《物理46《用牛顿运动定律解决问题一》课件4新人教版必修.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物理46《用牛顿运动定律解决问题一》课件4新人教版必修.ppt(26页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第四章 力与运动第七节 用牛顿定律解决问题(二)用弹簧秤测物体的重力时应使物体处于什么状态?物体处于平衡状态弹簧秤的示数是哪个力的?物体拉弹簧的力的示数根据平衡条件和牛顿第三定律知道:弹簧秤的示数等于物体重力的大小。用弹簧秤测物体的重力时,突然向上加速、减速运动,弹簧秤的示数如何变化?物体的受力情况FGav物体向上加速时:根据牛顿第二定律:FGmaF ma G G物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的拉力F(弹簧秤的示数)大于物体的重力。超重和失重物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。1、超重例1、一个质量为70Kg的人乘电梯下楼。快到此人要去的楼层时,电梯以
2、3m/s2的加速度匀减速下降,求这时他对电梯地板的压力。(g=10m/s2)vaFmgvaF mgmaFmg解:人向下做匀减速直线运动,加速度方向向上。根据牛顿第二定律得:F 910 N根据牛顿第三定律,人对地板的压力大小也等于910N,方向竖直向下。超重对宇航员的影响 宇航员在飞船起飞和返回地面时,处于超重状态,特别是在升空时,超重可达重力的9倍,超重使人不适,起初会感到头晕、呕吐,超重达到3倍重力时既感到呼吸困难;超重达到4倍重力时,颈骨已不能支持头颅,有折断的危险。所以升空时宇航员必须采取横卧姿势,以增强对超重的耐受能力。宇航员的平躺姿势FGav物体向上减速时:根据牛顿第二定律:G F
3、maF G ma G物体所受的拉力F与物体对弹簧秤的压力F(弹簧秤的示数)小于物体的重力用弹簧秤匀速拉物体时,突然向上减速运动,弹簧秤的示数如何变化?物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受到的重力的情况称为失重现象。2、失重例2、在升降机中测人的体重,已知人的质量为40kg若升降机以2.5m/s2的加速度匀加速下降,台秤的示数是多少?若升降机自由下落,台秤的示数又是多少?vaFmg解:当升降机匀加速下降时,根据牛顿第二定律可知:mg F ma F mg ma 根据牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N和0N。当a1=2.5m/s2,F1=300N当自由下落时,a2=g,F2=0
4、NvaFmg物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于0的情况称为完全失重现象。3、完全失重太空中的失重环境人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后,其中的人和物都将处于完全失重状态物体将飘在空中;液滴成绝对的球形,宇航员站着睡觉和躺着睡觉没有差别;食物要做成块状或牙膏似的糊状,以免食物的碎渣“漂浮”在空中,进入宇航员的眼睛、鼻孔空间站中的宇航员例1.下列四个实验中,不能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是()A.用弹簧秤测物体的重力B.用天平测物体的质量C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体的压强ABD 本节小结1、超重2、失重3、完全失重牛顿第二定律的两类基本问题1、已
5、知受力情况求运动情况。2、已知运动情况求受力情况。受力情况受力分析,画受力图处理受力图,求合力aF=ma运动情况(s v t a)运动学规律初始条件 解题思路:例1:一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动,物体与水平地面间的滑动摩擦力是4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。解:物体的受力如图所示:4s内的位移FNGfa(正)由图知:F合=F-f=6.4N-4.2N=2.2N由牛顿第二定律:4s末的速度由运动学公式:例2:如图,质量为2kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,现对物体施加一个大小F=5N、与水平方向
6、成=370角的斜向上的拉力(如图),已知:g=10m/s2,求:(1)物体在拉力的作用下4s内通过的位移大小(2)若4s后撤去拉力F,则物体还能滑行多远?F解:加速阶段:物体m受力如图,建立图示直角坐标系把F分解为F1、F2(如图)则:F1=Fsin370=3N,F2=Fcos300=4NN1Gf1FF1F2xy由牛顿第二定律,得:水平方向:F2-f1=ma1 竖直方向:F1+N1-G=0 又 f1=N1 由得:减速阶段:物体m受力如图,以运动方向为正方向 由牛顿第二定律得:-f2=mg=ma2故 a2=-g=-0.210m/s2=-2m/s2GN2f2aV(正)又v=a1t1=0.34m/s
7、=1.2m/s,vt=0由运动学公式vt2-v02=2as2,得:物体的滑行距离应用牛顿运动定律解题的一般步骤:1、明确研究对象和研究过程2、画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)3、进行必要的力的合成和分解,并注意选定正方向4、根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;5、对解的合理性进行讨论 例3:一个滑雪的人,质量m=75kg,以V0=2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下,山坡的倾角=300,在t=5s的时间内滑下的路程s=60m,求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力)。解:对人进行受力分析画受力图,如下因为:V0=2m/s,x=60m,t=5s取沿钭面向下方向为正 G2G1mgNf求得a=4m/s2再由牛顿第二定律可得:求解两类问题的基本思路:牛顿第二定律反映的是-加速度、质量、以及合外力的关系,而加速度又是运动的特征量,所以说加速度是联结力和运动的纽带和桥梁,是解决动力学问题的关键。运动学基本公式物体的运动情况物体的受力情况牛顿第二定律 加速度