牛頓第二定律應(yīng)用

1、牛頓第二定律的應(yīng)用（一）牛頓第二定律的應(yīng)用（一）n牛頓第二定律應(yīng)用的兩類基本問(wèn)題牛頓第二定律應(yīng)用的兩類基本問(wèn)題n1：已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況：已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況n2已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況n做題的基本方法：做題的基本方法：一、已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況一、已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況 解題步驟：解題步驟：1、明確研究對(duì)象、明確研究對(duì)象2、進(jìn)行受力分析，利用合成法、正交分解法求出合力，、進(jìn)行受力分析，利用合成法、正交分解法求出合力，從而求出加速度從而求出加速度3、利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解運(yùn)動(dòng)情況（速度、位移、時(shí)間等）、利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解運(yùn)動(dòng)情況（速度、位移、時(shí)間等）例例1、如圖

2、所示，質(zhì)量、如圖所示，質(zhì)量m=2 kg的物體靜止在水平地面上，物的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于它們之間彈力的體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于它們之間彈力的0.25倍。倍?，F(xiàn)對(duì)物體施加大小現(xiàn)對(duì)物體施加大小F=8 N與水平方向夾角與水平方向夾角=37的斜向上的拉的斜向上的拉力。已知力。已知sin37=0.6，cos 37=0.8，取，取g=10 m/s2，求：，求：（1）物體在前）物體在前10s內(nèi)通過(guò)的位移大小內(nèi)通過(guò)的位移大?。?）10s末撤去力末撤去力F，再經(jīng)過(guò)，再經(jīng)過(guò)6s，物體還能滑行多遠(yuǎn)？，物體還能滑行多遠(yuǎn)？300AB例例2 2、一斜面、一斜面ABAB長(zhǎng)為長(zhǎng)為10

3、10, ,傾角為傾角為30300 0，一質(zhì)量為，一質(zhì)量為kgkg的小物體的小物體( (大小不計(jì)大小不計(jì)) )從斜面頂端從斜面頂端A A點(diǎn)由靜止開始下點(diǎn)由靜止開始下滑滑, ,如圖所示如圖所示( (取取10 m/s10 m/s2 2) )(1)(1)若斜面光滑，求物體下滑到斜面底端若斜面光滑，求物體下滑到斜面底端B B點(diǎn)時(shí)的速點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間度及所用時(shí)間(2)(2)若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為若斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 , ,求小物體求小物體下滑到斜面底端下滑到斜面底端B B點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間點(diǎn)時(shí)的速度及所用時(shí)間. .(3)(3)若給小物體一個(gè)沿斜面向上的初速度若給小物體一個(gè)沿斜面向上的初

4、速度, ,恰能沿斜恰能沿斜面上滑面上滑15m15m，動(dòng)摩擦因數(shù)，動(dòng)摩擦因數(shù)為為 ，初速度為多少，初速度為多少? ?6 63 36 63 3例例2、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平方向的大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平方向的大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑力現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑略大于細(xì)桿直徑略大于細(xì)桿直徑（1）當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球）當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上作勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力在桿上作勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的的0.5倍，求小球與桿間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)倍，

5、求小球與桿間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)（2）保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為）保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為37并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離S所需時(shí)所需時(shí)間為多少？（間為多少？（sin37=0.6，co37=0.8）二、已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況二、已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況解題步驟：解題步驟：1、明確研究對(duì)象、明確研究對(duì)象2、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度、進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度3、進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律求解受力情況、進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律求解受力情況例例1:一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量一

6、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地滑下，山坡的傾角速度沿山坡勻加速地滑下，山坡的傾角=300，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s=60m，求滑雪人受到的，求滑雪人受到的阻力阻力(包括滑動(dòng)摩擦力和空氣阻力包括滑動(dòng)摩擦力和空氣阻力)。例例2 2：質(zhì)量為質(zhì)量為100t100t的機(jī)車從停車場(chǎng)出發(fā)，經(jīng)的機(jī)車從停車場(chǎng)出發(fā)，經(jīng)225m225m后，后，速度達(dá)到速度達(dá)到54km/h54km/h，此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓機(jī)，此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓機(jī)車進(jìn)站，機(jī)車又行駛車進(jìn)站，機(jī)車又行駛125m125m才停止在站上。設(shè)運(yùn)動(dòng)才停止在站上。設(shè)運(yùn)動(dòng)阻力不變，求機(jī)

