牛頓第二定律

第十一講：牛頓第二定律兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1精選課件一、牛頓第二定律1、內(nèi)容:物體加速度的大小與所受合外力的大小成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同2.表達(dá)式：

F＝ma3.適用范圍(1)只適用于慣性參考系，即相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的參考系；(2)只適用于解決宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，不能用來(lái)處理微觀粒子的高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題.2精選課件一、牛頓第二定律3精選課件例題講解4精選課件例2.雨點(diǎn)從高空由靜止下落，在下落過(guò)程中，受到的阻力與雨點(diǎn)下落的速度成正比，圖中能正確反映雨點(diǎn)下落運(yùn)動(dòng)情景的是()A.①② B.②③ C.①④ D.①③例題講解5精選課件例題講解6精選課件例題講解7精選課件例題講解8精選課件例題講解9精選課件二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1、受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況;2、運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況.10精選課件二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1.解決兩類根本問(wèn)題的方法以加速度為“橋梁〞，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：11精選課件1.兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的根本解題方法(1)由受力情況判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，處理思路是：先求出幾個(gè)力的合力，由牛頓第二定律求出加速度，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，就可以求出物體在任一時(shí)刻的速度和位移，也就可以求解物體的運(yùn)動(dòng)情況.(2)由運(yùn)動(dòng)情況判斷物體的受力情況，處理思路是：加速度或根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出加速度，再由牛頓第二定律求出合力，從而確定未知力，至于牛頓第二定律中合力的求法可用力的合成和分解法那么(平行四邊形定那么)或正交分解法.二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題12精選課件2.兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題步驟(1)明確研究對(duì)象.根據(jù)問(wèn)題的需要和解題的方便，選出被研究的物體.(2)分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況.畫好受力分析圖和過(guò)程圖，明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程.(3)選取正方向或建立坐標(biāo)系.通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向.(4)求合外力F合.(5)根據(jù)牛頓第二定律F=ma列方程求解，必要時(shí)要對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論.二、兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題13精選課件14(2021·海口模擬)如下圖，一固定不動(dòng)的光滑斜面，傾角為θ，高為h.一質(zhì)量為m的物體從斜面的頂端由靜止開(kāi)始滑下，求物體從頂端滑到底端所用的時(shí)間及滑到底端時(shí)速度的大小.例題講解14精選課件例題講解15精選課件例題講解16精選課件(2021·廣東外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬)在動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m＝1kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ＝45°角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，如圖3－2－2所示．此時(shí)小球處于靜止平衡狀態(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零，當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，取g＝10m/s2.求：例題講解(1)此時(shí)輕彈簧的彈力大??；(2)小球的加速度大小和方向；(3)在剪斷彈簧的瞬間小球的加速度的大小．[答案]

(1)10N

(2)8m/s2方向向左(3)017精選課件如圖3－2－3所示，一質(zhì)量為m的物塊放在水平地面上，現(xiàn)在對(duì)物塊施加一個(gè)大小為F的水平恒力，使物塊從靜止開(kāi)始向右移動(dòng)距離s后立即撤去F，物塊與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.求：(1)撤去F時(shí)，物塊的速度大??；(2)撤去F后，物塊還能滑行多遠(yuǎn)？例題講解[答案]

(1)

(2)(－1)s18精選課件【例】在某一旅游景區(qū),建有一山坡滑草運(yùn)開(kāi)工程.該山坡可看成傾角θ=30°的斜面,一名游客連同滑草裝置總質(zhì)量m=80kg,他從靜止開(kāi)始勻加速下滑,在時(shí)間t=5s內(nèi)沿斜面滑下的位移x=50m.(不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2).問(wèn):(1)游客連同滑草裝置在下滑過(guò)程中受到的摩擦力Ff為多大？(2)滑草裝置與草皮之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多大？(3)設(shè)游客滑下50m后進(jìn)入水平草坪,試求游客在水平面上滑動(dòng)的最大距離.例題講解答案

(1)80N(2)(3)100m19精選課件【例】質(zhì)量為10kg的物體在F=200N的水平推力作用下,從粗糙斜面的底端由靜止開(kāi)始沿斜面運(yùn)動(dòng),斜面固定不動(dòng),與水平地面的夾角θ=37°,如圖9所示.力F作用2秒鐘后撤去,物體 在斜面上繼續(xù)上滑了1.25 秒鐘后,速度減為零.求: 物體與斜面間的動(dòng)摩擦 因數(shù)μ和物體的總位移x. (sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)圖9例題講解答案

