2014-2015高中物理人教版必修1课件 第四章 牛顿运动定律4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结高中物理·必修1·人教版第四章牛顿运动定律4.6用牛顿运动定律解决问题(一)宜丰中学高一A部黄清华学习目标定位学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结21明确动力学的两类基本问题掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法知识储备区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结一、牛顿第二定律的作用运动力牛顿第二定律物体的运动情况受力情况知识储备区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结二、动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题1．从受力确定运动情况2．从运动情况确定受力思路受力牛顿第二定律加速度运动学规律求出未知量思路物体的运动情况运动学公式加速度牛顿第二定律确定物体所受的力三、解决动力学问题的关键学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结一.从受力确定运动情况求得x、v0、v、t.已知物体的受力情况求得a学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结例1.如图所示，质量m＝2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；解析a＝1.3m/s2，方向水平向右mgFfFNF由图象可得学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结例1.如图所示，质量m＝2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F＝8N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(2)物体在拉力作用下5s末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5s内通过的位移大小解析mgFfFNFv＝at＝1.3×5m/s＝6.5m/s速度公式位移公式x＝12at2＝12×1.3×52m＝16.25m学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结二.从运动情况确定受力求得加速度a已知物体运动情况匀变速直线运动公式物体受力情况F=ma学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结解析例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4.0m，构成斜面的气囊长度为5.0m．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2.0s(g取10m/s2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？由题意可知，L＝5.0mh＝4.0m代入数据得a＝2.5m/s2乘客沿气囊下滑过程中由L＝12at2得a＝2Lt2学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结解析例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4.0m，构成斜面的气囊长度为5.0m．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2.0s(g取10m/s2)，则：(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？对乘客受力分析沿x轴方向有mgsinθ－Ff＝ma沿y轴方向有FN－mgcosθ＝0Ff＝μFNμ＝gsinθ－agcosθ≈0.92.学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结质量为0.1kg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图象如图所示．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Ff,取g＝10m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.解析弹性球下落过程的加速度为a1＝ΔvΔt＝4－00.5m/s2＝8m/s2Ffmgmg－Ff＝ma1根据牛顿第二定律Ff＝mg－ma1＝0.2N34针对训练1学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结质量为0.1kg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图象如图所示．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Ff,取g＝10m/s2,求(1)弹性球受到的空气阻力Ff的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.解析34弹性球第一次反弹后的速度v1＝34×4m/s＝3m/sFfmgmg＋Ff＝ma2球上升过程的加速度a2＝mg＋Ffm＝12m/s2v2－v21＝－2a2h球第一次反弹的高度h＝v212a2＝322×12m＝0.375m.针对训练1学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结三.多过程问题分析找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程要明确整个过程由几个子过程组成合理分段不同过程中力发生变化a发生变化注意学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结例3.质量为m＝2kg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所示的力F，F＝10N，θ＝37°(sin37°＝0.6)，经t1＝10s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止．(g取10m/s2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？当力F作用时，物体做匀加速直线运动撤去F时物体的速度达到最大值撤去F后物体做匀减速直线运动学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结例3.质量为m＝2kg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所示的力F，F＝10N，θ＝37°(sin37°＝0.6)，经t1＝10s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止．(g取10m/s2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？mgFN1FfFsinθ＋FN1＝mgFcosθ－Ff＝ma1Ff＝μFN1v＝a1t1211121taxx1＝25mv＝5m/s竖直方向水平方向由匀变速运动规律得学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结例3.质量为m＝2kg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所示的力F，F＝10N，θ＝37°(sin37°＝0.6)，经t1＝10s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止．(g取10m/s2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？(3)撤去F后mgFN2Ff’Ff′＝μmg＝ma22a2x2＝v2x2＝2.5m物体运动的总位移x＝x1＋x2＝27.5m由匀变速运动规律得根据牛顿第二定律学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼．如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝0.8m、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＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(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？mgFNFf沿斜坡方向mgsinθ－Ff＝maFf＝μFN垂直于斜坡方向FN－mgcosθ＝0针对训练2学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结mgFNFf匀变速运动规律联立以上各式得a＝gsinθ－μgcosθ＝4m/s2t＝2sL＝12at2冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼．如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝0.8m、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＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(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？针对训练2学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼．如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝0.8m、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＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(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？针对训练2mgFNFfμmg＝ma′由牛顿第二定律得联系v下滑过程：v2＝2aL学习探究区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3000米接力比赛中表现抢眼．如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝0.8m、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＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(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？mgFNFf联系v水平面上0－v2＝－2a′xx＝12.8m针对训练2课堂要点小结学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结动力学问题多过程问题运动对象受力联立求解或定性讨论．列牛顿第二定律方程自我检测区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结解析1.一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角θ＝30°，如图所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04，求5s内滑下来的路程和5s末速度的大小(运动员一直在山坡上运动)．从受力确定运动情况以滑雪运动员为研究对象θmgFNFf根据牛顿第二定律FN－mgcosθ＝0①mgsinθ－Ff＝ma②又因为Ff＝μFN③a＝g(sinθ－μcosθ)x＝12at2＝12g(sinθ－μcosθ)t258.2mx自我检测区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结解析1.一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角θ＝30°，如图所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04，求5s内滑下来的路程和5s末速度的大小(运动员一直在山坡上运动)．从受力确定运动情况滑雪运动员为研究对象θmgFNFf≈58.2mv＝at＝10×(－0.04×)×5m/sv＝at＝10×(12－0.04×32)×5m/s≈23.3m/s5s末速度为23.3m/sv自我检测区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结2．一物体沿斜面向上以12m/s的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v－t图象如图所示，求斜面的倾角θ以及物体与斜面间的动摩擦因数μ.(g取10m/s2)解析从运动情况确定受力a上＝122m/s2＝6m/s2，上滑过程的加速度下滑过程的加速度a下＝125－2m/s2＝4m/s2a上＝mgsinθ＋μmgcosθm＝gsinθ＋μgcosθa下＝gsinθ－μgcosθ，联立解得θ＝30°，μ＝315自我检测区学习目标知识储备学习探究自我检测课堂小结3.一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4s内通过8m的距离，此后关闭发动机，汽