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1、牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用核心:牛顿第二定律 F=ma力运动F Fmama一、动力学的两类基本问题一、动力学的两类基本问题 1已已知知物物体体的的受受力力情情况况，要要求求确确定定物物体体的的运动情况运动情况 2已已知知物物体体的的运运动动情情况况，要要求求推推断断物物体体的的受力情况受力情况 题干信息转 化物理情景转 化转 化物理条件数学模型研究对象物理过程过程物理规律数学方程【思维建模】第一类问题：已知物体的受力求运动情况例题1运动员把冰壶沿水平冰面投出。让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置，按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友可以用毛刷在冰壶滑
2、行前方来回摩擦冰面。减小冰面的动摩擦因数，以调节冰壶的运动。（1）一运动员以3.4/的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远。（g取10m/s2）。题干信息转 化物理情景转 化转 化物理条件数学模型研究对象研究对象物理过程物理过程过程过程1：过程过程2：过程过程1过程过程2物理规律物理规律数学方程数学方程物理规律物理规律数学方程数学方程【思维建模】冰壶（看做质点）冰壶（看做质点）过程过程2过程过程1：摩擦力作用下做匀减速直线运动：摩擦力作用下做匀减速直线运动初速度、末速度、动摩擦因数初速度、末速度、动摩擦因数牛顿第二定律牛顿第二定律Ff=-mg=ma 运动学公
3、式运动学公式冰壶的受力分析冰壶的受力分析解：选择选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等于滑动摩擦力等于滑动摩擦力 。设冰壶的质量为。设冰壶的质量为 以以冰壶运动冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力方向为正方向建立一维坐标系，滑动摩擦力 的方的方向与运动方向相反，则向与运动方向相反，则根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为加速度为负值，方向跟加速度为负值，方向跟 轴正方向相反轴正方向相反。将将 ，代入代入 ，得，得冰壶的滑行距离为冰壶的滑行距离为冰壶滑行了冰壶滑行了 。题干信息转 化物理情景转 化转 化物理条件数学模型研
4、究对象研究对象物理过程物理过程过程过程1：过程过程2：过程过程1过程过程2物理规律物理规律数学方程数学方程物理规律物理规律数学方程数学方程【思维建模】冰壶（看做质点）冰壶（看做质点）过程过程2摩擦摩擦力作用下做匀减速直线运动力作用下做匀减速直线运动过程过程1：摩擦力作用下做匀减速直线运动：摩擦力作用下做匀减速直线运动初速度、末速度、动摩擦因数初速度、末速度、动摩擦因数位移，初速度，前后动摩擦因数、末速度位移，初速度，前后动摩擦因数、末速度牛顿第二定律牛顿第二定律Ff=-mg=ma 运动学公式运动学公式（2）.若运动员仍以3.4/的速度将冰壶投出，其队友在冰壶滑行10m后，开始在其滑行前方摩擦冰
5、面，冰壶和冰面的摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？解：设冰壶滑行 后的速度为 ，则对冰壶的前一段运动有冰壶后一段运动的加速度为滑行 后为匀减速直线运动，由 ，得第二次比第一次多滑行了第二次比第一次多滑行了 。已知物体的运动情况求受力例题2 一个滑雪人，质量为m75kg，以 v02m/s的初速度沿山坡加速滑下，山坡倾角为30，在t5s的时间内滑下的位移为x60m，求滑雪人受到的阻力。(g=10 m/s2）30分析：分析：本题要求滑雪人所受本题要求滑雪人所受的阻力，我们就必须清楚他的阻力，我们就必须清楚他的受力情况，因此先对他进的受力情况，因此先对他进行受力分析：行受力分析：第二类问
6、题：题干信息转 化物理情景转 化转 化物理条件数学模型研究对象物理过程过程物理规律数学方程【思维建模】受力分析 物体一共受到重力G，弹力N，阻力（包括摩擦力和空气阻力）fGNf由于物体是沿着山体方向即斜面方向滑动，所以合力方向为沿斜面向下，将重力分解为垂直于斜面向下的G1和沿斜面向下的G2。G1G2v30 xy解题过程解：由运动学公式：由运动学公式：sv0t0.5at2 得：得：a2（sv0t)/t2=2x(60-2x5)/52=4m/s 根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：F合合ma，结合物，结合物 体的受力情况：体的受力情况：F合合G2f，得：，得：fG2F合合 mgsin30ma 751
