牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(經(jīng)典課件)

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律 當(dāng)物體當(dāng)物體不受外不受外 力或合外力為力或合外力為 零零時(shí)總保持時(shí)總保持靜靜 止止或或勻速直線勻速直線 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)狀態(tài)。 物體的加速度物體的加速度 與合力成正比，與合力成正比， 與物體的質(zhì)量與物體的質(zhì)量 成反比。成反比。 兩個(gè)物體間的兩個(gè)物體間的 作用力和反作作用力和反作 用力大小相等用力大小相等, 方向相反方向相反,作用作用 在同一直線上在同一直線上 牛頓運(yùn)動(dòng)定牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)結(jié)構(gòu)律知識(shí)結(jié)構(gòu) 應(yīng)用牛頓定律解題規(guī)律分析題目流程：應(yīng)用牛頓定律解題規(guī)律分析題目流程： F合 合=maa vt=v0+at x= v0t+at2/2 vt2- -v02=2ax 物體受力情況物

2、體受力情況 加速度加速度牛頓第二定律牛頓第二定律 運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式 物體運(yùn)動(dòng)情況物體運(yùn)動(dòng)情況 # # 綜合運(yùn)用牛頓定律就可以來(lái)解決一些生活綜合運(yùn)用牛頓定律就可以來(lái)解決一些生活 中的實(shí)際問(wèn)題。中的實(shí)際問(wèn)題。 力運(yùn)動(dòng)F Fmama 例一例一：一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是一個(gè)靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是2kg2kg， 在在10N10N的推力作用下沿水平地面的推力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)，物體與，物體與 水平地面間的滑動(dòng)摩擦力是水平地面間的滑動(dòng)摩擦力是4N4N，求物體在，求物體在4s4s末末的的 速度和速度和4s4s內(nèi)內(nèi)的位移的位移。 公式：公式：v vt tv v0 0at

3、xat xv v0 0t t1/2at1/2at2 2 因?yàn)橐驗(yàn)関 v0 00 0，所以，所以 v vt ta t xa t x1/2at1/2at2 2 只要加速度只要加速度a a 知道了，問(wèn)題將迎刃而解。知道了，問(wèn)題將迎刃而解。 問(wèn)題的關(guān)鍵就是要找到加速度問(wèn)題的關(guān)鍵就是要找到加速度 a a 研究對(duì)象受力分析 F F合 合 mama a 運(yùn)動(dòng)情況 （v，s，t） 受力情況 力的合成或分解、正交 分解求 出合力 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 由此 紐帶計(jì)算出 即：由研究對(duì)象的受力入手，求得它運(yùn)動(dòng)的加速度，然 后再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式去求相關(guān)的運(yùn)動(dòng)物理量 例題二例題二：有一輛汽車(chē)質(zhì)量為有一輛汽車(chē)質(zhì)量為1噸，已知發(fā)動(dòng)機(jī)正

4、常工噸，已知發(fā)動(dòng)機(jī)正常工 作時(shí)的牽引力為作時(shí)的牽引力為800N，汽車(chē)行駛時(shí)的阻力為，汽車(chē)行駛時(shí)的阻力為300N， 求汽車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)求汽車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)10秒內(nèi)的位移？秒內(nèi)的位移？ 分析： 本題是一道已知力求運(yùn)動(dòng)的題目。 思路：解題的關(guān)鍵求出加速度解題的關(guān)鍵求出加速度a a 加速度加速度a受力分析受力分析求合力求合力F合 合 物體的運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng) 牛頓第二定律牛頓第二定律 運(yùn)動(dòng)公式運(yùn)動(dòng)公式 加速度加速度a受力分析受力分析求合力求合力F合 合 物體的運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng) 牛頓第二定律牛頓第二定律 運(yùn)動(dòng)公式運(yùn)動(dòng)公式 解題思路解題思路： G F=800N N f =300N 解：受力分析如右圖所示 F合

5、 合=F- f = 800300=500N m=1噸=1000kg a=F合 m= 500/1000 = 0.5 m/s2 V0=0 t=10s 2 0 2 1 attvx= 1/2 0.5 102 = 25m 30 分析：分析：本題要求滑雪人所受本題要求滑雪人所受 的阻力，我們就必須清楚他的阻力，我們就必須清楚他 的受力情況，因此先對(duì)他進(jìn)的受力情況，因此先對(duì)他進(jìn) 行受力分析：行受力分析： G N f 由于物體是沿著山 體方向即斜面方向 滑動(dòng)，所以合力方 向?yàn)檠匦泵嫦蛳拢?將重力分解為垂直 于斜面向下的G1和 沿斜面向下的G2 G1G2 v 30 x y 答：物體受到的阻力為75N。 運(yùn)動(dòng)情況

6、 （v，s，t）a F F合 合 mama 受力分析所求的力 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 力的合成或分解 正交分解 由此 紐帶計(jì)算出F合，再進(jìn)一步 即：由研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況入手，求得它運(yùn)動(dòng)的加速度，然再利用牛頓第 二定律去求合力，再通過(guò)受力分析，結(jié)合力的合成或分解，以及正交分解求 出所需要求的力。 想到牛 頓運(yùn)動(dòng) 定律 2、若它又滑下，最終到達(dá)斜面底端，又要、若它又滑下，最終到達(dá)斜面底端，又要 用去多長(zhǎng)時(shí)間？用去多長(zhǎng)時(shí)間？ ( (答案：答案：0.25)0.25) 學(xué)以致用：學(xué)以致用： 質(zhì)量為質(zhì)量為2K2K的物體從高處下落，經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的物體從高處下落，經(jīng)過(guò)某一位置時(shí) 的速度是的速度是5 5/ /，再經(jīng)，再經(jīng)

