新人教版必修1：4.3《牛顿第二定律》课件.ppt

牛顿第二运动定律的应用,一、牛顿第二定律的内容：,F=ma,力,分力还是合力？,加速度,同一物体，共同的质量,如何求得？,二、必会的几个问题,1、平面上的问题,2、斜面的上的问题,3、竖直方向的问题,例1：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与水平方向成=370角的斜向上的拉力(如图)，已知：g=10m/s2,求： （1）若4s后撤去拉力F，则物体还能滑行多远？ （2）物体运动的总时间？ （3）画出物体运动过程中速度时间图像？,例2.质量为m2kg的小物块以v0=8m/s的初速度沿 斜面向上滑动如图所示。已知斜面的倾角37 物块与斜面间的动摩擦因数0.25，斜面足够长， 求：2s内物块的位移大小及物块在2s末的速度.,例3：,从塔上以20m/s的初速度竖直向上抛一个石子，不考虑空气阻力，求5s末石子速度和5s内石子位移。(g=10m/s2)。,V0,以向上方向为正方向。,x正,x,Vt,两类问题： 已知物体受力的情况，确定物体运动情况。 已知物体的运动情况，确定物体受力情况。,解题思路：,牛顿运动定律的应用,加速度a,运动情况,受力情况,加速度a,一般步骤： （1）确定研究对象； （2）受力及状态分析； （3）取正方向，列方程； （4）统一单位，代值求解； （5）检验结果,两类问题： 已知物体受力的情况，确定物体运动情况。 已知物体的运动情况，确定物体受力情况。,解题思路：,牛顿运动定律的应用,加速度a,运动情况,受力情况,加速度a,质量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下,沿水平地面向右运动。物体与地面间,的摩擦力是4.2N.问物体在4 s末的速,度和4 s内发生的位移。,一个静止在水平地面上的物体，,思考：如何求位移，速度,该了解物体做何种运动？,是不是我们熟悉的某种运动呢？,加速度呢？怎么求？,初速度为零,牛顿第二定律,情景分析,一、研究对象是谁？,二、受几个力的作用？,三、合力沿什么方向？大小是多少？,受力分析,y：Fy合=0 x：Fx合=2.2 N,解:(1)由牛顿第二定律 F合=ma， 可以求出物体的加速度 a=F合/m=(F-f)/m =1.1 m/s2,(2)求出了物体的加速度a，由运动学公式就可以求出4s末的速度 v=at=1.14 m/s=4.4 m/s， 4s内发生的位移x. x=1/2*at2=0.51.116 m=8.8 m.,除了这类 已知受力求运动 的问题外， 生活中还有另一种问题 也很常见。,“已知受力求运动”解题思路：,力,运动,a,F=ma,分析受力,分析运动,运动学公式,一个滑雪的人，质量是75kg,以,v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，,山坡的倾角=300，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）。,思考：如何求阻力，受哪些力？,受力分析,合力沿什么方向？,合力沿斜面向下。,受力方向复杂，如何求合力?,沿平行于斜面向下和垂直斜面向上为+x，+y轴。,解(1)如图所示建立坐标系，把重力G沿x轴方向和y轴方向进行分解，得到： Gx=mgsin，Gy=mgcos， 人沿山坡做匀加速运动，由运动学公式： x=v0t+1/2at2 解出 a=2(x-v0t)/t2， a4 m/s2,(2)根据牛顿第二定律得： F阻=Gx-ma=mgsinma 代入数值得：F阻6.5 N.,“已知运动求受力”解题思路：,运动,a,F=ma,分析运动,分析受力,运动学公式,力,总结,1例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐 标系后，就可以用Gx和Gy代替G，使解题方便。 2因为加速度方向就是物体所受合外力的方向， 所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来 很大方便。,力,运动,a,F=ma,分析受力,分析运动,运动学公式,运动,F=ma,分析运动,分析受力,运动学公式,力,a,练习1：质量为100t的机车从停车场出发，经225m后，速度达到54kmh，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶125m才停在站上设运动阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力,四、简单连结体问题,连结体：两个(或两个以上)物体相互连结参 以运动的系统。 内力与外力： 连结体间的相互作用力叫内力； 外部对连结体的作用力叫外力。,外力,内力,例1：如图所示，质量为2kg 的正方体A和质量为1kg 的正方体B两个物体靠在一起，放在光滑的水平面上，现用水平力F=30N推A，求A对B作用力的大小。,A,四、简单的连接体问题,F,F合 =F =30N,先分析AB整体的受力情况：,B,AB,G,N,F,再分析B的受力情况：,B,GB,NB,FB,FB =mBa=10N,例2：如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2两个物体用水平细线连接，放在光滑的水平面上，现用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，若细线能承受的最大拉力为8N，求水平拉力F的最大值。