物理46《用牛顿运动定律解决问题一》课件5新人教版必修.ppt

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1、牛牛顿顿定定律律解解决决问问题题（一）（一）动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题受力受力情况情况运动运动情况情况a牛顿第二定律牛顿第二定律运动学公式运动学公式牛顿运动定律解题的基本思路：牛顿运动定律解题的基本思路：首先要对确定的研究对象进行受力、首先要对确定的研究对象进行受力、运动情况分析，把题中所给的物理运动情况分析，把题中所给的物理情景弄清楚，然后由牛顿第二定律，情景弄清楚，然后由牛顿第二定律，通过加速度这个联系力和运动的通过加速度这个联系力和运动的“桥梁桥梁”，结合运动学公式进行求解。，结合运动学公式进行求解。从受力确定运动情况从受力确定运动情况例例1:1:一个静止在水平面上的物体，

2、质一个静止在水平面上的物体，质量为量为2kg2kg，在，在6.4N6.4N的水平拉力作用下的水平拉力作用下沿水平面向右运动。物体与地面间的沿水平面向右运动。物体与地面间的动摩擦因数为动摩擦因数为0.210.21。求物体在。求物体在4s4s末的末的速度和速度和4s4s内发生的位移？内发生的位移？确定研究对象，对物体进行受力分析确定研究对象，对物体进行受力分析,由物由物体受力分析得：体受力分析得：F合合=F1F2=（6.44.2）N=2.2N由求出的物体所受合力用牛顿第二定律求由求出的物体所受合力用牛顿第二定律求解物体加速度解物体加速度根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：F合合=ma，得：，得：根

3、据运动学公式求解速度与位移根据运动学公式求解速度与位移由：由：vt=a t，得：，得：vt=1.14m/s=4.4m/s由：由：得：得：牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用 二力合成法解题二力合成法解题 由牛顿第二定律由牛顿第二定律合合 =ma=ma可知合力与可知合力与加速度的方向是一致的，解题时只要判加速度的方向是一致的，解题时只要判知加速度的方向，就可知道合力的方向，知加速度的方向，就可知道合力的方向，反之亦然。反之亦然。若物体只受两个力作用作加速运动，若物体只受两个力作用作加速运动，求合力时可直接利用平行四边形法则。求合力时可直接利用平行四边形法则。牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用正

4、交分解法解题正交分解法解题 牛顿第二定律的正交分解法解题：物体牛顿第二定律的正交分解法解题：物体受三个或三个以上的不同方向力的作用时，受三个或三个以上的不同方向力的作用时，一般都要用到正交分解法。一般都要用到正交分解法。坐标系的建立原则：坐标系的建立原则：尽量多的力在坐标轴上尽量多的力在坐标轴上 未知量放在坐标轴上未知量放在坐标轴上 加速度尽量放在坐标轴上加速度尽量放在坐标轴上 总之，怎样方便就怎样建坐标系。总之，怎样方便就怎样建坐标系。牛顿第二定律的正交表示：牛顿第二定律的正交表示：x x合合 =ma=max x ，y y合合=ma=may y 从运动情况确定受力从运动情况确定受力例例2 2

5、：一个质量为：一个质量为75kg75kg的人，以的人，以2m/s2m/s的处速度沿山坡匀加速滑下，山坡的处速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为的倾角为3030o o，在，在5s5s内滑下内滑下60m60m，求，求滑雪人受到的阻力滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气（包括摩擦和空气阻力）。阻力）。解解解解由运动学公式由运动学公式由运动学公式由运动学公式 ：得：得：得：得：=4 m/s2 =4 m/s2根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：F F合合合合=mama，结合物体的受力情况得：，结合物体的受力情况得：，结合物体的受力情况得：，结合物体的受力情况得：F F阻阻阻

6、阻=GGx xF F合合合合=mgmgsinsin mama=759.8sin30=759.8sin30754 N754 N=67.5 N=67.5 N 由受力求解运动情况的基本步骤：由受力求解运动情况的基本步骤：1 1、确定研究对象，进行受力和运动、确定研究对象，进行受力和运动分析；分析；2 2、根据力的合成和分解的方法，求、根据力的合成和分解的方法，求合力（大小方向）；合力（大小方向）；3 3、由牛顿第二定律列方程，求加速、由牛顿第二定律列方程，求加速度；度；4 4、结合给定的运动的初始条件，选、结合给定的运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量择运动学公式，求出所需的运动参量例

7、例3：图图中中，车车厢厢沿沿水水平平方方向向匀匀加加速速前前进进，车车厢厢后后面面的的竖竖直直内内壁壁上上一一个个物物体体A正正好好沿沿壁壁相相对对车车匀匀速速下下滑滑，已已知知物物块块和和竖竖直直壁壁间间动动摩摩擦擦因因数数为为。车车厢厢内一水平桌面上，又有一个物块内一水平桌面上，又有一个物块 B质量为质量为m，随车厢一随车厢一起运动，相对桌面静止起运动，相对桌面静止，则物块，则物块B受到的摩擦受到的摩擦力为多大？力为多大？解：解：对物体对物体A进行受力分析，得：进行受力分析，得：F2=GA mAa=F1又因又因F2=F1a=g/物体物体A与物体与物体B相对静止，相对静止，aA=aB对对B进

