高中物理 4.5 牛顿第二定律的应用 4课件 粤教版必修1.pptVIP

第四章力与运动 第五节牛顿第二定律的应用 1 通过牛顿运动定律的应用过程 培养分析解决物理问题的能力 学习目标 2 运用牛顿运动定律解决已知受力情况求物体的运动情况 或者已知运动情况求受力情况 3 通过学习牛顿运动定律的应用 建立并理解正确的力与运动的关系 4 了解加速度在联系力与运动中所起到的桥梁作用 一 牛顿运动定律的应用 力不是维持物体运动的原因 一个受力不为零的物体 在力的作用下运动状态会发生改变 在研究力与运动时 如果能得知物体产生的加速度 通过牛顿第二定律的数学表达式将它们的关系建立起来 牛顿运动定律可以解决两类的问题 一 已知物体的受力情况 确定物体的运动情况 二 已知物体的运动情况 反过来确定物体的受力情况 例一 某质量为1 100kg的汽车在平直路面上试车 当达到100km h的速度时关闭发动机 经过70s停下来 汽车受到的阻力是多大 重新起步加速时牵引力为2000n 产生的加速度应为多大 假定试车过程中汽车受到的阻力不变 解 在试车第一阶段 汽车做匀变速运动 已知 v0 100km h 27 8m s t 70sv 0m s 汽车受到的阻力为 由牛顿第二定律可得汽车的加速度 例一 某质量为1 100kg的汽车在平直路面上试车 当达到100km h的速度时关闭发动机 经过70s停下来 汽车受到的阻力是多大 重新起步加速时牵引力为2000n 产生的加速度应为多大 假定试车过程中汽车受到的阻力不变 由牛顿第二定律可得汽车的加速度 解 在重新起步并加速后 汽车除了受到上述阻力外 还受到牵引力f 汽车所受的合力为 例二 一个物体 质量是2kg 受到互成120 角的两个力f1和f2的作用 这两个力的大小都是10n 这个物体产生的加速度是多大 分析 牛顿第二定律中f是指合力而言 本题中物体受到两个互成角度的力 解题时可以先对力进行合成或者分解到坐标轴上 求得合力后利用牛顿第二定律求解加速度 解 如图所示 f合 f1x f2x 10n 加速度是矢量 方向与合外力方向相同 例三 一列静止在站台里的火车 总质量为6 0 105kg 伴随着一声笛响 这列火车从站台缓缓开出 1min20s后显示其速度达到了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 分析 火车加速起动时 竖直方向上火车的重力与支持力平衡 火车在水平方向的牵引力作用下做匀加速直线运动 如果可以得到火车的加速度 利用f ma 即可以得到火车所受的合外力 例三 一列静止在站台里的火车 总质量为6 0 105kg 伴随着一声笛响 这列火车从站台缓缓开出 1min20s后显示其速度达到了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 取火车前进方向为正方向 根据匀速直线运动的规律有 由牛顿第二定律得 例四 如图所示 竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧 两弹簧的一端各与小球相连 另一端分别用销钉m n固定于杆上 小球处于静止状态 设拔去销钉m瞬间 小球加速度大小为12m s2 若不拔去销钉m而拔去销钉n的瞬间 小球的加速度可能是 取g 10m s2 a 22m s2 竖直向上b 22m s2 竖直向下c 2m s2 竖直向上d 2m s2 竖直向下 bc 提示 通常对力的分析比较方便 我们将所有的加速度乘以一个m 转换成力的方法来考虑 拔去m时 小球的加速度数值为12 则合外力的数值为12m 但没有指明方向 所以上面弹簧对小球的弹力为12m 方向可能向上也可能向下 两种情况下再与小球的重力进行合成 即得结论 1 下列关于由小车实验得出牛顿第二定律f ma的说法中 符合实际的是 a 同时改变小车的质量m及受到的拉力f 得出加速度a 力f 质量m三者关系b 保持小车质量不变 只改变小车所受的拉力 就可得出加速度a 力f 质量m三者间关系c 保持小车受力不变 只改变小车质量 就可得出加速度a 力f 质量m三者关系d 先不改变小车质量 研究加速度与力的关系 再保持力不变 研究加速度与质量的关系 最后综合起来得到加速度a 力f 质量m三者关系 d 2 竖直向上飞行的子弹 达到最高点后又返回原地 假设整个过程中 子弹所受阻力大小与速度的大小成正比 则整个运动过程中 加速度的变化是 a 始终变小b 始终变大c 先变小后变大d 先变大后变小 a 练习 五 小结 牛顿第二定律 实验验证 方