4.5牛顿运动定律应用学案.pdf

学习内容：4.54.5 牛顿运动定律应用牛顿运动定律应用总第_课时课标核心素养要求明确动力学的两类基本问题，掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路学习目标1.明确动力学的两类基本问题。2掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法。学习重点应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法学习过程学习过程教学教学笔记笔记【自主学习【自主学习合作交流】合作交流】任务一、任务一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况【例【例 1 1】运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。（1）运动员以 3.4m/s 的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为 0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g 取 10m/s2.。（2）若运动员仍以 3.4m/s 的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行 10m 后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的 90%，冰壶多滑行了多少距离？分析：（分析：（1 1）画出研究对象的受力示意图）画出研究对象的受力示意图根据受力情况可以求得哪个物理根据受力情况可以求得哪个物理量？注意：第二问前后受力情况不同量？注意：第二问前后受力情况不同（2 2）画出研究对象的运动过程示意图）画出研究对象的运动过程示意图根据运动情况和已知量，最好选用根据运动情况和已知量，最好选用哪个公式计算待求量？哪个公式计算待求量？解答：解答：注意认真书写、严格规范过程【解题解题思路】思路】已知受力情况 Fma求得a，由xv0t12at2vv0atv2v202ax求得x、v0、v、t等。【针对训练针对训练 1 1】如图所示，在海滨游乐场里有一种滑沙运动。某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若人和滑板的总质量m60.0 kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为0.5，斜坡的倾角37(sin 370.6，cos 370.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，取重力加速度g10 m/s2。(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大？(2)若由于场地的限制，水平滑道BC的最大长度L20.0 m，则斜坡上A、B两点间的距离应不超过多少？(3)上例中，若人坐在滑板上从底端B处向斜坡上冲去，如果vB20 m/s，则冲上斜坡的最大距离是多少？【自主学习【自主学习 合作交流合作交流】任务二、任务二、从运动情况确定受力从运动情况确定受力【例【例 2 2】一位滑雪者，人与装备的总质量为 75 kg，以 2m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为 30o，在 5s 的时间内滑下的路程为 60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g 取 10m/s2。分析分析：（1 1）研究对象做什么运动？由已知运动量可以求得哪个重要的物理量？研究对象做什么运动？由已知运动量可以求得哪个重要的物理量？（2 2）画出研究对象的受力示意图）画出研究对象的受力示意图根据受力情况怎么求得待求力？根据受力情况怎么求得待求力？解答：解答：注意认真书写、严格规范过程【解题解题思路思路】由xv0t12at2vv0atv2v202ax求得a，再由F=ma求得F。【针对训练【针对训练 2 2】如图甲所示，质量为m2 kg 的物体在水平面上向右做直线运动。过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得vt图像如图乙所示，取重力加速度g10 m/s2。求：甲乙(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数；(2)10 s 末物体离a点的距离。【课堂小结】【课堂小结】加速度加速度是联系运动学公式和牛顿第二定律的桥梁桥梁【达标训练【达标训练限时检测】限时检测】1 一物体在几个力的共同作用下处于静止状态，现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值(方向不变)，则()A物体始终向西运动B物体先向西运动后向东运动C物体的加速度先增大后减小D物体的速度先增大后减小2、在空气阻力大小恒定的条件下，小球从空中下落，与水平地面相碰(碰撞时间极短)后弹到空中某一高度。以向下为正方向，其速度随时间变化的关系如图所示，g取 10 m/s2，则以下结论正确的是()A小球弹起的最大高度为 1.0 mB小球弹起的最大高度为 0.45 mC小球弹起到最大高度的时刻t20.80 sD空气阻力与重力的比值为 153、如图所示，一根足够长的水平杆固定不动，一个质量m2 kg 的圆环套在杆上，圆环的直径略大于杆的截面直径，圆环与杆的动摩擦因数0.75.对圆环施加一个与水平方向成53角斜向上、大小为F25 N 的拉力，使圆环由静止开始做匀加速直线运动(sin 530.8，cos 530.6，g取 10 m/s2)求：(1)圆环对杆的弹力大小；(2)圆环加速度的大小；(3)若拉力F作用 2 s 后撤去，圆环在杆上滑行的总距离【课堂总结、课后反思】【课堂总结、课后反思】反思可以使人进步！答案答案【例【例 1 1】（1）28.9 米（2）2.1 米【针对训练【针对训练 1 1】解析解析(1)人和滑板在斜坡上的受力如图所示，建立直角坐标系。设人和滑板在斜坡上滑下的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得mgsinFfma1FNmgcos0，其中FfFN联立解得人和滑板滑下的加速度大小为a1g(sincos)2.0 m/s2。(2)人和滑板在水平滑道上的受力如图所示。由牛顿第二定律得FNmg0，Ffma2其中FfFN联立解得人和滑板在水平滑道上运动的加速度大小为a2g5.0 m/s2设人从斜坡上滑下的最大距离为LAB，整个运动过程中由匀变速直线运动公式得v2B2a1LAB,0v2B2a2L联立解得LAB50.0 m。(3)设上坡时加速度大小为a3，由牛顿第二定律得mgsinFfma3，解得a3g(sincos)10 m/s2，由vB22a3x解得x20 m。【例【例 2 2】摩擦力 75N压力 650N【针对训练【针对训练 2 2】解析(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度大小为a1，则由vt图像得a12 m/s2根据牛顿第二定律，有Fmgma1设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2，则由vt图像得a21 m/s2根据牛顿第二定律，有Fmgma2联立解得F3 N，0.05。(2)设 10 s 末物体离a点的距离为d，d应为vt图像与横轴所围的面积，则d1248 m1266 m2 m负号表示物体在a点左边。【达标训练【达标训练限时检测】限时检测】1、AC2、D D3、解析(1)分析圆环的受力情况如图甲所示将拉力F正交分解，F1Fcos15 N，F2Fsin20 N因G20 N 与F2大小相等，故圆环对杆的弹力为 0.(2)由(1)可知，在拉力F作用下，环不受摩擦力，由牛顿第二定律可知：F合F1ma1，代入数据得a17.5 m/s2.(3)由(2)可知，撤去拉力F时圆环的速度v0a1t115 m/s拉力F作用 2 s 的位移x112a1t1215 m撤去拉力F后圆环受力如图乙所示根据牛顿第二定律mgma2得a27.5 m/s2圆环的速度与加速度方向相反，做匀减速直线运动直至静止，取v0方向为正方向，则v015 m/s，a7.5 m/s2由运动学公式可得：撤去拉力F后圆环滑行的位移x2v2v202a15 m故总位移xx1x230 m.