2019-2020学年高中物理沪科版必修1课件:5.4 牛顿运动定律的案例分析 .pptx
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1、5.4 牛顿运动定律的案例分析,自主阅读,自我检测,一、牛顿运动定律的适用范围 研究表明,通常宏观物体做低速(即远小于光速)运动时,都服从牛顿运动定律。,自主阅读,自我检测,二、动力学的两类基本问题 1.从受力确定运动情况 求解此类题的思路:已知物体的受力情况,根据牛顿第二定律,求出物体的加速度,再由物体的初始条件,根据运动学规律求出未知量(速度、位移、时间等),从而确定物体的运动情况。 2.从运动情况确定受力 求解此类题的思路:根据物体的运动情况,利用运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力,从而求得未知的力,或与力相关的某些量,如动摩擦因数、劲度系数、力的角度等。,自
2、主阅读,自我检测,3.在高速公路上行车,如果车辆发生故障停车检修,应在离车150 m远的后面竖一警示牌。这150 m距离的依据是参考了哪些因素? 提示:放一警示牌的目的是引起其他车辆的注意,以免发生事故。150 m的距离主要是考虑汽车运动的速度、反应时间、刹车时的加速度等因素。,自主阅读,自我检测,三、解决动力学问题的关键 对物体进行正确的受力分析和运动情况分析,并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度。,自主阅读,自我检测,1.正误辨析 (1)很大的物体如星球,才叫宏观物体。 ( ) (2)低速就是速度很小时才适用于牛顿运动定律。 ( ) (3)在低速运动时物体的加速度由物体受的合力与物
3、体的质量决定。 ( ) (4)加速度是联系力与运动的桥梁。 ( ) (5)物体的受力情况和运动情况有着内在的联系。 ( ) 答案:(1) (2) (3) (4) (5),自主阅读,自我检测,2.用30 N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg的物体,力F作用3 s后消失,则第5 s末物体的速度和加速度分别是( ) A.v=7.5 m/s,a=1.5 m/s2 B.v=4.5 m/s,a=1.5 m/s2 C.v=4.5 m/s,a=0 D.v=7.5 m/s,a=0 解析:前3 s物体由静止开始做匀加速直线运动,由牛顿第二定律F=ma,解得 ,3 s末物体的速度为vt=at=1.
4、53 m/s=4.5 m/s;3 s后,力F消失,由牛顿第二定律可知加速度立即变为0,物体做匀速直线运动,所以5 s末的速度仍是3 s末的速度,即4.5 m/s,加速度为a=0,故C正确。 答案:C,自主阅读,自我检测,3.一辆质量为1.0103 kg的汽车,经过10 s由静止加速到速度为108 km/h后匀速前进。 (1)求汽车受到的合力。 (2)如果关闭汽车发动机油门并刹车,设汽车受到的阻力为6.0103 N,求汽车由108 km/h到停下来所用的时间和所通过的路程。,知识点一,知识点二,从物体的运动情况确定受力情况 问题导引 列车质量为m,以速度v行驶,如欲使列车在位移s内停下来,关闭发
5、动机,关于列车所受阻力的大小情况,思考以下问题: (1)分析列车的受力情况,列车受到哪些力,合力沿什么方向? (2)分析列车的运动情况,求出加速度。 (3)用何公式求列车所受阻力的大小? 要点提示:(1)重力、支持力、阻力;合力方向向后。,(3)F=ma。,知识点一,知识点二,知识归纳 1.解题思路 从物体的运动情况入手,应用运动学公式求得物体的加速度,再应用牛顿第二定律求得所受的合力,进而求得所求力。 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
6、力。 (4)根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需求的力。,知识点一,知识点二,典例剖析 【例1】 质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的v-t图像如图所示。弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的 。设球受到的空气阻力大小恒为f,g取10 m/s2,求: (1)弹性球受到的空气阻力f的大小。 (2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。,知识点一,知识点二,解析:(1)由v-t图像可知,弹性球下落过程的加速度为,答案:(1)0.2 N (2)0.375 m,知识点一,知识点二,规律方法解决此类问题的基本思路是根据物体的运动情况确定加速度确定合力确定物体
7、的受力。,知识点一,知识点二,变式训练1民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外时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。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)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?,知识点一,知识点二,解析:(1)由题意可知,h=4.0 m,L=5.0 m,t=2.0 s。,答案:(1)2.5 m/s2 (2)0.92,
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