高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.4牛顿运动定律的案例分析课件 沪科版必修
高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.3 牛顿第二定律课件 沪科必修1沪科高一必修1物理课件
解析(jiě xī) 水平面不光滑时,物体的受力情况如图乙所示
Fcos 37°-f=ma2 N′+Fsin 37°=mg f=μN′ 联立解得:a2=6 m/s2
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解析 答案
4.(牛顿(niú dùn)第二定律的简单应用)如图4所示,沿水平方向做匀变速直线运动的
解析 答案(dá
例4 如图2所示,质量为1 kg的物体静止在水平(shuǐpíng)面上,物体与水平(shuǐpíng)面间 的动摩擦因数μ=0.5,物体受到大小为20 N、与水平方向成37°角斜向右下的推 力F作用时,沿水平方向做匀加速直线运动,求物体加速度的大小.(g取10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
答案 由于 a∝F,a∝m1 ,所以 a∝mF
写成等式为F=kma
若F12、/9/2m021、a都用国际单位,则F=ma.
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答案
[要点(yàodiǎn)提炼]
1.牛顿第二定律
(1)内容:物体的加速度跟受到的 作用力成正比,跟物体的质量成,反加比速(fǎnbǐ)
度的方向(fāngxiàng)跟作用力的方向(fāngx相iàng同)
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解析 答案(dá
(3)撤去拉力F后物体(wùtǐ)运动的距离.
答案(dáàn) 4 m 解析 撤去拉力F后由牛顿第二定律得-μmg=ma2 解得a2=-μg=-2 m/s2,由0-v2=2a2s
02-v2 解得 s= 2a2 =4 m
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解析 对物体受力分析,如图所示
2018_2019高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析课件沪科版必修1
→求得 s、v0、vt、t.
例1
如图1所示,质量m=2 kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面
间的动摩擦因数为0.25,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,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.求:
撤去F的瞬间物体的速度达到最大值,撤去F后
物体做匀减速直线运动直至速度为零.
解析 答案
(2)物体运动过程中最大速度是多少?
答案 5 m/s
解析 撤去F前对物体受力分析如图甲,有: Fsin θ+N1=mg,Fcos θ-f=ma1 f=μN1
1 2 s1=2a1t1
vt=a1t1,联立各式并代入数据解得
答案 16.25 m
解析 1 2 1 s=2at =2×1.3×52 m=16.25 m
解析
答案
二、从运动情况确定受力
匀变速直线运动公式 F合=ma 运动情况― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― → 求 a― ― ― ― ― ― →受力情况.
例2
民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外情
例3
质量为m=2 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面之间的动摩
擦 因 数 μ = 0.5 , 现 在 对 物 体 施 加 如 图 3 所 示 的 力 F , F = 10 N , θ = 37°(sin 37°=0.6),经t1=10 s后撤去力F,再经一段时间,物体又静止, (g取10 m/s2)则: (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态. 答案 见解析 解析 当力 F 作用时,物体做匀加速直线运动, 图3
最新沪科版高中物理必修一5.4《牛顿运动定律的案例分析》优质课件.ppt
解析:分析物体在水平面上滑行时的受力情况 可以知道,物体滑动时受到的滑动摩擦力μmg为合外 力,由牛顿第二定律知:μmg=ma得:a=μg,可见: aA=aB.
物体减速到零时滑动的距离最大,由运动学公 式可得:
vA2=2aAsA,vB2=2aBsB,所以:sA=sB,A正 确.
