高一物理必修1用牛顿运动定律解决问题二１.ppt

1、应用牛顿运动定律 解决问题（二）,例1：水平地面上质量为10Kg的木箱受到水平向右的拉力F=70N作用在水平面上从静止开始运动，木箱与水平面间的动摩擦因数为0.5，求木箱在2s末的速度和2s内的位移。,G,f,N,N =G=mg =1010N=100N,一、两种基本题型解题思路,F,f =N=0.5100N=50N,F合 =F-f =70N-50N=20N,分析木箱的受力情况：,G,f,N,F,分析木箱的运动情况：,V0=0、t=2s、a=2m/s2,Vt=a t=22 m/s=4 m/s,“已知受力求运动”解题思路：,力,运动,a,F=ma,分析受力,分析运动,运动学公式,一、两种基本题型解

2、题思路,例2：质量为1000Kg的汽车在水平路面上从静止开始运动，经过4s速度达到10m/s，汽车受到的牵引力为3000N。求汽车在运动过程中所受到的阻力大小。,一、两种基本题型解题思路,分析汽车的运动情况：,V0=0、t=4s、Vt=10m/s,mg,f,N,一、两种基本题型解题思路,F,分析汽车的受力情况：,F合 =F-f =ma,f =F-ma=3000N-10002.5N=500N,“已知运动求受力”解题思路：,运动,a,F=ma,分析运动,分析受力,运动学公式,力,小结：,一、两种基本题型解题思路,“已知受力求运动”解题思路：,力,运动,a,F=ma,分析受力,分析运动,运动学公式,

3、“已知运动求受力”解题思路：,运动,a,F=ma,分析运动,分析受力,运动学公式,力,例与练,mg,f,N,F1 =Fcos 370 =40N,F2 =Fsin 370 =30N,1、水平地面上质量为10Kg的物体受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=50N作用在水平面上由静止开始运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，求物体开始运动2s内的位移大小。,分析物体的受力情况：,例与练,F1,F2,mg,N,N=mg-F2 =70N,f,f =N=35N,F合 = F1-f =5N,a=F合/m=0.5m/s2,1、水平地面上质量为10Kg的物体受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=

4、50N作用在水平面上由静止开始运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，求物体开始运动2s内的位移大小。,F1 =Fcos 370 =40N,F2 =Fsin 370 =30N,分析物体的受力情况：,例与练,F1,F2,mg,N,f,1、水平地面上质量为10Kg的物体受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=50N作用在水平面上由静止开始运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，求物体开始运动2s内的位移大小。,分析物体的运动情况：,V0=0、t=2s、a=0.5m/s2,2、一个质量为75Kg的滑雪人以2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为300，在5s的时间内滑下的路程为60m，

5、求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力，g=9.8 m/s2）。,分析滑雪人的运动情况：,V0= 2m/s 、t=5s、x=60m,例与练,分析滑雪人的受力情况：,mg,N,f,F1 =mgcos 300 =636.5N,F2 =mgsin 300 =367.5N,例与练,分析滑雪人的受力情况：,F1,F2,N,f,F1 =mgcos 300 =636.5N,F2 =mgsin 300 =367.5N,F合 =F2-f =ma,f =F2-ma=367.5N-754N=67.5N,例与练,例1：如图所示，质量为2kg 的正方体A和质量为1kg 的正方体B两个物体靠在一起，放在光滑的水平面上，现

6、用水平力F=30N推A，求A对B作用力的大小。,A,二、简单的连接体问题,F,F合 =F =30N,先分析AB整体的受力情况：,B,AB,G,N,F,再分析B的受力情况：,B,GB,NB,FB,FB =mBa=10N,例2：如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2两个物体用水平细线连接，放在光滑的水平面上，现用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，若细线能承受的最大拉力为8N，求水平拉力F的最大值。,二、简单的连接体问题,F,m2,m1,先分析m2 的受力情况：,G2,N2,T,再分析m1m2整体受力情况：,m1 m2,G,N,F,F =(m1+m2)a=24N,二、简

7、单的连接体问题,小结：,先用整体法求加速度，,1、已知外力求内力：,再用隔离法求内力,先用隔离法求加速度，,2、已知内力求外力：,再用整体法求外力,例与练,1、如图所示，在水平地面上有两个相互接触的物体A和B，它们的质量分别为m1 和m2 ，与地面间的动摩擦因数都是，现用水平推力F向右推A，使A、B一起沿地面向前运动，则A对B的作用力为多大？,A,F,B,f =N=(m1+m2)g,先分析AB整体的受力情况：,AB,G,N,F,f,F合 =F-f =F-(m1+m2)g,例与练,1、如图所示，在水平地面上有两个相互接触的物体A和B，它们的质量分别为m1 和m2 ，与地面间的动摩擦因数都是，现用

