【精品課件】第四章第6節(jié)

1、第四章第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、牛頓第二定律一、牛頓第二定律1、內(nèi)容：、內(nèi)容：物體的加速度跟所受合力物體的加速度跟所受合力成正比成正比,跟物體質(zhì)量成反比跟物體質(zhì)量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。加速度方向跟合力方向相同。復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：2、公式、公式: F=ma注意：注意：（1）同時(shí)性）同時(shí)性 （2）同向性）同向性二、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式二、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式速度公式速度公式 ：v = vo+at位移公式：位移公式：x= vot +at2 /2導(dǎo)出公式：導(dǎo)出公式：vt 2 vo 2 =2ax例例1.一個(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2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿

2、水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體與水的水平拉力作用下沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力為平地面間的滑動(dòng)摩擦力為4.2N。求物體。求物體4s末的速度和末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。內(nèi)發(fā)生的位移。問(wèn)題：?jiǎn)栴}：1.物體的受力情況如何？物體的受力情況如何？受力分析如圖示：受力分析如圖示：GFNf2.物體所受的合力如何？物體所受的合力如何？豎直方向：豎直方向：合力為零，加速度為零。合力為零，加速度為零。水平方向：水平方向：大?。捍笮。篎合合=Ff；方向與拉力；方向與拉力F方向相同方向相同3.物體的運(yùn)動(dòng)情況中已知哪些量？要求末速度和位移，物體的運(yùn)動(dòng)情況中已知哪些量？要求末速度和位移，還差什么量？還差什么量？

3、已知初速度已知初速度VO和時(shí)間和時(shí)間t，要，要求末速度求末速度Vt和位移和位移,還差還差加速度加速度a。 =O t=4s t=? =? 解：物體受力如圖由圖知：F合=Ff=ma a= 2/1 . 122 . 44 . 6smmfFsmatvvt/4 . 441 . 100mattvs8 . 841 . 121212204s末的速度末的速度4s內(nèi)的位移內(nèi)的位移GFNfO4.如何求加速度？如何求加速度？借助于牛頓第二定律借助于牛頓第二定律F合合=ma，利用合力來(lái)求加速度。，利用合力來(lái)求加速度。5.本題的解題思路如何？本題的解題思路如何？先受力分析求出合力，再用牛頓第二定律求出加速度，先受力分析求出

4、合力，再用牛頓第二定律求出加速度，最后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。最后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解。例例1.一個(gè)靜止在水平地面上的物體一個(gè)靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是質(zhì)量是2Kg,在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。物體與地面間的摩擦力是動(dòng)。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體。求物體在在4s末的速度和末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。內(nèi)發(fā)生的位移。思考思考:如果物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為如果物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2， 其他條件不變。其結(jié)果如何？其他條件不變。其結(jié)果如何？GFNfO一、一、 從受力確定運(yùn)動(dòng)情況從受力確定運(yùn)動(dòng)情況 已知物體受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況，指已知物體受

5、力情況確定運(yùn)動(dòng)情況，指的是在受力情況已知的條件下，要求判斷的是在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或求出物體的速度、位出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。移等。 處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體受力情況析物體受力情況求合力求合力，據(jù)牛頓第二定律，據(jù)牛頓第二定律求加速度求加速度，再用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，再用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求所求量求所求量( (運(yùn)運(yùn)動(dòng)學(xué)量動(dòng)學(xué)量) )。 練習(xí)：練習(xí)：一木箱質(zhì)量為一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為因數(shù)為，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成角的力角的力F推木箱，求經(jīng)過(guò)推木箱，求經(jīng)過(guò)

6、t秒時(shí)木箱的速度。秒時(shí)木箱的速度。水平 方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma豎直方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+atGFNfF1=FCosF2=FSinGFNfF1=FCosF2=FSin建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at思路：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力。應(yīng)先求出加速度思路：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力。應(yīng)先求出加速度a，再利用牛頓第二定律再利用牛頓第二定律F合合=ma求滑雪人受到的阻力。求滑雪人受到的阻力。解：第一步求第一步求a因?yàn)閂0=2m/s，s=60m，t=5s據(jù)公式求得a

7、= 4m/s2例例2.一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m = 75Kg，以，以v0 = 2m/s的初的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角= 30o，在，在 t = 5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x = 60m，求滑雪人受到的阻，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。力（包括摩擦和空氣阻力）。2021attV人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖，人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖所以：所以：F合合=ma=300Nx軸

8、方向：軸方向：F合合=G1f y軸方向：軸方向：F1G2=0滑雪人所受的阻力滑雪人所受的阻力 f=G1 F合合 =mgsin F合合 =67.5N解：解： 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：x xv v0 0t t atat2 2 得：得： 代入已知量得：代入已知量得：a a4m/s4m/s2 2 對(duì)人進(jìn)行受力分析，建立坐標(biāo)系，對(duì)人進(jìn)行受力分析，建立坐標(biāo)系， 根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F Fmama，得：，得： mgsinmgsinF F阻阻mama 即：即：F F阻阻mgsinmgsinmama 代入數(shù)值得：代入數(shù)值得：F F阻阻67.5N67.5N即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的

9、阻力是67.5N67.5N。12a a2（xv0t）t2二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力 已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況，指的是已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況，指的是在運(yùn)動(dòng)情況（知道三個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)量）已知的條件在運(yùn)動(dòng)情況（知道三個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)量）已知的條件下，要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量下，要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量（如動(dòng)摩擦因數(shù)等）。（如動(dòng)摩擦因數(shù)等）。 處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的運(yùn)動(dòng)情況，據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度求加速度，再在分，再在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定律列析物體受力情況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定