答案:A
4.如图5-4-4所示,重10 N的
基础自测
1.一光滑斜劈,在力F推动下
向左匀加速运动,且斜劈上有一木
块恰好与斜劈保持相对静止,如图
5-4-2所示,则木块所受合力的
方向为
()
A.水平向左 C.沿斜面向下 答案:A
图5-4-2
B.水平向右 D.沿斜面向上
2.如图5-4-3小车以加 速度a向右匀加速运动,车中小 球质量为m,则线对球的拉力为
μ=mgF-1cFo1ss5in3°53°=5×1205-×205.× 6 0.8=0.5
当拉力F2=50 N时,物体受力如乙图所示,由 牛顿第二定律得:
F2cos 53°-f2=ma
④
N′+F2sin 53°-mg=0 f2=μN′ 由④⑤⑥式得:
⑤ ⑥
a=F2cos
53°-μmg-F2sin m
它受到与水平方向成53°角斜向上的
25 N的拉力时,恰好做匀速直线
图5-4-6
运动,g取10 m/s2,问:当拉力为50 N时,物体的加
速度多大?2 s末物体的位移多大? 解析:由题意知,物体受力如下图甲所示,由
牛顿第二定律可得:
F1cos 53°=f1
①
N+F1sin 53°=mg
②
f1=μN
③
由①②③式得
答案:C
6.一辆质量为4×103 kg的汽车在水平地面上匀 速行驶.某个时刻关闭发动机,经过20 s滑行40 m而 停止下来,求汽车所受阻力为多大? 解析:根据题意可判断汽车关闭发动机后在阻 力作用下做匀减速运动,结合运动学公式求出汽车 运动的加速度,再根据牛顿第二定律求出阻力f.选汽 车为研究对象,则根据速度公式和位移公式可得: 0=v0-at. 根据位移公式,得:s=v0t-12at2 由以上两式解得:a=2t2s,v0=2ts
高中物理 5.4 牛顿运动定律的案例分析(一)课件 沪科版必修1
第5章 研究力和运动的关系
5.4 牛顿运动定律的案例分析(一)
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1
掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路 和方法.
2 学会处理动力学的两类基本问题.
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一、牛顿运动定律的适用范围
宏观 低速 光速
二、动力学的两类基本问题
1. 牛顿第二定律 运动学规律
求得加速度a F=ma
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例2.民用航空客机的机舱除通常 的舱门外还设有紧急出口,发生 意外情况的飞机着陆后,打开紧 急出口的舱门,会自动生成一个 由气囊组成的斜面,机舱中的乘 客就可以沿斜面迅速滑行到地面 上来.若某型号的客机紧急出口 离地面高度为4.0 m,构成斜面 的气囊长度为5.0 m.要求紧急 疏散时,乘客从气囊上由静止下 滑到达地面的时间不超过2.0 s(g 取10 m/s2),则: (1)乘客在气囊上下滑的加速度 至少为多大?
2.运动学公式 牛顿第二定律
三、解决动力学问题的关键
加速度
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一、从受力确定运动情况
已知物体的受力情况F—=—m→a求得 a,
s=v0t+12at2 vt=v0+at v2t -v20=2as
→求得 s、v0、vt、t.
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4
解析
例1.如图所示,质量m=2 kg
的物体静止在水平地面上,物
解析 以两物块整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
F1-F2=(m1+m2)a
①
隔离物块 m1,由牛顿第二定律得 F1-T=m1a
②
由①②两式解得 T=m1mF21++mm22F1
答案
m1F2+m2F1 m1+m2
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析课件沪科必修1
则 F=f+ma1=μmg+ma1=15 N。 答案:15 N
探究一
探究二
反思由撤去力 F 前及撤去力 F 后的运动情况以及运动学规律求
出撤去力 F 前的加速度,然后由牛顿第二定律求出恒力 F 的大小。对于过 程较复杂的情况,应分阶段进行运动过程分析,并找出各运动过程的相关量, 从而将各运动过程有机地连接在一起。
5.4 牛顿运动定律的案例分析
情境导入
