02_牛顿运动定律的应用.ppt

1、牛顿运动定律的应用,1、动力学的两类基本问题：,（1）已知物体受力情况讨论运动情况：先进行受力分析，求得加速度，然后再根据运动情况利用运动学公式求解。,1. 一个氢气球受到的空气浮力为5N，匀速上升，突然原来挂在气球上的一个质量100g的小物体从气球上脱落，若不计小物体、空气阻力，并假定气球所受的浮力不变，求小物体脱落后气球上升的加速度。（g10 m/s2）,2. 将质量为m的物体放在倾角为的光滑斜面上，物体沿斜面下滑的加速度是多大？如果将物体以同样大小的加速度拉上该斜面，平行于斜面向上的拉力应多大？,3. 如图所示，质量为2kg的物体，受到20N的方向与水平方向成37的拉力的作用，由静止开始

2、沿水平面做直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，当物体运动2s后撤去拉力F，求撤去外力后，物体还能运动多远？（sin370.6，g10 m/s2）,4. 起重机用1.2104N的拉力吊起地面上质量为103kg的物体，在上升过程中受到的平均阻力为103N，求物体上升1m时的速度？（g10 m/s2）,7. 如图所示，小车上有一竖直杆，总质量为M，杆上套有一块质量为m的木块，杆与木块间动摩擦因数为，小车静止时木块可沿杆自由滑下，问必须对小车施加多大的水平力让车在光滑水平面上运动时，木块才能匀速下滑。,1、如图所示，在倾角为=370的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1.0kg的物体，物体与

3、斜面间动摩擦因数=0.25现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F=10.0N，方向平行斜面向上经时间t=4.0s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.(sin370=0.60，cos370=0.80，g=10m/s2),16 、一个质量为24kg的气象气球,以20m/s的速度匀速上升,当气球上升到50m高处时掉下一个4.0kg的重物经3s后,气球和重物之间的距离是多少?(g取10m/s2),（2)已知物体运动情况讨论受力情况：先进行运动分析，求得加速度，然后进行受力分析求得合外力的表达式，再利用牛顿第二定律求得未知力,1.

4、用2N的水平力拉一个放在水平面上的物体，可使它获得1m/s2的加速度；若用3N的水平力拉这个物体，可使它获得2m/s2的加速度；那么用4N的水平力拉物体，使物体沿水平地面运动时，物体的加速度为_ m/s2；物体受到的滑动摩擦力的大小为_N。滑动摩擦因数为_ .,17蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg的运动员，从离水平网面3.2 m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 5.0 m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小.（g=10 m/s2）,如图，传送带与地面之间的夹

5、角37，以v=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端A放一质量为m0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数0.5。若传送带A到B的距离L16m，求物体由A运动到B时的速度大小。,2、考虑牛顿运动定律的瞬时性：合力与物体的加速度有瞬间对应性，每一瞬间的加速度只取决于此时的合外力，与其他条件无关（m确定），合外力变化则加速度立即变化，而速度不能瞬间变化。,1、细绳和细线：轻质（不计重力）；软（不能承受压力）； 不可伸长（力可以突变，即力发生变化时，绳子的长度不变。）,剪断水平细线，求物体的加速度,2、弹簧和橡皮绳：轻（无重力）；可承受压力和拉力；形变较大，故不能瞬间恢复形变，即当外界条件发生

6、变化时，弹力不能突变，保持原值。,3、弹簧类问题的再讨论：（m不变）,a与v0同向，则物体做加速运动，a越大，则加速越快，a越小，则加速越慢。,a与v0反向，则物体做减速运动，a越大，则减速越快，a越小，则减速越慢。,由牛顿运动定律，a的方向与合外力的方向相同。,所以：F合与v0同向，则物体做加速运动，F合越大，则加速越快， F合越小，则加速越慢。 F合与v0反向，则物体做减速运动，F合越大，则减速越快， F合越小，则减速越慢。,物体由距离弹簧顶端托盘h处自由下落，讨论物体接触托盘以后的运动情况,例：如图，自由下落的小球，从它接触竖直放置的弹簧开始，到弹簧压缩到最大限度的过程中，小球的速度和加

7、速度的变化情况是 A、加速度变大，速度变小 B、加速度变小，速度变大 C、加速度先变小后变大，速度先变大后变小 D、加速度先变小后变大，速度先变小后变大,例：小车上的物体质量为m=8.0kg，它被一根在水平方向上拉伸的轻弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧弹力为6N，现对小车施加一水平向右的作用力，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度右零逐渐增大到1m/s2，然后以该加速度做匀加速直线运动，下列说法中正确的是（） A、物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终不变 B、物体受到的摩擦力先减小，后增大，先向左后向右 C、小车加速度（右）为0.75m/s2时，物体不受摩擦力 D、小车以1m/

