高中物理第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用精品ppt課件

這是一份高中物理第四章 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系5 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用精品ppt課件，共47頁(yè)。PPT課件主要包含了CONTENTS，從受力確定運(yùn)動(dòng)情況，板塊模型，從運(yùn)動(dòng)情況確定受力，傳送帶模型，PART01，PART02，PART03，PART04等內(nèi)容，歡迎下載使用。
為了盡量縮短停車時(shí)間，旅客按照車門標(biāo)注的位置候車。列車進(jìn)站時(shí)總能準(zhǔn)確的停在對(duì)于車門的位置。這是如何做到的呢？
(1)牛頓第一定理的內(nèi)容是什么？它揭示了什么樣的規(guī)律？
(2)牛頓第二定理的內(nèi)容是什么？它揭示了什么樣的規(guī)律？
(3)既然力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，那么力與運(yùn)動(dòng)之間存在怎樣的關(guān)系呢？
(4)我們?cè)谘芯苛εc運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系時(shí)我們可能遇到哪些問(wèn)題？對(duì)這些問(wèn)題你認(rèn)為如何處理呢？
【例題1】運(yùn)動(dòng)員把冰壺沿水平冰面投出，讓冰壺在冰面上自由滑行，在不與其他冰壺碰撞的情況下，最終停在遠(yuǎn)處的某個(gè)位置。按比賽規(guī)則，投擲冰壺運(yùn)動(dòng)員的隊(duì)友，可以用毛刷在冰壺滑行前方來(lái)回摩擦冰面，減小冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動(dòng)。（1）運(yùn)動(dòng)員以 3.4 m/s 的速度投擲冰壺，若冰壺和冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02，冰壺能在冰面上滑行多遠(yuǎn)？g 取10 m/s2。 （2）若運(yùn)動(dòng)員仍以 3.4 m/s 的速度將冰壺投出，其隊(duì)友在冰壺自由滑行10m后開始在其滑行前方摩擦冰面，冰壺和冰面的動(dòng)摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的90%，冰壺多滑行了多少距離？
【解析】（1）以冰壺為研究對(duì)象，
摩擦力：Ff ＝ -μ1FN ＝-μ1mg
由牛頓第二定律得：-μmg=ma1
由vt 2－ v02 =2a1x1得：x1=28.9m
（2）設(shè)冰壺滑行 10 m 后的速度為 v10，則
v102 ＝ v02 ＋ 2a1x10
a2 ＝-μ2 g ＝-0.02×0.9×10 m/s2 ＝-0.18 m/s2
滑行 10 m 后為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，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
【例題2】如圖，一位滑雪者，人與裝備的總質(zhì)量為75 kg，以2 m/s 的初速度沿山坡勻加速直線滑下，山坡傾角為 30°，在5 s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程為60 m。求滑雪者對(duì)雪面的壓力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力），g取10 m/s2。
【解析】以滑雪者為研究對(duì)象。建立如圖所示的直角坐標(biāo)系?；┱哐厣狡孪蛳伦鰟蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有
其中 v0＝ 2 m/s，t＝5s，x＝60 m，則有
FN－mgcsθ ＝ 0
mgsinθ－Ff ＝ma
其中，m ＝ 75 kg，θ ＝ 30°，則有
Ff＝75 N，F(xiàn)N＝650 N
根據(jù)牛頓第三定律，滑雪者對(duì)雪面的壓力大小等于雪面對(duì)滑雪者的支持力大小，為 650 N，方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小為 75 N，方向沿山坡向上。
(1)你認(rèn)為“從受力確定運(yùn)動(dòng)情況”這類問(wèn)題中，要做好哪兩個(gè)分析？
(2)你認(rèn)為“從受力確定運(yùn)動(dòng)情況”這類問(wèn)題中，要把力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一起的橋梁是什么？
(3)你認(rèn)為“從受力確定運(yùn)動(dòng)情況”這類問(wèn)題中，我們應(yīng)該按照怎樣的步驟解決來(lái)解決？
