牛顿第二定律受力分析.ppt

知识点二知识点二 牛顿第二定律牛顿第二定律 物体的受力分析物体的受力分析 高中物理第一册 第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律 1、超重和失重，牛顿力学的适用范围（A） 2、牛顿第二定律，质量（B） 高考要求 3、牛顿定律的应用（B） 一、牛顿第二定律 1.内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的 质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。 2.表达式： 3.说明： 1）同单位制性： 在国际单位制中，FN、mKg 、am/s2 2）同物体性：F、m 、a 都是对同一研 究对象而言 3）矢量性： 由于F、 a均为矢量，所以牛顿第二定律为矢量 式，且加速度的方向始终跟合外力的方向一致，式 中的“=”不仅表示左、右两边的数值相等，也表示方 向相同，注意不能将不能将mama也理解成力也理解成力 3.说明： 1）同单位制性： 在国际单位制中，FN、mKg 、am/s2 2）同物体性：F、m 、a 都是对同一研 究对象而言 3）矢量性： 由于F、 a均为矢量，所以牛顿第二定律为矢量 式，且加速度的方向始终跟合外力的方向一致，式 中的“=”不仅表示左、右两边的数值相等，也表示方 向相同，注意不能将不能将mama也理解成力也理解成力 4）瞬时性： 加速度 a与合外力F具有瞬时对应关系，当F变化时 ， a也随之变化，这种对应变化满足同时性与因果 性。因为力可以发生突变，所以加速度也可以发生 突变。（注意：速度不能发生突变） 5）相对性：加速度a与参照系的选择有关 二、应用牛顿第二定律解题的基本类型 牛顿第二定律 F=ma 平衡状态问题 静止、匀 速直线运动： a = 0 F = 0 非平衡状态问题 两类基本问题： 1、已知受力情况，求运动情况 2、已知运动情况，求受力情况 受力情况 运动情况 a 三、解题的思路 万有引力、重力 弹力 摩擦力 电场力 磁场力 平行四边 形定则 F=ma 匀变速直线运动 （运动公式） 曲线运动：平抛 运动、圆周运动 简谐运动：弹 簧振子、单摆研究 对象 四、解题的步骤 正确选取 研究对象 (整体法与 隔离法) 分析研究对象 的运动情况 对研究对象作 受力分析 解 方 程 并 讨 论 建立坐标 系，根据 牛顿第二 定律和运 动学公式 列方程 例1：如图所示，长L=75cm的静止的直筒中 有不计大小的小球，筒与球的总质量为4kg， 现对筒施加一个竖直向下、大小为21N的恒力 ，使筒竖直向下运动，经t=0.5s，小球恰好跃 出筒口，求小球的质量。 分析：分析：筒受几个力的作用？ 在这几个力的作用下筒将做什么运动？ 小球受几个力的作用？ 在这几个力的作用下小球将做什么运动？ 画出筒和小球之间的运动示意图。 解： 小球做自由落体运动，在时间t内，小球 与筒的位移分别为h1 、h2 由运动学规律得 h1 =gt2/2 h2 =at2/2 又 L= h1 h2 解得 a=16m/s2 再对筒应用牛顿第二定律，可得 F+（M-m）g= （M-m）a 解得 m=0.5kg h1 h2 例2.一身高h1=1.8m，质量m65Kg的同学，站立举手摸高（指手能触 及到的最大高度）h2=2.2m。（1）该同学用力F1蹬地，经过时间t1=0.45s竖 直离地跳起，摸高为h3=2.6m。假定他蹬地的力为恒力，求F1的大小。（2） 另一次该同学从所站h41.0m的高度自由下落，脚接触地面后经过时间 t2=0.25s身体速度降为零，紧接着他用力F2蹬地跳起，摸高为h5=2.7m。假定 前后两个阶段中同学与地面的作用力分别都是恒力，求同学蹬地的作用力 F2.（取g10m/s2) t v 0t1 v h3-h2 一身高h1=1.8m，质量m65Kg的同学，站立举手摸高（指手能触及到 的最大高度）h2=2.2m。（2）另一次该同学从所站h41.0m的高度自由下落 ，脚接触地面后经过时间t2=0.25s身体速度降为零，紧接着他用力F2蹬地跳 起，摸高为h5=2.7m。假定前后两个阶段中同学与地面的作用力分别都是恒 力，求同学蹬地的作用力F2.（取g10m/s2) t v 0t1 h4 v1 h t2 -v2 h h5-h2 A、B两站相距60Km，从A站向B站每隔10min开出一辆汽车，速度是 60Km/h。一旅客坐在一辆以速度60Km/h从B站向A站开出的车子上，并且 当它的车子开动时，同时有一辆汽车从A站开出，这位旅客在路上能遇到 的汽车数是： t/min s/Km A B(60) 1020 30 40 50 60 如图所示，质量为m的物体放在轻弹簧上静止不动，当用力F 使其竖直向上作匀加