應用牛頓運動定律解決問題

應用牛頓運動定律解決問題復習：牛頓三大定律第一定律（定性闡述了力和運動的關系）

一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到外力迫使它改變這種狀態(tài)

F＝0

第二定律（定量闡明了力和運動具體關系）

物體的加速度跟物體所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速的方向與合力的方向相同

公式：F＝ma

第三定律（闡明了作用力和反作用力的關系）

物體間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一直線上。核心：牛頓第二定律

F=ma#

把物體的受力和物體的運動情況有機地結合起來了#因此它就成了聯(lián)系力和運動的紐帶#綜合運用牛頓定律就可以來解決一些生活中的實際問題。力運動F＝ma

例1：水平地面上質(zhì)量為10Kg的木箱受到水平向右的拉力F=70N作用在水平面上從靜止開始運動，木箱與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，求木箱在2s末的速度和2s內(nèi)的位移。GfNN=G=mg

=10×10N=100N一、兩種基本題型解題思路Ff

=μN=0.5×100N=50NF合

=F-f

=70N-50N=20N分析木箱的受力情況：GfNF分析木箱的運動情況：V0=0、t=2s、a=2m/s2Vt=at=2×2m/s=4m/s“已知受力求運動”解題思路：力運動aF=ma分析受力分析運動運動學公式一、兩種基本題型解題思路

例2：質(zhì)量為1000Kg的汽車在水平路面上從靜止開始運動，經(jīng)過4s速度達到10m/s，汽車受到的牽引力為3000N。求汽車在運動過程中所受到的阻力大小。一、兩種基本題型解題思路分析汽車的運動情況：V0=0、t=4s、Vt=10m/smgfN一、兩種基本題型解題思路F分析汽車的受力情況：F合

=F-f

=maf

=F-ma=3000N-1000×2.5N=500N“已知運動求受力”解題思路：運動aF=ma分析運動分析受力運動學公式力小結：一、兩種基本題型解題思路“已知受力求運動”解題思路：力運動aF=ma分析受力分析運動運動學公式“已知運動求受力”解題思路：運動aF=ma分析運動分析受力運動學公式力例與練F370mgfNF1=Fcos370=40NF2=Fsin370=30N1、水平地面上質(zhì)量為10Kg的物體受到斜向右上方與水平方向成370角的拉力F=50N作用在水平面上由靜止開始運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，求物體開始運動2s內(nèi)的位移大小。分析物體的受力情況：F1F2N=mg-F2=70Nf

=μN=35N例與練F1F2mgNfF合

=F1-f

=5Na=F合/m=0.5m/s2分析物體的運動情況：V0=0、t=2s、a=0.5m/s22、一個質(zhì)量為75Kg的滑雪人以2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角為300，在5s的時間內(nèi)滑下的路程為60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力，g=9.8m/s2)。分析滑雪人的運動情況：V0=2m/s

、t=5s、x=60m例與練分析滑雪人的受力情況：mgF1F2NfF1=mgcos300=636.5NF2=mgsin300=367.5N例與練F合

=F2-f

=maf

=F2-ma=367.5N-75×4N=67.5N提高練習．如圖，水平傳送帶A、B端間距L=16m，傳送帶以v=4m/s速度向右傳送著，當輕輕將質(zhì)量為m=1kg的物體放上A端（對地速度為零）則摩擦力對物體作用時間t1=

s(設帶物間動摩擦因數(shù)μ=0.2)物體由放上A端運動到B端共經(jīng)歷的時間t2=

s。52練習．靜止在水平面上的物體，在20N水平力拉動下前進5s,撤去水平力物體又前進15s而停止，物體受恒定阻力f=

。練習．靜止在水平面上的物體，在水平恒力F拉動下前進S時撤去F，物體又前進2S才停止，則物體受恒定阻力f與F之比

。5N1：3練習.在水平地面上運動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊，木塊和車廂通過一根水平輕彈簧相連接，彈簧的勁度系數(shù)為k。在車廂的頂部用一根細線懸掛一質(zhì)量為m2的小球。某段時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細線與豎直方向的夾角為θ，在這段時間內(nèi)木塊與車廂也保持相對靜止，如圖所示。不計木塊與車廂底部的摩擦力，則在這段時間內(nèi)彈簧的形變量為

