2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：牛頓定律的應(yīng)用舉例

1、牛頓定律的應(yīng)用舉例選對(duì)象分析力應(yīng)用牛頓定律解題的基本方法1、受力分析是關(guān)鍵牛頓第一、第三定律為受力分析提供依據(jù)2、第二定律是核心力與加速度的瞬時(shí)關(guān)系： 牛頓定律的應(yīng)用舉例課下認(rèn)真研究教材 中的例題解題步驟：看運(yùn)動(dòng)定坐標(biāo)2.列方程解方程1.畫隔離體受力圖 彈性力 (elastic force) 常見的有：彈簧的彈力、繩索間的張力、壓力、支撐力等。 物體發(fā)生彈性變形后，內(nèi)部產(chǎn)生欲恢復(fù)形變的力。 彈簧的彈性力：x 表示彈簧的形變量，負(fù)號(hào)表示彈簧作用于物體的彈性力總是要使物體回復(fù)至平衡位置，通常叫做彈性回復(fù)力。FF 張力 ： 支撐力(正壓力) ：垂直于接觸面，指向受力物體。輕繩中各處張力的大小相等，且

2、 T =F =F方向沿繩長(zhǎng)。 拉緊的繩中任一截面兩側(cè)的兩部分之間的相互作用力稱為該截面處的張力。2.滑動(dòng)摩擦力： 當(dāng)物體相對(duì)于接觸面滑動(dòng)時(shí)，所受的接觸面對(duì)它的阻力。其方向與滑動(dòng)方向相反。為滑動(dòng)摩擦系數(shù)1.靜摩擦力： 當(dāng)物體與接觸面有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，所受 接觸面對(duì)它的阻力。其方向與相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)方向相反。注意：靜摩擦力的大小隨外力的變化而變化。最大靜摩擦力：0為靜摩擦系數(shù)萬(wàn)有引力是非接觸力，其大小只隨兩物體距離而變；彈性力和摩擦力均屬接觸力，其大小隨物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而變。摩擦力：阻止兩個(gè)相互接觸的物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。方向沿兩物體的接觸面。力的種類力的相對(duì)強(qiáng)度大多數(shù)基本粒子間萬(wàn)有引力 弱力

3、電磁力 強(qiáng)力作用對(duì)象一切物體間核子、介子等強(qiáng)子 一切帶電粒子間 無(wú)限（長(zhǎng)程力） 力 程一、四 種 基 本自然 力基本自然力 無(wú)限（長(zhǎng)程力）（短程力）（短程力）（最弱）近代科學(xué)證明：自然界中只存在四種基本力。每種力特征包括：作用對(duì)象；強(qiáng)度；力程。關(guān)于力的統(tǒng)一“統(tǒng)一”：是一種進(jìn)步, 是對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的深化(如電和磁的統(tǒng)一)。四種基本力： 電磁力、引力-人們已認(rèn)識(shí)了幾百年， 強(qiáng)力、弱力 -20世紀(jì)才被發(fā)現(xiàn) 物理學(xué)家的目標(biāo)：弄明白四種力可否從一種更基本、更簡(jiǎn)單的力導(dǎo)出?各種力是否能統(tǒng)一在 一種一般的理論中?表面上看起來(lái)不同的力是否只不過是一個(gè)普遍力的不同表現(xiàn)形式?20世紀(jì)20年代，愛因斯坦最早著手這一

4、 工作。最初是想統(tǒng)一電磁力和引力，但未成功。已做和待做的工作： 弱、電統(tǒng)一：1967年溫伯格等提出理論 1983年實(shí)驗(yàn)證實(shí)理論預(yù)言 大統(tǒng)一(弱、電、強(qiáng) 統(tǒng)一)： 已提出一些理論，因目前加速器能量不夠而無(wú)法實(shí)驗(yàn)證實(shí)。 超大統(tǒng)一：四種力的統(tǒng)一電弱相互作用強(qiáng)相互作用萬(wàn)有引力作用“超大統(tǒng)一”（尚待實(shí)現(xiàn)）例2.1 一輕繩跨過輕滑輪，繩的一端掛一質(zhì)量為m1的物體，另一側(cè)有一質(zhì)量為 m2 的環(huán)。忽略繩與滑輪之間的摩擦, 求當(dāng)環(huán)相對(duì)于繩以恒定的加速度a沿繩向下滑動(dòng)時(shí)，物體和環(huán)相對(duì)地面的加速度及繩與環(huán)之間的摩擦力。 m1m2目的：相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加 速度變換公式的應(yīng)用。解：m1gm2gFra1a設(shè)m1、m2對(duì)地的加速

5、度分別為a1、a2Tm1gT = m1 a1 （1） m2gFr = m2 a2 （2）輕繩 T = Fr （3）a絕= a相 + a牽xa2 a2 = aa1 （4）運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系式得：例2.2 單擺在垂直面內(nèi)擺動(dòng)已知：水平 求:繩中的張力和加速度解：原理式運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系式變力 自然坐標(biāo)系得#討論上述結(jié)果是普遍解，適用于任意位置，如特例：中學(xué)會(huì)解 例2.3 考慮空氣阻力的落體運(yùn)動(dòng) 已知：0求：解：第二步：列牛頓定律方程 （原理式）第一步：畫質(zhì)點(diǎn)m的受力圖變力 微分方程求解第三步：解上述微分方程1.分離變量由#3.得解（同學(xué)自解）2.兩邊分別積分例2.4 如圖用長(zhǎng)為l、質(zhì)量m均勻分布的粗繩拉重物，拉力為F，繩上