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粤教版 (2019)必修 第一册第五节 牛顿运动定律的应用集体备课课件ppt
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这是一份粤教版 (2019)必修 第一册第五节 牛顿运动定律的应用集体备课课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了答案C等内容，欢迎下载使用。
知识点一 根据运动情况求受力情况如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力.知识点二 根据受力情况求运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学公式确定物体的运动情况.
小试身手1.光滑水平面上，质量为2 kg的物体，在大小为30 N的水平拉力作用下运动，则物体的加速度是（ ）A.5 m/s2 B.10 m/s2C.15 m/s2 D.25 m/s22.一质量为m＝5 kg的物体放在粗糙的水平面上，在力F的作用下做a＝2 m/s2的匀加速直线运动，方向向右，已知物体与地面之间的动摩擦力为15 N，则外力F为（ ）A.20 N B.15 NC.25 N D.10 N
探究一 根据受力情况求运动情况1.从受力确定运动情况的基本思路.分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况.流程图如下：
2.从受力确定运动情况的解题步骤.（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图.（2）根据力的合成与分解，求合力的大小和方向.（3）根据牛顿第二定律列方程，求加速度.（4）结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学物理量——任意时刻的位移和速度，以及运动时间等.
【典例1】 如图所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2.（1）画出物体的受力图，并求出物体的加速度；（2）求物体在拉力作用下5 s末的速度大小；（3）求物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小.
解析：（1）对物体受力分析，如图所示.由牛顿第二定律，得Fcs θ－f＝ma，Fsin θ＋FN＝mg，
根据受力情况求运动情况的基本步骤：（1）明确研究对象.（2）对物体做出正确的受力分析和运动过程分析.（3）根据牛顿第二定律列方程并求出加速度.（4）根据运动学知识求解运动的量.
1.总质量为m＝75 kg的滑雪者以初速度v0＝8 m/s沿倾角为θ＝37°的斜面向上自由滑行.已知雪橇与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，假设斜面足够长，不计空气阻力.试求：（1）滑雪者沿斜面上滑的最大距离；（2）若滑雪者滑至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑至起点时的速度大小.
解析：（1）上滑过程中对人进行受力分析，滑雪者受重力mg，弹力FN，摩擦力f，并设滑雪者的加速度为a1，受力情况如图甲所示.根据牛顿第二定律有mgsin θ＋f＝ma1，a1 的方向沿斜面向下.①由平衡关系有FN＝mgcs θ.②又f＝μFN.③
2.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如图所示，企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a＝0.25 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t＝8 s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）.已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25，sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80，重力加速度g取10 m/s2.求：
（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；（2）企鹅退滑到出发点时的速度大小.
探究二 根据运动情况求受力情况1.从运动情况确定受力的基本思路.分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力；再分析物体的受力，求出物体受到的作用力.流程图如下：
2.从运动情况确定受力的解题步骤.（1）确定研究对象，对物体进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图.（2）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度.（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力.（4）选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力.
【典例2】 高速铁路网给人们的出行带来极大便利.一质量为m＝4.0×105 kg的高速列车从广州高铁站出发，经过t＝300 s达到最高速度v＝54 m/s.设此加速过程为匀加速直线运动，运行过程中所受阻力为车重的0.1倍.求此过程中：（1）列车的加速度大小；（2）列车发生的位移大小；（3）列车受到的牵引力大小.
（3）根据牛顿第二定律得F－0.1 mg＝ma，解得F＝4.72×105 N.
答案：（1）0.18 m/s2 （2）8 100 m （3）4.72×105 N
根据运动情况求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.
3.如图所示，世界上只有极少数国家能独立制造坦克炮管.某类型长为5 m的坦克炮管使用寿命为6 s，在使用寿命内最多能发射600枚炮弹.若炮弹的质量为15 kg，则在发射炮弹过程中，炮弹在炮管中受到的推力有多大（ ）A.1.5×104 N B.1.5×105 NC.1.5×106 N D.1×105 N
4.民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上.如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB＝3.0 m，斜面气囊长度AC＝5.0 m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2 s，g取10 m/s2，求：
（1）乘客在气囊上滑下的加速度大小.（2）乘客和气囊间的最大动摩擦因数.（忽略空气阻力）
探究三 多过程问题分析1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等.2.由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度.
【典例3】 2022年2月11日，北京冬奥会男子钢架雪车比赛中，中国选手闫文港摘得铜牌，创造了中国选手在这一项目的历史最好成绩.如图甲，钢架雪车比赛运动员先在水平赛道上推着雪车由静止出发，匀加速到水平轨道的末端时，运动员快速俯卧到雪车上沿倾角为θ＝15°的倾斜轨道匀加速下滑到P点，运动员在轨道上运动时，从开始运动到运动至P点的速率的平方随运动距离x的变化图像如图乙所示，雪车（含运动员）总质量为120 kg，sin 15°＝0.26，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）雪车在倾斜轨道上受到的阻力；（2）运动员从开始运动到下滑到P点的时间.
（1）在应用牛顿定律解决实际问题中，正确的受力分析及运动分析是关键.（2）在受力分析时要注意当运动状态变化时，物体受到的弹力、摩擦力都可能发生变化，必须根据实际情况具体分析受力.（3）在解决受力情况比较复杂的问题时，用正交分解法比较方便.
5.如图所示，一足够长的斜面倾角θ为37°，斜面BC与水平面AB圆滑连接.质量m＝2 kg的物体静止于水平面上的M点，M点距B点之间的距离L＝9 m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5.现使物体受到一水平向右的恒力F＝14 N的作用，运动至B点时撤去该力（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2）.则（1）物体到达B点时的速度是多大？（2）物体在斜面上滑行的时间是多少？
知识点一 根据运动情况求受力情况如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力.知识点二 根据受力情况求运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学公式确定物体的运动情况.
