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力大小Ff。(2)求滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ。(3)设游客连同滑草装置滑下50m后进入水平草坪,滑草装置与水平草坪间的动摩擦因数也为μ,求游客连同滑草装置在水平草坪上滑行的最大距离。?解析(1)设在山坡上游客连同滑草装置的加速度为a1,有x=a1t2由牛顿第二定律可得mgsinθ-Ff=ma1联立可得Ff=80N,a1=4m/s2。(2)由μmgcosθ=Ff,可得μ=。(3)设游客连同滑草装置刚到水平草坪时的速度为v,在水平草坪上的加速度大小为a2,则v=a1t=20m/s,μmg=ma2,a2=μg=m/s2,v2=2a2x2,解得x2=100m。方法技巧由运动情况确定受力应注意的两点问题(1)由运动学规律求加速度,要特别注意加速度的方向,从而确定合力的方向,不能将速度的方向和加速度的方向混淆。(2)题目中所求的力可能是合力,也可能是某一特定的力,均要先求出合力的大小、方向,再根据力的合成与分解求分力。对点演练2.质量为0.6kg的物体静止在水平地面上。现有水平拉力F作用于物体上,2s后撤去拉力F,物体运动的速度—时间图像如图所示。由以上信息可求得水平拉力F的大小为()A.1.5N B.2.1N C.2.5N D.3.0NC解析v-t图像的斜率代表加速度,减速阶段的加速度大小a1=m/s2,则阻力Ff=ma1,加速阶段的加速度大小a2=m/s2,根据牛顿第二定律F-Ff=ma2,联立以上各式得F=2.5N,故选C。学以致用·随堂检测全达标12341.(从受力确定运动)(多选)(2024山东烟台高一期末)如图所示,快递员欲利用三条光滑轨道C1、C2、C3将一快递送至地面。已知快递由A点静止释放,且快递接触地面时的速度越大,快递越容易破损,则()A.选择轨道C3,快递最容易破损B.选择轨道C3,快递最快到达地面C.无论选哪条轨道,快递到达地面用时均相同D.从节约时间、保证快递完好度等综合方面考虑,应首选轨道C3BD123412342.(从运动确定受力)(多选)如图甲所示,高空滑索是勇敢者的运动项目之一,如果一个人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜钢索上运动,在下滑过程中可能会出现如图乙(轻绳与滑索垂直)、丙(轻绳沿竖直方向)所示的两种情形,不计空气阻力,则下列说法正确的是()A.图乙的情形中,人只能匀加速下滑B.图乙的情形中,钢索对滑环的作用力大小为mgC.图丙的情形中,人匀速下滑D.图丙的情形中,钢索对滑环无摩擦力AC1234解析图乙中,人受重力和拉力,受力分析如图1所示。由于两个力不共线,故合力一定不为零,沿合力方向做匀加速直线运动,拉力FT=mgsin60°=mg,A正确,B错误;图丙中,人受重力和拉力,若合力不为零,合力与速度不共线,不可能做直线运动,故合力一定为零,人做匀速直线运动,则FT=mg;滑环做匀速运动,合力为零,受轻绳的拉力、钢索的支持力和摩擦力如图2所示,C正确,D错误。图1图212343.(从运动确定受力)如图甲所示,将一电子秤置于水平的扶梯台阶上,实验员站在电子秤上相对电子秤静止。使电动扶梯由静止开始斜向上运动,整个运动过程可分为三个阶段,先加速、再匀速、最终减速停下,已知电动扶梯与水平方向夹角为37°,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,某次测量的三个阶段中电子秤的示数F随时间t的变化关系如图乙所示。甲乙(1)求该次测量中实验员的质量m;(2)求该次测量中加速和减速过程电子秤两次对实验员的摩擦力。1234解析(1)3~6s电梯匀速运动,实验员受力平衡,F=mg=600N,得m=60kg。(2)加速阶段,根据牛顿第二定律F1-mg=ma1sin37°,Ff1=ma1cos37°解得Ff1=N,方向水平向右减速阶段,根据牛顿第二定律mg-F2=ma2