高中物理第四章 运动和力的关系5 牛顿运动定律的应用精品ppt课件

这是一份高中物理第四章 运动和力的关系5 牛顿运动定律的应用精品ppt课件，共47页。PPT课件主要包含了CONTENTS，从受力确定运动情况，板块模型，从运动情况确定受力，传送带模型，PART01，PART02，PART03，PART04等内容，欢迎下载使用。

为了尽量缩短停车时间，旅客按照车门标注的位置候车。列车进站时总能准确的停在对于车门的位置。这是如何做到的呢？
(1)牛顿第一定理的内容是什么？它揭示了什么样的规律？
(2)牛顿第二定理的内容是什么？它揭示了什么样的规律？
(3)既然力是改变物体运动状态的原因，那么力与运动之间存在怎样的关系呢？
(4)我们在研究力与运动之间关系时我们可能遇到哪些问题？对这些问题你认为如何处理呢？
【例题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 3.4 m/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10 m/s2。 （2）若运动员仍以 3.4 m/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？
【解析】（1）以冰壶为研究对象，
摩擦力：Ff ＝ -µ1FN ＝-µ1mg
由牛顿第二定律得：-μmg=ma1
由vt 2－ v02 =2a1x1得：x1=28.9m
（2）设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v10，则
v102 ＝ v02 ＋ 2a1x10
a2 ＝-µ2 g ＝-0.02×0.9×10 m/s2 ＝-0.18 m/s2
滑行 10 m 后为匀减速直线运动，由 v2－ v102＝2a2x2 ， v＝0，得：
第二次比第一次多滑行了：（10＋21－28.9）m＝2.1m
【例题2】如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75 kg，以2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为 30°，在5 s的时间内滑下的路程为60 m。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10 m/s2。
【解析】以滑雪者为研究对象。建立如图所示的直角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。
根据匀变速直线运动规律，有
其中 v0＝ 2 m/s，t＝5s，x＝60 m，则有
FN－mgcsθ ＝ 0
mgsinθ－Ff ＝ma
其中，m ＝ 75 kg，θ ＝ 30°，则有
Ff＝75 N，FN＝650 N
根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支持力大小，为 650 N，方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为 75 N，方向沿山坡向上。
(1)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中，要做好哪两个分析？
(2)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中，要把力和运动联系在一起的桥梁是什么？
(3)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中，我们应该按照怎样的步骤解决来解决？
逐一分析不同过程运动特点，找出相邻过程的联系点。
逐过程分析物体受力，注意摩擦力、弹力可能变化。
由受力情况确定运动情况
由运动情况确定受力情况
3.两类问题的解题步骤
【例题3】如图所示，水平传送带正在以v＝4.0 m/s的速度匀速顺时针转动，质量为m＝1 kg的某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上(g取10 m/s2)．如果传送带长度L＝20 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端．
(1)物块轻放在传送带上后，所受的合外力多大？物块的加速度多大？(2)物块开始做何种运动？(3)当物块的速度加速到与传送带的速度相等时经历多长时间？位移多大？
(4)当物块的速度和传送带速度相同时，物块是否还受传送带的摩擦力？(5)物块和传送带速度相同后，物块将做何种运动？这一段经历的时间多长？(6)你是否可以画一下物块在这个过程的v-t图像？
如果传送带长度L＝4.5 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端．(1)物块是否可以加速到和传送带速度相同，而不掉落传送带？(2)此种情况物块的运动形式是否和第一种情况相同？(3)此种情况物体的v-t图像如何画？
【例题4】如图所示，绷紧的水平传送带足够长，始终以恒定速率v1＝2 m/s沿顺时针方向运行。初速度为v2＝4 m/s的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带，小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.2，若从小物块滑上传送带开始计时，求：(1)小物块在传送带上滑行的最远距离；(2)小物块从A处出发再回到A处所用的时间。
(1)物块滑上传送带上后，所受的合外力多大？物块的加速度多大？(2)物块开始做何种运动？(3)当物块的速度向左减为零时经历多长时间？位移多大？
(4)当物块的速度向左减为零时，物块是否处于静止状态？(5)若物块不静止，那么它将做何种运动？(6)从静止开始，物块速度和传送带速度相同时，经历多长时间？此时位移多大？这段位移与物块向左运动的位移相比，哪段大？
(7)物块与传送带速度相同后，将做何种运动？再经多长时间滑离传送带？(8)若规定向左为正方向，你是否可以绘制一下物块的v-t图像呢？
若初速度为v2＝1 m/s，则小物块从A处出发再回到A处所用的时间？(1)此种情况小物块经历的过程是否和第一种情况相同？(2)你是否能够做出分析说明，并绘制小物块的v-t图像呢？
(1)物体无初速度放在传送带上后，受到几个力？物块的加速度多大？(2)物体开始做何种运动？(3)当物体的速度加速到与传送带的速度相等时经历多长时间？位移多大？
(4)当物块的速度和传送带速度相同时，物体是否还受传送带的摩擦力？(5)物块和传送带速度相同后，摩擦力的指向哪个方向？(6)物体和传送带速度相同后，物体将做何种运动？这一段经历的时间多长？(7)你是否可以画一下物体在这个过程的v-t图像？
若物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8，思考如下问题：(1)物块和传送带速度相同后，摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力？(2)物体和传送带速度相同后，物体将做何种运动？(3)你是否可以画一下物体在这个过程的v-t图像？
你认为当我们遇到传送带类问题时，应该注意哪些问题？
【例题7】如图所示，质量M=8.0kg的薄木板静置在光滑水平地面上，质量m=2.0kg 的小滑块（可视为质点）以速度v0=5.0m/s 从木板的左端冲上木板，恰好不滑离木板．已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.20 ，重力加速度g取10m/s2 ．求（1）分别求出小滑块和薄木板的加速度大小；（2） 薄木板的长度。
(1)小滑块冲上木板后，二者各受到几个力？二者的加速度多大？(2)小滑块和木板各做何种运动？(3)小滑块恰好不脱离木板，需要的条件是什么？(4)你能否画一下小滑块和木板运动的过程简图，并标注出二者的位移关系？
二、受恒定外力板块模型
【例题8】图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8N，当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长。（取g=10m/s2）求∶（1）小物块放后，小物块及小车的加速度各为多大？（2）经多长时间两者达到相同的速度？（3）从小物块放上小车开始，经过t=2s小物块通过的位移大小为多少？
(1)小物块放后，二者各受到几个力？二者的加速度多大？(2)小物块和小车各做何种运动？(3)经多长时间两者达到相同的速度？
(4)小物块和小车共速后，小物块是否继续以原来的加速度做加速运动？(5)如何判断小物块和小车共速后的运动形式？
板块模型的三个基本关系
加速度、速度、位移三个关系
关键点：v物与v带的关系；传送带的长度
1．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为（　　）A．7 m/sB．14 m/sC．10 m/sD．20 m/s
3．如图，倾角θ=37°、足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，现将一质量m=2 kg的小物体轻放在传送带的A端，小物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，则在上升过程中的小物体（　　）A．加速度恒定B．先加速运动后匀速运动C．所受的摩擦力方向发生变化D．所受的摩擦力大小始终为12 N
4．如图甲所示，长木板A静止在光滑水平面上，另一质量为2 kg的物体B（可看作质点）以水平速度v0=3m/s滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后的运动过程中A、B的速度—时间图像如图乙所示。g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）A．长木板A、物体B所受的摩擦力均与运动方向相反B．A、B之间的动摩擦因数μ=0.2C．1s末物块B从木板A的右端滑落D．长木板A的质量是4 kg