高中物理 第四章 牛顿运动定律（第5课时）用牛顿运动定律解决问题（一）教师用书 新人教版必修1-新人教版高一必修1物理教案VIP免费

第5课时用牛顿运动定律解决问题(一)研究学考·明确要求]知识内容牛顿运动定律应用考试要求必考加试dd基本要求1.能分析物体的受力情况，判断物体的运动状态。2．初步掌握动力学两类基本问题求解的基本思路和步骤。3．会求解一个物体在水平面上运动的动力学问题。4．经历牛顿运动定律解决问题的过程，体会选择研究对象的重要性。5．会解决两个物体具有相同加速度的动力学问题。说明1.求解连接体问题时，只限于各物体加速度相同的情形。2．不要求解决加速度不同的两个物体的动力学问题。基础梳理]1．动力学第一类基本问题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加速度，再通过运动学公式确定物体的运动情况。2．解题基本思路典例精析]【例1】(2016·宁波期末)如图1所示，一个质量为10kg的物体以v0＝1m/s的初速度沿着水平地面向右运动时，物体受到一个水平向右、大小为12N的恒力F作用。物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，求：图1(1)物体运动的加速度大小和方向；(2)5s末物体的速度大小和5s内物体通过的位移大小。解析(1)物体向右运动时受到向左的摩擦力，Ff＝μFN＝μG＝10N物体的加速度a＝＝0.2m/s2方向水平向右(2)物体做匀加速运动，经5s速度为v＝v0＋at＝2m/s经5s位移x＝v0t＋at2＝7.5m答案(1)0.2m/s2水平向右(2)2m/s7.5m即学即练]1．滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图2所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40N的水平推力，使冰车从静止开始运动10s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行。(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)。g取10m/s2，求：图2(1)冰车的最大速率；(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小。解析(1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1v冰＝a1t得v冰＝5m/s。(2)冰车匀加速运动过程中有x1＝a1t2＝25m冰车自由滑行时有μmg＝ma2得a2＝0.5m/s2v＝2a2x2得x2＝25m又x＝x1＋x2，得x＝50m。答案(1)5m/s(2)50m基础梳理]1．动力学第二类基本问题如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力。2．解题基本思路典例精析]【例2】“歼10”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注。如图3所示，一架质量m＝5.0×103kg的“歼10”战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离x＝5.0×102m，达到起飞速度v＝60m/s。在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍。求飞机滑行时受到的牵引力多大？(g取10m/s2)图3解析滑行过程，飞机受重力G，支持力FN，牵引力F，阻力Ff四个力作用，在水平方向上，由牛顿第二定律得：F－Ff＝ma①Ff＝0.02mg②飞机匀加速滑行v2－0＝2ax③由③式得a＝3.6m/s2，代入①②式得F＝1.9×104N。答案1.9×104N技巧点拨](1)应用牛顿第二定律解决动力学的两类基本问题，主要应把握两点：①两类分析——物体的受力分析和运动过程分析；②一个桥梁——物体运动的加速度是联系运动和力的桥粱。(2)两类动力学问题的解题步骤即学即练]2．(2016·佛山高一检测)在科技创新活动中，小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图4甲所示)。在光滑水平面AB上(如图乙所示)，机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m＝1kg的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动。小滑块到达B点时机器人撤去电磁力F，小滑块冲上光滑斜面(设经过B点前后速率不变)，最高能到达C点。图4机器人用速度传感器测量小滑块在ABC过程的瞬时速度大小并记录如下：t/s00.20.4…2.22.42.6…v/(m·s－1)00.40.8…3.02.01.0…求：(1)机器人对小滑块作用力F的大小；(2)斜面的倾角α的大小。解析(1)小滑块在AB水平面上做匀加速运动，其加速度a1＝m/s2＝2m/s2由牛顿第二定律得：F＝ma1＝1×2N＝2N(2)滑块在斜面上做匀减速运动，其加速度a2＝m/s2＝5m/s2由牛顿第二定律得：mgsinα＝ma2sinα＝0.5所以α＝30°答案(1)2N(2)30°基础梳理]1．动力学中两类常见图象及其处理方法：(1)v－t图象：可以从所提供图象获取运动的方向、...