人教版 (2019)必修 第一册5 牛顿运动定律的应用教课内容课件ppt

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新课程标准理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象，解决有关问题．
一、力和运动的关系　牛顿第二定律确定了物体_______和力的关系；加速度的大小与物体________的大小成正比，与物体的______成反比；加速度的方向与物体__________的方向相同．二、从受力确定运动情况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_______的规律确定物体的运动情况．
【情境思考】 玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，如果滑梯的倾角为θ，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ，滑梯长度为L，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时间？
三、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据________规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据____________求出力．
【情境思考】 如图为战士正在进行拉轮胎体能训练． 思考：如果战士以很大的速度匀速运动，轮胎有可能离开地面吗？
提示：轮胎不可能离开地面．
探究点一　从受力确定运动情况归纳总结1.问题概述已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移和时间．2．解题思路
3．解题步骤(1)选定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图．(2)根据平行四边形定则，应用合成法或正交分解法，求出物体所受的合外力．(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(即初速度v0)，分析运动情况并画出运动草图，选择合适的运动学公式，求出待求的运动学量——任意时刻的速度v、一段运动时间t以及对应的位移x等．
典例示范例1 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做游戏，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．
【答案】　(1)5 m/s　(2)50 m
迁移拓展1　请根据【例1】中的情境，试求冰车一共滑行了多长时间？
解析：撤去推力后，冰车在摩擦力作用下做匀减速直线运动，最终速度为0由运动学公式：0＝vm－a2t′解得t′＝10 s，所以t总＝t＋t′＝20 s.
迁移拓展2　请根据【例1】中的情境，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5 s后，停止施加力的作用，则冰车自由滑行的时间是多少？
解析：由运动学公式得v′m＝a1t1解得v′m＝2.5 m/s停止施加力，冰车做匀减速直线运动由牛顿第二定律得μmg＝ma2又0＝v′m－a2t″，解得t″＝5 s.
针对训练1　如图所示，在海滨游乐场里有一种滑沙运动．某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来．如果人和滑板的总质量m＝60 kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，斜坡的倾角θ＝37°(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)人(含滑板)从斜坡上滑下的加速度为多大；(2)若由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为L＝20.0 m，则人(含滑板)从斜坡上滑下的距离应不超过多少．
答案：(1)2 m/s2　(2)50 m
解析：(1)人(含滑板)在斜坡上受力如图甲所示，建立如图所示的坐标系，设人(含滑板)在斜坡上滑下的加速度为a1，由牛顿第二定律得mg sin θ－Ff1＝ma1，FN1－mg cs θ＝0，由摩擦力计算公式得Ff1＝μFN1，联立解得a1＝2 m/s2.
探究点二　从运动情况确定受力导学探究　房屋屋顶的设计要考虑很多因素，其中很重要的一点是要考虑排水问题，如果某地降雨量较大，为了使雨滴能尽快地淌离房顶，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动．(1)那么该如何设计屋顶的坡度？(2)某同学设计了以下几种坡度的屋顶(房屋的宽度一定)，试分析哪一种排水效果最好？
归纳总结1.问题概述已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况(如物体的运动性质、时间、加速度或位移)已知的条件下，要求得出物体所受的力．2．解题思路
3．解题步骤(1)选定研究对象，对研究对象进行运动情况分析和受力分析，并画出运动草图及受力示意图．(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，求物体所受的合外力．(4)根据力的合成法或正交分解法，由合外力求出待求力或与力有关的量．
典例示范例2 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103 kg，汽车运动过程中所受的阻力大小不变，求：(1)关闭发动机时汽车的速度大小；(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；(3)汽车牵引力的大小．
【答案】　(1)4 m/s　(2)4×103 N　(3)6×103 N
针对训练2　冰壶是冬奥会的正式比赛项目，冰壶在冰面上运动时，运动员可以通过刷冰减小冰壶与冰面之间的动摩擦因数，从而控制冰壶的滑行距离．如图，在2022年北京冬奥会上，已知从冰壶的投掷点到“大本营”中心的距离为40 m，“大本营”的直径为3.66 m．在某次比赛中，质量为19 kg的冰壶被推出后，做初速度为4 m/s的匀减速直线运动，在它停下的最后1 s内位移为0.1 m．(g＝10 m/s2，冰壶可看成质点)求：(1)冰壶与冰面之间的摩擦力；(2)30 s内冰壶的位移大小．
答案：(1)3.8 N　(2)40 m