7、2 2測(cè)得的速度為測(cè)得的速度為23.423.4/ /， 求空氣的平均阻力。求空氣的平均阻力。(g=10(g=10/ /2 2) ) 1 v 2 v t 物體的運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示： )(2 . 9 2 54 .23 2 0 0 sm t vv aatvv t t 得 由 對(duì)物體受力分析： mg F 由由 mg-F=ma 得得 F=mg-ma =1.6(N) a 3.質(zhì)量為質(zhì)量為m4 kg的小物塊在一個(gè)平行于斜面的拉力的小物塊在一個(gè)平行于斜面的拉力F 40N的作用下，從靜止開(kāi)始沿斜面向上滑動(dòng)，如圖的作用下，從靜止開(kāi)始沿斜面向上滑動(dòng)，如圖8所所 示。已知斜面的傾角示。已知斜面的傾角37，物塊與斜面間

8、的動(dòng)摩擦，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦 因數(shù)因數(shù)0.2，斜面足夠長(zhǎng)，力，斜面足夠長(zhǎng)，力F作用作用5s后立即撤去，求：后立即撤去，求： （1）前）前5 s內(nèi)物塊的位移大小及物塊在內(nèi)物塊的位移大小及物塊在5 s末的速率；末的速率； （2）撤去外力）撤去外力F后后4 s末物塊的速度。末物塊的速度。 8 解解 (1)分析受力情況畫(huà)受力圖分析受力情況畫(huà)受力圖 G 8 N f X 建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系 Y GY GX 解： (2)5s末撤去F，物塊由于慣性仍向上滑行一 定距離和一段時(shí)間。其受力如下： G N f V a 建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系 X Y GY GX 請(qǐng)計(jì)算物塊向上 滑行的時(shí)間。 （時(shí)間

9、不足4S） 則4S末，物塊已 經(jīng)向下滑了。 在連接體問(wèn)題中，如果不要求知道各個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間在連接體問(wèn)題中，如果不要求知道各個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間 的相互作用力，并且各個(gè)物體具有大小和方向都相同的相互作用力，并且各個(gè)物體具有大小和方向都相同 的加速度，就可以把它們看成一個(gè)整體（當(dāng)成一個(gè)質(zhì)的加速度，就可以把它們看成一個(gè)整體（當(dāng)成一個(gè)質(zhì) 點(diǎn)），分析受到的外力和運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用牛頓第二定點(diǎn)），分析受到的外力和運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用牛頓第二定 律求出加速度（或其他未知量）；律求出加速度（或其他未知量）； 如果需知道物體之間的相互作用力，就需要把物體從如果需知道物體之間的相互作用力，就需要把物體從 系統(tǒng)中隔離出來(lái)將內(nèi)力轉(zhuǎn)化

10、為外力，分析物體的受力系統(tǒng)中隔離出來(lái)將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力 情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程 ，隔離法和整體法是互相依存，互相補(bǔ)充的，兩種方，隔離法和整體法是互相依存，互相補(bǔ)充的，兩種方 法互相配合交替應(yīng)用，常能更有效地解決有關(guān)連接體法互相配合交替應(yīng)用，常能更有效地解決有關(guān)連接體 的問(wèn)題。的問(wèn)題。 9如圖如圖431所示，五快質(zhì)量相同的木快并排放在光所示，五快質(zhì)量相同的木快并排放在光 滑的平面上，水平外力滑的平面上，水平外力F作用在第一快木塊上，則第三作用在第一快木塊上，則第三 快木塊對(duì)第四快木塊的作用力為快木塊對(duì)第四快木塊的

11、作用力為 ，第四快木，第四快木 塊所受合力為塊所受合力為 圖431 1 2 3 4 5 16（10分）如圖所示，A、B兩個(gè)物體間用最大 張力為100N的輕繩相連，MA= 4kg，MB=8kg， 在拉力F的作用下向上加速運(yùn)動(dòng)，為使輕繩不被拉斷， F的最大值是多少？（g取1 0m/s2） 15（12分）放在水平地面上的一物塊，受到方向不分）放在水平地面上的一物塊，受到方向不 變的水平推力變的水平推力F的作用，力的作用，力F的大小與時(shí)間的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物的關(guān)系和物 塊速度塊速度v與時(shí)間與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示的關(guān)系如圖所示. 取重力加速度取重力加速度g=10 m/s2.試?yán)脙蓤D線求：試?yán)脙蓤D

12、線求： （1）物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力大?。唬┪飰K在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到滑動(dòng)摩擦力大??； （2）物塊在）物塊在36s的加速度大??；的加速度大??； （3）物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)）物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù). 0 2 6 t/s F/N 936 4 0 3 6 t/s v/(ms-1 ) 936 （1）由）由v-t 圖象可知，物塊在圖象可知，物塊在69s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)， 由由F-t圖象知，圖象知，69s的推力的推力F3=4N 故故Ff=F3=4N 解解: （2）由）由v-t 圖象可知，圖象可知，36s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)， 由由 t vv a t0 得得 a=2 m/s2 （3）在）在36s內(nèi)，由牛頓第二定律有：內(nèi)，由牛頓第二定律有： F2 Ff = ma 且且 Ff=N=mg 由以上各式求得：由以上各式求得： m=1kg =0.4 復(fù)習(xí)精要復(fù)習(xí)精要 1、審題、明確題意，清楚物理過(guò)程；、審題、明確題意，清楚物理過(guò)程； 2、選擇研究對(duì)象，可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)、選擇研究對(duì)象，可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè) 物體組成的物體組；物體組成的物體組； 3、運(yùn)用隔離法對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫(huà)