0.2516.25m20精選課件【例】如圖10所示,一足夠長(zhǎng)的光滑斜面傾角為θ=30°,斜面AB與水平面BC連接,質(zhì)量m=2kg的物體置于水平面上的D點(diǎn),D點(diǎn)距B點(diǎn)d=7m.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,當(dāng)物體受到一水平 向左的恒力F=8N作用t=2s

后撤去該力,不考慮物體經(jīng) 過(guò)B點(diǎn)時(shí)的碰撞損失,重力 加速度g取10m/s2.求撤去拉力F后,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間物體經(jīng)過(guò)B點(diǎn)?圖10例題講解21精選課件解析在F的作用下物體運(yùn)動(dòng)的加速度a1,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得F-μmg=ma1解得a1=2m/s2F作用2s后的速度v1和位移x1分別為v1=a1t=4m/sx1=a1t2/2=4m撤去F后,物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a2μmg=ma2解得a2=2m/s2第一次到達(dá)B點(diǎn)所用時(shí)間t1,那么d-x1=v1t1-a2t12/2解得t1=1s22精選課件此時(shí)物體的速度v2=v1-a2t1=2m/s當(dāng)物體由斜面重回B點(diǎn)時(shí),經(jīng)過(guò)時(shí)間t2,物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a3,那么mgsin30°=ma3t2==0.8s第二次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)間為t=t1+t2=1.8s所以撤去F后,分別經(jīng)過(guò)1s和1.8s物體經(jīng)過(guò)B點(diǎn).答案1s1.8s23精選課件三、超重和失重(1)超重現(xiàn)象：物體對(duì)水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)大于物體所受重力的情況稱為超重現(xiàn)象．1．超重(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度．2．失重(1)失重現(xiàn)象：物體對(duì)水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)小于物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度．24精選課件3．完全失重物體對(duì)水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)等于零的情況稱為完全失重現(xiàn)象．三、超重和失重4．視重與實(shí)重(1)當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為視重。視重大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受的拉力或臺(tái)秤所受的壓力．(2)物體實(shí)際受到的重力大小稱為實(shí)重25精選課件例題講解26精選課件例題講解27精選課件例題講解28精選課件例題講解29精選課件例題講解30精選課件1．單位制：由

單位和

單位一起組成了單位制．3．導(dǎo)出單位：由根本物理量根據(jù)推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位．2．根本單位：根本物理量的單位．根本物理量共七個(gè)，其中力學(xué)有三個(gè)，它們是、時(shí)間、長(zhǎng)度，它們的單位分別是kg、、.根本導(dǎo)出質(zhì)量sm物理量關(guān)系四、力學(xué)單位制31精選課件物理量名稱物理量符號(hào)單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度l米m質(zhì)量m千克kg時(shí)間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開(kāi)[爾文]K物質(zhì)的量n摩[爾]mol4．國(guó)際單位制中的根本物理量和根本單位(高中階段所學(xué))四、力學(xué)單位制32精選課件五、牛頓第二定律與圖像問(wèn)題33精選課件返回目錄五、牛頓第二定律與圖像問(wèn)題34精選課件例題講解35精選課件例題講解(1)1kg

(2)30°36精選課件例題講解37精選課件例題講解38精選課件傳送帶類問(wèn)題皮帶傳送是綜合考查摩擦力及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的問(wèn)題，同時(shí)也能很好地聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，所以是一種很好的題型。日常生活中傳送帶或與傳送帶類似的運(yùn)輸工具隨處可見(jiàn)。近幾年，以“傳送帶〞為載體的習(xí)題在各類考試中出現(xiàn)的頻率較高,形式也很靈活。本節(jié)課就如何利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解傳送帶問(wèn)題舉例分析，并歸納解題中應(yīng)注意的問(wèn)題。39精選課件

傳送帶類分水平、傾斜兩種：按轉(zhuǎn)向分順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)兩種。傳送帶問(wèn)題分類傳送帶問(wèn)題40精選課件

