牛顿运动定律应用一.ppt

第六节 牛顿运动定律的应用（一）,第四章 牛顿运动定律,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)。,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。,1.物体的受力情况如何？,F,N,f,2.物体所受的合力如何？,问题：,竖直方向：,合力为零，加速度为零。,水平方向：,大小：F合=Ff；方向与拉力F方向相同,G,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？,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。,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)。,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F合=ma求滑雪人受到的阻力。,例2.一个滑雪的人，质量m = 75Kg，以v0 = 2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角= 30o，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）。,分析：,第一步求a因为V0=2m/s，s=60m，t=5s 据公式 求得a = 4m/s2,第二步求F合、阻力 要对人进行受力分析画受力图，,解： 根据运动学公式：xv0t at2 得： 代入已知量得：a4m/s2 对人进行受力分析，建立坐标系， 根据牛顿第二定律Fma，得： mgsinF阻ma 即：F阻mgsinma 代入数值得：F阻67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N。,扩展问题1：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?,扩展问题2：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？,扩展问题3：如果下坡后立即滑上一个 30的斜坡 。请问滑雪者 最高能上升多高？,一、 从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,动力学的两类基本问题,加速度a是联系力和运动的桥梁,牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式(匀 变速直线运动公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等)中，均包含有一个共同的物理 量加速度a。 由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。 可见，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题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。,例3、某工厂用传送带传送零件，设两轮圆心的距离为11m，传送带与零件的动摩擦因数为=0.2，传送带的速度为V=2m/s，在传送带的最左端A处，轻放一质量为m=0.2kg的零件(可视为质点)，并且被传送到右端的B处. (1)物体在传送带上做什么样的运动？ (2)物体从A到B所需的时间为多少？,例4.光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块A、B，质量分别为2kg和8kg，推力FA作用在A上，拉力FB作用在B上，且FA=（8-2t）N，FB=（2+2t）N，问从t=0开始到A、B脱离，A、B的共同位移是多少？,解析:以AB整体为研究对象,合外力F合=FA+FB=10N, 加速度,=1m/s2,AB刚要脱离时,B间弹力为零,则FA=mAa, 解得t=3s,位移,=9m,【练习1】质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求物体受到的阻力是多少?,【练习2】用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤的示数是0.40N. 然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动, 测得加速度是0.85 m/s2, 弹簧秤的示数是2.10N。这个物体的质量是多大?,【练习3】一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑， 初速度是零，经过5.0 s的时间, 滑下的路程是10m, 斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10 m/s2),练习4.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0高处。已知运动员与网接触的时间为1.2，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。 （g取10m/s2）。,练习5.质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。 求：（1）若改用50N拉力沿与水平方向成37的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？ （2）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？ （3）物体总共通过多大位移？（g取10m/s2）,练习6.一静止在水平地面上的