2011牛顿第二定律的应用.ppt

,第四章牛顿运动定律,3、牛顿第二定律,牛顿第二定律的应用,牛顿第二定律的应用,应用牛顿第二定律问题分类,按照问题分类：,1.已知受力，求运动；,2.已知运动，求力。,牛顿第二定律的应用,应用牛顿第二定律问题分类,按照物体个数和受力分类：,一、一个物体,1.一个力,2.二个力：,3.三个或三个以上力：正交分解法,二、二个或两个以上物体,整体法和隔离法,互成角度：合成法,一条直线：,质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。你怎样解释?,自由落体运动的规律与物体质量无关,将物体向任意方向抛出加速度又怎样？,正交分解法,平行四边形法,一个物体，质量是2，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用,此外没有其他的力.这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大?,有没有其他方法？,0,分析:,求合力的方法,600,600,600,600,内容二：超重与失重,第四章牛顿运动定律,7、用牛顿第二定律解决问题（二）,内容一：共点力的平衡,超重与失重,超重与失重,思考：怎样用弹簧秤称物体的重量？,如果不按照正确的方法去称，会怎样？,请试一试,台秤“称量”“测出”的实际上是自己受到的压力。,弹簧秤“称量”“测出”的实际上是自己受到的拉力。,一、几个概念,超重：当视重大于真实重力时,重力：物体由于地球吸引而受到的力。,视重：称量重量的仪器显示的示数，称出来的重量。,视重的本质：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力。,失重：当视重小于真实重力时,超重与失重,超重与失重,超重,超重,失重,失重,总结,超重的条件：只要物体有向上的加速度就超重,失重的条件：只要物体有向下的加速度就超重,完全失重的条件：只要物体的加速度为重力加速度,完全失重,物体与台秤间相互挤压力为零,物体与弹簧秤间相互拉力为零,超重和失重现象的应用,人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机都绕地球做圆周运动。所受的地球引力只改变物体的速度方向，不改变速度大小。,航天飞机中的人和物都处于状态。,完全失重,在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！,弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测量拉力或压力的大小。,无法用天平测量物体的质量,利用完全失重条件的科学研究,液体呈绝对球形,制造理想的滚珠,制造泡沫金属,总结,1、求合力的两种方法：力的平行四边形法力的正交分解法2、牛顿第二定律在某一方向上的应用,从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾?应该怎样解释这个现象?,不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力,讨论,4、质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和4N的共点力作用。则物体的加速度大小可能是（）A、5m/s2B、3m/s2C、2m/s2D、0.5m/s2,练习,ABC,5、在光滑水平面上的木块，在水平方向上受到一个方向不变、大小从零逐渐增加到某一固定值的力作用时，这一过程木块将做()A、匀减速运动B、匀加速运动C、速度逐渐减小的变加速运动D、速度逐渐增大的变加速运动,练习,D,6、一个物体质量为m，放在一个倾角为的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑（1）若斜面光滑，求物体的加速度?（2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为，求物体的加速度?,练习,内容及公式:a=F/m,应用,课堂小结,定义:1牛=1千克米/秒2,牛顿第二定律,理解:,同体性矢量性同时性独立性因果性相对性统一性,附：瞬时加速度的分析,轻绳：绳的弹力可发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，绳的弹力可以瞬时产生、瞬时改变或瞬时消失。（当绳被剪断时，绳的弹力瞬间消失）,轻弹簧：弹簧的弹力不能发生突变。当其他条件发生变化的瞬间，可以认为弹簧的弹力不变。（当弹簧被剪断时，弹簧的弹力瞬间消失）,牛顿第二定律,实验验证,特征,方法:控制变量法,m一定，aF,F一定，a1/m,F=kma,取国际单位,K=1,公式：F合=ma,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，加速度的方向跟合力的方向相同.,矢量性,瞬时性,小结,不加限制的条件下，一个力可分解为无数组不同的分力。那么实际处理力的分解时又该如何进行呢？,思考,分效果,分效果,合效果,先寻找效果的方向，按照效果进行分解。,已知放在水平面上的物体，受到与水平方向成角的拉力F的作用（把拖拉机拉着耙犁地转化为物理模型）,已知放在水平面上的物体，受到与水平方向成角的拉力F的作用,例1,对物体的斜向上的拉力F会产生怎样的作用效果？如何分解？,F2=Fsin,F1=Fcos,使物体向前运动的效果,把物体向上提的效果,已知放在斜面上的物体所受重力为G，斜面倾角为,例2,放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？,F1=Gsin,下滑效果（重力的一个分力）,F2=Gcos,当增大时，F1、F2如何变化？,使物体压紧斜面效果,实例分析,引桥,用两根轻绳将物体悬挂起来。已知物体重力为G，轻绳AO与水平方向夹角为，AOB为直角,例3,F1=Gcos,F2=Gsin,悬挂着的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？,已知放在斜面上的物体所受重力为G，斜面倾角为,例4,放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？,F2=Gcos,F1=Gsin,F1=Gcot,F2=G/cos,1、分析力的作用效果。2、根据力的作用效果确定分力的方向。3、应用平行四边形定则进行分解。,小结,按照力的作用效果分解力的步骤,可自由转动的轻杆AC和BC，BC杆水平。在它们的连接处C点施加一个竖直向下的力F,例4,F1=F/sin,F2=Fcot,F1=Fcot,F2=F/sin,作用在三角支架上的力F的作用效果怎样？如何分解？,利用力的作用效果分解力，需要先找到力的作用效果，好找吗？,思考,思考,计算分力的大小，需要找到直角，但更多的实际问题中，如果按照效果分解力，无法找到直角。,正交分解法,把一个力按相互垂直的两个方向分解,正交相互垂直的两个坐标轴,选择一个坐标轴，将力分解为两个轴上的相互垂直的分力,F,Fy=Fsin,FX=Fcos,Fy,Fx,正交分解法,F1,例：确定正六边形内五个力的合力,F2,F3,F4,F5,例4,例：已知物体重G、力F、支持力N、角，利用正交分解法求物体在互相垂直方向上的合力。,例5,1、适当选择坐标系。2、应用平行四边形定则分解不在坐标轴上得力。3、同一坐标轴上的各分力进行代数运算。,F合x=F1x+F2x+,F合y=F1y+F2y+,小结,正交分解法操作步骤,如图，物体A的质量为m，斜面倾角，A与斜面间的动摩擦因数为，斜面固定，现有一个水平力F作用在A上，当F多大时，物体A恰能沿斜面匀速向上运动？,F,FN=Fsin+Gcos,Fcos=Gsin+Ff,A,Gsin,Gcos,F,G,FN,Ff,Fsin,Fcos,Ff=FN,随堂测试,练习1一重为G的物体放在光滑斜面上，受到斜面的弹力为N(如图2-2-12示)设使物体沿斜面下滑的力F1，则下面说法中正确的是()AF1是N与G的合力BF1是G沿斜面向下的分力CG分解为F1和物体对斜面的压力F2D物体受到G、N、F1和使物体垂直于斜面压紧斜面的力,（1）合力F大小方向确定；分力F1、F2方向确定。,（2）合力F大小方向确定；分力F1大小方向确定。,能画出唯一一个平行四边形，即有唯一一对分力。,一个力的分解有确定解的几种情况,（3）合力F大小方向确定；分力F2大小确定；分力F1方向确定,已知合力求两个分力,符合下面条件中有唯一解的是(),A、已知合力及一个分力的大小和方向；,B.已知合力及两个分力的方向；