习题课牛顿运动定律的综合应用教学ppt课件

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习题课：牛顿运动定律的综合应用

引言

牛顿运动定律是物理学的基础，在解决实际问题中有着广泛的应用。本节课将通过习题课的形式，综合应用牛顿运动定律，提高学生的分析和解决问题的能力。

习题一

一辆质量为1000 kg的汽车以20 m/s的速度行驶在水平公路上。汽车受到的阻力为500 N。求：

解：

根据牛顿第二定律：F = ma
- 汽车受到的合力：F = -500 N（阻力）
- 汽车的加速度：a = F/m = -500 N / 1000 kg = -0.5 m/s²
根据运动学公式：v² = u² + 2as
- 初速度：u = 20 m/s
- 加速度：a = -0.5 m/s²
- 位移：s = 100 m
- 末速度：v = √(u² + 2as) = √(20² + 2 (-0.5) 100) = 19.5 m/s

习题二

一个质量为2 kg的物体从静止开始，在水平面上受到一个恒力F = 10 N。求：

解：

根据牛顿第二定律：F = ma
- 物体的加速度：a = F/m = 10 N / 2 kg = 5 m/s²
根据运动学公式：s = ut + 1/2 at²
- 初速度：u = 0 m/s
- 加速度：a = 5 m/s²
- 时间：t = 5 s
- 位移：s = 0 + 1/2 5 5² = 62.5 m
根据运动学公式：v = u + at
- 初速度：u = 0 m/s
- 加速度：a = 5 m/s²
- 时间：t = 5 s
- 末速度：v = 0 + 5 * 5 = 25 m/s

习题三

一个质量为5 kg的物体以10 m/s的速度水平抛出。求：

解：

根据运动学公式：s = ut
- 初速度：u = 10 m/s
- 加速度：a = g = 9.8 m/s²（重力加速度）
- 时间：t = v/g = 10 m/s / 9.8 m/s² = 1.02 s
- 最大位移：s = ut = 10 m/s * 1.02 s = 10.2 m
根据运动学公式：v = u + at
- 初速度：u = 10 m/s
- 加速度：a = g = 9.8 m/s²
- 末速度：v = 0 m/s（最高点）
- 时间：t = (v - u) / g = (0 - 10 m/s) / 9.8 m/s² = 1.02 s
- 空中停留时间：2t = 2 * 1.02 s = 2.04 s