專題解說(shuō)41精選課件傳送帶問(wèn)題【情景1】v0【模型一】如下圖,傳送帶從A到B長(zhǎng)度為L(zhǎng),傳送帶以v0的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在傳送帶上端A無(wú)初速地放一個(gè)質(zhì)量為m的物體,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況.AB無(wú)初速度的滑塊在水平傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況分析42精選課件無(wú)初速度的滑塊在水平傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況分析傳送帶剛夠長(zhǎng)v0v0vtv0滑塊一直做勻加速傳送帶長(zhǎng)度滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情景滑塊運(yùn)動(dòng)情況滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像注意：滑塊在傳送帶上加速獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。傳送帶不夠長(zhǎng)滑塊一直做勻加速v0vtvv0v傳送帶足夠長(zhǎng)v0v0滑塊先做勻加速后勻速vtv0t143精選課件傳送帶問(wèn)題【情景2】v0【模型一】如下圖,傳送帶從A到B長(zhǎng)度為L(zhǎng),傳送帶以v0的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊從A端以速度v1滑上傳送帶,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,試分析滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況.AB與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運(yùn)動(dòng)分析v1假設(shè)v1<v044精選課件傳送帶足夠長(zhǎng)v0v0傳送帶剛夠長(zhǎng)v0v0滑塊先做勻加速后勻速滑塊一直做勻加速傳送帶不夠長(zhǎng)滑塊一直做勻加速v0v傳送帶長(zhǎng)度滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情景滑塊運(yùn)動(dòng)情況滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運(yùn)動(dòng)分析(v1<v0)v0vtv1tvtv0tv1vtv0t1tv1注意：滑塊在傳送帶上加速時(shí)，獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。45精選課件傳送帶問(wèn)題【情景3】v0AB與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運(yùn)動(dòng)分析v1討論：假設(shè)v1>v046精選課件傳送帶足夠長(zhǎng)v0v0傳送帶剛夠長(zhǎng)v0v0滑塊先做勻減速后勻速滑塊一直做勻減速傳送帶不夠長(zhǎng)滑塊一直做勻減速v0v傳送帶長(zhǎng)度滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情景滑塊運(yùn)動(dòng)情況滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像vtv0t1v1tvtv0v1tv0vtv1t與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運(yùn)動(dòng)分析(v1>v0)注意：滑塊在傳送帶上減速時(shí)，減速后的最后速度不小于傳送帶的速度。47精選課件例題1、水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站，如下圖為一水平傳送帶裝置示意圖．繃緊的傳送帶AB始終保持恒定的速率v＝1m/s運(yùn)行，一質(zhì)量為m＝4kg的行李無(wú)初速度地放在A處，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，A、B間的距離L＝2m，g取10m/s2.(1)求行李剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)所受滑動(dòng)摩擦力的大小與加速度的大??；(2)求行李做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(3)如果提高傳送帶的運(yùn)行速率，行李就能被較快地傳送到B處，求行李從A處傳送到B處的最短時(shí)間和傳送帶對(duì)應(yīng)的最小運(yùn)行速率．傳送帶問(wèn)題48精選課件加速時(shí)間通過(guò)余下距離所用時(shí)間共用時(shí)間解：⑴行李受向右的滑動(dòng)摩擦力f=μmg,向右勻加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)速度增加到與傳送帶速度相同時(shí)，和傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)到B端.加速度(2)加速位移最短時(shí)間(3)要使行李從A到B的時(shí)間最短，必須保證行李一直做勻加速運(yùn)動(dòng)傳送帶最小速率傳送帶問(wèn)題49精選課件練1：如下圖，傳送帶保持v0＝1m/s的速度運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量m＝0.5kg的物體從傳送帶左端放上，設(shè)物體與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，傳送帶兩端水平距離x＝2.5m，那么物體從左端運(yùn)動(dòng)到右端所經(jīng)歷的時(shí)間為()A.s B.sC.3sD.5sC傳送帶問(wèn)題50精選課件傳送帶問(wèn)題【問(wèn)題一】分析滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.ABV【模型1】如下圖,傳送帶從A到B長(zhǎng)度為L(zhǎng),傳送帶以v0的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在傳送帶上端A無(wú)初速地放一個(gè)質(zhì)量為m的物體,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ求物體從A運(yùn)動(dòng)到B需要的時(shí)間。