逐一分析不同過(guò)程運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，找出相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)。
逐過(guò)程分析物體受力，注意摩擦力、彈力可能變化。
由受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況
由運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況
3.兩類問(wèn)題的解題步驟
【例題3】如圖所示，水平傳送帶正在以v＝4.0 m/s的速度勻速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，質(zhì)量為m＝1 kg的某物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，將該物塊從傳送帶左端無(wú)初速度地輕放在傳送帶上(g取10 m/s2)．如果傳送帶長(zhǎng)度L＝20 m，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物塊將到達(dá)傳送帶的右端．
(1)物塊輕放在傳送帶上后，所受的合外力多大？物塊的加速度多大？(2)物塊開始做何種運(yùn)動(dòng)？(3)當(dāng)物塊的速度加速到與傳送帶的速度相等時(shí)經(jīng)歷多長(zhǎng)時(shí)間？位移多大？
(4)當(dāng)物塊的速度和傳送帶速度相同時(shí)，物塊是否還受傳送帶的摩擦力？(5)物塊和傳送帶速度相同后，物塊將做何種運(yùn)動(dòng)？這一段經(jīng)歷的時(shí)間多長(zhǎng)？(6)你是否可以畫一下物塊在這個(gè)過(guò)程的v-t圖像？
如果傳送帶長(zhǎng)度L＝4.5 m，求經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物塊將到達(dá)傳送帶的右端．(1)物塊是否可以加速到和傳送帶速度相同，而不掉落傳送帶？(2)此種情況物塊的運(yùn)動(dòng)形式是否和第一種情況相同？(3)此種情況物體的v-t圖像如何畫？
【例題4】如圖所示，繃緊的水平傳送帶足夠長(zhǎng)，始終以恒定速率v1＝2 m/s沿順時(shí)針方向運(yùn)行。初速度為v2＝4 m/s的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶，小物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，若從小物塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，求：(1)小物塊在傳送帶上滑行的最遠(yuǎn)距離；(2)小物塊從A處出發(fā)再回到A處所用的時(shí)間。
(1)物塊滑上傳送帶上后，所受的合外力多大？物塊的加速度多大？(2)物塊開始做何種運(yùn)動(dòng)？(3)當(dāng)物塊的速度向左減為零時(shí)經(jīng)歷多長(zhǎng)時(shí)間？位移多大？
(4)當(dāng)物塊的速度向左減為零時(shí)，物塊是否處于靜止?fàn)顟B(tài)？(5)若物塊不靜止，那么它將做何種運(yùn)動(dòng)？(6)從靜止開始，物塊速度和傳送帶速度相同時(shí)，經(jīng)歷多長(zhǎng)時(shí)間？此時(shí)位移多大？這段位移與物塊向左運(yùn)動(dòng)的位移相比，哪段大？
(7)物塊與傳送帶速度相同后，將做何種運(yùn)動(dòng)？再經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間滑離傳送帶？(8)若規(guī)定向左為正方向，你是否可以繪制一下物塊的v-t圖像呢？
若初速度為v2＝1 m/s，則小物塊從A處出發(fā)再回到A處所用的時(shí)間？(1)此種情況小物塊經(jīng)歷的過(guò)程是否和第一種情況相同？(2)你是否能夠做出分析說(shuō)明，并繪制小物塊的v-t圖像呢？
(1)物體無(wú)初速度放在傳送帶上后，受到幾個(gè)力？物塊的加速度多大？(2)物體開始做何種運(yùn)動(dòng)？(3)當(dāng)物體的速度加速到與傳送帶的速度相等時(shí)經(jīng)歷多長(zhǎng)時(shí)間？位移多大？
(4)當(dāng)物塊的速度和傳送帶速度相同時(shí)，物體是否還受傳送帶的摩擦力？(5)物塊和傳送帶速度相同后，摩擦力的指向哪個(gè)方向？(6)物體和傳送帶速度相同后，物體將做何種運(yùn)動(dòng)？這一段經(jīng)歷的時(shí)間多長(zhǎng)？(7)你是否可以畫一下物體在這個(gè)過(guò)程的v-t圖像？