8、水平推力F向右推A，使A、B一起沿地面向前运动，则A对B的作用力为多大？,A,F,B,AB,G,N,F,再分析B的受力情况：,B,GB,NB,FB,FB合 =FB-fB=m2a,f,fB,FB =fB+m2a,fB =NB=m2g,m2,例与练,2、如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2两个物体叠放在一起，放在水平面，m1 与m2、m1与水平面间的动摩擦因数都是0.3，现用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，要使m1 和m2之间没有相对滑动，水平拉力F最大为多大？,G2,N2,f2,先分析m2的受力情况：,f2 =N2=m2g=3N,f2 =m2a,m2,例与练,2

9、、如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2两个物体叠放在一起，放在水平面，m1 与m2、m1与水平面间的动摩擦因数都是0.3，现用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，要使m1 和m2之间没有相对滑动，水平拉力F最大为多大？,G2,N2,f2,m1 m2,G,N,F,再分析m1m2整体受力情况：,f,f =N=(m1+m2)g=9N,F合 =F-f=(m1+m2)a,F=f+(m1+m2)a=18N,三、共点力作用下物体的平衡,1、共点力,物体所受各力的作用点在物体上的同一点或力的作用线相交于一点的几个力叫做共点力。,能简化成质点的物体受到的各个力可视为共点力。,3、共

10、点力作用下物体的平衡条件,由牛顿第一定律和牛顿第二定律我们知道：物体不受外力作用或合外力为零时处于静止状态或匀速直线运动状态平衡状态。,所以物体处于平衡状态的条件是合外力为零,即: F合=0,三、共点力作用下物体的平衡,2、平衡状态,物体处于静止状态或匀速直线运动状态，叫做平衡状态。,4、物体平衡的两种基本模型,G,N,N=G,G,N,F,f,N=G,F=f,三、共点力作用下物体的平衡,5、研究物体平衡的思路和基本方法,（1）转化为二力平衡模型合成法,很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向。根据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而

11、把三力平衡转化为二力平衡。这种方法称为合成法。,三、共点力作用下物体的平衡,F,5、研究物体平衡的思路和基本方法,（1）转化为二力平衡模型合成法,很多情况下物体受到三个力的作用而平衡，其中任意两个力的合力必定跟第三个力等大反向。根据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而把三力平衡转化为二力平衡。这种方法称为合成法。,三、共点力作用下物体的平衡,G,F,例与练,1、如图所示，在倾角为的斜面上，放一重力为G的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。,对球受力分析：,G,F1,F2,F,F=G,F1 =F/cos =G /cos ,F2 =Ftan =G

12、tan ,C,例与练,2、重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC三根细绳悬挂处于静止状态，已知细绳OA处于水平， OB与竖直方向成60角，求细绳OA、OB和OC张力的大小。,G,600,F1 =G,A,B,O,F1,对物体受力分析,对绳子O点受力分析,O,F1,F2,F3,C,例与练,G,600,F1 =G,A,B,O,F1,对物体受力分析,对绳子O点受力分析,O,F1,F2,F3,F,F=F1=F1 =G,F2 =F/cos 600 =2G,F3 =Ftan 600,2、重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC三根细绳悬挂处于静止状态，已知细绳OA处于水平， OB与竖直方向成60角，求

13、细绳OA、OB和OC张力的大小。,5、研究物体平衡的思路和基本方法,（2）转化为四力平衡模型分解法,当物体受三个共点力平衡时，也可以把其中一个力进行分解(一般采用正交分解法)，从而把三力平衡转化为四力平衡模型。这种方法称为分解法。,三、共点力作用下物体的平衡,5、研究物体平衡的思路和基本方法,（2）转化为四力平衡模型分解法,三、共点力作用下物体的平衡,G,F2,F1x,F1y,当物体受三个共点力平衡时，也可以把其中一个力进行分解(一般采用正交分解法)，从而把三力平衡转化为四力平衡模型。这种方法称为分解法。,当物体受三个以上共点力平衡时，一般采用分解法。,例与练,3、如图所示，在倾角为的斜面上，

14、放一重力为G的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。,对球受力分析：,G,F1,F2,例与练,3、如图所示，在倾角为的斜面上，放一重力为G的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。,对球受力分析：,F1x=F1 sin ,F1y =F1cos ,例与练,3、如图所示，在倾角为的斜面上，放一重力为G的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。,对球受力分析：,G,F2,F1x,F1y,F1x=F1 sin ,F1y =F1cos ,F1 =G /cos ,F2 = F1x=F1 sin ,F1y =F1cos =G,=G s

