物理多媒體教學課件：牛頓運動定律的應用

5牛頓運動定律的應用

1、進一步學習分析物體的受力情況,并和物體運動情況結(jié)合起來分析。2、掌握運用牛頓運動定律解決問題的思路和方法牛頓運動定律知識結(jié)構(gòu)牛頓運動定律牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律當物體不受外力或合外力為零時總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。物體的加速度與合力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。

F合

=ma兩個物體間的作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直線上F=－F＇受力分析F合F合=maa運動情況1、由左向右是已知力求運動狀態(tài)，可將v、a、x、t中任何一個物理量作為未知量求解2、由右向左是已知運動求受力情況，可將F、a、m中任何一個物理量作為未知量求解用牛頓運動定律解決兩類問題問題1：已知物體的受力情況據(jù)F合=ma求得a據(jù)可求得x、v0、vt、t.問題2：已知物體的運動情況求a據(jù)F=ma求得物體的受力情況。據(jù)例1、質(zhì)量為4kg的物體，以2m/s的速度在水平面上勻速前進，如圖所示。若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)是0.2，則水平拉力F1為多大？若F1突然變?yōu)镕′=6N，并持續(xù)作用2s，問：在這2s內(nèi)，物體的位移是多大？分析：本題屬于剛才所講問題中的哪一類？已知物體的受力情況，求解物體的運動情況。vFmGNFf解：對木塊，受力分析如圖建立如圖所示坐標系由牛頓第二定律得:GNF1fxyx軸方向：y軸方向：12又：3由1、2、3式代入數(shù)據(jù)得：F1=8NGNF1′fxy當F1突然變成F1′后x軸方向：m/s2式中“-”號表示加速度方向與x軸正方向相反，表明物體在做勻減速運動。物體做減速運動持續(xù)的時間為：=4s>2s=3m第一類：由受力情況求運動情況解題步驟：4.利用運動學公式確定物體的運動情況。1.確定研究對象，并對物體進行受力分析，畫出物體的受力圖，弄清題目的物理情景。2.求出合力3.利用牛頓第二定律求出物體的加速度。練習1一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成α角的力F推木箱，求經(jīng)過t秒時木箱的速度。ＦvＦGNfxyGNfxy解：對木塊，受力分析如圖．建立如圖所示坐標系．由牛頓第二定律得：x軸方向上y軸方向上又：物體由靜止開始勻加速運動，則有vt=at=F(1)若斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端B點時的速度及所用時間.(2)若給小物體一個沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ是多少?q=30oABm練習2

一斜面AB長為10ｍ,傾角為30o,一質(zhì)量為２kg的小物體(大小不計)從斜面頂端A點由靜止開始下滑,如圖所示(ｇ取10m/s2)AG(1)、以小物體為研究對象,其受力情況如圖所示.建立直角坐標系.q=30oBmNxyfsinGqG1=cosGqG2=由牛頓第二定律得：把重力Ｇ沿ｘ軸和ｙ軸方向分解：又：由以上三式得：=0.67m/s2x設小物體下滑到斜面底端時的速度為v,所用時間為t,小物體由靜止開始勻加速下滑,則：由：3.7m/s由得=5.5sq=30oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=(2碌)小物紹體沿堂斜面金勻速催下滑墨時,處于粱平衡稠狀態(tài),其加悉速度a＝０計，則曲在圖迫示的往直角胡坐標附系中咸。由牛哨頓第助二定庸律得龍：又：q=30oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=x所以,小物稀體與耍斜面霞間的處動摩弦擦因徐數(shù)=倍ta姐n3勉0o規(guī)律乖總結(jié)若給扭物體錫一定秀的初論速度①當μ＝ta名nθ時,物體采沿斜榴面勻貧速下綿滑；②當μ＞ta減nθ（μm嘉gc祥os秤θ＞mg斑si括nθ）時,物體壘沿斜滔面減碎速下條滑；③當μ＜ta怠nθ（μm扎gc慕os大θ＜mg盲si魔nθ）時,物體師沿斜扎面加漢速下個滑.q=30oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=x例2、一換個滑司雪的鞠人，醉質(zhì)量m=吩75泡㎏，以v0=2燒m/矩s的初濾速度概沿山半坡勻竊加速畢滑下碑，山墊坡的爭傾角θ=薄300,在5秒內(nèi)劉滑下糕的路六程s=威60蓬m，求槳滑雪殖人受熄到的獵阻力抓（包標括滑約動摩蠻擦力腎和空構(gòu)氣的統(tǒng)阻力封）。分析繡：本題園屬于釣剛才拖所講浩問題卷中的驚哪一類？已知甚物體孩的運還動情予況，廊求解稿物體榨的受炒力情偏況。GNfv解：滑雪揉人受已到3個力齡作用穴，如納圖所神示。GNf建立瓦如圖爛的直埋角坐手標系.把重推力G沿x軸和y軸的急方向償分解恨。yx由運動學公式得：=4冷m/婦s2①x軸方帆向：由1、2式得摩：=7永5N②第二吧類：澡由運典動情味況求垮受力息情況解題悲步驟踩：2.根據(jù)哨物體擱的運肺動情粘況對卸物體親運用歉運動摟學公策式求阻出加殃速度禍。4.結(jié)合覽物體浮受力鏈分析晨求出撇所要搭求的茶力。1.對物濃體進身行受擺力分恩析并映建立淚題目嬌中的總物理帽情景3.根據(jù)堂牛頓腔第二贊定律宮求出貝合力竊。鞏固舞訓練胡：如圖俘所示龜，質(zhì)胞量m=橋2k配g的物漠體靜法止在敬光滑塵的水猜平地聯(lián)面上使，現(xiàn)維對物魂體施堆加與求水平朋方向級夾角θ＝370的斜造向上假的拉仍力F作用悄，使握物體祖向右蘋做勻沉加速固直線啞運動家。第5s末的扯速度狹為20匯m/粥s,求拉斧力F的大紙小。羽（g=她10販m/冰s2si暢n3爛7o=0.粘6,偶co警s3柏7o=0垮.8）FθθF解：設向役右為逆正方膝向，往以物由體為離研究唯對象潮，物壓體受3個力延，受僚力示劣意圖增如