3.2用牛頓運動定律解決問題一ppt課件

1、一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律1、內(nèi)容：物體的加速度跟所受合力、內(nèi)容：物體的加速度跟所受合力成正比成正比,跟物體質(zhì)量成反比跟物體質(zhì)量成反比; 加加速度方向跟合力方向相同。速度方向跟合力方向相同。復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：2、公式、公式: F=ma二、運動學(xué)公式二、運動學(xué)公式速度公式速度公式 ：v = vo+at位移公式：位移公式：x= vot +at2 /2導(dǎo)出公式：導(dǎo)出公式：vt 2 vo 2 =2ax解：物體受力如圖由牛頓第二定律得：FFf=ma 則a= 226.44.2/1.1/2fFFmsmsm1.14/4.4/vatmsms22111.14 m8.822Xatm4s末的速度末的速度4s內(nèi)的位移內(nèi)

2、的位移GFFNFfO例例1.一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面的水平拉力作用下沿水平面向右運動，物體與水平地面間的滑動摩擦向右運動，物體與水平地面間的滑動摩擦力為力為4.2N。求物體。求物體4s末的速度和末的速度和4s內(nèi)發(fā)生內(nèi)發(fā)生的位移的位移 。一、一、 從受力確定運動情況從受力確定運動情況 已知物體受力情況確定運動情況，指的是已知物體受力情況確定運動情況，指的是在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運動狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。運動狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。 處理這類

3、問題的基本思路是：先分析物體處理這類問題的基本思路是：先分析物體受力情況求合力，據(jù)牛頓第二定律求加速度，受力情況求合力，據(jù)牛頓第二定律求加速度，再用運動學(xué)公式求所求量再用運動學(xué)公式求所求量( (運動學(xué)量運動學(xué)量) )。 例例1.一個靜止在水平地面上的物體一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是質(zhì)量是2Kg,在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體。求物體在在4s末的速度和末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。內(nèi)發(fā)生的位移。考慮考慮:如果物體與地面的動摩擦因數(shù)為如果物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.2， 其他條件不

4、變。其結(jié)果如何？其他條件不變。其結(jié)果如何？GFFNFfO練習(xí)：一木箱質(zhì)量為練習(xí)：一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成成角的力角的力F推木箱，求經(jīng)過推木箱，求經(jīng)過t秒時木箱的速度。秒時木箱的速度。水平 方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma豎直方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+atGFNfF1=FCosF2=FSinGFNfF1=FCosF2=FSin建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at

5、思路：已知運動情況求受力。應(yīng)先求出加速度思路：已知運動情況求受力。應(yīng)先求出加速度a，再利用牛頓第二定律再利用牛頓第二定律F合合=ma求滑雪人受到的阻力。求滑雪人受到的阻力。解：解： 根據(jù)運動學(xué)公式：根據(jù)運動學(xué)公式：x xv0tv0t 1/2 at2 1/2 at2 得：得： 代入已知量得：代入已知量得：a a4m/s24m/s2 對人進(jìn)行受力分析，建立坐標(biāo)系，對人進(jìn)行受力分析，建立坐標(biāo)系， 根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F Fmama，得：，得： mgsin mgsinF F阻阻mama 即：即：F F阻阻mgsinmgsinmama 代入數(shù)值得：代入數(shù)值得：F F阻阻67.5N67.5N即

6、：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是67.5N67.5N。a a2xv0t）t230 30 o oAB人人FNGxym mFsinG G1=cosG G2=二、從運動情況確定受力二、從運動情況確定受力 已知物體運動情況確定受力情況，指的是在運動情況知道三個運動學(xué)量已知的條件下，要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量如動摩擦因數(shù)等）。 處理這類問題的基本思路是：先分析物體的運動情況，據(jù)運動學(xué)公式求加速度，再在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定律列方程求所求量(力)。 上題中如果忽略空氣阻力作用，求滑雪板與上題中如果忽略空氣阻力作用，求滑雪板與雪面間動摩擦因數(shù)多大雪面間動摩擦因數(shù)多大?如果坡

