牛顿第二定律的应用.ppt

牛顿第二定律的应用,粤教新课程,举例、引入,前面我们学习了牛顿运动定律。知道了，根据牛顿运动定律可确定物体的运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来。,复习与思考,牛顿第二定律的应用,例如:小车在不同的牵引力作用下的运动。,F合=ma,a,S=V0t+1/2at2,Vt2V02=2as,一、应用牛顿第二定律解题可分为两类题型,一类是：已知物体受力情况，求解物体运动情况；,一类是：已知物体运动情况，求解物体受力情况。,S=(V0+Vt)t/2,复习与思考,牛顿第二定律的应用,关键是求出加速度a,1、已知物体受力情况，求解物体运动情况,根据牛顿第二定律列方程，求出加速度；,确定研究对象物体或系统；,对研究对象进行受力分析，画出物体的受力图；,建立平面直角坐标系，利用正交分解法求合力F合；,分析研究对象的运动情况，画出物体运动的示意图,应用运动学公式，求出所求运动学的物理量;,解此类问题的一般步骤:,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,例1:一列静止在站台里的火车，总质量为6.0105kg。伴随着一声笛响，这列火车从站台缓缓开出，1min20s后显示其速度达到72km/h。若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合外力要多大才能满足加速的要求？,解：火车的受力情况和运动情况如图所示,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,选取火车前进方向为正方向，由于做匀回还运动，根据匀变速直线运动的规律得：,VtV0at,将公式变形后代入数据得,根据牛顿第二定律Fma得：,火车所受的合外力为：,Fma6.01050.25N1.5105N,例2:一木箱质量为，与水平地面间的动摩擦因数为，现用斜向右下方的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。与水平方向成角，求经过秒时木箱的速度?,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,木箱的受力图,分力分别为：F1=FcosF2=Fsin,再建立平面直角坐标系进行正交分解；,首先确定研究对象木箱；,其次分析木箱的受力情况画出受力图；如右图所示。,分析：,然后根据Vt=V0at得：,由动摩擦力公式得：f=N,解：以木箱为研究对象；木箱的受力情况如图所示,Fx=F1-fma,Fy=N-F2-mg0,联立、式，解答：,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,X轴：,Y轴：,例3:一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角是30，滑雪板与雪地的动摩擦因数为0.04，求5s内滑下的位移。,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,做初速为零的匀加速直线运动；,建立平面直角坐标系；,分析：,以滑雪人为研究对象；,人受力情况如图所示；,对滑雪人进行受力分析；（如图所示）,以滑雪人为研究对象；,解:,联立、式，解得：,在垂直斜面方向(Y轴方向):Fy=N-G2=0,在沿着斜面方向(X轴方向):Fx=G1-f=ma,f=N,根据F合=ma得：,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,ag(sincos),F合ma,研究对象,受力分析,a,运动情况（v，s，t）,受力情况,力的合成或分解、正交分解求出合力,运动学公式,由此纽带计算出,即：由研究对象的受力入手，求得它运动的加速度，然后再利用运动学公式去求相关的运动物理量,已知物体的受力情况,牛顿第二定律的应用,总结：已知物体的受力情况，求物体的运动,通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体的受力情况，求物体的运动情况，一般思路为：,2、已知物体的运动情况，求解物体受力情况；,解此类问题的一般步骤:,确定研究对象物体或系统；,分析研究对象的运动情况,画出物体运动的示意图；应用运动学公式，求出加速度a;,对研究对象进行受力分析，画出物体的受力图；,建立平面直角坐标系，利用正交分解法求合力F合；,根据牛顿第二定律列方程，求出所求的力；,已知物体的运动情况,牛顿第二定律的应用,例4：交通警察在处理交通事故时，有时会根据汽车在路面上留下的刹车痕迹，来判断发生事故前汽车是否超速。在一个限速为40的大桥路面上，有一辆汽车紧急刹车后仍然发生了交通事故，交警在现场测得该车在路面刹车的痕迹为12，已知汽车轮胎与地面的动摩擦因数为0.6，请判断汽车是否超速.,已知物体的运动情况,牛顿第二定律的应用,解：汽车的受力情况和运动情况如图所示,Vt0,已知物体的运动情况,牛顿第二定律的应用,选取初速度方向为正方向，则,12m/s,联立、式可得,代入数据得,例5：一块木块沿着粗糙的斜面匀加速下滑,初速度是零。2.0秒内滑下的路程是5.0米，斜面的倾角是300。求：木块与斜面间的动摩擦因数？,分析:,首先确定研究对象木块；,建立平面直角坐标系，进行正交分解；,根据F合=ma列方程，求出所求力。,已知物体的运动情况,牛顿第二定律的应用,2,1,2,1,再对木块进行受力分析画出木块的受力图；,对木块进行受力分析,根据F合=ma得：,Fx=mgsin-f=ma,Fy=N-mgcos=0,且有：f=N,已知物体的运动情况,牛顿第二定律的应用,解：,以木块为研究对象；,由于木块沿着粗糙斜面匀加速下滑,如上图所示,X轴,Y轴,F合ma,所求和力,受力分析,a,运动情况（v，s，t）,运动学公式,已知物体的运动情况,牛顿第二定律的应用,通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体的运动情况，求物体的受力情况，一般思路为：,即：由研究对象的运动情况入手，求得它运动的加速度，然再利用牛顿第二定律去求合力，再通过受力分析，结合力的合成或分解，以及正交分解求出所需要求的力。,总结：已知物体的运动情况，求物体的受力,力的合成或分解正交分解,由此纽带计算出F合，再进一步,想到牛顿运动定律,应用牛顿运动定律解答力学问题，可分为两类：,一类是：已知物体受力情况，求解物体运动情况；一类是：已知物体运动情况，求解物体受力情况。,应用牛顿运动定律解决力学问题时，关键的物理量是：加速度a；关键的步骤是：正确对物体受力情况和运动情况分析；,课堂小结,牛顿第二定律的应用,练习：1、一辆质量为1.010kg的小汽车正以10/s的速度行驶，关闭发动机后，要让它在12.5的距离内匀减速地停下来，求所需的阻力的大小2、一个静止在水平面上的物体，质量为2kg，受水平方向向上成370拉力F10