牛顿运动定律的应用.doc

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2016年泰兴市高中物理

2016年泰兴市高中物理

名师工作室送教活动学案

牛顿运动定律的应用

授课人：张春涛学校：泰兴市第四高级中学

【知识回顾】

牛顿第二定律的内容:

2、公式表示为F＝，式中的F与a都是，且它们在任何时刻方向都。

3、牛顿第二定律的五种特性、、、独立性、相对性

4、牛顿第二定律给出了、及三者之间的定量关系。我们可由这个关系式利用一些已知物理量求得未知的物理量。

5、受力分析的步骤：

a.确定研究对象

b.隔离研究对象

c.分析研究对象的受力情况（按照先场力后接触力，最后分析其他力）

d.画物体受力图，没有特殊要求，则画示意图即可。

【新课学习】

二、动力学的两类基本问题

（一）．从受力情况确定运动情况

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。

1．解题思路

2．解题的一般步骤

a.确定研究对象，并对研究对象进行受力分析、画出受力示意图

b.根据力的合成和分解或正交分解求出合力

c.根据牛顿第二定律列方程求出物体的加速度

d.结合运动学公式求出相关物理量

观看视频（警花与警犬）片段

例1、如图1所示，婴儿平板车质量为10kg（含婴儿），静止放在水平地面上，已知平板车与水平地面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现警犬给平板车施加一个与水平面成37°角的斜向上的拉力F＝50N的作用使其运动。(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

图1(1).平板车的加速度以及与地面间的摩擦力大小；

图1

(2).5s内的位移大小。

训练1．如图2所示，质量为40kg的物体在与水平方向成37°角，大小为200N的推力F作用下，沿水平面由静止开始运动，经过2s撤去推力F，物体与地面间动摩擦因数为0.20。取g＝10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6。

图2θF求：(1).

图2

θ

F

(2).刚撤去推力时物体的速度v的大小。

（二）．从运动情况确定受力情况

如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的，再根据确定物体所受的力。

1．解题思路

2．解题的一般步骤

(1)确定研究对象，对研究对象进行受力和运动过程分析，并画出受力图。

(2)选择合适的运动学公式，列出相应方程求出加速度。

(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。

(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需求的力。

观看视频（冬奥会滑雪比赛）片段

图3例2、如图3所示，ACD是一游乐场滑滑梯示意图，其中AC是长L＝9m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平泡沫垫。质量为60Kg的人从A点由静止下滑，经过C点前后速度大小不变为6m/s，又在水平面上滑行2m后停下，不计空气阻力(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，求：

图3

（1）人下滑时的受到的摩擦力，

（2）人与水平泡沫垫间的动摩擦因素μ。

图4

图4

训练2.质量为0.8kg的物体在一水平面上运动，如图4中a、b分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的v-t图像，则拉力和摩擦力之比为()

A．9∶8 B．3∶2

C．2∶1D．4∶3

【巩固练习】

图51、如图5所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，使刷子沿天花板以a＝2m/s2的加速度向上运动。刷子的质量为m＝0.5kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数μ＝0.5，已知sin37°＝0.6，g取10m/s2，试求工人所加的外力F是多大？

图5

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？

(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多大？