7、長只有如果坡長只有60m，下端是水平雪面，滑，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上還能滑多遠(yuǎn)？雪者在水平面上還能滑多遠(yuǎn)？如果下坡后立即滑上一個如果下坡后立即滑上一個300的斜坡的斜坡 。請問。請問滑雪者最高能上升多高？滑雪者最高能上升多高？ 更上一層：更上一層：(u=0.10)242m27.97m一、一、 從受力確定運動情況從受力確定運動情況二、從運動情況確定受力二、從運動情況確定受力 加速度加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁是聯(lián)系力和運動的橋梁 牛頓第二定律公式牛頓第二定律公式(F=ma)和運動學(xué)公式和運動學(xué)公式(勻變速勻變速直線運動公式直線運動公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v0

8、2=2ax等等)中，均包含有一個共同的物理量中，均包含有一個共同的物理量加速度加速度a。 由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速度，再由運動學(xué)公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其度，再由運動學(xué)公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其變化；反過來，由物體的運動狀態(tài)及其變化，用運變化；反過來，由物體的運動狀態(tài)及其變化，用運動學(xué)公式可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定動學(xué)公式可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。物體的受力情況。 可見，無論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力可見，無論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力和運動的橋梁。求加速度是解決有關(guān)力和運動問題和運動的

9、橋梁。求加速度是解決有關(guān)力和運動問題的基本思路，正確的受力分析和運動過程分析則是的基本思路，正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關(guān)鍵。解決問題的關(guān)鍵。 a從受力確定運動從受力確定運動從運動確定受力從運動確定受力 1.基本思路基本思路:加速度加速度a是聯(lián)系力和運是聯(lián)系力和運動的橋梁動的橋梁所求量所求量所求量所求量2.解題步驟：解題步驟： (1)確定研究對象；確定研究對象；(2)分析受力情況和運動情況，分析受力情況和運動情況， 畫示意圖畫示意圖(受力和運動過程受力和運動過程)；(3)用牛頓第二定律或運動學(xué)公式用牛頓第二定律或運動學(xué)公式 求加速度；求加速度； (4)用運動學(xué)公式或牛頓第二定律用

10、運動學(xué)公式或牛頓第二定律 求所求量。求所求量。F 質(zhì)量為質(zhì)量為20kg的物體若用的物體若用20N的水平力牽引它，剛好能在水的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：平面上勻速前進(jìn)。求：（1若改用若改用50N拉力沿與水平方向成拉力沿與水平方向成37的夾角向斜上方拉它，的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)2.3m時，它的速度多大？時，它的速度多大？（2在前進(jìn)在前進(jìn)2.3m時撤去拉力，又經(jīng)過時撤去拉力，又經(jīng)過3s鐘，物體的速度多大？鐘，物體的速度多大？（3物體總共通過多大位移？（物體總共通過多大位移？（g取取10m/s2）（12.3ms （20 （34

11、.95m例例3：質(zhì)量為：質(zhì)量為100t的機(jī)車從停車場出發(fā)，的機(jī)車從停車場出發(fā)，經(jīng)經(jīng)225m后，速度達(dá)到后，速度達(dá)到54kmh，此時，此時，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，讓機(jī)車進(jìn)站，機(jī)車又行司機(jī)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，讓機(jī)車進(jìn)站，機(jī)車又行駛駛125m才停在站上設(shè)運動阻力不變，才停在站上設(shè)運動阻力不變，求機(jī)車關(guān)閉發(fā)動機(jī)前所受到的牽引力求機(jī)車關(guān)閉發(fā)動機(jī)前所受到的牽引力加速加速 (a1)減速減速(a2)加速階段的初求速度加速階段的初求速度和加速位移已知，即和加速位移已知，即可求得這一階段的加可求得這一階段的加速度速度a1，應(yīng)用牛頓第，應(yīng)用牛頓第二定律可得這一階段二定律可得這一階段機(jī)車所受的合力機(jī)車所受的合力.減速階段的初求速度和減速階段的初求速度和減速位移也已知，因而減速位移也已知，因而又可由運動學(xué)公式求得又可由運動學(xué)公式求得該階段的加速度該階段的加速度a2，進(jìn)，進(jìn)而由牛頓第二定律求得而由牛頓第二定律求得阻力阻力.由第一階段求得的合力得到機(jī)車牽引力的大小由第一階段求得的合力得到機(jī)車牽引力的大小 m225,m/s15m/h54, 010skvvt(1)加速階段22