,二、简单的连接体问题,F,m2,m1,先分析m2 的受力情况：,G2,N2,T,再分析m1m2整体受力情况：,m1 m2,G,N,F,F =(m1+m2)a=24N,四、简单的连接体问题,小结：,先用整体法求加速度，,1、已知外力求内力：,再用隔离法求内力,先用隔离法求加速度，,2、已知内力求外力：,再用整体法求外力,例与练,1、如图所示，在水平地面上有两个相互接触的物体A和B，它们的质量分别为m1 和m2 ，与地面间的动摩擦因数都是，现用水平推力F向右推A，使A、B一起沿地面向前运动，则A对B的作用力为多大？,A,F,B,f =N=(m1+m2)g,先分析AB整体的受力情况：,AB,G,N,F,f,F合 =F-f =F-(m1+m2)g,例与练,1、如图所示，在水平地面上有两个相互接触的物体A和B，它们的质量分别为m1 和m2 ，与地面间的动摩擦因数都是，现用水平推力F向右推A，使A、B一起沿地面向前运动，则A对B的作用力为多大？,A,F,B,AB,G,N,F,再分析B的受力情况：,B,GB,NB,FB,FB合 =FB-fB=m2a,f,fB,FB =fB+m2a,fB =NB=m2g,m2,例与练,2、如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2两个物体叠放在一起，放在水平面，m1 与m2、m1与水平面间的动摩擦因数都是0.3，现用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，要使m1 和m2之间没有相对滑动，水平拉力F最大为多大？,G2,N2,f2,先分析m2的受力情况：,f2 =N2=m2g=3N,f2 =m2a,例与练,3、如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2两个物体叠放在一起，放在水平面，m1 与m2、m1与水平面间的动摩擦因数都是0.3，现用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，要使m1 和m2之间没有相对滑动，水平拉力F最大为多大？,4.如图所示,在光滑的水平面上,有等质量的五个物体,每个物体的质量为m.若用水平推力F推1号物体,求: (1)它们的加速度是多少? (2)2、3号物体间的压力为多少?,解：因各个物体的加速度相同,可以五个物体整体为研究对象求出整体的加速度.再以3、4、5号物体为研究对象求出2、3号物体间的压力. 对整体 F=5ma 对3、4、5号物体 T=3ma 得 a=F/5m; T=3F/5,五、传输带问题 六、与图像结合的问题,七、临界问题 八、瞬时问题,五、传送带问题：,1、如图所示，传送带保持10m/s的速度运动，现将一质量为0.5kg的小物体从传送带左端放上，设物体与皮带间动摩擦因数为0.1，传送带两端水平距离为2.5m，则物体从左端运动到右端所经历的时间为？,五、传送带问题：,2、如图所示，传送带保持1m/s的速度运动，现将一质量为0.5kg的小物体从传送带左端放上，设物体与皮带间动摩擦因数为0.1，传送带两端水平距离为2.5m，则物体从左端运动到右端所经历的时间为？,24.(2006年高考题19分)一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。,例3、如图所示，传送带与地面的倾角370，从 A到B长度为16m，传送带以10 m /s的速度运 行。在传送带上端A无初速地放一个质量为 0.5 kg的物体，它与传送带之间的 0.5, 求物体从A到B的时间 ？,五、传输带问题 六、与图像结合的问题,七、临界问题 八、瞬时问题,1. 如图所示，是一辆汽车在两站间行驶的速度图像，汽车所受到的阻力大小为2000N不变，且BC段的牵引力为零，已知汽车的质量为4000kg，则汽车在BC段的加速度大小为 ， OA段汽车的牵引力大小为 。,2、 物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别是mA和mB，与水平面之间的动摩擦因数分别为A和B。用平行于水平面的力F分别拉物体A、B，得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A、B所示。利用图象求出A、B两物体与水平面之间动摩擦因数A和B的数值。,二力与运动关系的定性分析,一.动力学的两类基本问题,四牛顿第二定律的瞬时性,三正交分解法,五.临界问题,六.皮带问题分析,七.连接体问题,例1如图所示，当剪断AB、OB舜时， 求两图中小球的加速度。,例2 如图所示，A、B两物体的质量分别为M和m，中间用轻弹簧相连，物体与水平面间的摩擦因数为，在水平拉力作用下，A、B一起以加速度a向右作匀加速直线运动。试求突然撤去拉力的瞬间，两物体的加速度各为多大。,答案：aA=a ，aB=Ma+（M+m）g/m,练习 一块木板上叠放着两个物体（如图所示），它们的质量关系为M2m，中间用一轻弹簧联结，并处于静止状态。突然抽去木板，此时上、下两物体的加速度各为( ) A、g, 2g; B、0，g C、0，2g； D、0，1.5g。,例4：一个质量为0.2kg的小球用细绳吊在倾角为=35的斜面顶端如右图示，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10ms2的加速度向右运动时，求绳子的拉力及斜面对小球的弹力,解析：