课程目标 1.进一步学习对物体的受力情 况及运动情况进行分析的方法。 2.初步掌握动力学两类基本问题求 解的基本思路和步骤,理解加速度 是解决两类动力学问题的桥梁。 3.经历牛顿定律解决问题的过程,体 会选择研究对象的重要性。
动力学两类基本问题
1.已知物体的受力情况 ,确定物体的运动情况 根据牛顿第二定律,已知物体的受力情况可以求出物体的加速度,再知 道物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式,就可以求出物体在 任意时刻的位置和速度,也就确定了物体的运动情况。 2.已知物体的运动情况 ,分析物体的受力情况 根据物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律 可确定物体所受的合力,从而求出某些未知力或与力相关的某些量,如动摩 擦因数、劲度系数、力的方向等。
������ ������
警示 (1)正确的受力分析是解答本类题目的关键。(2)已知量的单
位都要统一成国际单位制中的单位。
探究一
探究二
【例题 2 】 如图所示是一滑雪场示意图,其中 AC 是长 L=8 m 、倾角 θ=37° 的斜坡,CD 段是与斜 坡平滑连接的水平面。 人从 A 点由静止下滑,经过 C 点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下。 人与接触面间的 动摩擦因数均为 μ=0.25,不计空气阻力,(g 取 10 N/kg,sin 37° =0.8)求 : (1)人从斜坡顶端 A 滑至底端 C 所用的时间; (2)人停下时离 C 点的距离。 点拨:人沿斜坡做匀加速运动,在水平面上人做匀减速运动。由牛顿第 二定律求出加速度,再根据运动学公式求出下滑时间和运动的距离。 37° =0.6,cos
沪科版物理必修1课件:5.4
研究力和运动的关系
要点探究讲练互动
要点一 由物体的受力情况确定运动情况
学案导引 1.在对物体进行正确受力分析时应注意什么?
2.已知受力确定物体运动时为何要求加速度?
栏目 导引
第5章
研究力和运动的关系
1.基本思路 物体的受 力情况 → 物体的 合外力 → 加速度
运动学 物体的运 → → 公式 动情况
根据牛顿第二定律,已知物体受力情况可以
加速度 求出物体的_______,在知道物体的初始条件(
初位置和初速度),根据运动学公式,就可以
求出物体在任意时刻的位置和速度,也就确
运动情况 定了物体的___________.
栏目 导引
第5章
研究力和运动的关系
2.已知物体的运动情况求物体的受力情况 根据物体的运动情况,由运动学公式求出 加速度 _______,再根据牛顿第二定律可确定物体 合外力 所受的_______,从而求出某些未知力,或 与力相关的某些量,如动摩擦因数、劲度 系数、力的方向等.
cos37°=0.8)求:
栏目 导引
第5章
研究力和运动的关系
(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间;
(2)人在离C点多远处停下?
【思路点拨】 解此类问题的关键有两点:
(1)选取研究对象,在不同阶段正确受力分析
确定加速度. (2)以加速度为桥梁结合运动学方程求时间, 位移等.
栏目 导引
第5章
研究力和运动的关系
栏目 导引
第5章
研究力和运动的关系
【借题发挥】
此题是已知运动情况,求解
受力情况的问题,此题除正确应用运动学公
式和受力分析外,还要抓住山坡倾斜角的表 示方法,研究受力情况时,不仅要研究合外 力还要看清是哪一个力或哪几个力及相关的 物理量.
高中物理第5章研究力和运动的关系4牛顿运动定律的案例分析沪科沪科高中物理
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第二十五页,共四十页。
[思路点拨] (1)物体的速度小于 1 m/s 时,所受摩擦力的方向水 平向右,物体做匀加速直线运动. (2)物体速度等于 1 m/s 后,物体不再受摩擦力.物体做匀速直 线运动. (3)判断物体速度能否达到 1 m/s.
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第二十六页,共四十页。
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第十五页,共四十页。
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=mg Fcos θ-Ff=ma1 又 Ff=μFN x1=12a1t2,v=a1t 代入数据解得 x1=25 m,v=5 m/s.
