高一物理必修1 用牛顿定律解决问题（一）课件.ppt

牛顿定律解决问题 一 动力学的两类基本问题 受力情况 运动情况 a 牛顿第二定律 运动学公式 牛顿运动定律解题的基本思路 首先要对确定的研究对象进行受力 运动情况分析 把题中所给的物理情景弄清楚 然后由牛顿第二定律 通过加速度这个联系力和运动的 桥梁 结合运动学公式进行求解 从受力确定运动情况例1 一个静止在水平面上的物体 质量为2kg 在6 4n的水平拉力作用下沿水平面向右运动 物体与地面间的动摩擦因数为0 21 求物体在4s末的速度和4s内发生的位移 确定研究对象 对物体进行受力分析 由物体受力分析得 f合 f1 f2 6 4 4 2 n 2 2n 由求出的物体所受合力用牛顿第二定律求解物体加速度根据牛顿第二定律 f合 ma 得 根据运动学公式求解速度与位移由 vt at 得 vt 1 1 4m s 4 4m s由 得 牛顿第二定律的应用 二力合成法解题由牛顿第二定律 合 ma可知合力与加速度的方向是一致的 解题时只要判知加速度的方向 就可知道合力的方向 反之亦然 若物体只受两个力作用作加速运动 求合力时可直接利用平行四边形法则 牛顿第二定律的应用 正交分解法解题牛顿第二定律的正交分解法解题 物体受三个或三个以上的不同方向力的作用时 一般都要用到正交分解法 坐标系的建立原则 尽量多的力在坐标轴上 未知量放在坐标轴上 加速度尽量放在坐标轴上总之 怎样方便就怎样建坐标系 牛顿第二定律的正交表示 x合 max y合 may 从运动情况确定受力例2 一个质量为75kg的人 以2m s的处速度沿山坡匀加速滑下 山坡的倾角为30o 在5s内滑下60m 求滑雪人受到的阻力 包括摩擦和空气阻力 解 由运动学公式 得 4m s2根据牛顿第二定律 f合 ma 结合物体的受力情况得 f阻 gx f合 mgsin ma 75 9 8 sin30 75 4n 67 5n 由受力求解运动情况的基本步骤 1 确定研究对象 进行受力和运动分析 2 根据力的合成和分解的方法 求合力 大小方向 3 由牛顿第二定律列方程 求加速度 4 结合给定的运动的初始条件 选择运动学公式 求出所需的运动参量 例3 图中 车厢沿水平方向匀加速前进 车厢后面的竖直内壁上一个物体a正好沿壁相对车匀速下滑 已知物块和竖直壁间动摩擦因数为 车厢内一水平桌面上 又有一个物块b质量为m 随车厢一起运动 相对桌面静止 则物块b受到的摩擦力为多大 解 对物体a进行受力分析 得 f2 gamaa f1又因f2 f1a g 物体a与物体b相对静止 aa ab对b进行受力分析 如图mab f3 将 代入 整理得 f3 mg 例4 用倾角 30 的传送带传送m 0 5千克的物体 物体与传送带间无滑动 求在下述情况下物体所受摩擦力 传送带静止 传送带以v 3米 秒的速度匀速向上运动 传送带以a 2米 秒 加速度匀加速向下运动 解 物体的受力分析如图所示 传送带静止 物体处于平衡状态 所受合力为零 所以 f mgsin f mgsin 0 5 9 8 0 5 2 45 牛 传送带匀速斜向上时 物体处于平衡状态 同理 f 2 45牛 传送带加速斜向下时 设摩擦力向下由 合 ma得 f mgsin ma f mgsin ma 1 5 牛 负号说明f方向沿斜面向上 例5 如图甲 火车箱中有一倾角为 的斜面 当火车以 米 秒 的加速度沿水平方向向左运动时 斜面上的物体m还是保持与车厢相对静止 求物体m所受的摩擦力 解 如图甲 假定所受的静摩擦力沿斜面向下 用正交分解法有 ncos30 fsin30 mg 0 1 nsin30 fcos30 ma 2 联立得f 5m牛 为正值 说明f的方向是沿斜面向下 巩固练习 1 在汽车中的悬线上挂一个小球 当汽车做匀变速运动时 悬线与竖直方向成某一固定的角度 已知小球的质量是30g 汽车的加速度为5 0m s2 求 1 画出研究对象的受力示意图 2 研究对象做什么运动 3 研究对象所受合力的大小和方向如何 4 悬线对小球的拉力的大小和方向 g 10m s2 2 航空母舰上的飞机跑道长度有限 飞机回舰时 机尾有一个钩爪 能钩住舰上的一根弹性钢索 利用弹性钢索的弹力使飞机很快减速 若飞机的质量为m 4 0 103kg 回舰时的速度为v 160m s 在t 2 0s内速度减为零 飞机与甲板间的摩擦阻力大小等于飞机重力的 倍 0 5 求 1 飞机回舰时在舰上减速的加速度大小 假设飞机做匀减速运动 2 弹性钢索对飞机的平均拉力f的大小 g取10m s2 3 如图所示 小车上固定一弯折硬杆abc c端固定一质量为m的小球 已知 abc恒定 当小水平向左做加速直线运动时 bc杆对小球作用力的方向为a 一定沿杆向上b 一定竖直向上c 可能水平向左d 随加速度大小而改变 d 4 在静止的小车内 用细线a b系住一个小球 细线a与竖直方向成 角 拉力为ta 细线b成水平状态 拉力为tb 现让小车从静止开始向右做匀加速运动 如图所示 此时小球在车内的位置仍保持不变