用牛頓運動定律解決問題課件

用牛頓運動定律解決問題用牛頓運動定律解決問題2受力情況加速度a運動情況加速度aF=maF=ma運動學(xué)分析運動學(xué)分析第一類問題第二類問題2受力情況加速度a運動情況加速度aF=maF=ma運動學(xué)分析01|學(xué)而時習(xí)之——運動學(xué)公式速度v=v0+at位移速度—位移關(guān)系

v2-v02=2ax3v0+v·t22.x=211.

x=v0t+at2v0+v2v=3.

tvO01|學(xué)而時習(xí)之——運動學(xué)公式速度v=v0+at3v02|從受力確定運動情況【例題1】

一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是2kg,在12N的水平拉力作用下沿水平地面向右移動.物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2.求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移.（g取10m·s-2）解：設(shè)m=2kg,拉力F=12N，μ=0.2，t=4s.規(guī)定拉力方向為正方向豎直方向，F(xiàn)N=mg ①由摩擦定律得f=μFN ② F-f=ma ③4mgfFFN02|從受力確定運動情況【例題1】一個靜止在水平地由①②③聯(lián)立解得 a=(F-μmg)/m=4m/s2 ④4s末速度v=at=16m/s ⑤4s內(nèi)位移x=1/2·at2=32m ⑥4s內(nèi)位移x=v/2·t=32m ⑥即物體4s末速度為16m/s,4s內(nèi)位移為32m由①②③聯(lián)立解得變式訓(xùn)練1若將例題1中的拉力改為斜向上拉,且與水平方向夾角θ

=37°,其他條件不變.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)解：豎直方向，物體受力平衡 FN+Fsinθ

=mg

①由摩擦定律得f=μFN

②由牛頓第二定律得

Fcosθ-f=ma③由①②③解得a=3.52m·s-2 ④4s末速度v=at=14.08m/s ⑤4s內(nèi)位移x=v/2·t=28.16m ⑥

6FθmgfFN變式訓(xùn)練1若將例題1中的拉力改為斜向上拉,且與水平方向夾角03|從運動情況確定受力【例題2】一個滑雪者,質(zhì)量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角θ=30°在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程x=60m,求滑雪者受到的阻力.(包括摩擦力和空氣阻力，g取10m/s2)建立物理模型：①視山坡表面為一粗糙的表面，忽略凹凸②人視為質(zhì)點，忽略形狀大?、圩枇Σ蛔?實際上空氣阻力與速度大小有關(guān))703|從運動情況確定受力【例題2】一個滑雪者,質(zhì)量m=解:設(shè)滑雪者的加速度為a x=v0t+at2

①解得a=2(x-v0t)/t2=4m/s2 ②由牛頓第二定律得 mgsinθ-f=ma ③聯(lián)立②③代入數(shù)據(jù)解得

f=mgsinθ-ma=75N ④∴滑雪者受到的阻力大小為75N，阻力方向與運動方向相反821θmgFNf解:設(shè)滑雪者的加速度為a821θmgFNf變式訓(xùn)練2一小木塊在斜面底部C點,受一沿斜面向上的外力推動一下,獲得5m/s的初速度.以后木塊沿斜面上升到D點時速度為零,CD=1m,斜面傾角為30°.求(取g=10m/s2)(1)木塊與斜面間的動摩擦因數(shù);(2)木塊到達(dá)D點后將如何運動?930°CD變式訓(xùn)練2一小木塊在斜面底部C點,受一沿斜面向上的外力推動解:沿斜面向上規(guī)定為正方向.v0=5m/s,xCD=1m 0-v02=2axCD

①解得

a=-12.5m/s2

②對木塊，根據(jù)牛頓第二定律有-mgsin30°-μmgcos30°=ma 即a=-gsin30°-μgcos30° ③由②③解得μ=/2 ④(2)μmgcos30°>mgsin30°,木塊到達(dá)D點后將靜止10√3解:沿斜面向上規(guī)定為正方向.v0=5m/s,xCD=1m10【例題3】鍛錘錘頭重60kg,自3m高處自由落下,打在工件上,如圖所示.若打擊時間為0.05s,試求打擊力為多大.11h=3m【例題3】鍛錘錘頭重60kg,自3m高處自由落下,打在工件解：以工件初始位置為坐標(biāo)原點,豎直向下建立Ox軸.m=60kg，h=3m，打擊時間t=0.05s.錘頭與工件剛接觸時速度為v。 v2=2gh ①加速度

a=-v/t

②工件對鍛錘錘頭的力為F'