.m1gtanθ/K

例1：如圖所示，質(zhì)量為2kg的正方體A和質(zhì)量為1kg的正方體B兩個物體靠在一起，放在光滑的水平面上，現(xiàn)用水平力F=30N推A，求A對B作用力的大小。A二、簡單的連接體問題FF合

=F

=30N先分析AB整體的受力情況：BABGNF再分析B的受力情況：BGBNBFBFB

=mBa=10N例2：如圖所示，質(zhì)量為2kg的m1和質(zhì)量為1kg的m2兩個物體用水平細線連接，放在光滑的水平面上，現(xiàn)用水平拉力F拉m1，使m1

和m2一起沿水平面運動，若細線能承受的最大拉力為8N，求水平拉力F的最大值。二、簡單的連接體問題Fm2m1先分析m2

的受力情況：G2N2T再分析m1m2整體受力情況：m1m2GNFF

=(m1+m2)a=24N二、簡單的連接體問題小結：先用整體法求加速度，1、已知外力求內(nèi)力：再用隔離法求內(nèi)力先用隔離法求加速度，2、已知內(nèi)力求外力：再用整體法求外力1、如圖，地面光滑，m、M在水平力F的作用下一起以加速度a做勻加速運動，已知m、M間的動摩擦因數(shù)為μ，則m受到M的摩擦力大小為：()A.μmgB.ma

C.D.F－MaBCDamMF 2：質(zhì)量為M=60kg的人通過光滑定滑輪用繩拉著m=20kg的物體，當物體以加速度a=5m/s2加速上升時，求人對地面的壓力？(g=10m/s2)ma

解：以人為對象，他處于共點力平衡狀態(tài)，NMgTN+T=Mg----①以物體對象，用牛頓第二定律：再用牛頓第三定律，人對地面的壓力大小為300N，方向豎直向下。mgaTT－mg=ma----②由①②得：N＝（M－m)g-ma＝300N3、木箱內(nèi)有一豎直桿，總質(zhì)量為M放在地面上，桿上套有一環(huán)質(zhì)量為m，當環(huán)以加速度a(a<g)沿桿加速下滑時，求木箱對地的壓力aN=(M+m)g－ma例與練4、如圖，在水平地面上有兩個相互接觸的物體A和B，它們的質(zhì)量分別為m1

和m2，與地面間的動摩擦因數(shù)都是μ，現(xiàn)用水平推力F向右推A，使A、B一起沿地面向前運動，則A對B的作用力為多大？AFBf=μN=μ(m1+m2)g先分析AB整體的受力情況：ABGNFfF合

=F-f

=F-μ(m1+m2)g5、如圖，并排放在光滑水平面上的兩物體的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1=2m2。在用水平推力F向右推m1時，兩物體間的相互壓力的大小為N1；在用大小也為F的水平推力向左推m2時，兩物體間相互作用的壓力大小為N2，則（）A．2N1=N2B．N1=N2=1/2C.N1=2N2D.N1=N2=FAm2例與練6、如圖所示，質(zhì)量為2kg的m1和質(zhì)量為1kg的m2兩個物體疊放在一起，放在水平面，m1

與m2、m1與水平面間的動摩擦因數(shù)都是0.3，現(xiàn)用水平拉力F拉m1，使m1

和m2一起沿水平面運動，要使m1

和m2之間沒有相對滑動，水平拉力F最大為多大？G2N2f2先分析m2的受力情況：f2

=μN2=μm2g=3Nf2

=m2am2例與練6、如圖所示，質(zhì)量為2kg的m1和質(zhì)量為1kg的m2兩個物體疊放在一起，放在水平面，m1

與m2、m1與水平面間的動摩擦因數(shù)都是0.3，現(xiàn)用水平拉力F拉m1，使m1

和m2一起沿水平面運動，要使m1

和m2之間沒有相對滑動，水平拉力F最大為多大？G2N2f2m1m2GNF再分析m1m2整體受力情況：ff=μN=μ(m1+m2)g=9NF合

=F-f=(m1+m2)aF=f+(m1+m2)a=18N三、共點力作用下物體的平衡1、共點力

物體所受各力的作用點在物體上的同一點或力的作用線相交于一點的幾個力叫做共點力。能簡化成質(zhì)點的物體受到的各個力可視為共點力。CABOOF1F2F3GF1F2θ3、共點力作用下物體的平衡條件