10、律列方程方程求所求量求所求量( (力力) )。 上題中如果忽略空氣阻力作用，求滑上題中如果忽略空氣阻力作用，求滑雪板與雪面間動(dòng)摩擦因數(shù)多大雪板與雪面間動(dòng)摩擦因數(shù)多大?如果坡長(zhǎng)只有如果坡長(zhǎng)只有60m，下端是水平雪面，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上還能滑多遠(yuǎn)？滑雪者在水平面上還能滑多遠(yuǎn)？如果下坡后立即滑上一個(gè)如果下坡后立即滑上一個(gè)300的斜坡的斜坡 。請(qǐng)問(wèn)滑雪者最高能上升多高？請(qǐng)問(wèn)滑雪者最高能上升多高？更上一層更上一層：一、一、 從受力確定運(yùn)動(dòng)情況從受力確定運(yùn)動(dòng)情況二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力 加速度加速度a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁 牛頓第二定律公式牛頓第二定律公

11、式(F=ma)和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式(勻變速勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式直線運(yùn)動(dòng)公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等等)中，中，均包含有一個(gè)共同的物理量均包含有一個(gè)共同的物理量加速度加速度a。 由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速度，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式便可確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其度，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式便可確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化；反過(guò)來(lái)，由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化，用運(yùn)變化；反過(guò)來(lái)，由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化，用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定動(dòng)學(xué)公式可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。物體的受力情況。 可見(jiàn)

12、，無(wú)論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力和可見(jiàn)，無(wú)論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁。運(yùn)動(dòng)的橋梁。求加速度是解決有關(guān)力和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的求加速度是解決有關(guān)力和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路，基本思路，正確的正確的受力分析受力分析和和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析則是解則是解決問(wèn)題的決問(wèn)題的關(guān)鍵。關(guān)鍵。 從受力確定運(yùn)動(dòng)從受力確定運(yùn)動(dòng)從運(yùn)動(dòng)確定受力從運(yùn)動(dòng)確定受力 1.基本思路基本思路:加速度加速度a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁所求量所求量所求量所求量2.解題步驟：解題步驟： (1)確定確定研究研究對(duì)象對(duì)象；(2)分析受力分析受力情況情況和運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)情況，情況， 畫示意圖畫示意圖(受力和運(yùn)動(dòng)過(guò)程受力和運(yùn)動(dòng)

13、過(guò)程)；(3)用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 求加速度求加速度； (4)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓第二定律用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓第二定律 求所求量求所求量。質(zhì)量為質(zhì)量為40kg的物體靜止在水的物體靜止在水平面上平面上, 當(dāng)在當(dāng)在400N的水平拉力作用下由的水平拉力作用下由靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò)16m時(shí)時(shí), 速度為速度為16 m/s, 求求物體受到的阻力是多少物體受到的阻力是多少?F80N用彈簧秤拉著一個(gè)物體在水平面用彈簧秤拉著一個(gè)物體在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)上做勻速運(yùn)動(dòng), 彈簧秤的示數(shù)是彈簧秤的示數(shù)是0.40N. 然后然后用彈簧秤拉著這個(gè)物體在水平面上做勻變用彈簧秤拉著這個(gè)物體在水平面

14、上做勻變速運(yùn)動(dòng)速運(yùn)動(dòng), 測(cè)得加速度是測(cè)得加速度是0.85 m/s2, 彈簧秤的彈簧秤的示數(shù)是示數(shù)是2.10N。這個(gè)物體的質(zhì)量是多大。這個(gè)物體的質(zhì)量是多大? m=2 kg一個(gè)木箱沿著一個(gè)粗糙的斜面一個(gè)木箱沿著一個(gè)粗糙的斜面勻加速下滑，勻加速下滑， 初速度是零，經(jīng)過(guò)初速度是零，經(jīng)過(guò)5.0 s的時(shí)的時(shí)間間, 滑下的路程是滑下的路程是10m, 斜面的夾角是斜面的夾角是300，求木箱和粗糙斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。求木箱和粗糙斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(g取取10 m/s2)=0.48練習(xí)：練習(xí)： 蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，跳、翻滾并做各

15、種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面回到離水平網(wǎng)面5.0高處。已知運(yùn)動(dòng)員與高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2，若把在這段時(shí)間內(nèi)，若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小（力的大?。╣取取10m/s2）。）。F = 1.5103N 質(zhì)量為質(zhì)量為20kg的物體若用的物體若用20N的水平力牽引它，的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：（1）若改用）若

16、改用50N拉力沿與水平方向成拉力沿與水平方向成37的夾角的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)前進(jìn)2.3m時(shí)，它的速度多大？時(shí)，它的速度多大？（2）在前進(jìn)）在前進(jìn)2.3m時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過(guò)時(shí)撤去拉力，又經(jīng)過(guò)3s鐘，物鐘，物體的速度多大？體的速度多大？（3）物體總共通過(guò)多大位移？（）物體總共通過(guò)多大位移？（g取取10m/s2）（1）2.3ms （2）0 （3）4.95m練習(xí)：練習(xí)：解題過(guò)程解題過(guò)程N(yùn)GFf解解:對(duì)對(duì)物體物體,受力分析如圖受力分析如圖.建立建立如圖所示坐標(biāo)系如圖所示坐標(biāo)系.根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律.得得F合合=F- f=ma,得得a=(6.4-4.2)/2= 1.1m/ s2由由vt=at，得，得vt =1.14m/s=4.4m/s由由s= at2，得，得 s= 1.142=8.8m1212例例2.一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m=75kg，以，以v0=2m/s的初速度沿山坡的初速度沿山坡勻加速