7、車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受到的牽引力。阻力不變，求機(jī)車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受到的牽引力。n例題例題3、 升降機(jī)內(nèi)有一固定的光滑的傾角為升降機(jī)內(nèi)有一固定的光滑的傾角為300的斜的斜面，斜面上彈簧的下端連著質(zhì)量為面，斜面上彈簧的下端連著質(zhì)量為4Kg的物體，當(dāng)升的物體，當(dāng)升降機(jī)加速上升降機(jī)加速上升4m時(shí)，速度由零增加到時(shí)，速度由零增加到4m/s，求：，求：n1、彈簧的彈力大小、彈簧的彈力大小n2、斜面的支持力大小、斜面的支持力大小BAV例、例、 一水平傳送帶以速率一水平傳送帶以速率v=2m/s勻速運(yùn)行，質(zhì)量勻速運(yùn)行，質(zhì)量m=4kg的物塊被輕放到傳送帶上的物塊被輕放到傳送帶上A點(diǎn)，物體與傳送點(diǎn)，物體與傳送帶之間的動(dòng)

8、摩擦因數(shù)帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1=0.1，A、B間距離間距離L=10m，求求（1）物體在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度。）物體在勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度。（2）物體從）物體從A點(diǎn)到點(diǎn)到B點(diǎn)所用的時(shí)間。（點(diǎn)所用的時(shí)間。（ g=10m/s2）傳送帶類問(wèn)題傳送帶類問(wèn)題連接體問(wèn)題連接體問(wèn)題例、質(zhì)量分別為例、質(zhì)量分別為5Kg、10Kg的的A、B兩個(gè)重物用一兩個(gè)重物用一根最多只能承受根最多只能承受120N拉力的細(xì)繩相連，現(xiàn)以拉力拉力的細(xì)繩相連，現(xiàn)以拉力F使使A、B一起豎直向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示，為了使細(xì)一起豎直向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示，為了使細(xì)繩不被拉斷，求拉力繩不被拉斷，求拉力F的范圍的范圍F F例：如圖所示，質(zhì)量為

9、例：如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在傾角為的物塊放在傾角為的斜的斜面上，斜面體的質(zhì)量為面上，斜面體的質(zhì)量為M，斜面與物塊無(wú)摩擦，地面，斜面與物塊無(wú)摩擦，地面光滑，現(xiàn)在對(duì)斜面施加一個(gè)水平推力光滑，現(xiàn)在對(duì)斜面施加一個(gè)水平推力F，要使物體相，要使物體相對(duì)斜面靜止，力對(duì)斜面靜止，力F應(yīng)為多大？應(yīng)為多大？FMn放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力推力F的作用，的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間與時(shí)間t 的關(guān)系如圖所示。取重力加速度的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g10m/s2。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量。由此兩圖線可

10、以求得物塊的質(zhì)量m和物和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為多少？分別為多少？如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)所受合力與時(shí)間的關(guān)系圖線，各如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)所受合力與時(shí)間的關(guān)系圖線，各段時(shí)間內(nèi)合力大小相等，設(shè)質(zhì)點(diǎn)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，段時(shí)間內(nèi)合力大小相等，設(shè)質(zhì)點(diǎn)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，由此可判定（由此可判定（ ）A.質(zhì)點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)，再返回原處停止；質(zhì)點(diǎn)向前運(yùn)動(dòng)，再返回原處停止；B.質(zhì)點(diǎn)不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)；C.質(zhì)點(diǎn)始終向前運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)始終向前運(yùn)動(dòng)；D.t=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于零時(shí)質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于零。F/Nt/sO12 3例、電梯與地面夾角例、電梯與地面夾角=30。當(dāng)電梯加速上升時(shí)，人。當(dāng)電

11、梯加速上升時(shí)，人對(duì)電梯的壓力是重力的對(duì)電梯的壓力是重力的6/5，則人與梯面間的摩擦力，則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍？是其重力的多少倍？a點(diǎn)評(píng)：分解加速度方便之處在于，減少了矢量點(diǎn)評(píng)：分解加速度方便之處在于，減少了矢量的分解，并避免了分解待求的力。的分解，并避免了分解待求的力。例例6：如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為：如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45的的光滑楔形滑塊光滑楔形滑塊A的頂端的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為為m的小球的小球.試求當(dāng)滑塊以試求當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)線的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)線中的拉力中的拉力FT.450PAa臨界問(wèn)題臨界問(wèn)題

12、例例.物體質(zhì)量物體質(zhì)量m=6kg，在水平地面上受到與水平面，在水平地面上受到與水平面成成370角斜向上的拉力角斜向上的拉力F=20N作用，物體以作用，物體以10m/s的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，求力的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，求力F撤去后物體還能運(yùn)撤去后物體還能運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)？動(dòng)多遠(yuǎn)？ F如圖所示，如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)三根固定的光是豎直面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿，滑細(xì)桿，a、b、c、d位于同一圓周上，位于同一圓周上，a點(diǎn)為圓點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)，周的最高點(diǎn)，d點(diǎn)為最低點(diǎn)。每根桿上都套著一點(diǎn)為最低點(diǎn)。每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出圖中未畫出)，三個(gè)滑環(huán)分別從，三個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放處