由牛頓第一定律和牛頓第二定律我們知道：物體不受外力作用或合外力為零時處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)——平衡狀態(tài)。

所以物體處于平衡狀態(tài)的條件是合外力為零

即:F合=0三、共點力作用下物體的平衡2、平衡狀態(tài)

物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，叫做平衡狀態(tài)。4、物體平衡的兩種基本模型GNN=GGNFfN=GF=f三、共點力作用下物體的平衡5、研究物體平衡的思路和基本方法（1）轉(zhuǎn)化為二力平衡模型——合成法

很多情況下物體受到三個力的作用而平衡，其中任意兩個力的合力必定跟第三個力等大反向。根據(jù)平行四邊形定則作出其中任意兩個力的合力來代替這兩個力，從而把三力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡。這種方法稱為合成法。三、共點力作用下物體的平衡GF1F2F5、研究物體平衡的思路和基本方法（1）轉(zhuǎn)化為二力平衡模型——合成法

很多情況下物體受到三個力的作用而平衡，其中任意兩個力的合力必定跟第三個力等大反向。根據(jù)平行四邊形定則作出其中任意兩個力的合力來代替這兩個力，從而把三力平衡轉(zhuǎn)化為二力平衡。這種方法稱為合成法。三、共點力作用下物體的平衡GF例與練1、如圖所示，在傾角為θ的斜面上，放一重力為G的光滑小球，球被豎直擋板擋住不下滑，求：斜面和擋板對球的彈力大小。對球受力分析：GF1F2FF=GF1=F/cosθ=G/cosθF2=Ftanθ

=Gtanθ

θC例與練2、重力為G的物體用如圖所示的OA、OB、OC三根細繩懸掛處于靜止狀態(tài)，已知細繩OA處于水平，OB與豎直方向成60°角，求細繩OA、OB和OC張力的大小。G600F1=GABOF1對物體受力分析對繩子O點受力分析OF1’F2F3C例與練G600F1=GABOF1對物體受力分析對繩子O點受力分析OF1’F2F3FF=F1’=F1=GF2=F/cos600=2GF3=Ftan6002、重力為G的物體用如圖所示的OA、OB、OC三根細繩懸掛處于靜止狀態(tài)，已知細繩OA處于水平，OB與豎直方向成60°角，求細繩OA、OB和OC張力的大小。5、研究物體平衡的思路和基本方法（2）轉(zhuǎn)化為四力平衡模型——分解法

當物體受三個共點力平衡時，也可以把其中一個力進行分解(一般采用正交分解法)，從而把三力平衡轉(zhuǎn)化為四力平衡模型。這種方法稱為分解法。三、共點力作用下物體的平衡GF1F2F1xF1y5、研究物體平衡的思路和基本方法（2）轉(zhuǎn)化為四力平衡模型——分解法三、共點力作用下物體的平衡GF2F1xF1y

當物體受三個共點力平衡時，也可以把其中一個力進行分解(一般采用正交分解法)，從而把三力平衡轉(zhuǎn)化為四力平衡模型。這種方法稱為分解法。

當物體受三個以上共點力平衡時，一般采用分解法。例與練3、如圖所示，在傾角為θ的斜面上，放一重力為G的光滑小球，球被豎直擋板擋住不下滑，求：斜面和擋板對球的彈力大小。對球受力分析：GF1F2θ例與練3、如圖所示，在傾角為θ的斜面上，放一重力為G的光滑小球，球被豎直擋板擋住不下滑，求：斜面和擋板對球的彈力大小。對球受力分析：GF1F2F1xF1yF1x=F1sinθF1y=F1cosθ

θ例與練3、如圖所示，在傾角為θ的斜面上，放一重力為G的光滑小球，球被豎直擋板擋住不下滑，求：斜面和擋板對球的彈力大小。對球受力分析：GF2F1xF1yF1x=F1sinθF1y=F1cosθ