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甲
乙
第十六页,共四十页。
如图所示是一滑雪场示意图,其中 AC 是长 L=8 m、 倾角 θ=37°的斜坡,CD 段是与斜坡平滑连接的水平面.人 从 A 点由静止下滑,经过 C 点时速度大小不变,又在水平面 上滑行一段距离后停下,人与接触面间的动摩擦因数均为 μ= 0.25,不计空气阻力,(取 g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37° =0.8)求:
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第八页,共四十页。
(1)正确的受力分析是解答本类题目的关键. (2)若物体受两个力作用,用合成法求加速度往往要简便一些; 若物体受三个或三个以上力作用时,要正确应用正交分解法求 加速度. (3)物体做直线运动时,合外力的方向一定在物体运动方向的直 线上.
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第九页,共四6,cos θ=0.8
由②~⑤式得:
μ=gsgincoθs-θ a=176=0.437 5 故乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过 0.437 5.
[答案] (1)2.5 m/s2 (2)0.437 5
高中物理沪科版必修1课件: 第5章 5.4 牛顿运动定律的案例分析
• 固
新
双
知 F=ma 求出物体的__加__速__度__,再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体
基
的_运__动__情__况___——物体的速度、位移或运动时间.
合
作 探
2.已知运动情况确定受力情况
究 •
根据物体的运动情况,应用__运__动__学__公__式___求出物体的__加__速__度___,然后
合 作 探 究 • 攻 重
般将力正交分解为沿加速度方向和垂直加速度方向的分量,沿加速度方向 Fx =ma,垂直于加速度方向 Fy=0.
课 时 分 层 作 业
难
返 首 页
自
[针对训练]
当
主
堂
预
1.一个物体在水平恒力 F 的作用下,由静止开始在一个粗糙的水平面 达
习
标
• 探
上运动,经过时间 t,速度变为 v,如果要使物体的速度变为 2v,下列方法正
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇,谁就心想事成。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 14、谁要是自己还没有发展培养和教育好,他就不能发展培养和教育别人。2021年9月15日星期三2021/9/152021/9/152021/9/15 15、一年之计,莫如树谷;十年之计,莫如树木;终身之计,莫如树人。2021年9月2021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021 16、教学的目的是培养学生自己学习,自己研究,用自己的头脑来想,用自己的眼睛看,用自己的手来做这种精神。2021/9/152021/9/15September 15, 2021 17、儿童是中心,教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/15
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析教案沪科版必修1(2021年整理)
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同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
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5。
4《牛顿运动定律的案例分析》【教学目标】(一)知识与技能掌握运用牛顿运动定律解动力学问题的一般方法与技巧。
(二)过程与方法1.通过自学与听讲,掌握运用牛顿定律解题的基本规律。
2.通过解题练习,提高运用物理规律求解物理问题的技能.(三)情感、态度与价值观1.通过自学,充分体会自主学习的乐趣。
2.培养学生运用规律解题的严谨态度。
【教学重点】1.牛顿第二定律解题的思维方法。
2.整体法与隔离法在动力学问题中的运用技巧。
【教学难点】.整体法与隔离法在动力学问题中的运用技巧。
【教学方法】自学辅导,启发诱导,练习等方法【教学过程】一、引入新课通过课本114页火箭图片引入新课。
二、新课教学1、学生自主学习课本114页-115页案例,完成《同步练习册》65页主干知识填空。
2、学生展示与交流:A、请两位学生上讲台展示两案例的解答过程。
B、请一位同学展示《同步练习册》65页主干知识填空。
教师对学生展示情况进行适当启发和评价。
3、教师精讲:A、讲解课本114页案例2B、讲解《同步练习册》【调研1】、【调研2】4、课堂训练:⑴质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上,某时刻在10N的水平拉力作用下开始向右加速,求它运动3s后的速度和位移。
高中物理 5.4 牛顿运动定律的案例分析(二)课件 沪科版必修1
N消失 Mg+F弹
C.a1=0,a2=m+MMg D.a1=g,a2=m+MMg
mg
第十页,共29页。
二.动力学中的临界(lín jiè)问
题分析
刚好
最大
在某些
最小
(gān ghǎo)
(mǒu xiē) 物理情景
最大值
最小值
中
弹力突变的临界条件
常见类型
摩擦力突变临界条件
第十一页,共29页。
解析
例2.如图所示,细线的一
竖直方向
多大?
