1、牛顿运动定律的应用（第二课时）年年 级级：高一：高一 学学 科科：物理（人教版）：物理（人教版）年年 级级：高一：高一 学学 科：物理（人教版）科：物理（人教版）牛顿运动定律的应用（第二课时）F合合a力力运动运动F合合ma桥梁桥梁vv0at研究研究对象：质量为对象：质量为m的物体的物体2ax220vv重力重力弹力弹力摩擦力摩擦力从受力情况确定运动情况F合合a力力运动运动F合合ma桥梁桥梁vv0at2ax220vv重力重力弹力弹力摩擦力摩擦力从运动情况确定受力情况F合合a力力运动运动F合合ma桥梁桥梁vv0at2ax220vv重力重力弹力弹力摩擦力摩擦力汽车轮胎与公路路面之间必须要有汽车轮胎与公
2、路路面之间必须要有足够大足够大的的动摩擦因数，才能保证汽车安全行驶。为动摩擦因数，才能保证汽车安全行驶。为检测检测某某公路路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数，公路路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数，需要需要测测试刹车的车痕。测试汽车在该公路水平试刹车的车痕。测试汽车在该公路水平直道上直道上以以54 km/h的速度行驶时，突然紧急刹车，的速度行驶时，突然紧急刹车，车轮车轮被抱被抱死后在路面上滑动，直至停下来。量得死后在路面上滑动，直至停下来。量得车轮车轮在公在公路上摩擦的痕迹长度是路上摩擦的痕迹长度是17.2 m，则路面，则路面和轮胎和轮胎之之间的动摩擦因数是多少间的动摩擦因数是多少？取取 g10 m/
3、s2。情景情景1 1xmgFNFf位移位移 x17.2 m初速度初速度 v015 m/s加速度加速度 a末速度末速度 v0质量质量 m?动摩擦因数动摩擦因数？xxmgFNFfFfFNmg2ax220vv由由运动学公式运动学公式得得根据牛顿第二定律，有根据牛顿第二定律，有得得2202vvax6.5 m/s220 152 17.2根据滑动摩擦力公式根据滑动摩擦力公式mgmaag0.656.510一位滑雪者，人与装备的总质量为一位滑雪者，人与装备的总质量为75 kg，以，以2 m/s 的初速度沿的初速度沿山坡山坡匀加速匀加速直线滑下，山坡倾角为直线滑下，山坡倾角为30，在，在5 s 的时间内滑下的时
4、间内滑下的路程为的路程为60 m。求滑雪。求滑雪者对雪面的者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），取（包括摩擦和空气阻力），取g 10 m/s2。情景情景2 2位移位移 x60 m初速度初速度 v02 m/s加速度加速度 a？时间时间 t5 s质量质量 m75 kg斜面倾角斜面倾角 30根据匀变速根据匀变速直线直线运动的规律运动的规律022()vxtat222(602 5)m/s5 24 m/s 得得yxFNmg cos 0mg sin Ffma得得 FNmg cos Ff m(g sin a)根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律y方向方向x方向方向mg si
5、n mg cos 根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小也为根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小也为650 N，垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为75 N，方向沿斜面向上方向沿斜面向上。mgFNFf其中其中，m75 kg，30，则有则有Ff75 N，FN650 N情景情景3某大厦内装有自动扶梯，某大厦内装有自动扶梯，电梯扶手的倾角为电梯扶手的倾角为。一位质量为一位质量为m的乘客站在的乘客站在自动扶梯上不动，此时扶梯自动扶梯上不动，此时扶梯正在向上以加速度正在向上以加速度a加速启动。加速启动。重力加速度为重力加速度为g，自动扶梯对人脚底的支持力和摩擦力
6、，自动扶梯对人脚底的支持力和摩擦力多大？多大？yxFNFfmgayxFNFfaa cos a sin FNmgma sin 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律x方向方向y方向方向Ffma cos 得得 FN mgma sin mg一质量为一质量为m1 kg的小球用细线的小球用细线悬挂在一辆加速度悬挂在一辆加速度a2 m/s2匀加速匀加速向右运动的小车内，球与车厢壁接向右运动的小车内，球与车厢壁接触。细线与竖直方向的夹角为触。细线与竖直方向的夹角为3030，车厢壁对球的摩擦力可忽略不计。车厢壁对球的摩擦力可忽略不计。a情景情景4 4求小球与车厢壁之间的压力大小。求小球与车厢壁之间的压力大小。取取
7、g10 m/s2。ayxFT sin 30FT cos 30mgFTFN根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律得得 FTcos30mg11.5 N1 100.866N(11.50.512)N3.8 NFNTsin 30FmamaTNsin 30FF0Tcos 30Fmg如果车的加速度稍变大，如果车的加速度稍变大，FT、FN的大小如何变化？的大小如何变化？车的加速度多大时，车的加速度多大时，FN会减小到会减小到0？FT不变不变FN变变小小ag tan 305.77 m/s2FTcos30mgmaTNsin 30FF0Tcos 30Fmg0Tcos 30FmgmaTsin 30F如果车的加速度继续变大，
8、将会出现什么情况？如果车的加速度继续变大，将会出现什么情况？yxFT sin 30FT cos 30a小球将离开车厢壁小球将离开车厢壁细线与车厢壁间夹角将发生变化细线与车厢壁间夹角将发生变化瞬时加速度临界问题mgFTFNmaTNsin 30FF车的加速度车的加速度a10 m/s2时，小球随车一起运动，细线的时，小球随车一起运动，细线的拉力为多大？拉力为多大？ayxFT cos mg0FT sin ma45FT14.1 N得得FT sin FT cos mgFT根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律y方向方向x方向方向ayxFT sin FT cos F合合ma45 FT14.1 N得得mgFTmgFT为了尽量缩短停车时间，旅客按照为了尽量缩短停车时间，旅客按照站站台台上标注的车门位置候车。列车进站时上标注的车门位置候车。列车进站时总总能能准确地停靠在对应车门的位置。这是准确地停靠在对应车门的位置。这是如如何何做到的呢？做到的呢？请同学课下思考，要做到这一点，需要知道哪些信请同学课下思考，要做到这一点，需要知道哪些信息？该如何实现？息？该如何实现？同学们同学们也可以查阅相关资料，了解实际是如何实现也可以查阅相关资料，了解实际是如何实现的。的。研究研究对象对象m分析受力分析受力分析运动过程分析运动过程v0v t xF1F2Fn合力合力F加速度加速度a合成、正交分解合成、正交分解Fma小结
