5.牛顿运动定律的应用 (2).pptx

用牛顿运动定律解决问题 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 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 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 一 从受力确定运动情况 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 a F合 m 2 2 2m s2 1 1m s2 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 得 总结1 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 受三力 或以上 一般用正交分解法 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 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 加速度尽量放在坐标轴上 未知量放在坐标轴上 尽量多的力在坐标轴上总之 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 小试牛刀 如图所示 在水平方向运动的小车内用轻绳悬吊的小球向后偏离竖直方向 角后相对小车静止 某时刻小车的速度为v 求小车速度变为2v所需的时间t以及这段时间内小车的位移x 隐含条件 摩擦力的多变性 如图所示 有一质量为m的物体在某时刻轻放在以v 4m s匀速向右运动的传送带上A端 A B相距12m 已知动摩擦因数为 0 1 求物体从A滑至B端所需时间t 写在作业本上 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 二 从运动情况确定受力 解 对人受力分析如图所示 建立直接坐标系 将重力G分解 设人的加速度为a 由运动学公式得 可解得代入已知数值可得a 4m s2根据牛顿第二定律得 X轴上 mgsin f阻 ma代入数据可解得 f阻 67 5N方向沿斜面向上 例3 如图车厢沿水平方向以加速度a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 求 物块和竖直壁间动摩擦因数为 解 设A物体的质量为mA对物体A进行受力分析如图所示 建立直角坐标系 由牛顿第二定律得 X轴 F1 mAa Y轴 F2 mAg 又因F2 F1 联立以上方程得 g a 例4 如图车厢沿水平方向以加速度a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 求 物块和竖直壁间动摩擦因数为 变式 如图沿水平方向匀加速运动的车厢内 一细线悬挂一质量为m的小球 细线偏离竖直方向 角恰好相对车厢静止 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 求 物块和竖直壁间动摩擦因数为 写在作业本上 例5 用倾角 30 的传送带传送m 0 5kg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 3m s的速度匀速向上运动 传送带以a 2m s 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 物体受沿斜面向上的摩擦力设为f 由物体处于平衡状态得 x轴 f mgsin 即f mgsin 0 5 9 8 0 5N 2 45N方向沿斜面向上 传送带匀速斜向上时 物体受沿斜面向上的摩擦力设为f 物体处于平衡状态 同理 f 2 45N方向沿斜面向上 传送带加速斜向下时 设摩擦力沿斜面向下为f 由牛顿第二定律得 f mgsin ma 代入数据解得f 1 5N负号说明f方向沿斜面向上 1 牛顿运动定律分析问题的一般方法 2 学习物体受力分析的方法 正交分解 及学会做一般题目 小结 作业布置 1 总结题型和方法 2 抄题1 2 1 如图所示 有一质量为m的物体在某时刻轻放在以v 4m s匀速向右运动 g 10m s2答案 t 5s 的传送带上A端 A B相距12m 已知动摩擦因数为 0 1 求物体从A滑至B端所需时间t 2 变式 如图沿水