8、行受力分析，如图进行受力分析，如图maB=F3 将将代入代入，整理整理 得：得：F3=m g/例例4：用倾角：用倾角=30的传送带传送的传送带传送m=0.5千克的物体，物体与传送带间千克的物体，物体与传送带间无滑动，求在下述情况下物体所受摩无滑动，求在下述情况下物体所受摩擦力；擦力；（）传送带静止；（）传送带静止；（）传送带以（）传送带以v=3米秒的速度匀米秒的速度匀速向上运动；速向上运动；（）传送带以（）传送带以a=2米秒加速度米秒加速度匀加速向下运动。匀加速向下运动。解：物体的受力分析如图所示。解：物体的受力分析如图所示。（）传送带静止：物体处于平衡状态，所受合力（）传送带静止：物体处于平

9、衡状态，所受合力为零，为零，所以：所以：f-mgsinf=mgsin=0.59.80.52.45（牛）（牛）（）传送带匀速斜向上时，物体处于平衡状态，（）传送带匀速斜向上时，物体处于平衡状态，同理：同理：f=2.45牛牛（）传送带加速斜向下时：（）传送带加速斜向下时：设摩擦力向下由合设摩擦力向下由合=ma得：得：f+mgsin=ma，f=-mgsin+ma=-1.5（牛）（牛）负号说明负号说明f方向沿斜面向上。方向沿斜面向上。例例5：如图甲，火车箱中有一倾角为：如图甲，火车箱中有一倾角为的斜面，当火车以米秒的加速的斜面，当火车以米秒的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物度沿水平方向向左运动时

10、，斜面上的物体体m还是保持与车厢相对静止，求物体还是保持与车厢相对静止，求物体m所受的摩擦力。所受的摩擦力。解：如图甲，假定所受的静摩擦力沿斜面向下，用解：如图甲，假定所受的静摩擦力沿斜面向下，用正交分解法有：正交分解法有：Ncos30-fsin30-mg=0(1)Nsin30+fcos30=ma(2)（）、（）（）、（）联立得联立得f=5m牛牛，为正值，说明，为正值，说明f的方向是沿斜面的方向是沿斜面向下。向下。巩固练习：巩固练习：1、在汽车中的悬线上挂一个小球，在汽车中的悬线上挂一个小球，当汽车做匀变速运动时，悬线与竖直当汽车做匀变速运动时，悬线与竖直方向成某一固定的角度。已知小球的方向成

11、某一固定的角度。已知小球的质量是质量是30g，汽车的加速度为汽车的加速度为5.0m/s2，求：（求：（1）画出研究对象的受力示）画出研究对象的受力示意图。（意图。（2）研究对象做什么运动？）研究对象做什么运动？（3）研究对象所受合力的大小和方）研究对象所受合力的大小和方向如何？（向如何？（4）悬线对小球的拉力的）悬线对小球的拉力的大小和方向。（大小和方向。（g=10m/s2）2、航空母舰上的飞机跑道长度有限。飞机、航空母舰上的飞机跑道长度有限。飞机回舰时，机尾有一个钩爪，能钩住舰上的一回舰时，机尾有一个钩爪，能钩住舰上的一根弹性钢索，利用弹性钢索的弹力使飞机很根弹性钢索，利用弹性钢索的弹力使飞

12、机很快减速。若飞机的质量为快减速。若飞机的质量为M=4.0103kg，回回舰时的速度为舰时的速度为v=160m/s,在在t=2.0s内速度减内速度减为零。飞机与甲板间的摩擦阻力大小等于飞为零。飞机与甲板间的摩擦阻力大小等于飞机重力的机重力的倍倍,=0.5。求求:(1)飞机回舰时在舰上减速的加速度大小（假飞机回舰时在舰上减速的加速度大小（假设飞机做匀减速运动）；设飞机做匀减速运动）；(2)弹性钢索对飞机的平均拉力弹性钢索对飞机的平均拉力F的大小（的大小（g取取10m/s2)3、如如图图所所示示，小小车车上上固固定定一一弯弯折折硬硬杆杆ABC，C端端固固定定一一质质量量为为m的的小小球球，已已知知

13、ABC恒恒定定，当当小小水水平平向向左左做做加加速速直直线线运运动动时时，BC杆杆对对小小球球作作用用力的方向为力的方向为A、一定沿杆向上一定沿杆向上B、一定竖直向上一定竖直向上C、可能水平向左可能水平向左D、随加速度大小随加速度大小 而改变而改变D4、在在静静止止的的小小车车内内，用用细细线线a、b系系住住一一个个小小球球，细细线线a与与竖竖直直方方向向成成角角，拉拉力力为为Ta；细细线线b成成水水平平状状态态，拉拉力力为为Tb，现现让让小小车车从从静静止止开开始始向向右右做做匀匀加加速速运运动动，如如图图所所示示，此此时时小小球球在在车车内内的的位位置置仍仍保保持持不不变变（角角不不变）。则两细线的拉力变化情况是变）。则两细线的拉力变化情况是A、Ta增大，增大，Tb减小减小B、Ta减小，减小，Tb减小减小C、Ta不变，不变，Tb减小减小 D、Ta不变，不变，Tb增大增大（1）牛顿运动定律分析问题的一般方法）牛顿运动定律分析问题的一般方法（2）学习物体受力分析的方法正交分解）学习物体受力分析的方法正交分解及学会做一般题目。及学会做一般题目。小结：小结：