粤教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 牛顿运动定律 第5节 牛顿运动定律的应用.ppt

1232.(动力学的多过程问题)随着科技的发展,无人驾驶汽车技术越来越成熟.一无人驾驶汽车质量为2.0×103kg,在试驾过程中以8m/s的速度行驶.发现车头前方20m处的斑马线上有行人,为礼让行人开始减速,从发现行人到停止运动,其v-t图像如图所示.则下列说法正确的是()A.汽车减速过程的加速度大小为2m/s2B.汽车停止时车头距斑马线2mC.图示过程中汽车运动的平均速度大小为4m/sD.汽车在减速过程中合力大小为4.0×103NB1231233.(已知受力求运动情况)如图所示,质量为m=20kg的行李箱放在水平地面上,现在小李同学给行李箱施加一个大小F=80N、方向与水平方向成θ=37°的拉力,已知行李箱与地面之间的动摩擦因数为μ=0.25,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.(1)画出行李箱的受力示意图,并求出行李箱的加速度大小.(2)行李箱在拉力作用下2s末的速度大小.(3)行李箱在拉力作用下2s内通过的位移大小.123解析(1)行李箱受力示意图如图所示在水平方向上有Fcosθ-f=ma在竖直方向上有Fsinθ+FN=mg又f=μFN代入数据解得a=1.3m/s2.123(2)行李箱做初速度为零的匀加速直线运动,有v=at代入数据解得v=2.6m/s.(3)由运动学公式得s=at2代入数据解得s=2.6m.答案(1)见解析图1.3m/s2(2)2.6m/s(3)2.6m重难探究·能力素养全提升探究点一从运动确定受力情况导学探究如图所示,在行驶过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害.为了尽可能地减少碰撞引起的伤害,人们设计了安全带及安全气囊.假定乘客质量为70kg,汽车车速为108km/h(即30m/s),从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5s,根据以上条件我们能否求出安全带及安全气囊对乘客的作用力呢?提示能;从踩下刹车到车完全停止的5s内,人的速度由30m/s减小到0,视为匀减速运动,则有a=m/s2=-6m/s2.根据牛顿第二定律知安全带及安全气囊对乘客的作用力F=ma=70×(-6)N=-420N,负号表示力的方向跟初速度的方向相反.知识归纳1.基本思路应用运动学公式求出加速度→应用F=ma求物体所受合力→求出物体所受的其他力2.解题步骤典例剖析【例题1】在我国东北寒冷的冬季,狗拉着雪橇在水平冰面上做匀加速直线运动如图所示.速度v与位移s关系满足v=(v的单位为m/s,s的单位为m),已知雪橇的质量为10.6kg,小孩的质量为30kg,拉雪橇的绳与水平面间的夹角为37°,雪橇与冰面间的动摩擦因数为0.02,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求绳中拉力T的大小.教你析题教你破题由速度v与位移s的关系可知2a=0.2m/s2解得加速度大小a=0.1m/s2对小孩和雪橇整体受力分析,如图所示雪橇匀加速运动时,有竖直方向(m0+m)g=FN+Tsin37°水平方向Tcos37°-f=(m0+m)a又f=μFN联立解得T=15N.答案15N规律方法从运动确定受力情况的注意事项(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1.一架无人机在某次执行任务时由静止开始竖直向上运动,一段时间后关闭动力系统,其v-t图像如图所示.已知无人机质量为3kg,运动过程中空气阻力大小恒定,g取10m/s2.无人机的升力大小为()A.12N B.36NC.42N D.48ND解析由题图可知,v-t图像的斜率即为无人机运动的加速度,故0~9s内无人机的加速度大小a1=4m/s2,9~12s内无人机的加速度大小a2=12m/s2,由牛顿第二定律得上升阶段F-mg-f=ma1,下降阶段f+mg=ma2,联立解得F=48N,f=6N,故选D.探究点二由受力确定运动情况导学探究已知冰壶和冰面间的动摩擦因数,将质量为m的冰壶沿冰面以速度v0投出,如图所示,能否预测它滑行的距离?冰壶比赛提示冰壶受到的合力等于摩擦力,F合=f=μmg(μ为冰壶和冰面间的动摩擦因数),知识归纳1.从受力确定运动情况的