7、0 sin3075 4 75N答：答：物体受到的阻力为物体受到的阻力为75N。应用牛顿定律解题规律分析题目流程：应用牛顿定律解题规律分析题目流程：F合合=maavt=v0+atx=v0t+at2/2vt2-v02=2ax 物体受力情况物体受力情况加速度加速度牛顿第二定律牛顿第二定律运动学基本公式运动学基本公式物体运动情况物体运动情况解解题题步步骤骤 （1）建立物理模型确定）建立物理模型确定研究对象；研究对象；（2）进行受力及状态分析；）进行受力及状态分析；（3）取正方向，求合力，列方程；）取正方向，求合力，列方程；建系原则建系原则 a、尽尽量量让让更更多多的的参参与与计计算算的的物物理理量量落
8、落在在坐坐标轴上；标轴上；b、尽量让被求的量不被分解、尽量让被求的量不被分解。（4）统一单位，解方程；）统一单位，解方程；（5）检验结果）检验结果1.(1.(多选多选)如图所示如图所示,表示某小球所受的合力与时间关表示某小球所受的合力与时间关系系,各段的合力大小相同各段的合力大小相同,作用时间相同作用时间相同,设小球从静设小球从静止开始运动止开始运动,由此可以判定由此可以判定()A.A.小球向前运动小球向前运动,再返回停止再返回停止B.B.小球向前运动小球向前运动,再返回不会停止再返回不会停止C.C.小球始终向前运动小球始终向前运动D.D.小球在小球在4 4秒末速度为秒末速度为0 0CD课堂练
9、习课堂练习2放放在在水水平平地地面面上上的的一一物物块块，受受到到方方向向不不变变的的水水平平推推力力F的的作作用用，力力F的的大大小小与与时时间间t的的关关系系和和物物块块速速度度v与与时时间间t的的关关系系如如图图所所示示.取取重重力力加加速速度度g=10 m/s2.试试利利用用两图线求：两图线求：（1）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小；）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小；（2）物块在）物块在36s的加速度大小的加速度大小；（3）物物块块质质量量为为多多少少？物物块块与与地地面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数.02 6t/sF/N936403 6t/sv/(ms-1)936（1）由）由v
10、-t 图象可知，物块在图象可知，物块在69s内做匀速运动，内做匀速运动，由由F-t图象知，图象知，69s的推力的推力F3=4N故故Ff=F3=4N 解解:（2）由）由v-t 图象可知，图象可知，36s内做匀加速运动，内做匀加速运动，得得 a=2 m/s2 （3）在）在36s内，由牛顿第二定律有：内，由牛顿第二定律有：F2 Ff=ma 且且 Ff=N=mg 由以上各式求得：由以上各式求得：m=1kg =0.4 3.一物体以初速度20m/s自倾角为37的斜面向上滑动，2.5秒后速度为零，(1)求斜面与物体间的动摩擦因数。(g=10N/kg)(2)若它又滑下，最终到达斜面底端，又要用去多长时间？(答
11、案：答案：0.25)0.25)(答案答案：3.5)3.5)4.质质量量为为m4 kg的的小小物物块块在在一一个个平平行行于于斜斜面面的的拉拉力力F40N的的作作用用下下，从从静静止止开开始始沿沿斜斜面面向向上上滑滑动动，如如图图8所所示示。已已知知斜斜面面的的倾倾角角37，物物块块与与斜斜面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数0.25，斜斜面面足足够够长长，力力F作作用用5s后后立立即即撤撤去去，（已已知知sin37 =0.6，cos37 =0.8)求：求：（1）前前5 s内内物物块块的的位位移移大大小小及及物物块块在在5 s末末的的速速率；率；（2）撤）撤去外力去外力F后后4 s末物块的速度末物块
12、的速度。(1)25m,10m/s(2)11m/s5 5.某某研究性学习小组利用力传感器研究研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力小球与竖直挡板间的作用力,实验装置实验装置如图所示如图所示,已知斜面倾角为已知斜面倾角为45,45,光滑小光滑小球的质量球的质量m=3 kg,m=3 kg,力传感器固定在竖直力传感器固定在竖直挡板上。求挡板上。求:(g=10 m/s:(g=10 m/s2 2)(1)1)当整个装置静止时当整个装置静止时,力传感器力传感器的示的示数数。(2)(2)当整个装置向右做匀加速直线运动时当整个装置向右做匀加速直线运动时,力传力传感器示数为感器示数为36 N,36 N,此时装置的加速度大小。此时装置的加速度大小。(3)(3)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时,加加速度速度为为1010m/sm/s2 2力传感器力传感器示示数为多少？数为多少？(30N N)(2m/sm/s2 2)（速度向左，0）或（速度向右，60N）