小试身手1.光滑水平面上，质量为2 kg的物体，在大小为30 N的水平拉力作用下运动，则物体的加速度是（ ）A.5 m/s2 B.10 m/s2C.15 m/s2 D.25 m/s22.一质量为m＝5 kg的物体放在粗糙的水平面上，在力F的作用下做a＝2 m/s2的匀加速直线运动，方向向右，已知物体与地面之间的动摩擦力为15 N，则外力F为（ ）A.20 N B.15 NC.25 N D.10 N
探究一 根据受力情况求运动情况1.从受力确定运动情况的基本思路.分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况.流程图如下：
2.从受力确定运动情况的解题步骤.（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图.（2）根据力的合成与分解，求合力的大小和方向.（3）根据牛顿第二定律列方程，求加速度.（4）结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学物理量——任意时刻的位移和速度，以及运动时间等.
【典例1】 如图所示，质量m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2.（1）画出物体的受力图，并求出物体的加速度；（2）求物体在拉力作用下5 s末的速度大小；（3）求物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小.
解析：（1）对物体受力分析，如图所示.由牛顿第二定律，得Fcs θ－f＝ma，Fsin θ＋FN＝mg，
根据受力情况求运动情况的基本步骤：（1）明确研究对象.（2）对物体做出正确的受力分析和运动过程分析.（3）根据牛顿第二定律列方程并求出加速度.（4）根据运动学知识求解运动的量.
1.总质量为m＝75 kg的滑雪者以初速度v0＝8 m/s沿倾角为θ＝37°的斜面向上自由滑行.已知雪橇与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，假设斜面足够长，不计空气阻力.试求：（1）滑雪者沿斜面上滑的最大距离；（2）若滑雪者滑至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑至起点时的速度大小.
解析：（1）上滑过程中对人进行受力分析，滑雪者受重力mg，弹力FN，摩擦力f，并设滑雪者的加速度为a1，受力情况如图甲所示.根据牛顿第二定律有mgsin θ＋f＝ma1，a1 的方向沿斜面向下.①由平衡关系有FN＝mgcs θ.②又f＝μFN.③
2.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如图所示，企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a＝0.25 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t＝8 s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏（企鹅在滑动过程中姿势保持不变）.已知企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25，sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80，重力加速度g取10 m/s2.求：
（1）企鹅向上“奔跑”的位移大小；（2）企鹅退滑到出发点时的速度大小.
探究二 根据运动情况求受力情况1.从运动情况确定受力的基本思路.分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力；再分析物体的受力，求出物体受到的作用力.流程图如下：
2.从运动情况确定受力的解题步骤.（1）确定研究对象，对物体进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图.（2）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度.（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力.（4）选择合适的力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出待求的力.
【典例2】 高速铁路网给人们的出行带来极大便利.一质量为m＝4.0×105 kg的高速列车从广州高铁站出发，经过t＝300 s达到最高速度v＝54 m/s.设此加速过程为匀加速直线运动，运行过程中所受阻力为车重的0.1倍.求此过程中：（1）列车的加速度大小；（2）列车发生的位移大小；（3）列车受到的牵引力大小.
（3）根据牛顿第二定律得F－0.1 mg＝ma，解得F＝4.72×105 N.
答案：（1）0.18 m/s2 （2）8 100 m （3）4.72×105 N
根据运动情况求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.
3.如图所示，世界上只有极少数国家能独立制造坦克炮管.某类型长为5 m的坦克炮管使用寿命为6 s，在使用寿命内最多能发射600枚炮弹.若炮弹的质量为15 kg，则在发射炮弹过程中，炮弹在炮管中受到的推力有多大（ ）A.1.5×104 N B.1.5×105 NC.1.5×106 N D.1×105 N
4.民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上.如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB＝3.0 m，斜面气囊长度AC＝5.0 m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2 s，g取10 m/s2，求：
（1）乘客在气囊上滑下的加速度大小.（2）乘客和气囊间的最大动摩擦因数.（忽略空气阻力）
探究三 多过程问题分析1.当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等.2.由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度.
【典例3】 2022年2月11日，北京冬奥会男子钢架雪车比赛中，中国选手闫文港摘得铜牌，创造了中国选手在这一项目的历史最好成绩.如图甲，钢架雪车比赛运动员先在水平赛道上推着雪车由静止出发，匀加速到水平轨道的末端时，运动员快速俯卧到雪车上沿倾角为θ＝15°的倾斜轨道匀加速下滑到P点，运动员在轨道上运动时，从开始运动到运动至P点的速率的平方随运动距离x的变化图像如图乙所示，雪车（含运动员）总质量为120 kg，sin 15°＝0.26，重力加速度g取10 m/s2，求：
（1）雪车在倾斜轨道上受到的阻力；（2）运动员从开始运动到下滑到P点的时间.
（1）在应用牛顿定律解决实际问题中，正确的受力分析及运动分析是关键.（2）在受力分析时要注意当运动状态变化时，物体受到的弹力、摩擦力都可能发生变化，必须根据实际情况具体分析受力.（3）在解决受力情况比较复杂的问题时，用正交分解法比较方便.
5.如图所示，一足够长的斜面倾角θ为37°，斜面BC与水平面AB圆滑连接.质量m＝2 kg的物体静止于水平面上的M点，M点距B点之间的距离L＝9 m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5.现使物体受到一水平向右的恒力F＝14 N的作用，运动至B点时撤去该力（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，g取10 m/s2）.则（1）物体到达B点时的速度是多大？（2）物体在斜面上滑行的时间是多少？
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