-F'+mg=ma ③聯(lián)立①②③解得

④由牛頓第三定律，打擊力為9895N。12F'=mg+m√2gh/t=9895Nh=3m解：以工件初始位置為坐標(biāo)原點,豎直向下建立Ox軸.m=60k【例題4】質(zhì)量為0.1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落,下落過程中的v-t圖象如圖所示.彈性球與水平地面相碰后離開地面時的速度大小為碰撞前的3/4.設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為Ff，取g=10m/s2,求：(1)彈性球受到的空氣阻力Ff的大小；(2)彈性球第一次碰撞后

反彈的高度h。13tv/(m·s-1)O40.5【例題4】質(zhì)量為0.1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下解:(1)豎直向下為正方向,豎直下落加速度為a1。由v-t圖可得，a1

=8m/s2 ①對小球，由牛頓第二定律得

mg-Ff=ma1

②聯(lián)立①②得Ff=0.2N ③(2)小球彈起后速度v=-3m/s

④設(shè)小球上升時加速度為a2,由牛頓第二定律得

mg+Ff=ma2 ⑤解得a2=12m/s2 ⑥設(shè)物體上升到最高點時位移為x0-v2=2a2x ⑦聯(lián)立③⑥⑦解得x=-0.375m ⑧∴反彈的高度h=0.375m14mgFfmgFf解:(1)豎直向下為正方向,豎直下落加速度為a1。14mgF【例題

5】如圖所示,火車車廂中有一個傾角為30°的斜面.當(dāng)火車以10m/s2的加速度沿水平方向向左運動時,斜面上質(zhì)量為m=1kg的物體與車廂保持相對靜止，求物體受到的摩擦力.(g取10m/s2)1530°m【例題5】如圖所示,火車車廂中有一個傾角為30°的斜面.當(dāng)解：物體加速度a=10m/s2物體受重力mg，彈力FN，靜摩擦力f，假設(shè)靜摩擦力沿斜面向上.以加速度方向為x軸方向，豎直方向為y軸方向在x軸方向，根據(jù)牛頓第二定律FNsin30°-fcos30°=ma ①FNcos30°+

fsin30°=mg

②聯(lián)立①②解得f=-5(

-1)N ③負(fù)號說明摩擦力方向與假定方向相反,即沿斜面向下1630°30°mgFNf√3xy解：物體加速度a=10m/s21630°30°mgFNf√3解題基本思路和步驟(1)選擇研究對象.(2)對物體進(jìn)行受力分析和運動情況分析，作出受力示意圖.(3)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，選定正方向，正交分解.(4)根據(jù)牛頓第二定律分別在兩個正交方向上列出方程.(5)把已知量代入方程求解，檢驗結(jié)果的正確性.17解題基本思路和步驟(1)選擇研究對象.17用牛頓運動定律解決問題用牛頓運動定律解決問題19受力情況加速度a運動情況加速度aF=maF=ma運動學(xué)分析運動學(xué)分析第一類問題第二類問題2受力情況加速度a運動情況加速度aF=maF=ma運動學(xué)分析01|學(xué)而時習(xí)之——運動學(xué)公式速度v=v0+at位移速度—位移關(guān)系

v2-v02=2ax20v0+v·t22.x=211.

x=v0t+at2v0+v2v=3.

tvO01|學(xué)而時習(xí)之——運動學(xué)公式速度v=v0+at3v02|從受力確定運動情況【例題1】

一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是2kg,在12N的水平拉力作用下沿水平地面向右移動.物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2.求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移.（g取10m·s-2）解：設(shè)m=2kg,拉力F=12N，μ=0.2，t=4s.規(guī)定拉力方向為正方向豎直方向，F(xiàn)N=mg ①由摩擦定律得f=μFN ② F-f=ma ③21mgfFFN02|從受力確定運動情況【例題1】一個靜止在水平地由①②③聯(lián)立解得 a=(F-μmg)/m=4m/s2 ④4s末速度v=at=16m/s ⑤4s內(nèi)位移x=1/2·at2=32m ⑥4s內(nèi)位移x=v/2·t=32m ⑥即物體4s末速度為16m/s,4s內(nèi)位移為32m由①②③聯(lián)立解得變式訓(xùn)練1若將例題1中的拉力改為斜向上拉,且與水平方向夾角θ

