《牛顿第二运动定律的综合应用》牛顿运动定律ppt课件

第5章 牛顿运动定律
(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同 的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所示．
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【达标练习】
第5章 牛顿运动定律
1.(2019·江 苏 扬 州 高 一 期 中 ) 如 图 所
示，钢铁构件 A、B 叠放在卡车的水
平底板上，卡车底板和 B 间动摩擦因
数为 μ1，A、B 间动摩擦因数为 μ2，μ1>μ2.卡车刹车的最大加 速度为 a，a>μ1g，可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相
等，卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后
s0 距离内能安全停下，则卡车行驶的速度不能超过( )
A. 2as0
B． 2μ1gs0
C. 2μ2gs0
D． （μ1＋μ2）gs0
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第5章 牛顿运动定律
关键能力 2 等时圆模型
如图所示，ad、bd、cd 是竖直面内三根固
定的光滑细杆，a、b、c、d 位于同一圆周上，a
点为圆周的最高点，d 点为最低点．每根杆上都套
有一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从 a、b、
c 处释放(初速度为 0)，用 t1、t2、t3 依次表示各滑环到达 d 点所 用的时间，则( )
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第5章 牛顿运动定律
解析：选 C.设 A、B 的质量为 m，以最大加速度运动时，A 与 B
保持相对静止，由牛顿第二定律得：f1＝ma1≤μ2mg，解得 a1 ≤μ2g，同理，可知 B 的最大加速度；a2≤μ1g；由于 μ1>μ2， 则 a1<a2≤μ1g<a，可知要求其刹车后在 s0 距离内能安全停下，
A．t1<t2<t3 C．t3>t1>t2
B．t1>t2>t3 D．t1＝t2＝t3
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第5章 牛顿运动定律
[思路点拨] (1)先求出滑环在杆上运动的加速度．
(2)位移可用 2Rcos θ表示．
(3)由 s＝12at2 推导 t.
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第5章 牛顿运动定律
[解析] 小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速
度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的，设细杆与竖直方
向夹角为θ，由牛顿第二定律知
mgcos θ＝ma.
①
设圆心为 O，半径为 R，由几何关系得，滑环由开始运动至 d
点的位移为 s＝2Rcos θ.②
由运动学公式得 s＝12at2. ③
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第5章 牛顿运动定律
由①②③式联立解得 t＝2
R g.
小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故
t1＝t2＝t3. [答案] D
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第5章 牛顿运动定律
等时圆模型 (1)质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的 最低点所用时间相等，如图甲所示； (2)质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下 端所用时间相等，如图乙所示；
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2．处理两类问题的思维过程
第5章 牛顿运动定律
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第5章 牛顿运动定律
3．解题的常用方法 (1)矢量合成法：当物体只受两个力作用时，应用平行四边形定 则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的 大小和方向，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同． (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物 体的合力，然后应用牛顿第二定律求加速度．在实际应用中常 将力进行分解，且将加速度所在的方向选为 x 轴或 y 轴方向， 有时也可分解加速度，即FFxy＝＝mmaayx.
则车的最大加速度等于 a1，所以车的最大速度：vm＝ 2μ2gs0， 故 A、B、D 错误，C 正确．
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第5章 牛顿运动定律
2.(2019·贵州遵义高一期末)如图所示，位于竖 直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切 于 M 点，与竖直墙相切于 A 点，竖直墙上另 一点 B 与 M 的连线和水平面的夹角为 60°， C 是圆环轨道的圆心，已知在同一时刻：a、b 两球分别由 A、B 两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别沿 AM、 BM 运动到 M 点；c 球由 C 点自由下落到 M 点．则( )
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第5章 牛顿运动定律
已知物体的受力求运动情况 关键能力 1 从受力确定运动情况
(2019·浙江湖州高一期中)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
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第5章 牛顿运动定律
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．
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第5章 牛顿运动定律
[思路点拨] (1)由题知，冰车先做匀加速运动后做匀减速运动， 当小明妈妈停止施加力的作用时，速度最大，由牛顿第二定律 求得加速度，由速度公式求解最大速率． (2)由位移公式求出匀加速运动通过的位移，撤去作用力冰车做 匀减速运动过程，由牛顿第二定律求得加速度，由运动学速度 位移关系求得滑行位移，即可求出总位移．
[答案] (1)5 m/s (2)50 m
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பைடு நூலகம்
第5章 牛顿运动定律
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分析，并画 出物体的受力示意图； (2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包括大 小和方向)； (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度； (4)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所 需的运动参量．
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第5章 牛顿运动定律
[解析] (1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得
F－μmg＝ma1
①
vm＝a1t
②
由①②式得 vm＝5 m/s.
(2)冰车匀加速运动过程中有 s1＝12a1t2 ③
冰车自由滑行时有 μmg＝ma2 ④
v2m＝2a2s2
⑤
又 s＝s1＋s2
⑥
由③④⑤⑥式得 s＝50 m.
习题课 牛顿第二运动定律的综合应用
学习目标 1.明确动力学的两类 基本问题． 2．掌握应用牛顿运动 定律解题的基本思路 和方法．
第5章 牛顿运动定律
核心素养形成脉络
第5章 牛顿运动定律
1．动力学的两类问题 (1)已知受力情况求运动情况：先由牛顿第二定律求出 a，再由 运动学公式求运动情况．(如 v0，v，s，t 等) (2)已知运动情况求受力情况：先由运动学公式求出 a，再由牛 顿第二定律求力．