5.4牛顿运动定律的案例分析 课件(沪科版高中物理必修1)
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1、5.4 牛顿运动定律的案例分析,第5章 研究力和运动的关系,目标定位,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.,内容索引,知识探究 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,知识探究,一、从受力确定运动情况,例1 如图1所示,质量m2 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F8 N、与水平方向成37角斜向上的拉力,已知sin 370.6,cos 370.8,g取10 m/s2.求: (1)画出物体的受力图,并求出物体的加速度;,图1,解析 对物体受力分析如图:,解得:a1.3 m/s2,
2、方向水平向右,答案,解析,答案 见解析图 1.3 m/s2,方向水平向右,(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小;,(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小.,答案,解析,答案 6.5 m/s,答案 16.25 m,解析 vtat1.35 m/s6.5 m/s,二、从运动情况确定受力,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.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
3、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?,答案,解析,答案 2.5 m/s2,解析 由题意可知,h4.0 m,L5.0 m,t2.0 s.,(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?,答案,解析,答案 0.92,解析 在乘客下滑过程中,对乘客受力分析如图所示,沿x轴方向有mgsin fma, 沿y轴方向有Nmgcos 0, 又fN,联立方程解得,针对训练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vt图像如图2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,取g10 m/s
4、2,求:,图2,(1)弹性球受到的空气阻力f的大小;,答案 0.2 N,答案,解析,解析 由vt图像可知,弹性球下落过程的加速度为,根据牛顿第二定律,得mgfma1 所以弹性球受到的空气阻力 fmgma1(0.1100.18) N0.2 N,(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.,答案,解析,答案 0.375 m,三、多过程问题分析,1.当题目给出的物理过程较复杂,由多个过程组成时,要明确整个过程由几个子过程组成,将过程合理分段,找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.(联系点:前一过程的末速度是后一过程的初速度,另外还有位移关系等.) 2.注意:由于不同过程中力发生了变化,所以加速度也会发生
5、变化,所以对每一过程都要分别进行受力分析,分别求加速度.,例3 质量为m2 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0.5,现在对物体施加如图3所示的力F,F10 N,37(sin 370.6),经t110 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.,图3,答案,解析,答案 见解析,解析 当力F作用时,物体做匀加速直线运动,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.,(2)物体运动过程中最大速度是多少?,答案,解析,答案 5 m/s,解析 撤去F前对物体受力分析如图甲,有:
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