牛顿第二定律的应用(一)上课用-省公开课.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,用牛顿定律解决问题(一),l,、科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？,2,、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？,牛顿第二定律（,F,合,=m a,）,反映了力和运动的关系,运动学公式,速度公式,：,v=v,o,+at,位移公式：,x=v,o,t,+at,2,导出公式：,v,t,2,v,o,2,=2ax,例,1.,一个静止在水平面上的物体，质量是,2kg,，在,6.4N,的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为,4.2N,。求物体,4s,末的速度和,4s,内发生的位移。,问题：,1.,物体的受力情况如何？,受力分析如图示：,2.,物体所受的合力如何？,竖直方向：,合力为零，加速度为零。,水平方向：,大小：,F,合,=F,F,f,；方向与拉力,F,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，还差什么量？,已知初速度,V,O,和时间,t,，要求末速度,V,t,和位移,还差加速度,a,。,=O,t=4s,t,=?,=?,F,f,F,G,F,N,解：,物体受力如图,由,牛顿第二定律,：,F,F,f,=ma,a=,4s,末的速度,4s,内的位移,4.,如何求加速度？,借助于牛顿第二定律,F,合,=ma,，利用合力来求加速度。,5.,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，最后用运动学公式求解。,F,f,F,G,F,N,变式,.,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。物体与地面的动摩擦因数为,0.2,。求物体在,4s,末的速度和,4s,内发生的位移。,F,f,F,G,F,N,一、从受力确定运动情况,已知物体受力情况确定运动情况，指的是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、位移等。,处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量,(,运动学量,),。物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,解：木箱受力如图：将,F,正交分解，则：,练习：,一木箱质量为,=10Kg,，与水平地面间的动摩擦因数为,=0.2,，现用斜向右下方,=100N,的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。,与水平方向成,=37,O,角，求经过,=5,秒时木箱的速度。,F,N,mg,F,f,F,F,1,F,2,F,2,=F sin,F,1,=F cos,F,f,F,N,由,得,竖直方向：,水平方向：,v,at,代入数据可得：,v,m/s,例题,2,一个滑雪的人，质量,m,75kg,，以,v,0,2m/s,的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角,30,，在,t,5s,的时间内滑下的路程,x,60m,，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。,解：,F,2,F,1,mg,F,阻,F,N,F,1,=mg,sin,根据牛顿第二定律,:,F,1,F,阻,m a,1,2,由,x,v,0,t,at,2,得,a,t,2,2,（,x,v,0,t,）,由,得,F,阻,F,1,ma,=,mg,sin,-,t,2,2,m,（,x,v,0,t,）,已知运动情况求受力情况,F,阻,方向沿斜面向上,滑雪的人滑雪时受力如图，将,G,分解得：,代入数据可得：,F,阻,67.5N,本题属于那类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量哪个力实际上是己知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？,解：,滑雪的人滑雪时受力如图，,将,G,分解得：,F,2,F,1,mg,F,阻,F,N,F,1,=,mg,sin,F,1,F,阻,m a,1,2,由,x,v,0,t,at,2,得,a,t,2,2,（,x,v,0,t,）,由,得,F,阻,F,1,m a,=,mg,sin,t,2,2,m,（,x,v,0,t,）,F,阻,方向沿斜面向上,代入数据可得：,F,阻,67.5N,二、从运动情况确定受力,已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。,处理这类问题的基本思路是：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况的基础上，用牛顿第二定律列方程,求所求量,(,力,),。,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大,?,如果坡长只有,60m,，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？,如果下坡后立即滑上一个,30,0,的斜坡。请问滑雪者最高能上升多高？,更上一层：,约,=0.1,242m,41m,一、从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,动力学的两类基本问题,解题思路：,力的合成与分解,F,合,=m a,运动学公式,受力情况,合力,F,合,a,运动情况,1,、确定研究对象。,2,、分析研究对象的受力情况，必要时画受力的示意图。,3,、分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图。,4,、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。,5,、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。,应用牛顿运动定律解题的一般步骤,例题,3,:,光滑的水平面上有质量分别为,m,1,、,m,2,的两物体 静止靠在一起,(,如图,),现对,m,1,施加一个大小为,F,方向向右的推力作用。求此时物体,m,2,受到物体,m,1,的作用力,F,1,m,1,m,2,F,m,1,F,F,1,m,2,F,1,F,N1,解法一,：,分别以,m,1,、,m,2,为隔离体作受力分析,F,N2,m,1,g,m,2,g,对,m,1,有：,F,F,1,=m,1,a,（,1,）,对,m,2,有,:F,1,=m,2,a,（,2,）,联立（,1,）、（,2,）可得,F,1,=,m,1,m,2,F,m,2,F,1,F,N2,解法二,：,对,m,1,、,m,2,视为整体作受力分析,m,2,g,有：,F=,（,m,1,+m,2,）,a,（,1,）,对,m,2,作受力分析,联立（,1,）、（,2,）可得,F1,=,F,N,（,m,1,+m,2,）,g,F,有：,F,1,=m,2,a,（,2,）,例题,3,:,光滑的水平面上有质量分别为,m,1,、,m,2,的两物体 静止靠在一起,(,如图,),现对,m,1,施加一个大小为,F,方向向右的推力作用。求此时物体,m,2,受到物体,m,1,的作用力,F,1,在动力学中连结体问题的处理方法：,连结体：两个,(,或两个以上,),物体相互连结参与运动的系统。,隔离法：将各个物体隔离出来，分别对各个物体根据牛顿定律列式，并要注意标明各物体的加速度方向，找到各物体之间的速度制约关系。,整体法：若连结体内,(,即系统内,),各物体的加速度相同，又不需要系统内各物体间的相互作用力时，可取系统作为一个整体来研究，,整体法与隔离法交叉使用：若连接体内各物体具有相同的加速度时，应先把连接体当成一个整体列式。如还要求连接体内物体相互作用的内力，则把物体隔离，对单个物体根据牛顿定律列式。,求,m,1,对,m,2,的作用力大小。,m,1,m,2,m,2,g,F,1,F,N,F,f,用水平推力,F,向左推,m,1,、,m,2,间的作用力与原来相同吗？,对,m,2,受力分析,：,思考：,m,M,F,例,.,质量为,M,的斜面放置于水平面上，其上有质量为,m,的小物块，各接触面均无摩擦力，将水平力,F,加在,M,上，要求,m,与,M,不发生相对滑动，力,F,应为多大,?,解,:,以,m,为对象；其受力如图：由图可得：,