高中物理人教版 (新课标)必修15 牛顿第三定律教案配套课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修15 牛顿第三定律教案配套课件ppt，共48页。PPT课件主要包含了课前自主学习，受力分析，加速度，课堂互动探究，课堂回眸等内容，欢迎下载使用。
一、从受力确定运动情况1.解题步骤:(1)确定研究对象,对研究对象进行_________,并画出物体的受力分析图。(2)根据力的合成与分解,求_____________________。(3)根据牛顿第二定律列方程,求_______。(4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求运动学量——任意时刻的位移和速度,以及运动时间等。
合力(包括大小和方向)
2.流程:二、从运动情况确定力1.解题步骤:(1)确定研究对象,对研究对象__________________________;(2)选取合适的运动学公式,求加速度a;(3)根据牛顿第二定律列方程,求合力;(4)根据力的合成与分解的方法,由合力求所需的力。
运动过程分析,画出运动草图
主题一 从受力确定运动情况【生活情境】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sin37°=0.6,cs 37°=0.8,g取10 m/s2。
【问题探究】(1)如何确定物体运动的加速度? 对物体受力分析如图:由牛顿第二定律得:Fcs θ-f=maFsinθ+N=mgf=μN解得:a=1.3 m/s2,方向水平向右。
(2)如何确定物体某时刻的运动情况?提示:根据运动学公式,可确定某时刻运动的v、x等。(3)由问题(1) 、(2)得到的加速度在分析由受力情况确定运动情况的过程中起到怎样的作用。提示:加速度是由物体受力情况确定运动情况的关键,起到了连接的桥梁作用。
【结论生成】从受力确定运动情况的分析流程
从受力情况确定运动情况应注意的三个方面:(1)方程的形式:牛顿第二定律F=ma,体现了力是产生加速度的原因,应用时方程式的等号左右应该体现出前因后果的形式,切记不要写成F-ma=0的形式,这样形式的方程失去了物理意义。(2)正方向的选取,通常选取加速度方向为正方向,与正方向同向的力取正值,与正方向反向的力取负值。(3)求解:F、m、a采用国际单位制单位,解题时写出方程式和相应的文字说明,必要时对结果进行讨论。
【典例示范】如图所示,有一质量m=1 kg的物块,以初速度v=6 m/s从A点开始沿水平面向右滑行。物块运动中始终受到大小为2 N、方向水平向左的力F作用,已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1。求:(g取10 m/s2)(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小和方向。(2)物块向右运动到最远处的位移大小。(3)物块经过多长时间回到出发点A?(结果保留两位有效数字)
【解析】(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小Ff=μmg=1 N物块向右运动时所受摩擦力的方向水平向左。
(2)物块向右运动时的加速度大小a1= =3 m/s2物块向右运动到最远处时的位移大小x= =6 m。
(3)物块向右运动的时间:t1= =2 s物块返回时的加速度大小:a2= =1 m/s2由x= 得物块返回过程的时间t2= s≈3.5 s物块回到出发点A的时间t=t1+t2=5.5 s。答案:(1)1 N　水平向左　(2)6 m　(3)5.5 s
【规律方法】根据物体的受力情况确定运动情况问题的解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图。(2)根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的合外力(包括大小和方向)。(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度。(4)结合给定的物体的运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动参量。
【素养训练】1.质量为m=2 kg的物体静止在水平地面上,物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ=0.5。现在对物体施加如图所示的力F,F=10 N,θ=37°,且sin 37°=0.6。经t=10 s后撤去力F,再经一段时间,物体静止,g取10 m/s2。求:(1)物体运动过程中的最大速度值。(2)物体运动的总位移大小。
【解析】(1)撤去力F前,对物体进行受力分析,如图甲所示,则有Fsin θ+FN=mgFcs θ-Ff=ma1又Ff=μFN联立以上各式解得a1=0.5 m/s2物体在t=10 s撤去力F时速度最大,v=a1t=5 m/s,此时物体的位移x1= a1t2=25 m。
(2)撤去F后,对物体进行受力分析,如图乙所示,则有Ff′=μFN′=μmg=ma2,解得a2=5 m/s2撤去力F后,由运动学公式得2a2x2=v2解得x2=2.5 m故物体运动的总位移为x=x1+x2=27.5 m。答案:(1)5 m/s　(2)27.5 m
2.如图甲所示为某水上乐园的“彩虹滑道”游乐项目。当小美从滑道的顶端由静止开始滑下,沿滑道ABCD运动过程可以简化为如图乙所示(各段滑道之间顺滑连接,即通过连接点前后的速度大小不变)。已知滑道AB长为20 m,与水平面成θ=53°,滑道BC长为2.8 m,与水平面的夹角为α=37°,小美与滑道AB、BC表面的动摩擦因数为0.5(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8,sin53°=0.8,cs53°=0.6),求:
(1)小美沿滑道AB段下滑时的加速度大小。(2)小美从滑道的顶端静止开始沿滑道ABC滑至C点时速度的大小。(3)在滑道末端的水平减速滑道CD长为12 m,CD段可以通过改变滑道内水的深度来改变阻力系数k(k为阻力与重力之比)。人若受到大于其自身重力2倍的阻力时,身体会有不适感、会不安全。为保证安全需要,且不能冲出CD轨道,求减速滑道阻力系数k的取值范围。
【解析】(1)对小美受力分析如图所示:mgsin53°-μmgcs53°=ma1代入数据可以得到:a1=5 m/s2。
(2)A→B的过程,小美做匀加速直线运动: =2a1xAB代入数据可以得到:vB=10 m/s。B→C的过程:小美做匀减速直线运动:-mgsin37°-μmgcs37°=ma2代入数据可以得到:a2=-10 m/s2又: =2a2xBC,代入数据可以得到:vC=12 m/s。
(3)设到D点时速度减为0,-kmg=ma3, =2a3xCD代入数据可以得到:k=0.6又因为阻力不能大于其自身重力的2倍,即k≤2,所以0.6