=37°,其他條件不變.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)解：豎直方向，物體受力平衡 FN+Fsinθ

=mg

①由摩擦定律得f=μFN

②由牛頓第二定律得

Fcosθ-f=ma③由①②③解得a=3.52m·s-2 ④4s末速度v=at=14.08m/s ⑤4s內(nèi)位移x=v/2·t=28.16m ⑥

23FθmgfFN變式訓(xùn)練1若將例題1中的拉力改為斜向上拉,且與水平方向夾角03|從運動情況確定受力【例題2】一個滑雪者,質(zhì)量m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角θ=30°在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程x=60m,求滑雪者受到的阻力.(包括摩擦力和空氣阻力，g取10m/s2)建立物理模型：①視山坡表面為一粗糙的表面，忽略凹凸②人視為質(zhì)點，忽略形狀大小③阻力不變(實際上空氣阻力與速度大小有關(guān))2403|從運動情況確定受力【例題2】一個滑雪者,質(zhì)量m=解:設(shè)滑雪者的加速度為a x=v0t+at2

①解得a=2(x-v0t)/t2=4m/s2 ②由牛頓第二定律得 mgsinθ-f=ma ③聯(lián)立②③代入數(shù)據(jù)解得

f=mgsinθ-ma=75N ④∴滑雪者受到的阻力大小為75N，阻力方向與運動方向相反2521θmgFNf解:設(shè)滑雪者的加速度為a821θmgFNf變式訓(xùn)練2一小木塊在斜面底部C點,受一沿斜面向上的外力推動一下,獲得5m/s的初速度.以后木塊沿斜面上升到D點時速度為零,CD=1m,斜面傾角為30°.求(取g=10m/s2)(1)木塊與斜面間的動摩擦因數(shù);(2)木塊到達(dá)D點后將如何運動?2630°CD變式訓(xùn)練2一小木塊在斜面底部C點,受一沿斜面向上的外力推動解:沿斜面向上規(guī)定為正方向.v0=5m/s,xCD=1m 0-v02=2axCD

①解得

a=-12.5m/s2

②對木塊，根據(jù)牛頓第二定律有-mgsin30°-μmgcos30°=ma 即a=-gsin30°-μgcos30° ③由②③解得μ=/2 ④(2)μmgcos30°>mgsin30°,木塊到達(dá)D點后將靜止27√3解:沿斜面向上規(guī)定為正方向.v0=5m/s,xCD=1m10【例題3】鍛錘錘頭重60kg,自3m高處自由落下,打在工件上,如圖所示.若打擊時間為0.05s,試求打擊力為多大.28h=3m【例題3】鍛錘錘頭重60kg,自3m高處自由落下,打在工件解：以工件初始位置為坐標(biāo)原點,豎直向下建立Ox軸.m=60kg，h=3m，打擊時間t=0.05s.錘頭與工件剛接觸時速度為v。 v2=2gh ①加速度

a=-v/t

②工件對鍛錘錘頭的力為F'

-F'+mg=ma ③聯(lián)立①②③解得

④由牛頓第三定律，打擊力為9895N。29F'=mg+m√2gh/t=9895Nh=3m解：以工件初始位置為坐標(biāo)原點,豎直向下建立Ox軸.m=60k【例題4】質(zhì)量為0.1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落,下落過程中的v-t圖象如圖所示.彈性球與水平地面相碰后離開地面時的速度大小為碰撞前的3/4.設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為Ff，取g=10m/s2,求：(1)彈性球受到的空氣阻力Ff的大??；(2)彈性球第一次碰撞后

反彈的高度h。30tv/(m·s-1)O40.5【例題4】質(zhì)量為0.1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下解:(1)豎直向下為正方向,豎直下落加速度為a1。由v-t圖可得，a1

=8m/s2 ①對小球，由牛頓第二定律得

mg-Ff=ma1

②聯(lián)立①②得Ff=0.2N ③(2)小球彈起后速度v=-3m/s

④設(shè)小球上升時加速度為a2,由牛頓第二定律得

mg+Ff=ma2 ⑤解得a2=12m/s2 ⑥設(shè)物體上升到最高點時位移為x