牛顿运动定律应用精选PPT.ppt

牛顿运动定律应用第1页，此课件共20页哦两类动力学基本问题两类动力学基本问题（1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况 （如求物体运动的位移、速度及时间等）（如求物体运动的位移、速度及时间等）（2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况 （求力的大小和方向）（求力的大小和方向）牛顿第二定律牛顿第二定律加速度加速度a运动学公式运动学公式运动情况运动情况第一类问题第一类问题受力情况受力情况加速度加速度a另一类问题另一类问题牛顿第二定律牛顿第二定律运动学公式运动学公式两类动力学基本问题的解题思路图解如下：两类动力学基本问题的解题思路图解如下：第2页，此课件共20页哦应用牛顿运动定律解题的一般步骤应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）分析题意，明确已知条件和所求。）分析题意，明确已知条件和所求。（2）选取研究对象）选取研究对象.（3）分析研究对象的受力情况和运动情况）分析研究对象的受力情况和运动情况.（4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果 物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向 上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个 力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所 受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算负值代入公式，按代数和进行运算.（6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论.第3页，此课件共20页哦例例1：静止在水平地面上的物体的质量为：静止在水平地面上的物体的质量为2 kg，在水在水平恒力平恒力F推动下开始运动，推动下开始运动，4 s末它的速度达到末它的速度达到4m/s，此时将此时将F撤去，又经撤去，又经6 s物体停下来，如果物体与地面物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求的动摩擦因数不变，求F的大小。的大小。一：应用例析一：应用例析（两类力学问题）（两类力学问题）第4页，此课件共20页哦例例2：一斜面：一斜面AB长为长为10m，倾角为倾角为30，质量为，质量为2kg 的小物体（大小不计）从斜面顶端的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止开始点由静止开始 下滑，如图所示（下滑，如图所示（g取取10 m/s2）（1）若斜面与物体间的动摩擦因数为若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求小物，求小物 体下滑到斜面底端体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间点时的速度及所用时间（2）若给小物体一个沿斜面向下的初速度，恰能）若给小物体一个沿斜面向下的初速度，恰能 沿斜面匀速下滑，则小物体与斜面间的动摩擦因沿斜面匀速下滑，则小物体与斜面间的动摩擦因 数数是多少是多少?第5页，此课件共20页哦例例3：如图所示，一高度为：如图所示，一高度为h=0.8m粗糙的水平面在粗糙的水平面在 B点处与一倾角为点处与一倾角为=30光滑的斜面光滑的斜面BC连接，一连接，一小滑块从水平面上的小滑块从水平面上的A点以点以v0=3m/s的速度在粗糙的的速度在粗糙的水平面上向右运动。运动到水平面上向右运动。运动到B点时小滑块恰能沿光点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。已知滑斜面下滑。已知AB间的距离间的距离s=5m，求：求：（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数；）小滑块与水平面间的动摩擦因数；（2）小滑块从）小滑块从A点运动到地面所需的时间；点运动到地面所需的时间；第6页，此课件共20页哦练习练习1：质量为：质量为200 kg的物体，置于升降机内的台秤的物体，置于升降机内的台秤 上，从静止开始上升。运动过程中台秤的示数上，从静止开始上升。运动过程中台秤的示数F与与 时间时间t的关系如图所示，求升降机在的关系如图所示，求升降机在7s钟内上升的钟内上升的 高度（取高度（取g10 m/s2）第7页，此课件共20页哦练习练习2：空间探测器从某一星球表面竖直升空。已：空间探测器从某一星球表面竖直升空。已知探测器质量为知探测器质量为1500Kg，发动机推动力为恒力。发动机推动力为恒力。探测器升空后发动机因故障突然关闭，图探测器升空后发动机因故障突然关闭，图6是探测是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线，器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线，则由图象可判断该探测器在星球表面达到的最大高则由图象可判断该探测器在星球表面达到的最大高度度Hm为多少为多少m？发动机的推动力发动机的推动力F为多少为多少N？第8页，此课件共20页哦练习练习3：如图所示，传送带与地面倾角为：如图所示，传送带与地面倾角为370，从，从A到到B长度为长度为16m，传送带以传送带以10m/s的速度转动，的速度转动，在传送带上端在传送带上端A无初速地释放一质量为无初速地释放一质量为0.5kg的物的物体，它与传送带间的动摩擦因数为体，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，求物体从，求物体从A端运动到端运动到B端所用的时间是多少？端所用的时间是多少？第9页，此课件共20页哦二：整体法与隔离法二：整体法与隔离法 例例4：如图：如图A、B两木块的质量分别为两木块的质量分别为mA、mB，在水在水 平推力平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求 A、B间的弹力间的弹力FN。？：若水平面粗糙且？