若物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8，思考如下問(wèn)題：(1)物塊和傳送帶速度相同后，摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力？(2)物體和傳送帶速度相同后，物體將做何種運(yùn)動(dòng)？(3)你是否可以畫一下物體在這個(gè)過(guò)程的v-t圖像？
你認(rèn)為當(dāng)我們遇到傳送帶類問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？
【例題7】如圖所示，質(zhì)量M=8.0kg的薄木板靜置在光滑水平地面上，質(zhì)量m=2.0kg 的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以速度v0=5.0m/s 從木板的左端沖上木板，恰好不滑離木板．已知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20 ，重力加速度g取10m/s2 ．求（1）分別求出小滑塊和薄木板的加速度大??；（2） 薄木板的長(zhǎng)度。
(1)小滑塊沖上木板后，二者各受到幾個(gè)力？二者的加速度多大？(2)小滑塊和木板各做何種運(yùn)動(dòng)？(3)小滑塊恰好不脫離木板，需要的條件是什么？(4)你能否畫一下小滑塊和木板運(yùn)動(dòng)的過(guò)程簡(jiǎn)圖，并標(biāo)注出二者的位移關(guān)系？
二、受恒定外力板塊模型
【例題8】圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平推力F=8N，當(dāng)小車向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到1.5m/s時(shí)，在小車前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2kg的小物塊，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，小車足夠長(zhǎng)。（取g=10m/s2）求∶（1）小物塊放后，小物塊及小車的加速度各為多大？（2）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？（3）從小物塊放上小車開始，經(jīng)過(guò)t=2s小物塊通過(guò)的位移大小為多少？
(1)小物塊放后，二者各受到幾個(gè)力？二者的加速度多大？(2)小物塊和小車各做何種運(yùn)動(dòng)？(3)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？
(4)小物塊和小車共速后，小物塊是否繼續(xù)以原來(lái)的加速度做加速運(yùn)動(dòng)？(5)如何判斷小物塊和小車共速后的運(yùn)動(dòng)形式？
板塊模型的三個(gè)基本關(guān)系
加速度、速度、位移三個(gè)關(guān)系
關(guān)鍵點(diǎn)：v物與v帶的關(guān)系；傳送帶的長(zhǎng)度
1．在交通事故的分析中，剎車線的長(zhǎng)度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的滑動(dòng)痕跡。在某次交通事故中，汽車的剎車線長(zhǎng)度是14 m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10 m/s2，則汽車剎車前的速度為（　?。〢．7 m/sB．14 m/sC．10 m/sD．20 m/s
3．如圖，傾角θ=37°、足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定速率順時(shí)針運(yùn)行，現(xiàn)將一質(zhì)量m=2 kg的小物體輕放在傳送帶的A端，小物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，則在上升過(guò)程中的小物體（　?。〢．加速度恒定B．先加速運(yùn)動(dòng)后勻速運(yùn)動(dòng)C．所受的摩擦力方向發(fā)生變化D．所受的摩擦力大小始終為12 N
4．如圖甲所示，長(zhǎng)木板A靜止在光滑水平面上，另一質(zhì)量為2 kg的物體B（可看作質(zhì)點(diǎn)）以水平速度v0=3m/s滑上長(zhǎng)木板A的表面。由于A、B間存在摩擦，之后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A、B的速度—時(shí)間圖像如圖乙所示。g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是（　?。〢．長(zhǎng)木板A、物體B所受的摩擦力均與運(yùn)動(dòng)方向相反B．A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2C．1s末物塊B從木板A的右端滑落D．長(zhǎng)木板A的質(zhì)量是4 kg