5. 牛顿运动定律的应用多媒体教学设计及其点评

第四章

牛顿运动定律

用牛顿运动定律解决问题(一)

学习目标

1.知道应用牛顿运动定律解决的两类主要问题.

2.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法.

3.能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析.

4.能根据物体的受力情况推导物体的运动情况.

5.会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题.

自主探究

1.匀变速直线规律: (1)速度公式:

(2)位移公式:

(3)速度与位移的关系式:

2.牛顿运动定律: (1)牛顿第一定律:

.

(2)牛顿第二定律:

.

(3)牛顿第三定律:

.

合作探究

一、从物体的受力情况确定物体的运动情况

【例1】一个静止在光滑水平地面上的物体,质量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动.求物体在4s末的速度和4s内的位移.

问题:(1)研究对象是谁?它一共受几个力的作用,画出受力图.

(2)研究对象受到的合力沿什么方向?大小是多少? (3)研究对象的运动是匀变速运动吗?依据是什么? 1.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

,再通过

规律确定物体的运动情况.

2.解题思路

(1)确定研究对象,对研究对象进行

和

,并画出

;

(2)根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的

;

(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的

;

(4)结合给定的物体的运动的初始条件,选择

求出答案.

二、从物体的运动情况确定物体的受力情况

【例2】一个滑雪者,质量m=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°.在

t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力.(包括摩擦力和空气阻力) 问题:(1)研究对象是谁?找出它的关于运动状态的描述.

(2)求出研究对象的加速度,并画出受力图.

(3)研究对象沿斜面方向下匀加速运动,应如何建立坐标系求合力? 1.如果已知物体的运动情况,可以由运动学公式求出物体的

,再通过

确定物

体的受力情况.

2.解题思路

(1)确定研究对象,对研究对象进行

和

,并画出物体的

;

(2)选择合适的运动规律,求出物体的

;

(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体的所受的

;

(4)根据

的方法,找到各力之间的关系求出答案.

课堂检测

1.如果力F在时间t内使原来静止的质量为m的物体移动距离x,那么(

) A.相同的力在一半的时间内使质量为

的物体移动相同的距离

B.相同的力在相同的时间内使质量为

的物体移动相同的距离

C.相同的力在两倍的时间内使质量为2m的物体移动相同的距离

D.一半的力在相同的时间内使质量为

的物体移动相同的距离

2.同学们小时候都喜欢滑滑梯,如图所示,已知斜面的倾角为θ,斜面长度为l,小孩与斜面的动摩擦因数为μ,小孩可看成质点,不计空气阻力,则下列有关说法正确的是(

) A.小孩下滑过程中对斜面的压力大小为mgcosθ

B.小孩下滑过程中的加速度大小为gsinθ

C.到达斜面底端时小孩速度大小为

D.下滑过程小孩所受摩擦力的大小为μmgcosθ

3.有三个光滑斜轨道1、2、3,它们的倾角依次是60°、45°和30°,这些轨道交于O点,现有位于同一竖直线上的3个小物体甲、乙、丙,分别沿这3个轨道同时从静止自由下滑,如图所示,物体滑到O点的先后顺序是(

) A.甲最先,乙稍后,丙最后

B.乙最先,然后甲和丙同时到达

C.甲、乙、丙同时到达

D.乙最先,甲稍后,丙最后

4.一个木块放在水平面上,在水平拉力F的作用下做匀速直线运动,当拉力为2F时木块的加速度大小是a,则水平拉力为4F时,木块的加速度大小是(

)

A.a B.2a C.3a D.4a

5.A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上,若两物体的质量mA>mB,两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同,则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为(

) A.xA=xB

B.xA>xBC.xA

D.不能确定

6.如图所示,在沿平直轨道行驶的车厢内,有一轻绳的上端固定在车厢的顶部,下端拴一小球,当小球相对车厢静止时,悬线与竖直方向的夹角为θ,则下列关于车厢的运动情况正确的是(

) A.车厢加速度大小为gtanθ,方向水平向左

B.车厢加速度大小为gtanθ,方向水平向右

C.车厢加速度大小为gsinθ,方向水平向左

D.车厢加速度大小为gsinθ,方向水平向右

7.如图所示,质量m0=60kg的人通过定滑轮将质量为m=10kg的货物提升到高处.滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a=2m/s2,则人对地面的压力为(g取10m/s2)(

) A.120N

B.480N

C.600N

D.720N

8.如图所示,弹簧测力计外壳质量为m0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩处吊着一质量为m的重物,现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速运动,则弹簧测力计的示数为(

) A.mg B.

mgC.F

D.

F

9.将“超级市场”中运送货物所用的平板车固定在水平地面上,配送员用400N的水平力推动一箱100kg的货物时,该货物刚好能在平板车上开始滑动;若配送员推动平板车由静止开始加速前进,要使此箱货物不从车上滑落,配送员推车时的加速度的取值可以为(g取10m/s2)(

) A.3.2m/s2

B.5.5m/s2C.6.0m/s2

D.2.8m/s2

10.如图所示,小车上固定一弯折硬杆ABC,C端固定一质量为m的小球.已知α角恒定,当小车水平向左做变加速直线运动时,BC杆对小球的作用力的方向(

)

A.一定沿着杆向上B.一定竖直向上

C.一定不是水平方向D.随加速度a的数值的改变而改变

11.质量为m=2kg的物体,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对物体施加F=20N的作用力,方向与水平面成θ=37°(sin37°=0.6)角斜向上,如图所示,(g取10m/s2)求: (1)物体运动的加速度为大小; (2)物体在力F作用下5s内通过的位移大小; (3)如果力F的作用经5s后撤去,则物体在撤去力F后还能滑行的距离.

12.如图所示为游乐场中深受大家喜爱的“激流勇进”的娱乐项目,人坐在船中,随着提升机达到高处,再沿着水槽飞滑而下,劈波斩浪的刹那给人惊险刺激的感受.设乘客与船的总质量为100kg,在倾斜水槽和水平水槽中滑行时所受的阻力均为重力的0.1倍,水槽的坡度为30°,若乘客与船从槽顶部由静止开始滑行18m经过斜槽的底部O点进入水平水槽(设经过O点前后速度大小不变,g取10m/s2).求: (1)船沿倾斜水槽下滑的加速度的大小; (2)船滑到斜槽底部O点时的速度大小; (3)船进入水平水槽后15s内滑行的距离.