牛顿运动定律的应用复习课

1、高中物理必修1人教版课题名称：牛顿运动定律（章末总结） 312理解牛顿三个定律的内容会用牛顿第二定律解决问题知道牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律运动状态质量正比反比 作用力的方向 矢量 瞬时牛顿运动定律两个 性质 两个向下向上 匀速直线运动 F合=0 正交分解法FNGg 一、动力学的两类基本问题1掌握解决动力学两类基本问题的思路方法其中受力分析和运动过程分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是连接力和运动的桥梁2求合力的方法(1)平行四边形定则若物体在两个共点力的作用下产生加速度，可用平行四边形定则求F合，然后求加速度(2)正交分解法物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作

2、用时，常用正交分解法一般把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解例1：我国第一艘航空母舰“辽宁号”已经投入使用，为使战斗机更容易起飞，“辽宁号”使用了滑跃技术如图所示，其甲板可简化为模型：AB 部分水平，BC部分倾斜，倾角为.战斗机从A点开始起跑，C 点离舰，此过程中发动机的推力和飞机所受甲板和空气阻力的合力大小恒为F，ABC 甲板总长度为L，战斗机质量为m，离舰时的速度为vm，重力加速度为g.求AB 部分的长度解析FNFFNF分析战斗机在AB 和BC 段受力例1：，求AB 部分的长度解析FNFFNF在AB 段，根据牛顿运动定律：Fma1设B 点速度大小为v，根据运动学公式：v22a1x1在

3、BC 段，根据牛顿运动定律：F-mgsinma2从B到C，根据运动学公式：vm2v2 2a2x2 因为：Lx1x2x1x2二、图象在动力学中的应用1常见的图象形式在动力学与运动学问题中，常见、常用的图象是位移图象(x-t 图象)、速度图象(v-t 图象)和力的图象(F-t图象)等，这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹2图象问题的分析方法遇到带有物理图象的问题时，要认真分析图象，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题例2：如图甲所示固定光滑细杆与地面成一定夹角为，在杆上套有一

4、个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图乙所示，取重力加速度g10 m/s2.求：(1)小环的质量m(2)细杆与地面间的夹角解析没有摩擦力FNF匀加速匀速例2：.。求： (1)小环的质量m (2)细杆与地面间的夹角解析FNF匀加速匀速根据牛顿第二定律： 放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系如图甲所示，物块速度v与时间t 的关系如图乙所示取重力加速度g10 m/s2.由这两个图象可以求得物块的质量m 和物块与地面之间的动摩擦因数 分别为() 解析【针对训练】A0.5 kg, 0.4 B1.5 kg

5、，2/15C0.5 kg, 0.2 D1 kg, 0.2A静止匀加速匀速2 s 4 s:物块匀加速运动a=2 m/s2，F-Ff = ma， 3-10m = 2m 4 s6 s:物块做匀速直线运动F =mg: 10m = 2 由得:m = 0.5 kg，= 0.4 甲乙三、传送带问题传送带传递货物时，一般情况下，由摩擦力提供动力，而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态密切相关分析传送带问题时，要结合相对运动情况，分析物体受到传送带的摩擦力方向，进而分析物体的运动规律是解题的关键注意：因传送带由电动机带动，一般物体对传送带的摩擦力不影响传送带的运动状态例3：某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货

6、物运送到飞机上，传送带与地面的夹角30，传送带两端 A、B 的距离L10 m，传送带以v5 m/s 的恒定速度匀速向上运动在传送带底端 A 轻放上一质量m5 kg 的货物，货物与传送带间的动摩擦因数求货物从A 端运送到B 端所需的时间 (g取10 m/s2)解析FNFf货物初速度为0由牛顿第二定律：mgcos 30mgsin 30= ma解得：a = 2.5 m/s2货物先匀加速：解析FNFf匀加速直线：a = 2.5 m/s2然后货物做匀速运动运动位移：x2= L- x1= 5 m匀速运动时间：货物从A 到B 所需的时间：t = t1t2 = 3 s四、共点力作用下的平衡问题常用方法1矢量三

7、角形法(合成法)物体受三个力作用而平衡时，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形，可以通过解三角形来求解相应力的大小和方向常用的有直角三角形、动态三角形和相似三角形3. 整体法和隔离法：在选取研究对象时，为了弄清楚系统(连接体)内某个物体的受力情况，可采用隔离法；若只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力时，一般可采用整体法2正交分解法在正交分解法中，平衡条件F合0可写成： FxF1xF2xFnx0 (即 x 方向合力为零)FyF1yF2yFny0 (即 y 方向合力为零)例4：如图所示，质量m15 kg 的物体，置于一粗糙的斜面体上，斜面倾角为

