5.牛顿运动定律的应用.ppt

力与运动的综合的应用,一、学会根据牛顿第二定律求加速度,二、学会根据运动学公式求加速度,学习目标：,力,运动,a,F=ma,分析受力,分析运动,运动学公式,运动,F=ma,分析运动,分析受力,运动学公式,力,a,1、速度和时间的关系：,2、位移和时间的关系：,3、位移和速度的关系：,4、匀变速直线运动的平均速度公式：,5、位移和平均速度的关系：,平面上的问题,1、光滑平面,a=0，匀速直线,匀变速直线运动,2、粗糙平面,F=f=mg,=ma,a=g,物体做匀减速运动,3、粗糙平面,匀变速直线运动,一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N.问：1、物体运动的加速度为多大？2、物体四秒末速度和四秒内位移分别是多少？,F,加速度怎么求？,情景分析,如何求速度和位移？,一、研究对象是谁？,二、受几个力的作用？,三、合力沿什么方向？大小是多少？,受力分析,y：Fy合=0 x：Fx合=2.2N,解:(1)由牛顿第二定律F合=ma，可以求出物体的加速度a=F合/m=(F-f)/m=1.1m/s2,(2)求出了物体的加速度a，由运动学公式就可以求出4s末的速度v=at=1.14m/s=4.4m/s，4s内发生的位移x.x=1/2*at2=0.51.116m=8.8m.,练习：质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，现对物体施加一个大小F=5N与水平方向成=370角的斜向上的拉力(如图)，已知：g=10m/s2,求：（1）物体运动的加速度？（2）若4s后撤去拉力F，物体运动的加速度？,F,(1)a=0.3m/s2,(2)a=2m/s2,斜面的上的问题,1、光滑斜面,物体沿斜面向下滑,物体沿斜面向上滑,结论：物体向下时做匀加速直线运动物体向上时做匀减速直线运动,方向：沿斜面向下,方向：沿斜面向下,2、粗糙斜面（摩擦系数为），不加外力,物体沿斜面向下滑,物体沿斜面向上滑,方向：沿斜面向下,结论：物体向下运动时做匀加速直线运动物体向上运动时做匀减速直线运动,具有向上的初速度,方向：沿斜面向下,一个滑雪的人，质量是75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=300。在t=5s的时间内滑下的路程x=60m。求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气）。,思考：如何求阻力，受哪些力？,受力分析,合力沿什么方向？,合力沿斜面向下。,受力方向复杂，如何求合力?,沿平行于斜面向下和垂直斜面向上为+x，+y轴。,解(1)如图所示建立坐标系，把重力G沿x轴方向和y轴方向进行分解，得到：Gx=mgsin，Gy=mgcos，人沿山坡做匀加速运动，由运动学公式：x=v0t+1/2at2解出a=2(x-v0t)/t2，a4m/s2,(2)根据牛顿第二定律得：F阻=Gx-ma=mgsinma代入数值得：F阻6.5N.,竖直方向的问题,1、无空气阻力,特点：只受重力,a=g,方向竖直向下,从初速度角度可分,自由落体运动,竖直上抛运动,以向上方向为正方向，竖直向上抛运动是一个加速度为-g的匀减速直线运动。,竖直方向的问题,2、有空气阻力，且大小不变,特点：受重力空气阻力，与速度方向相反,物体向上运动,物体向下运动,F合=mg+f=ma,F合=mg-f=ma,a=g+f/m,a=g-f/m,方向向下,方向向下,将物体竖直上抛，假设运动过程中空气阻力不变，其速度时间图象如图所示，则物体所受的重力和空气阻力之比为（）A1:10B10:1C9:1D8:1,t/s,v/(ms-1),0,11,-9,1,2,B,练习1：一个物体置于光滑的水平面上，受到6N水平拉力作用从静止出发，经2s，速度增加到24m/s。（g取10m/s2）求：（1）物体的质量是多大？（2）若改用同样大小的力竖直向上提升这个物体，它的加速度多大？（3）物体在这个竖直向上的力的作用下速度由零增大到4m/s的过程中，物体上升的高度多大？答案:（1）0.5kg（2）2m/s2（3）4m,2、质量为m2kg的小物块以v0=6m/s的初速度沿斜面向上滑动如图所示。已知斜面的倾角37物块与斜面间的动摩擦因数0.25，斜面足