15、in /cos =G tan ,C,例与练,4、重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC三根细绳悬挂处于静止状态，已知细绳OA处于水平， OB与竖直方向成60角，求细绳OA、OB和OC张力的大小。,G,600,F1 =G,A,B,O,F1,对物体受力分析,对绳子O点受力分析,O,F1,F2,F3,C,例与练,G,600,F1 =G,A,B,O,F1,对物体受力分析,对绳子O点受力分析,O,F1,F3,4、重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC三根细绳悬挂处于静止状态，已知细绳OA处于水平， OB与竖直方向成60角，求细绳OA、OB和OC张力的大小。,F2,F2x,F2y,F2x=F2 s

16、in 600,F2y =F2cos 600,C,例与练,G,600,A,B,O,F1,O,F1,F3,4、重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC三根细绳悬挂处于静止状态，已知细绳OA处于水平， OB与竖直方向成60角，求细绳OA、OB和OC张力的大小。,F2x,F2y,F2y,=F1 =G,F3 = F2x,例与练,mg,f,N,F1 =Fcos 370 =20N,F2 =Fsin 370 =15N,5、质量为5.5Kg的物体受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=25N作用在水平地面上匀速运动，求物体与地面间的动摩擦因数(g=10m/s2)。,例与练,F1,F2,mg,f,N,f=F

17、1 =20N,N=mg-F2 =40N,5、质量为5.5Kg的物体受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=25N作用在水平地面上匀速运动，求物体与地面间的动摩擦因数(g=10m/s2)。,F1 =Fcos 370 =20N,F2 =Fsin 370 =15N,例与练,6、(拓展)如图所示，质量为m的木块放在质量为M、倾角为的斜面体上，斜面体放在粗糙的水平地面上，用沿斜面向上的拉力F拉木块，使木块与斜面体都保持静止，求地面对斜面体的摩擦力和支持力。,对整体受力分析,整体,F,(m+M)g,f,N,F1,F2,F1 =Fcos ,F2 =Fsin ,整体,例与练,6、(拓展)如图所示，质量为m

18、的木块放在质量为M、倾角为的斜面体上，斜面体放在粗糙的水平地面上，用沿斜面向上的拉力F拉木块，使木块与斜面体都保持静止，求地面对斜面体的摩擦力和支持力。,对整体受力分析,f,N,F1,F2,F1 =Fcos ,F2 =Fsin ,f =F1 =Fcos ,N=(m+M)g-F2,(m+M)g,=(m+M)g-Fsin ,例与练,7、(拓展)如图所示，一个重为G的小球，用细线悬挂在O点，现在用水平力F拉小球，使悬线偏离竖直方向30时处于静止状态。当F的方向由水平缓慢地变为竖直方向的过程中，拉力F及细线的张力大小分别如何变化？,动态平衡2,G,T,F,动态平衡1,G,四、超重和失重,F,（1）静止

19、,（2）向上加速,（3）向下加速,F=G,F,G,四、超重和失重,F,F=G,F,F合 =F-G =ma,F=G +ma,=m(g+a),F=F=m(g+a),F合 =G-F=ma,F=G -ma,=m(g-a),F=F=m(g-a),（1）静止,（2）向上加速,（3）向下加速,四、超重和失重,四、超重和失重,1、超重,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象。,四、超重和失重,2、失重,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物体所受重力的现象。,四、超重和失重,四、超重和失重,小结：,a方向向上,加速上升,减速下降,超重,a方向向下,加速下降,减速上升,失重,

20、例与练,1、关于超重和失重，下列说法中正确的是（ ） A、超重就是在某种情况下，物体的重力变大了 B、物体向上运动一定处于超重状态 C、物体向下减速运动，处于超重状态 D、物体做自由落体运动时处于完全失重状态,（1）超重（失重）是指视重大于（小于）物体的重力，物体自身的重力并不变化。,（2）是超重还是失重，看物体加速度的方向，而不是看速度的方向。,（3）若物体向下的加速度等于重力加速度，物体的视重为零完全失重。,例与练,2、质量为m的物体用弹簧秤悬挂在电梯中，当电梯以g/2的加速度竖直加速下降时，弹簧秤的读数及物体的重力分别为（ ） A、mg，mgB、mg/2，mg/2 C、mg/2，mg D、mg，mg/2,例与练,3、一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿竖直方向做