高中物理必修一 第四章　5　牛顿运动定律的应用学案学案

5　牛顿运动定律的应用[学习目标]　1.熟练掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的思路和方法(重点)。2.理解加速度是解决两类动力学基本问题的桥梁(重点)。一、从受力确定运动情况例1　质量为20kg的物体静止在光滑水平面上。如果给这个物体施加两个大小都是50N且互成60°角的水平力(如图)，求物体3s末的速度大小和3s内的位移大小。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2　(2022·寿县正阳中学高一期末)如图所示，小孩与冰车的总质量为30kg，静止在冰面上。大人用与水平方向夹角为θ＝37°、F＝60N的恒定拉力，使其沿水平冰面由静止开始移动。已知冰车与冰面间的动摩擦因数μ＝0.05，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)小孩与冰车的加速度大小；________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)冰车运动3s时的速度大小；(3)冰车运动5s时的位移大小。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1．基本思路分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况。2．流程图二、从运动情况确定受力例3　民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面(如图甲所示)，人员可沿斜面滑行到地面。斜面的倾角θ＝30°(如图乙所示)，人员可沿斜面匀加速滑行到地上。如果气囊所构成的斜面长度为8m，一个质量为50kg的乘客从静止开始沿气囊滑到地面所用时间为2s。求乘客与气囊之间的动摩擦因数。(g＝10m/s2)　________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4　一质量为m＝2kg的滑块在倾角θ＝30°的足够长的固定斜面上在无外力F的情况下以加速度a＝2.5m/s2匀加速下滑。若用一水平向右的恒力F作用于滑块，如图所示，使滑块由静止开始沿斜面向上做匀加速运动，在0～2s时间内沿斜面向上运动的位移x＝4m。求：(g取10m/s2)(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；(2)恒力F的大小。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1．基本思路分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力或某一个力。2．流程图三、多过程问题例5　如图所示，一质量为8kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平拉力F＝20N拉物体，使其由A点开始运动，经过8s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止，求A、B间距离。________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例6　如图所示，一足够长的斜面倾角θ为37°，斜面BC与水平面AB平滑连接，质量m＝2kg的物体静止于水平面上的M点，M点与B点之间的距离L＝9m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，现物体受到一水平向右的恒力F＝14N作用，运动至B点时撤去该力，sin37°＝0.6，g＝10m/s2，则：(1)物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大？(2)物体到达B点时的速度是多大？(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？物体回到B点的速度是多大？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要将复杂的过程拆分为几个子过程。2．分析每一个子过程的受力情况，由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一个过程都要重新分析，分别求加速度，用相应规律解决。3．特别注意两个子过程交接的位置，该交接点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到承上启下的作用，对解决问题起重要作用。