人教版高中物理必修1精品课件 第4章 运动和力的关系 5.牛顿运动定律的应用.ppt

应用体验【例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,则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.(2023山东潍坊期末)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)静止在水平地面上的小车,质量为5kg,在50N的水平拉力作用下做直线运动,2s内匀加速前进了4m,在这个过程中(g取10m/s2)()A.动摩擦因数为0.6 B.摩擦力的大小为10NC.小车加速度的大小是1m/s2 D.小车2s末的速度是4m/sD12342.(从运动确定受力)(2023上海奉贤高一期末)质量为2kg的物体静置于地面上。用一竖直向上的拉力将物体在2s时间内匀加速提升4m,不计空气阻力,在此过程中拉力大小为()A.4N B.12N C.20N D.24ND12343.(从运动确定受力)如图甲所示,将一电子健康秤置于水平的扶梯台阶上,实验员站在健康秤上相对健康秤静止。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健康秤的示数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中水平扶梯台阶对实验员的摩擦力。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=ma2sin37°,Ff2=ma2cos37°解得Ff2=20N,方向水平向左。答案(1)60kg(2)N,方向水平向右20N,方向水平向左12344.(从受力确定运动)(2023山东济南期末)一个质量m=2kg的物块静止在粗糙的水平地面上,用一个与水平方向夹角θ=37°、大小F=20N的力拉动物块,如图所示。当力F作用了t=4s后撤去。已知物块和地面之间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)撤去力F时物块的速度大小;(2)物块在地面上运动的总距离。1234解析(1)对小木块受力分析,可得Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=ma1由运动学公式有v=a1t解得v=24m/s。(2)撤去力以后,由牛顿第二定律知μmg=ma2小木块运动的总位移解得x=105.6m。答案(1)24m/s(2)105.6m基础落实·必备知识全过关