F1=G/cosθF2

=F1x=F1sinθF1y=F1cosθ=G=Gsinθ

/cosθ

=Gtanθ

C例與練4、重力為G的物體用如圖所示的OA、OB、OC三根細繩懸掛處于靜止狀態(tài)，已知細繩OA處于水平，OB與豎直方向成60°角，求細繩OA、OB和OC張力的大小。G600F1=GABOF1對物體受力分析對繩子O點受力分析OF1’F2F3C例與練G600F1=GABOF1對物體受力分析對繩子O點受力分析OF1’F34、重力為G的物體用如圖所示的OA、OB、OC三根細繩懸掛處于靜止狀態(tài)，已知細繩OA處于水平，OB與豎直方向成60°角，求細繩OA、OB和OC張力的大小。F2F2xF2yF2x=F2sin600F2y=F2cos600C例與練G600ABOF1OF1’F34、重力為G的物體用如圖所示的OA、OB、OC三根細繩懸掛處于靜止狀態(tài)，已知細繩OA處于水平，OB與豎直方向成60°角，求細繩OA、OB和OC張力的大小。F2xF2yF2y=F1’=GF3=F2x例與練F370mgfNF1=Fcos370=20NF2=Fsin370=15N5、質(zhì)量為5.5Kg的物體受到斜向右上方與水平方向成370角的拉力F=25N作用在水平地面上勻速運動，求物體與地面間的動摩擦因數(shù)(g=10m/s2)。F1F2例與練F1F2mgfNf=F1=20NN=mg-F2=40N5、質(zhì)量為5.5Kg的物體受到斜向右上方與水平方向成370角的拉力F=25N作用在水平地面上勻速運動，求物體與地面間的動摩擦因數(shù)(g=10m/s2)。F1=Fcos370=20NF2=Fsin370=15Nθ6、如圖，斜面固定在水平面上，一物體恰好能沿斜面勻速下滑，求物體和斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝？mgNfF1F2解：對物體受力分析分解重力mg由平衡得：f=F1=mgsinθ…………(1)N=F2=mgcosθ…………(2)又f=μN…(3)由(1)(2)(3)得：μ＝tanθV思考:如在物體上加一豎直向下的力F，則物體的運動會怎樣?7.測定患者的血沉，在醫(yī)學上有助于醫(yī)生對病情作出判斷.設血液是由紅血球和血漿組成的懸浮液，將此懸浮液放進豎直放置的血沉管內(nèi)，紅血球就會在血漿中勻速下沉，其下沉速率稱為血沉.某人的血沉v的值大約是10mm/h.如果把紅血球近似看做是半徑為R的小球，且認為它在血漿中下沉時所受的粘滯阻力為f=6πηRv.在室溫下η=1.8×103Pa.s.已知血漿的密度ρ0=1.0×103kg/m3,紅血球的密度ρ=1.3×103kg/m3.試由以上數(shù)據(jù)估算出紅血球半徑的大?。ńY果取一位有效數(shù)字即可）解：紅血球在重力、浮力和粘滯阻力的作用下，勻速下落.由力的平衡，得：取g=10m/s2，解得R=≈3×10-6(m)GfF浮G＝F?。玣例與練8、(拓展)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體上，斜面體放在粗糙的水平地面上，用沿斜面向上的拉力F拉木塊，使木塊與斜面體都保持靜止，求地面對斜面體的摩擦力和支持力。對整體受力分析整體F(m+M)gfNF1F2F1=FcosθF2=Fsinθθf=F1=FcosθFn=(m+M)g-F2

=(m+M)g-Fsinθ例與練9、(拓展)如圖所示，一個重為G的小球，用細線懸掛在O點，現(xiàn)在用水平力F拉小球，使懸線偏離豎直方向30°時處于靜止狀態(tài)。當F的方向由水平緩慢地變?yōu)樨Q直方向的過程中，拉力F及細線的張力大小分別如何變化？動態(tài)平衡2GTF’動態(tài)平衡1G四、超重和失重（演示）F（1）靜止（2）向上加速（3）向下加速F=GGF>GFGF<GFG四、超重和失重（分析）FF’=GF’GF’>GFF’GF’<GFF’F合

