4.6用牛顿运动定律解决问题(一).ppt

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1、牛顿第二定律牛顿第二定律1、内内容容：物物体体的的加加速速度度跟跟所所受受合合力力 成成正正比比,跟跟物物体体质质量量成成反反比比;加加速速度度方方向向跟合力方向相同。跟合力方向相同。复习：复习：2、公式、公式:F=ma注意：注意：（1）同时性）同时性 （2）同向性）同向性运动学公式运动学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导出公式：导出公式：vt 2 vo 2=2ax例例1.一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间

2、的滑动摩擦力为平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内发生的位移。内发生的位移。问题：问题：1.物体的受力情况如何？物体的受力情况如何？受力分析如图示：受力分析如图示：GFNf2.物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？竖直方向：竖直方向：合力为零，加速度为零。合力为零，加速度为零。水平方向：水平方向：大小：大小：F合合=Ff；方向与拉力；方向与拉力F方向相同方向相同3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？还差什么量？已知初速度已知初速度VO和时间和时间t，要，要求末速度求末速度Vt和位移和

3、位移,还差还差加速度加速度a。=0 t=4s t=?=?解：物体受力如图由图知：F合=Ff=ma 4s末的速度末的速度4s内的位移内的位移GFNfO4.如何求加速度？如何求加速度？借助于牛顿第二定律借助于牛顿第二定律F合合=ma，利用合力来求加速度。，利用合力来求加速度。5.本题的解题思路如何？本题的解题思路如何？先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。最后用运动学公式求解。一、一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况 在受力情况已知的条件下，要求判断在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、

4、位出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。移等。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况 基本思路：先分析物体受力情况求合基本思路：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量学公式求所求量(运动学量运动学量)。返回 解题步骤解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图。物体的受力图

5、。(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括包括大小和方向大小和方向)。(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需求的运动学量所需求的运动学量任意时刻的位移和速度，以及运动轨任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等。迹等。返回1假设汽车紧急制动后，受到的阻力与汽车所受重力的大小假设汽车紧急制动后，受到的阻力与汽车所受重力的大小差不多。当汽车以差不多。当汽车以20 m/s的速度行驶时，突然制动，它还

6、的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为能继续滑行的距离约为 ()A40 m B20 mC10 m D5 mB思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿第二定律再利用牛顿第二定律F合合=ma求滑雪人受到的阻力。求滑雪人受到的阻力。解：第一步求第一步求a因为V0=2m/s，s=60m，t=5s据公式求得a=4m/s2例例2.一一个个滑滑雪雪的的人人，质质量量m=75Kg，以以v0=2m/s的的初初速速度度沿沿山山坡坡匀匀加加速速滑滑下下，山山坡坡的的倾倾角角=30o，在在 t=5s的的时时间间内内滑滑下下的的路路程程x=60m，求求滑滑

7、雪雪人人受受到到的的阻阻力力（包括摩擦和空气阻力）。（包括摩擦和空气阻力）。2021attV+=人)30oFF阻阻GG1G2yxa第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要对人进行受力分析画受力图，人)30oFF阻阻GG1G2yxa第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要对人进行受力分析画受力图要对人进行受力分析画受力图所以：所以：F合合=max轴方向：轴方向：F合合=G1F阻阻y轴方向：轴方向：F1G2=0滑雪人所受的阻力滑雪人所受的阻力 F阻阻=G1 F合合 =mgsin F合合 =67.5N解：解：根据运动学公式：根据运动学公式：x xv v0 0t t at at2 2 得：得：代入已知量得：代

8、入已知量得：a a4m/s4m/s2 2 对人进行受力分析，建立坐标系，对人进行受力分析，建立坐标系，Gx=mgsinGx=mgsin 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F Fmama，得：，得：GxGxF F阻阻mama 即：即：F F阻阻mgsinmgsinmama 代入数值得：代入数值得：F F阻阻67.5N67.5N即：滑雪人受到的阻力大小是即：滑雪人受到的阻力大小是67.5N67.5N。方向沿山坡向上。方向沿山坡向上.12a a2（xv0t）t2二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 在运动情况已知的条件下，要求得出物体在运动情况已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（

9、如动摩擦因数等）。所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况 基本思路：先分析物体的运动情况，据基本思路：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量量(力力学量学量)。返回 解题步骤解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程确

10、定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图。分析，并画出受力图和运动草图。(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需求的力。根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需求的力。返回2某司机遇到紧急情况急速刹车，使车在某司机遇到紧急情况急速刹车，使车在1.25 s内迅速停内迅速停下。若刹车前的车速为下。若刹车前的车速为16 m/s，司机的质量为，司机的质量为60 kg，刹车，刹车过程中汽车

11、其他部分对司机的阻力是司机体重的过程中汽车其他部分对司机的阻力是司机体重的0.5倍，则倍，则安全带对司机的作用为安全带对司机的作用为_N。(g10 m/s2)468从受力从受力情况情况确定运动情况确定运动情况：从运动情况确定受力从运动情况确定受力情况：情况：物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛

12、顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题三、三、加速度加速度a是联系力和运动的桥梁是联系力和运动的桥梁 牛牛顿顿第第二二定定律律公公式式(F=ma)和和运运动动学学公公式式(匀匀变变速速直直线线运运动动公公式式)中中，均均包包含含有有一一个个共共同同的物理量的物理量加速度加速度a。无论是哪种情况，加速度始终是联系力和无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分题的基本思路，正确的受力分析和运

13、动过程分析则是解决问题的关键。析则是解决问题的关键。物物体体运运动动分分析析物物体体受受力力分分析析运动学运动学公公 式式牛顿第牛顿第二定律二定律加速度加速度 a从受力确定运动从受力确定运动从运动确定受力从运动确定受力 所求量所求量所求量所求量【练练习习1】质质量量为为40kg的的物物体体静静止止在在水水平平面面上上,当当在在400N的的水水平平拉拉力力作作用用下下由由静静止止开开始始经经过过16m时时,速速度度为为16 m/s,求求物体受到的阻力是多少物体受到的阻力是多少?F【答案】【答案】80N【练练习习2】用用弹弹簧簧秤秤拉拉着着一一个个物物体体在在水水平平面面上上做做匀匀速速运运动动,

14、弹弹簧簧秤秤的的示示数数是是0.40N.然然后后用用弹弹簧簧秤秤拉拉着着这这个个物物体体在在水水平平面面上上做做匀匀变变速速运运动动,测测得得加加速速度度是是0.85 m/s2,弹弹簧簧秤秤的示数是的示数是2.10N。这个物体的质量是多大。这个物体的质量是多大?【答案】【答案】m=2 kg【练习【练习3】一个木箱沿着一个粗糙的斜面一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，匀加速下滑，初速度是零，经过初速度是零，经过5.0 s的时的时间间,滑下的路程是滑下的路程是10m,斜面的夹角是斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取取10 m/s2)【答案】【答案】=0.48