8、30，用一平行于斜面的大小为30 N的力F 推物体，物体沿斜面向上匀速运动斜面体质量m210 kg，且始终静止，g 取10 m/s2，求： (1)斜面体对物体的摩擦力；(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力解析(1)隔离物体受力分析平行于斜面的方向：Fm1gsin 30Ff解得：Ff = 5 N方向：沿斜面向下FNFFf受力平衡例4：如图所示，质量m15 kg 的物体，置于一粗糙的斜面体上，斜面倾角为30，用一平行于斜面的大小为30 N的力F 推物体，物体沿斜面向上匀速运动斜面体质量m210 kg，且始终静止，g 取10 m/s2，求： (1)斜面体对物体的摩擦力；(2)地面对斜面体的摩擦力和支持

9、力解析(2)整体法：斜面体和物体FN地FFf地整体受力平衡水平方向：Ff地= Fcos 30= N方向：水平向左竖直方向：FN地 = (m1m2)g - Fsin 30 =135 N方向：竖直向上 1.(动力学的两类基本问题)如图所示，在倾角37的足够长的固定的斜面底端有一质量m1.0 kg的物体物体与斜面间动摩擦因数0.25，现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动拉力F10 N，方向平行斜面向上经时间t4.0 s绳子突然断了，求： (1)绳断时物体的速度大小(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间(已知sin 370.60，cos 370.80，取g10 m/s2)解析FNFFf上

10、滑过程中：分析物体受力1.(动力学的两类基本问题) (2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间(已知sin 370.60，cos 370.80，取g10 m/s2)解析上滑过程下滑过程2(图象在动力学中的应用)如图甲所示为一风力实验示意图开始时，质量为m1 kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上，经时间 t10.4 s后撤去风力小球沿细杆运动的v-t 图象如图乙所示(g取10 m/s2)，试求：(1)小球沿细杆滑行的距离；(2)小球与细杆之间的动摩擦因数；(3)风力F 的大小解析(1)从v-t 图象可知：小球先匀加速后匀减速图中面积表

11、示位移：x =1.2m2(图象在动力学中的应用)如图甲所示为一风力实验示意图开始时，质量为m1 kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上，经时间 t10.4 s后撤去风力小球沿细杆运动的v-t 图象如图乙所示(g取10 m/s2)，试求：(1)小球沿细杆滑行的距离；(2)小球与细杆之间的动摩擦因数；(3)风力F 的大小解析(2)0.4s1.2s:匀减速Ffv根据牛顿第二定律：mg = ma2动摩擦因数：= 0.252(图象在动力学中的应用)如图甲所示为一风力实验示意图开始时，质量为m1 kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点现用沿杆

12、向右的恒定风力F 作用于小球上，经时间 t10.4 s后撤去风力小球沿细杆运动的v-t 图象如图乙所示(g取10 m/s2)，试求：(1)小球沿细杆滑行的距离；(2)小球与细杆之间的动摩擦因数；(3)风力F 的大小解析(3)00.4s:匀加速Ffv根据牛顿第二定律：F-mg = ma1动摩擦因数：F= 7.5NFmgFN3(传送带问题)如图所示，水平传送带以2 m/s 的速度运动，传送带长AB20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数0.1，(g=10 m/s2)试求： (1)工件开始时的加速度a(2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移

13、(3)工件由传送带左端运动到右端的时间解析初速度为零 相对于传送带向左运动 受滑动摩擦力向右 mgFNFf3(传送带问题)如图所示，水平传送带以2 m/s 的速度运动，传送带长AB20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数0.1，(g=10 m/s2)试求： (1)工件开始时的加速度a(2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移(3)工件由传送带左端运动到右端的时间解析初速度为零 相对于传送带向左运动 受滑动摩擦力向右 mgFNFf3(传送带问题)如图所示，水平传送带以2 m/s 的速度运动，传送带长AB20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数0.1，(g=10 m/s2)试求： (1)工件开始时的加速度a(2)工件加速到2 m/s时，工件运动的位移(3)工件由传送带左端运动到右端的时间解析初速度为零 相对于传送带向左