【討論一】傳送帶“不夠長(zhǎng)〞(物體到達(dá)B時(shí),速度仍小于傳送帶的速度)GfN物體從A運(yùn)動(dòng)到一直做勻加速故加速時(shí)間為:51精選課件牛頓運(yùn)動(dòng)定律ABV【討論二】傳送帶“剛夠長(zhǎng)〞(物體到B時(shí),速度剛好等于傳送帶的速度)GfN物體從A運(yùn)動(dòng)到一直做勻加速故加速時(shí)間為:【問(wèn)題一】分析滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.52精選課件牛頓運(yùn)動(dòng)定律ABV【討論三】傳送帶“足夠長(zhǎng)〞(物體到B前,速度等于傳送帶的速度,之后由于不再受摩擦力而做勻速運(yùn)動(dòng))GfN物體做勻加速時(shí)間為:GN物體做勻加速位移為:物體做勻速時(shí)間為:物體從A到B的總時(shí)間為:【問(wèn)題一】分析滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.53精選課件無(wú)初速度的滑塊在水平傳送帶上的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間傳送帶剛夠長(zhǎng)v0v0傳送帶長(zhǎng)度滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情景滑塊運(yùn)動(dòng)的時(shí)間傳送帶不夠長(zhǎng)v0v傳送帶足夠長(zhǎng)v0v054精選課件傳送帶問(wèn)題【情景1】無(wú)初速度的滑塊在傾斜傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況分析【模型二】如下圖,傳送帶與水平面夾角為θ,從A到B長(zhǎng)度為L(zhǎng),傳送帶以v0的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在傳送帶上端A無(wú)初速地放一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,試分析滑塊的運(yùn)動(dòng)情況本情景中，必須滿足μmgcosθ>mgsinθ,即μ>tanθv0ABθ55精選課件無(wú)初速度的滑塊在傾斜傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情況分析傳送帶剛夠長(zhǎng)v0v0vtv0滑塊一直做勻加速傳送帶長(zhǎng)度滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情景滑塊運(yùn)動(dòng)情況滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像注意：滑塊在傳送帶上加速獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。傳送帶不夠長(zhǎng)滑塊一直做勻加速v0vtvv0v傳送帶足夠長(zhǎng)v0v0滑塊先做勻加速后勻速vtv0t156精選課件傳送帶問(wèn)題【情景2】【模型三】如下圖,傳送帶與水平面夾角為θ,從A到B長(zhǎng)度為L(zhǎng),傳送帶以v0的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在傳送帶上端A無(wú)初速地放一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊,它與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,試分析滑塊的運(yùn)動(dòng)情況v0AB與傳送帶具有同向速度的滑塊在傾斜傳送帶上的運(yùn)動(dòng)分析v1討論:(1)假設(shè)v1<v0(2)假設(shè)v1>v0θ本情景中，必須滿足μmgcosθ>mgsinθ,即μ>tanθ57精選課件傳送帶足夠長(zhǎng)v0v0傳送帶剛夠長(zhǎng)v0v0滑塊先做勻加速后勻速滑塊一直做勻加速傳送帶不夠長(zhǎng)滑塊一直做勻加速v0v傳送帶長(zhǎng)度滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情景滑塊運(yùn)動(dòng)情況滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像與傳送帶具有同向速度的滑塊在傾斜傳送帶上的運(yùn)動(dòng)分析(v1<v0)v0vtv1tvtv0tv1vtv0t1tv1注意：滑塊在傳送帶上加速時(shí)，獲得的最大速度不大于傳送帶的速度。58精選課件傳送帶足夠長(zhǎng)v0v0傳送帶剛夠長(zhǎng)v0v0滑塊先做勻減速后勻速滑塊一直做勻減速傳送帶不夠長(zhǎng)滑塊一直做勻減速v0v傳送帶長(zhǎng)度滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)情景滑塊運(yùn)動(dòng)情況滑塊運(yùn)動(dòng)的v-t圖像vtv0t1v1tvtv0v1tv0vtv1t與傳送帶具有同向速度的滑塊在水平傳送帶上的運(yùn)動(dòng)分析(v1>v0)注意：滑塊在傳送帶上減速時(shí)，減速后的最后速度不小于傳送帶的速度。59精選課件例4．如下圖，傳送帶與水平方向夾37°角，AB長(zhǎng)為L(zhǎng)＝16m的傳送帶以恒定速度v＝10m/s運(yùn)動(dòng)，在傳送帶上端A處無(wú)初速釋放質(zhì)量為m＝0.5kg的物塊，物塊與帶面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，求：〔1〕當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊從A到B所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？〔2〕當(dāng)傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊從A到B所經(jīng)歷的時(shí)間為多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2)．傳送帶問(wèn)題60精選課件(1)當(dāng)傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，設(shè)物塊的加速度為a，物塊受到傳送帶給予的滑動(dòng)摩擦力μmgcos37°方向沿斜面向上且小于物塊重力的分力mgsin37°，根據(jù)牛頓第二定律，有：mgsin37°-μmgcos37°＝ma

代入數(shù)據(jù)可得：a＝2m/s2物塊在傳送帶上做加速度為a＝2m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，

L=1/2at2代入數(shù)據(jù)可得：t＝4s傳送帶問(wèn)題61精選課件〔2〕物塊放上傳送帶的開(kāi)始的一段時(shí)間受力情況如圖甲所示，前一階段物塊作初速為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，由牛頓第二定律，有mgsin37°＋μmgcos37°=ma1,解得：a1＝10m/s2,設(shè)物塊加速時(shí)間為t1，解得：t1=1s因位移X1==5m＜16m,說(shuō)明物塊仍然在傳送帶上．設(shè)后一階段物塊的加速度為a2,當(dāng)物塊速度大于傳送帶速度時(shí)，其受力情況如圖乙所示．由牛頓第二定律，有：mgsin37°-μmgcos37°＝ma