牛頓定律應(yīng)用舉例課件

1、解題步驟 隔離物體 受力分析 建立坐標(biāo) 列方程 解方程 結(jié)果討論認(rèn)物體(確定研究對(duì)象)一般采用隔離體法，即把系統(tǒng)中的幾個(gè)物體分別研究。 如果在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中幾個(gè)物體之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng), 根據(jù)問(wèn)題的需要也可把這幾個(gè)物體作為一個(gè)整體處理.無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)2解題步驟 看運(yùn)動(dòng) 分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀況,并確定各研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)狀況之間的聯(lián)系(約束條件)。受力分析 找出研究對(duì)象所受的全部外力,畫(huà)出力的示意圖。此時(shí)要注意區(qū)分內(nèi)力與外力3列方程 列出牛頓方程. 根據(jù)所選坐標(biāo)系,將力和加速度分解, 列出各坐標(biāo)軸方向的牛頓方程.解方程并對(duì)結(jié)果作必要討論建立坐標(biāo) 所建立的坐標(biāo)要便于解題。解題步驟 解題結(jié)果中的單位非常重要。4兩類(lèi)常

2、見(jiàn)問(wèn)題 已知力求運(yùn)動(dòng)方程 已知運(yùn)動(dòng)方程求力合力加速度運(yùn)動(dòng)方程牛頓第二定律積分合力加速度運(yùn)動(dòng)方程牛頓第二定律求導(dǎo)(1)如圖所示滑輪和繩子的質(zhì)量均不計(jì)，滑輪與繩間的摩擦力以及滑輪與軸間的摩擦力均不計(jì)，且 求重物釋放后，物體的加速度和繩的張力例1阿特伍德機(jī)(2)若將此裝置置于電梯頂部，當(dāng)電梯以加速度 相對(duì)地面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，求兩物體相對(duì)電梯的加速度和繩的張力例題解(1) 以地面為參考系畫(huà)受力圖、選取坐標(biāo)如右圖例題解（2）以地面為參考系設(shè)兩物體相對(duì)于地面的加速度分別為 ，且相對(duì)電梯的加速度為解得例題例2在光滑桌面上放置一質(zhì)量m1=5.0kg的物塊，用繩通過(guò)一無(wú)摩擦滑輪將它和另一質(zhì)量為m2=2.0kg的物塊

3、相連。問(wèn)：例題 (1)保持兩物塊靜止，需用多大的水平力F拉住桌上的物塊？ (2)換用F=30N的水平力向左拉m1時(shí)，兩物塊的加速度和繩張力T的大小各如何？ (3)怎樣的水平力F會(huì)使繩中張力為零？m1m2例3.一根不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)固定在O點(diǎn)的水平光滑細(xì)桿，兩端各系一個(gè)小球。a球放在地面上，b球被拉到水平位置，且繩剛好伸直。從這時(shí)開(kāi)始將b球自靜止釋放。設(shè)兩球質(zhì)量相同。求：(1) b球下擺到與豎直線(xiàn)成 角時(shí)的 ； (2) a 球剛好離開(kāi)地面。例題10(1)分析b運(yùn)動(dòng)a球離開(kāi)地面前b做半徑為lb的豎直圓周運(yùn)動(dòng)。解：aOb例題分析b受力,選自然坐標(biāo)系當(dāng)b 球下擺到與豎直線(xiàn)成 角時(shí)由(2) 式得aOb例

4、題(2) 分析a運(yùn)動(dòng)當(dāng) T = mg 時(shí)，a 球剛好離地aObamgNT例題代入(1)得 例4 如圖長(zhǎng)為 的輕繩，一端系質(zhì)量為 的小球，另一端系于定點(diǎn) ， 時(shí)小球位于最低位置，并具有水平速度 ，求小球在任意位置的速率及繩的張力例題解例題例5一水平的木質(zhì)圓盤(pán)繞其中心豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在盤(pán)上離中心 r=20cm處放以小鐵塊，如果鐵塊與木板間的靜摩擦系數(shù)為0.4，求圓盤(pán)轉(zhuǎn)速增大到多少（請(qǐng)用r/min表示）時(shí)，鐵塊開(kāi)始在圓盤(pán)上移動(dòng)。例題問(wèn)繩和鉛直方向所成的角度 為多少？空氣阻力不計(jì)例6如圖擺長(zhǎng)為 的圓錐擺，細(xì)繩一端固定在天花板上，另一端懸掛質(zhì)量為 的小球，小球經(jīng)推動(dòng)后，在水平面內(nèi)繞通過(guò)圓心 的鉛直軸作角

5、速度為 的勻速率圓周運(yùn)動(dòng)例題解越大， 也越大另有例題利用此原理，可制成蒸汽機(jī)的調(diào)速器（如圖所示）例題例7 有阻力的拋體問(wèn)題己知: 質(zhì)量為m的炮彈,以初速度v0與水平方向成仰角射出. 若空氣阻力與速度成正比, 即求: 運(yùn)動(dòng)軌道方程 yx= ?例題20解: 二維空間的變力情況1.選 m為研究物體.3.分析受力:xyom2.建坐標(biāo) xoy.t =0 時(shí), 列方程分離變量例題xyom22分別積分例題得再次積分消去 t ,得軌道方程:得例題解 取坐標(biāo)如圖 例8 一質(zhì)量 ，半徑 的球體在水中靜止釋放沉入水底。已知阻力 , 為粘滯系數(shù)，求 浮力令例題25 浮力例題（極限速度）當(dāng) 時(shí)一般認(rèn)為例題 若球體在水面上具有豎直向下的速率 ，且在水中 ，則球在水中僅受阻力 的作用 END例題例題例9：質(zhì)量為0.25kg的質(zhì)點(diǎn)，受力 的作用，t=0時(shí)該質(zhì)點(diǎn)以 的速度通過(guò)坐標(biāo)遠(yuǎn)點(diǎn)，則該質(zhì)點(diǎn)任意時(shí)刻的位置矢量是：解：例10：一柔軟