2013牛頓運動定律的應(yīng)用

1、牛頓運動定律的應(yīng)用1牛頓運動定律知識結(jié)構(gòu)牛頓運動定律牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律當(dāng)物體不受外力或合外力為零時總保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。物體的加速度與合力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。 F合 = ma兩個物體間的作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直線上F=F2牛頓運動定律力物體的運動牛頓運動定律確立了力和運動的關(guān)系3受力分析F合F合=maa運動情況1、由左向右是已知力求運動狀態(tài)，可將v、a、x、t中任何一個物理量作為未知量求解2、由右向左是已知運動求受力情況，可將F、 a 、m中任何一個物理量作為未知量求解4用牛頓運動定律解決兩類問題問題1：已知物體的受力情況據(jù)F合=ma求

2、得a據(jù)可求得x、v0、vt、t.5問題2：已知物體的運動情況求a據(jù)F=ma求得物體的受力情況。據(jù)6例1、質(zhì)量為4kg的物體，以2m/s的速度在水平面上勻速前進(jìn)，如圖所示。若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)是0.2，則水平拉力F1為多大？若F1突然變?yōu)镕= 6N，并持續(xù)作用2s，問：在這2s內(nèi)，物體的位移是多大？分析：本題屬于剛才所講問題中的哪一類？已知物體的受力情況，求解物體的運動情況。vFmGNFf7解：對木塊，受力分析如圖建立如圖所示坐標(biāo)系由牛頓第二定律得:GNF1fxyx軸方向：y軸方向：12又：3由1、2、3式代入數(shù)據(jù)得：F1 = 8 N8GNF1fxy當(dāng)F1突然變成F1后x軸方向：m/s2

3、式中 “ - ”號表示加速度方向與x軸正方向相反，表明物體在做勻減速運動。物體做減速運動持續(xù)的時間為：=4s 2s= 3m9第一類：由受力情況求運動情況解題步驟：4.利用運動學(xué)公式確定物體的運動情況。1.確定研究對象，并對物體進(jìn)行受力分析，畫出物體的受力圖，弄清題目的物理情景。2.求出合力3.利用牛頓第二定律求出物體的加速度。10練習(xí)1 一木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成角的力F推木箱，求經(jīng)過t秒時木箱的速度。vGNfxy11GNfxy解：對木塊，受力分析如圖建立如圖所示坐標(biāo)系由牛頓第二定律得：x軸方向上y軸方向上又：物體由靜止開始勻加速運動，則有vt=at

4、 =F12(1)若斜面與物體間的動摩擦因數(shù)為0.5,求小物體下滑到斜面底端B點時的速度及所用時間.(2)若給小物體一個沿斜面向下 的初速度,恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)是多少?q=30 oABm練習(xí)2 一斜面AB長為10 ,傾角為30o,一質(zhì)量為kg的小物體(大小不計)從斜面頂端A點由靜止開始下滑,如圖所示(取10 m/s2)13AG(1)、以小物體為研究對象,其受力情況如圖所示.建立直角坐標(biāo)系. q=30 oBmNxyfsinGqG1=cosGqG2=由牛頓第二定律得：把重力沿軸和軸方向分解：又：由以上三式得：= 0.67m/s214x設(shè)小物體下滑到斜面底端時的速度為v,

5、所用時間為t,小物體由靜止開始勻加速下滑, 則：由：3.7m/s由得= 5.5 sq=30 oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=15(2)小物體沿斜面勻速下滑時,處于平衡狀態(tài),其加速度a，則在圖示的直角坐標(biāo)系中。由牛頓第二定律得：又：q=30 oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=x所以,小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)= tan30o16規(guī)律總結(jié)若給物體一定的初速度 當(dāng)tan時,物體沿斜面勻速下滑； 當(dāng) tan（mgcosmgsin）時,物體沿斜面減速下滑； 當(dāng) tan （mgcosmgsin）時,物體沿斜面加速下滑.q=30 oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=

6、x17例2、一個滑雪的人，質(zhì)量m=75，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角=300,在5秒內(nèi)滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑動摩擦力和空氣的阻力）。分析：本題屬于剛才所講問題中的哪一類？已知物體的運動情況，求解物體的受力情況。GNfv18解：滑雪人受到3個力作用，如圖所示。GNf建立如圖的直角坐標(biāo)系.把重力G沿x軸和y軸的方向分解。yx由運動學(xué)公式得：=4m/s2 x軸方向：由1、2式得：=75N19第二類：由運動情況求受力情況解題步驟：2.根據(jù)物體的運動情況對物體運用運動學(xué)公式求出加速度。4.結(jié)合物體受力分析求出所要求的力。1.對物體進(jìn)行受力分析并建立題目中的物理情景3.根據(jù)牛頓第二定律求出合力。20鞏固訓(xùn)練：如圖所示，質(zhì)量m=2kg的物體靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)對物體施加與水平方向夾角370的斜向上的拉力F作用，使物體向右做勻加速直線運動。第5s末的速度為20m/s,求拉力F的大小。（g=10m/s2 sin37o=0.6,cos37o=0.8） F21F解：設(shè)向右為正方向，以物體為研