《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT课件

《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT课件

第一部分内容：学习目标

1.明确动力学的两类基本问题．(重点)

2．掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．(难点)

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牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：新知初探

一、从受力确定运动情况

1．牛顿第二定律确定了______和______的关系，使我们能够把物体的运动情况和____________联系起来．

2．如果已知物体的受力情况，可以由__________________求出物体的加速度，再通过__________________确定物体的运动情况．

二、从运动情况确定受力

如果已知物体的运动情况，根据__________________求出物体的加速度，再根据__________________就可以确定物体所受的力．

(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(　　)

(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(　　)

(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．(　　)

(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的．(　　)

(1)(2019•江苏月考)2018年10月23日，港珠澳大桥正式开通．建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道重约G＝8×108 N，相当于一艘中型航母的重量．通过缆绳送沉管到海底，若把该沉管的向下沉放过程看成是先加速运动后减速运动，且沉管仅受重力和缆绳的拉力，则拉力的变化过程可能正确的是(　　)

提示：选C.设沉管加速的加速度为a1，减速的加速度为a2，加速过程由牛顿第二定律得：G－F1＝ma1，得：F1＝G－ma1，F1＜G；减速过程由牛顿第二定律得：F2－G＝ma2，得：F2＝G＋ma2，F2＞G，故A、B、D错误，C正确．

(2)(多选)如图，在车内用绳AB与绳BC拴住一个小球，其中绳BC水平．若原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍相对小车静止，则下列说法正确的是(　　)

A．AB绳拉力不变　　B．AB绳拉力变大

C．BC绳拉力变大D．BC绳拉力不变

(3)求物体的加速度有哪些途径？

提示：途径一　由运动学的关系(包括运动公式和运动图象)求加速度；

途径二　根据牛顿第二定律求加速度．

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牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：师生互动

已知物体的受力求运动情况

如图所示，汽车在高速公路上行驶，有两种运动情况：

(1)汽车做匀加速运动．

(2)汽车关闭油门滑行．

试结合上述情况讨论：由物体的受力情况确定其运动的思路是怎样的？

要点提示　通过分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律求得加速度，然后由运动学公式求出物体运动的位移、速度及时间等．

【核心深化】

1．由物体的受力情况确定其运动的思路

物体受力情况→牛顿第二定律→加速度a→运动学公式→物体运动情况

2．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)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量．

关键能力1　从受力确定运动情况

(2019•浙江湖州高一期中)滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一，如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是

40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)．求：

(1)冰车的最大速率；

(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小．

[思路点拨] (1)由题知，冰车先做匀加速运动后做匀减速运动，当小明妈妈停止施加力的作用时，速度最大，由牛顿第二定律求得加速度，由速度公式求解最大速率．

(2)由位移公式求出匀加速运动通过的位移，撤去作用力冰车做匀减速运动，由牛顿第二定律求得加速度，由运动学速度位移关系求得滑行位移，即可求出总位移．

关键能力2　等时圆模型

如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则(　　)

A．t1t2>t3

C．t3>t1>t2      D．t1＝t2＝t3

【达标练习】

1.如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为(　　)

A．2∶1　B．1∶1

C.3∶1      D．1∶3

2．(2019•浙江期中)我国现在服役的第一艘航母“辽宁号”的舰载机采用的是滑跃起飞方式，即飞机依靠自身发动机从静止开始到滑跃起飞，滑跃仰角为θ.其起飞跑道可视为由长度L1＝180 m的水平跑道和长度L2＝20 m倾斜跑道两部分组成，水平跑道和倾斜跑道末端的高度差h＝2 m，如图所示．已知质量m＝2×104 kg的舰载机的喷气发动机的总推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向始终与速度方向相同，若飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的0.15，飞机质量视为不变，并把飞机看成质点，航母处于静止状态．

已知物体的运动情况求受力

一运动员滑雪时的照片如图所示，

(1)知道在下滑过程中的运动时间．

(2)知道在下滑过程中的运动位移．

结合上述情况讨论：由物体的运动情况确定其受力情况的思路是怎样的？

【核心深化】

1．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外力，进而可以求出物体所受的其他力，流程图如下所示：

2．解题的一般步骤

(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)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)根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力．

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牛顿运动定律的应用PPT，第四部分内容：随堂知能演练

1．(2019•贵州遵义高一期末)如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心，已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别沿AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点．则(　　)

A．a球最先到达M点

B．c球最先到达M点

C．b球最先到达M点

D．b球和c球都可能最先到达M

2．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：(取g＝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)

3．(2019•陕西西安高一期末)在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处，然后由静止释放，为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零，然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面，取g＝10 m/s2，求：

(1)座椅在自由下落结束时刻的速度大小；

(2)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍．

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