《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT【推荐下载课件】

向的恒力 F 的作用而运动，在运动中，物体加速度 a 的大小
A．和物体的运动速度有关
()
B．和物体跟地面间的动摩擦因数无关
C．和物体运动的时间无关
D．和恒力 F 成正比 解析：由牛顿第二定律可得，物体的加速度 a＝F－mμmg＝m1 F－
μg，可见，物体的加速度 a 与物体的速度和运动时间无关，与
物体与地面间的动摩擦因数有关，但不与 F 成正比，C 正确，A、
2．判一判 (1)根据所受合外力的方向可以确定物体加速度的方向。
(√)
(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向。
(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。
(×) (√)
(4)只要知道物体受力情况就能确定物体的运动性质。 ( × )
3．选一选 (1)物体放在光滑水平面上，在水平恒力 F 作用下由静止开始运
第5节
牛顿运动定律的应用
课标要求
1.学会解决从受力确定运动情况的问题。 2.学会解决从运动情况确定受力的问题。 3.掌握解决动力学的两类基本问题的综合思路。
一、牛顿第二定律的作用 1．填一填
确定了运动和 力 的关系，把物体的运动情况与 受力 情况联系
起来。
2．选一选
质量为 m 的物体，放在粗糙的水平地面上，受到一个水平方
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 联立以上各式解得 a1＝0.5 m/s2 物体在 t＝10 s 撤去力 F 时速度最大， v＝a1t＝5 m/s，此时物体的位移 x1＝12a1t2＝25 m。
(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作 用。设在水平面上人减速运动的加速度为 a′，由牛顿第二定律 得 μmg＝ma′。
设人到达 C 处的速度为 v，则人在斜面上下滑的过程：v2 ＝2aL
人在水平面上滑行时：0－v2＝－2a′x 联立以上各式解得 x＝12.8 m。 [答案] (1)2 s (2)12.8 m
答案：D
(2)行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，
车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤
害，人们设计了安全带。假定乘客质量为 70 kg，汽车车速为
90 km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为 5 s，安全带
对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦，刹车
B、D 错误。 答案：C
二、动力学的两类基本问题 1．填一填 (1)从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由 牛顿
第二定律 求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体 的运动情况。 (2加速度，结合受力分析，再根据 牛顿第二定律 求出力。
解析：(1)对木箱受力分析如图所示。 由牛顿第二定律得 F－μmg＝ma 解得 a＝F－mμmg＝60－0.21×5 15×10 m/s2＝2 m/s2 由运动学公式可得 v＝at＝2×3 m/s＝6 m/s。 (2)木箱在 2 s 内的位移大小为 x＝12at2＝12×2×22 m＝4 m。
答案：(1)6 m/s (2)4 m
[学透用活] 解答该类问题的一般步骤： (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
过程可看成匀减速直线运动)
()
A．450 N
B．400 N
C．350 N
D．300 N
解析：汽车刹车前的速度 v0＝90 km/h＝25 m/s
设汽车匀减速的加速度大小为 a，则 a＝vt0＝5 m/s2
对乘客应用牛顿第二定律可得：
F＝ma＝70×5 N＝350 N，所以 C 正确。
答案：C
突破点一 根据物体的受力情况确定运动情况
2.质量为 m＝2 kg 的物体静止在水平地面上， 物体与水平地面之间的动摩擦因数为 μ＝ 0.5。现在对物体施加如图所示的力 F，F ＝10 N，θ＝37°，且 sin 37°＝0.6。经 t＝10 s 后撤去力 F，再 经一段时间，物体静止，g 取 10 m/s2。求： (1)物体运动过程中的最大速度。 (2)物体运动的总位移。
[规律方法] 根据物体的受力情况确定运动情况的思维流程
[对点练清] 1.如图所示，质量 m＝15 kg 的木箱静止在水平地面上，木箱与
地面间的动摩擦因数 μ＝0.2。现用 F＝60 N 的水平恒力向右拉 动木箱(g 取 10 m/s2)。求： (1) 3 s 时木箱的速度大小。 (2)木箱在 2 s 内的位移大小。
(1)人从斜坡顶端 A 滑至底端 C 所用的时间。 (2)人在经过 C 点后滑行的距离。
[解析] (1)人在斜坡上下滑时，受力分析如图所示。 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 mgsin θ－Ff＝ma Ff＝μFN 垂直于斜坡方向有 FN－mgcos θ＝0 联立以上各式得 a＝gsin θ－μgcos θ＝4 m/s2 由匀变速运动规律得 L＝12at2 解得 t＝2 s。
动，经时间 t 通过的位移是 x。如果水平恒力变为 2F，物体仍
由静止开始运动，经时间 2t 通过的位移是
()
A．x
B．2x
C．4x
D．8x
解析：当水平恒力为 F 时，由牛顿第二定律得，F＝ma
x＝12at2＝F2mt2。
当水平恒力为 2F 时，由牛顿第二定律得，2F＝ma′，
x′＝12a′(2t)2＝4mFt2。 联立得，x′＝8x。故 D 正确。
——任意时刻的速度 v、一段运动时间 t 以及对应的位移 x 等。 [特别提醒]
受力分析和运动情况分析是解决该类问题的两个关键。
[典例1] 如图所示，ACD 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：