F sin 45 N sin 45 mg 0
第十二页,共29页。
解析
FN
(jiě
例2.如图所示,细线的一
xī)
端固定在倾角为45°的光滑 楔形滑块A的顶端P处,细线 的另一端拴一质量为m的小
mg 由上述(shàngshù)
球.
两式解得
(1)当滑块至少以多大的加速 度a向左运动时,小球对滑块
沿斜坡(xiépō)方向
斜坡,CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点 mgsin θ-f=ma
(3)撤去F后
N2
f′
mg
根据牛顿第二定律 f′=μmg=ma2
由匀变速运动
(biànsùyùndòng)规律得 2a2s2=v2 s2=2.5 m
物体(wùtǐ)运动的总位移
s=s1+s2=27.5 m
第十九页,共29页。
瞬时(shùn shí)加
1 .如速度图问所题示,质量分别
解析 (jiě
(fēnbié)为m和2m的A和B两球 xī)
当力F作用时,物体(wùtǐ)做匀加速直线运动 撤去F时物体(wùtǐ)的速度达到最大值
2019-学年高中物理沪科版必修1课件: 第5章 5.4 牛顿运动定律的案例分析教育精品.ppt
合 作 探 究 • 攻 重 难
(9)物体运动状态的变化情况决定了它的受力情况.
【提示】 物体运动状态的变化情况是由受力情况决定的.
(× )
课 时 分 层 作 业
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自 主 预 习 • 探 新 知
2.静止在光滑水平地面上的物体的质量为 2 kg,在水平恒力 F 推动下 开始运动,4 s 末它的速度达到 4 m/s,则 F 的大小为( )
1.基本思路 本类型问题是解决第一类问题的逆过程,其思路如下:
当 堂 达 标 • 固 双 基
合 作 探 究 • 攻 重 难
课 时 分 层 作 业
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自 主 预 习 • 探 新 知
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过程分析,并画出受 力图和运动草图. (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,求物体所受的合外力. (4)根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需的力.
(6)加速度是联系运动和力的桥梁.
(7)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的.
(√ )
(√ )
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自 主 预 习 • 探 新 知
(8)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.( ×)
【提示】 物体运动状态的变化情况由物体受力情况决定.
当 堂 达 标 • 固 双 基
2
当 堂 达 标 • 固 双 基
合 作 探 究 • 攻 重 难
F-Ff=ma1, Ff=ma2, 解得:F=1.4×105 N.
[答案] 1.4×105 N
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自 主 预 习 • 探 新 知
2016-2017学年高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.4牛顿运动定律的案例分析 沪科版必修1
探究一
探究二
解析:(1)人在斜坡上下滑时,受力如图所示。设人沿斜
坡下滑的加速度为 a,
沿斜坡方向,由牛顿第二定律得
则 F=f+ma1=μmg+ma1=15 N。 答案:15 N
探究一
探究二
反思由撤去力 F 前及撤去力 F 后的运动情况以及运动学规律求
出撤去力 F 前的加速度,然后由牛顿第二定律求出恒力 F 的大小。对于过 程较复杂的情况,应分阶段进行运动过程分析,并找出各运动过程的相关量, 从而将各运动过程有机地连接在一起。
B.14 m/s D.20 m/s
解析:设汽车刹车后滑动的加速度大小为 a,由牛顿第二定律得:μmg=ma,解
得:a=μg。由������02=2ax,可得汽车刹车前的速度为:v0= 2������������ = 2������������������ =
2 × 0.7 × 10 × 14 m/s=14 m/s,因此 B 正确。 答案:B
a=
������ 求加速度
������
→由运动学公式求
运动学量
2.一般步骤 (1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图。 (2)根据力的合成与分解,求出物体所受的合力(包括大小和方向)。 (3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体运动的加速度。 (4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动学量 ——任意时刻的位移和速度以及运动轨迹等。
12345
3.雨滴从高空由静止落下,若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的 增大而增大,图中能正确反映雨滴下落运动情况的是( )