8、s2的加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8N,4、建立坐标系的原则：,、物体处于平衡状态时，可随意选取相互垂直方向建立坐标系，但是要求分解力尽可能的少。,2、当物体处于非平衡态时，一般以加速度的方向为其中一轴的正方向。,3、但是对于一些特殊情况，不以加速度的方向为x轴的正方向建立坐标系（即分解加速度）可能会简单。,a,如图所示，人随电梯一起以加速度a向上匀加速直线运动，求人与电梯之间的弹力和摩擦力？,例：如图，倾角为的斜面固定在电梯上，质量为m的物体静止在斜面上，当电梯以加速度 a竖直向上加速运动时，物体保持与斜面相对静止，则此时物体受到的支持力和摩擦力是多少？,a,5、牛顿第二

9、定律整体法的应用,步骤：1、对所选的系统进行受力分析；,2、分析系统之中各物体各自的加速度,3、然后列出牛顿运动定律整体法的式子,例：如图，倾角为300的三角形斜劈放在水平地面上，质量为1kg的物块儿在光滑斜面上下滑，三角形斜劈静止不动， （1）求地面对斜劈的摩擦力的大小和方向；）（2）求地面对斜劈的支持力的大小；,（3）若物块儿和斜劈间的摩擦因数为0.2，再求解前两问题。,例：如图，猴子质量为m，木杆质量为M，猴子做怎样的运动可以使木杆静止在空中不动？,例：如图，木箱悬挂在天花板上，A为线圈，B为薄铁片，给A通电，B会被吸引到A上，请判断给A通电瞬间，OC绳拉力会发生怎样的变化？,A,B,O

10、,C,例：如图，光滑斜面倾角为300，长木板质量为m=20kg，人的质量为M=60kg，为了保持长木板在斜面上静止，人应该做怎样的运动？为了使人与斜面相对静止，长木板应做怎样的运动？,例：如图，支架质量为M，小铁环质量为m，由于小铁环与支架间有摩擦力，故小铁环以加速度a匀加速下落，求小铁环下落过程中，地面对支架的支持力多大？,18如图所示，圆环的质量为M，经过环心的竖直细钢丝AB上套一质量为m的小球，今将小球沿钢丝AB以初速度v0从A点竖直向上抛出，致使环对地面的压力恰好为零，求： 小球上升的加速度 小球能达到的最大高度（球不会碰到B点）,6、用牛顿运动定律求解简单的连接体问题。,一、题型：

11、1、加速度相同的连接体问题。处理方法：先整体分析再隔离分析。 2、加速度不相同的连接体问题。处理方法：一般只用隔离法。,二、应用举例：,用外力F推动AB两个物体在光滑水平桌面上加速运动，求AB之间的作用力？,如果桌面与AB之间动摩擦因数都为，再求AB之间的作用力？,如果将该系统放在光滑斜面上，倾角为，再求AB之间的作用力？,如果将该系统放在倾角为的粗糙斜面上呢？（摩擦因数相同）,例： 如图所示，质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为，在已知水平力F的作用下，A、B做加速运动，A对B的作用力为_。,例、如图，六个质量为m的方木块并排放在光滑水平地面上，

12、当用力F推1使它们共同加速运动时，木块儿相互间的作用力多大？,F,1,2 3 4 5 6,例、如图，物体A、B质量分别为2kg和3kg，A、B用细绳相连，用力F=100N竖直向上拉A，（1）求细线对B的拉力大小。 （2）若细线所能承受的最大张力为80N，则F最大不能超过多大？,F,A,B,A,B,例、在光滑水平地面上，水平外力F拉动小车和木块儿一起做加速运动，小车质量为M，木块儿质量为m，木块儿与小车间的动摩擦因数为u，求1）木块儿受到的摩擦力；2）求为保证小车和木块儿不发生相对滑动，力F最大不得超过多大？,F,m,M,例、如图，质量为M的小车放在光滑水平面上，m1和m2通过细线绕过定滑轮如图

13、放置，不计一切摩擦，求作用在小车上的水平力F多大时，三个物体可以保持相对静止。,m1,m2,M,F,7一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管住下滑。已知这名消防队员的质量为60，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3， g取10ms2，那么该消防队员( ) A下滑过程中的最大速度为4 ms B加速与减速过程的时间之比为12 C加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为17 D加速与减速过程的位移之比为14,19、用一沿斜面向上的恒力F将静止在斜面底端的物体向上推，推到斜面中点时，撤去F，物体正好运动到斜面顶端并开始返回。在此情况下，物体从底端到顶端所需时间为t，从顶端滑到底端所需时间也为t。若物体回到底端时速度为