13、釋放(初速為初速為0)，用，用t1、t2、t3依次表示滑環(huán)到依次表示滑環(huán)到達(dá)達(dá)d所用的時(shí)間，則所用的時(shí)間，則： At1 t2 t2 t3 Ct3 t1 t2 Dt1 = t2 = t3abcd例、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為例、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為M的物體放在光滑的水的物體放在光滑的水平桌面上，當(dāng)用平桌面上，當(dāng)用20N的力的力F通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪拉它通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪拉它時(shí)，產(chǎn)生時(shí)，產(chǎn)生2m/s2的加速度?，F(xiàn)撤掉的加速度。現(xiàn)撤掉20 N拉力，而在細(xì)拉力，而在細(xì)繩下端掛上重為繩下端掛上重為20 N的物體的物體m，如圖所示，則物體的，如圖所示，則物體的加速度為加速度為 m/s2；前、后兩種情況下繩的張力分

14、別；前、后兩種情況下繩的張力分別為為 、 ，（取，（取g10 m/s2）。）。鞏固練習(xí)：例、下列四個(gè)試驗(yàn)中，不能在繞地球飛行的太空艙中完成的例、下列四個(gè)試驗(yàn)中，不能在繞地球飛行的太空艙中完成的是：是：A.用天平測(cè)物體的質(zhì)量。用天平測(cè)物體的質(zhì)量。B.用彈簧秤測(cè)物體的重力。用彈簧秤測(cè)物體的重力。C.用溫度計(jì)測(cè)艙內(nèi)的溫度。用溫度計(jì)測(cè)艙內(nèi)的溫度。D.用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。延伸思考：用彈簧秤測(cè)手的拉力行嗎？延伸思考：用彈簧秤測(cè)手的拉力行嗎？n例、如圖所示，例、如圖所示，2kg的物體放在水平地面上，的物體放在水平地面上，物體離墻物體離墻20m，現(xiàn)用，現(xiàn)用30N的水平力

15、作用于此物的水平力作用于此物體，經(jīng)過(guò)體，經(jīng)過(guò)2s可到達(dá)墻邊，若仍用可到達(dá)墻邊，若仍用30N的力作用的力作用于此物體，求使物體到這墻邊作用力的最短作于此物體，求使物體到這墻邊作用力的最短作用時(shí)間？用時(shí)間？典型例題解析典型例題解析例、圖例、圖4所示，質(zhì)量所示，質(zhì)量M=10kg的木楔的木楔ABC靜置于粗糙靜置于粗糙水平地面上，滑動(dòng)摩擦系數(shù)水平地面上，滑動(dòng)摩擦系數(shù)=0.02在木楔的傾角在木楔的傾角為為30的斜面上，有一質(zhì)量的斜面上，有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜的物塊由靜止開始沿斜面下滑當(dāng)滑行路程止開始沿斜面下滑當(dāng)滑行路程x=1.4m時(shí)，其速度時(shí)，其速度v=1.4ms在這過(guò)程中木楔沒(méi)有動(dòng)，求地面對(duì)木

16、在這過(guò)程中木楔沒(méi)有動(dòng)，求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向（重力加速度取楔的摩擦力的大小和方向（重力加速度取g=10ms2 2）例例、物體以物體以12m/s的初速度從斜面底端向上滑的初速度從斜面底端向上滑動(dòng)。斜面的傾角動(dòng)。斜面的傾角300，動(dòng)摩擦系數(shù)為，動(dòng)摩擦系數(shù)為 /5。且。且斜面足夠長(zhǎng)。求：物體再次回到斜面底端時(shí)的斜面足夠長(zhǎng)。求：物體再次回到斜面底端時(shí)的速度以及整個(gè)過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。速度以及整個(gè)過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間。3v0 300v0 300例、如圖所示，質(zhì)量例、如圖所示，質(zhì)量M=60 kg的人通過(guò)光滑的定的人通過(guò)光滑的定滑輪用繩拉著滑輪用繩拉著m=20 kg的物體，當(dāng)物體以加速度的物體，當(dāng)物體以加速度a=5 m/s2上升時(shí)，人對(duì)地面的壓力為多少？（上升時(shí)，人對(duì)地面的壓力為多少？（g取取10 m/s2）牛頓第二定律與牛頓第