牛頓第二定律的應(yīng)用(一)上課用 省公開課

1、用牛頓定律解決問題(一),l、科技工作者能準確地預(yù)測火箭的變軌，衛(wèi)星的著落點，他們靠的是什么？ 2、利用我們已有的知識是否也能研究類似的較為簡單的問題？,牛頓第二定律（F合=m a） 反映了力和運動的關(guān)系,運動學(xué)公式,速度公式 ：v = vo+at,位移公式 ：x= vot + at2,導(dǎo)出公式 ：vt 2 vo 2 = 2ax,例1.一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg，在6.4N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力為4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。,問題：,1.物體的受力情況如何？,受力分析如圖示：,2.物體所受的合力如何？,豎直方向：,合力為零

2、，加速度為零。,水平方向：,大小：F合=FFf；方向與拉力F方向相同,3.物體的運動情況中已知哪些量？要求末速度和位移，還差什么量？,已知初速度VO和時間t，要求末速度Vt和位移,還差加速度a。,4.如何求加速度？,借助于牛頓第二定律F合=ma，利用合力來求加速度。,5.本題的解題思路如何？,先受力分析求出合力，再用牛頓第二定律求出加速度，最后用運動學(xué)公式求解。,變式.一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.2。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。,一、 從受力確定運動情況,已知物體受力情況確定運動情況，指的是在受

3、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。 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，再用運動學(xué)公式求所求量(運動學(xué)量)。,解：木箱受力如圖：將F正交分解，則：,練習：一木箱質(zhì)量為=10Kg，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為=0.2，現(xiàn)用斜向右下方=100N的力推木箱，使木箱在水平面上做勻加速運動。與水平方向成=37O角，求經(jīng)過=5秒時木箱的速度。,F2= F sin ,F1= F cos ,FfFN ,由 得,豎直方向： ,水平方向： ,v at ,代入數(shù)據(jù)可得： v m/s,例題2一個滑雪的人，質(zhì)量m75kg，以v02m/s的初速度沿

4、山坡勻加速滑下，山坡的傾角30，在t5s的時間內(nèi)滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。,解：,F1= mgsin ,根據(jù)牛頓第二定律:F1F阻m a ,由 得F阻F1ma = mgsin-,已知運動情況求受力情況,F阻 方向沿斜面向上,滑雪的人滑雪時受力如圖，將G分解得：,代入數(shù)據(jù)可得： F阻67.5N,本題屬于那類力學(xué)問題？人共受幾個力的作用？各力方向如何？它們之中哪個力是待求量？哪個力實際上是己知的？待求力是誰？物體所受的合力沿什么方向？,解：滑雪的人滑雪時受力如圖， 將G分解得：,F1= mgsin ,F1F阻m a ,由得F阻F1m a = mgsin,F阻 方

5、向沿斜面向上,代入數(shù)據(jù)可得： F阻67.5N,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，求滑雪板與雪面間動摩擦因數(shù)多大?,如果坡長只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上還能滑多遠？,如果下坡后立即滑上一個300的斜坡 。請問滑雪者最高能上升多高？,更上一層：,約=0.1,242m,41m,一、 從受力確定運動

6、情況,二、從運動情況確定受力,動力學(xué)的兩類基本問題,解題思路：,力的合成與分解,F合= m a,運動學(xué)公式,受力情況,合力F合,a,運動情況,1、確定研究對象。 2、分析研究對象的受力情況，必要時畫受力的示意圖。 3、分析研究對象的運動情況，必要時畫運動過程簡圖。 4、利用牛頓第二定律或運動學(xué)公式求加速度。 5、利用運動學(xué)公式或牛頓第二定律進一步求解要求的物理量。,應(yīng)用牛頓運動定律解題的一般步驟,例題3:光滑的水平面上有質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體 靜止靠在一起(如圖) ,現(xiàn)對m1施加一個大小為 F 方向向右的推力作用。求此時物體m2受到物體 m1的作用力F1, 解法一 ：,分別以m1、m2為

7、隔離體作受力分析,對m1有 ：F F1 = m 1a （1）,對m2有: F1 = m2 a （2）,聯(lián)立（1）、（2）可得,F1 =, 解法二 ：,對m1、m2視為整體作受力分析,有 ：F = （m 1+ m2）a （1）,對m2作受力分析,聯(lián)立（1）、（2）可得,F1 =,有 ：F1 = m2 a （2）,例題3:光滑的水平面上有質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體 靜止靠在一起(如圖) ,現(xiàn)對m1施加一個大小為 F 方向向右的推力作用。求此時物體m2受到物體 m1的作用力F1,在動力學(xué)中連結(jié)體問題的處理方法：,連結(jié)體：兩個(或兩個以上)物體相互連 結(jié)參與運動的系統(tǒng)。,隔離法：將各個物體隔離出來，分別對各個物體根據(jù)牛頓定律列式，并要注意標明各物體的加速度方向，找到各物體之間的速度制約關(guān)系。 整體法：若連結(jié)體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體的加速度相同，又不需要系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力時，可取系統(tǒng)作為一個整體來研究，,整體法與隔離法交叉使用：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度時，應(yīng)先把連接體當成一個整體列式。如還要求連接體內(nèi)物體相互作用的內(nèi)力，則把物體隔離，對單個物體根據(jù)牛頓定律列式。,求m1對m2的作用力大小。,用水平推力F向左推 m1