普通高中物理必修一 第四章第5节 牛顿运动定律的应用

这是一篇关于“牛顿运动定律的应用”的思维导图，牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系越来。本节主要内容包括：应用牛顿运动定律的两种情况，即从受力确定运动情况和从运动情况确定受力。

• 普通高中物理必修一 第四章第5节 牛顿运动定律的应用
• 内容来源|普通高中教科书 物理 必修第一册 人民教育出版社 软件|亿图脑图MindMaster
• 为了尽量缩短停车时间，旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？
• 牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系越来。
• 从受力确定运动情况
  • 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，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。
• 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）运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶中，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？（2）若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？ g取10m/s2
  • （1）对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律可以求得冰壶滑行时的加速度，再结合冰壶做匀减速直线运动的规律求得冰壶滑行的距离。
  • （2）冰壶在滑行10m后进入冰刷摩擦后的冰面，动摩擦因数变化了，所受的摩擦力发生了变化，加速度也会变化。
    • 前一段滑行10m的末速度等于后一段运动的初速度。根据牛顿第二定律求出后一段运动的加速度。
• 从运动情况确定受力
  • 如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力。这是力学所要解决的又一方面的问题。
• 例题2 如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，发2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10m/s2
  • 根据匀变速直线运动的位移和时间的关系式求出滑雪者的加速度，然后对滑雪者进行受力分析。
  • 滑雪者在下滑过程中，受到重力、山坡的支持力以及阻力的共同作用。通过牛顿第二定律可以求得滑雪者受到的阻力。
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