=F-G

=maF=G

+ma=m(g+a)F’=F=m(g+a)F合

=G-F=maF=G

-ma=m(g-a)F’=F=m(g-a)（1）靜止（2）向上加速（3）向下加速四、超重和失重(電梯中超重和失重）四、超重和失重1、超重

物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象。四、超重和失重2、失重

物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象。F’四、超重和失重小結：a方向向上加速上升減速下降——超重a方向向下加速下降減速上升——失重日常生活中的超重和失重現(xiàn)象2.利用體重計稱量體重時，人在體重計上要保持靜止。3.乘豎直升降的電梯，在升降過程中，體驗超重和失重。4.乘快速行駛的汽車，突遇上坡或下坡，體驗超重和失重。5.游樂園里，乘座過山車，體驗超重和失重。1.人起跳過程和從高處跳下，體驗超重和失重。6.飛機起飛或著陸或突遇氣流，飛機上下顛簸，體驗超重和失重（船、蹺蹺板、轎子等）7.蹦床運動，人上下運動時，體驗超重和失重?！居^察與思考】為什么心臟病人不宜乘坐？思考：在右圖中如果電梯做自由落體運動，則臺秤的示數(shù)為多少？mgFmg－F＝maa＝g故：F＝0這種狀態(tài)叫完全失重狀態(tài)（1）做自由落體運動的物體、環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星均處于完全失重狀態(tài)（2）處于完全失重狀態(tài)的物體重力并未消失利用完全失重條件的科學研究液體呈絕對球形制造理想的滾珠制造泡沫金屬0在人造衛(wèi)星中所有靠重力效應工作的儀器都失效！彈簧測力計無法測量物體的重力，但仍能測量拉力或壓力的大小。無法用天平測量物體的質(zhì)量例與練1、關于超重和失重，下列說法中正確的是（）A、超重就是在某種情況下，物體的重力變大了B、物體向上運動一定處于超重狀態(tài)C、物體向下減速運動，處于超重狀態(tài)D、物體做自由落體運動時處于完全失重狀態(tài)（1）超重（失重）是指視重大于（小于）物體的重力，物體自身的重力并不變化。（2）是超重還是失重，看物體加速度的方向，而不是看速度的方向。（3）若物體向下的加速度等于重力加速度，物體的視重為零——完全失重。CD例與練2、質(zhì)量為m的物體用彈簧秤懸掛在電梯中，當電梯以g/2的加速度豎直加速下降時，彈簧秤的讀數(shù)及物體的重力分別為（）A、mg，mg B、2mg，mgC、mg/2，mg D、mg,mg/2C例與練3、在環(huán)繞地球飛行的宇宙飛船中，下列儀器一定不能正常使用的是（）A、彈簧測力計 B、醫(yī)用體重計C、水銀氣壓計D、天平BCD例與練4、一個人站在醫(yī)用體重計的測盤上不動時測得體重為G，當此人由直立突然下蹲直到蹲在體重計不動的過程中，體重計的示數(shù)（）A、先大于G，后小于G，最后等于GB、先小于G，后大于G，最后等于GC、一直大于GD、一直小于G（1）此人先向下加速——失重，視重小于重力。（2）再向下減速——超重，視重大于重力。（3）最后不動——視重等于重力。B例與練5、一個人在地面上最多能舉起300N的重物，在沿豎直方向做勻變速運動的電梯中，他最多能舉起250N的重物。求電梯的加速度。(g=10m/s2)（1）在地面上GFF=G=300N（2）在電梯中G’FF-G’=ma方向向上思考：如果電梯以5m/s2加速上升，人最多能舉起多重的物體？6．站在升降機地板上的人，當升降機靜止時重力大小為G，受地板支持力在小為N，人施于地板的壓力大小為F。當升降機自由下落時，下列說法正確的是（）

A．由于G=0,則F和N均為零

B．G＞N＞0，F(xiàn)=0C．G不變，F(xiàn)=N=0D．G=F＞0，N=0C7．如圖所示，P、Q兩物體疊放。不計空氣阻力，向各方向拋出時設兩物接觸面仍水平，P的重力大小為G，P受Q支持力大小為N。則（）A．豎向上拋出后，N＞GB．平拋出后，G=0，N=0C．豎直向下拋出后G＞N＞0D．無論怎樣拋出后都是G不變N=0D8.如圖所示，原來作勻速運動的升降機地板上，有一個被伸長彈簧拉住的，具有一定質(zhì)量的物體