：若水平面粗糙且A、B与水平面间与水平面间相同）相同）？：若水平面粗糙且？：若水平面粗糙且A与水平面间有动摩擦因数与水平面间有动摩擦因数为为1、B与水平面间有动摩擦因数为与水平面间有动摩擦因数为2，则答，则答案如何？案如何？第10页，此课件共20页哦例例5：如图，倾角为如图，倾角为的斜面与水平面间、斜面与质的斜面与水平面间、斜面与质量为量为m的木块间的动摩擦因数均为的木块间的动摩擦因数均为，木块由静止开木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。求水平面给始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。斜面的摩擦力大小和方向。例例6：如图所示，：如图所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B间静摩间静摩擦力的最大值是擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力水平面光滑。用水平力F拉拉B，当拉力大小分别是当拉力大小分别是F=10N和和F=20N时，时，A、B的加速的加速度各多大？度各多大？AB F第11页，此课件共20页哦练习练习4：如图，质量为：如图，质量为m的物体的物体A放置在质量为放置在质量为M的的 物体物体B上，上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面与弹簧相连，它们一起在光滑水平面 上做简谐振动，振动过程中上做简谐振动，振动过程中A、B之间无相对运动，之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位当物体离开平衡位置的位 移为移为x时，时，A、B间摩擦力的大小等于（间摩擦力的大小等于（）A0 Bk C（）kD（）k 第12页，此课件共20页哦 超重与失重超重与失重1超重现象：超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）拉力）大于大于物体所受重力的情况称为物体所受重力的情况称为超重现象。超重现象。产生超重现象的条件：产生超重现象的条件：物体具有物体具有向上向上的加速度的加速度 2失重现象：失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）拉力）小于小于物体所受重力的情况称为物体所受重力的情况称为失重现象。失重现象。产生失重现象的条件：产生失重现象的条件：物体具有物体具有向下向下的加速度的加速度 第13页，此课件共20页哦说明说明1：发生超重（失重）的物体其重力不发生变化发生超重（失重）的物体其重力不发生变化说明说明2：发生超重（失重）只有物体的加速度方向有发生超重（失重）只有物体的加速度方向有关，而物体的运动方向与快慢无关。关，而物体的运动方向与快慢无关。说明说明3：失重情况下，物体具有竖直向下的加速度失重情况下，物体具有竖直向下的加速度a=ga=g时时T(N)=0T(N)=0的现象，称为的现象，称为“完全失重完全失重”。在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失。比如物体对桌面无压力、单摆停理现象都会消失。比如物体对桌面无压力、单摆停止摆动、浸在水里的物体不受浮力等。止摆动、浸在水里的物体不受浮力等。第14页，此课件共20页哦例例1：质量为：质量为m的人站在升降机里，如果升降机运动的人站在升降机里，如果升降机运动 时加速度的绝对值为时加速度的绝对值为a，升降机底板对人的支持力，升降机底板对人的支持力 F=mg+ma，则可能的情况是：（，则可能的情况是：（）A.升降机以加速度升降机以加速度a向下加速运动向下加速运动 B.升降机以加速度升降机以加速度a向上加速运动向上加速运动 C.在向上运动中，以加速度在向上运动中，以加速度a制动制动 D.在向下运动中，以加速度在向下运动中，以加速度a制动制动 例例2：下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实：下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是（验舱中完成的是（）A用天平测量物体的质量用天平测量物体的质量B用弹簧秤测物体的重力用弹簧秤测物体的重力C用温度计测舱内的温度用温度计测舱内的温度D用水银气压计测舱内气体的压强用水银气压计测舱内气体的压强 BDC第15页，此课件共20页哦简单连接体的问题分析 在解决力学问题时，常会遇到一个题目中牵涉到若干物体，这样的问题我们称为连接体问题，解这样的问题，选择合理的研究对象是关键，这直接关系到解题的简繁、成败。第16页，此课件共20页哦BF1AF2如图所示，F1=F2=1N，分别作用于A、B两个物体上，且A、B均保持静止，则A与B之间、B与地面之间的摩擦力分别为多少？f对AGFNfB-AF1对整体GFNF2F1F2FNGfA-BFAB对B第17页，此课件共20页哦如何选择研究对象在分析外力对系统（整体）的作用时，用整体法在分析系统内各物体（或部分）之间的相互作用时，用隔离法连接体问题可以分为三大类1、连接体中各物体均处于平衡状态2、各物体具有相同的加速度3、连接体中一个物体静止，另一个物体加速第18页，此课件共20页哦整体原理在平衡态对象中的应用整体原理在平衡态对象中的应用 例例1在粗糙水平面上有一个三角形木块abc，在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量m1和m2树木块，m1m2，如图1所示已知三角形木块和两物体均静止，则粗糙水平面对三角形木块的摩擦力大小和方向 解析：解析：此题若逐个物体分析，则要用到牛顿第二定律等，比较麻烦；若用整体原理分析，把m1，m2和三角形木块当作一个整体，这一整体在水平方向上无其他外力作用，因而不存在摩擦力，显示整体原理可使解题简捷.第19页，此课件共20页哦例例如图10所示，物块与斜面体的质量分别为m、M，物块在F作用下以a向上滑动时，斜面体仍保持静止，斜面倾角为试求地面对斜面体的支持力和摩擦力.解析：解析：利用整体原理，把物块和斜面体组成的系统进行整体分析，作出受力图，建立坐标轴并将加速度a沿坐标轴分解，如图11所示。由Fx=max和Fy=may可得 Fcosf=maxFsinN（mM）gmay而 ax=acos ay=asin故 f=（Fma）cosN=（m+M）g（Fma）sin本题若用隔离法来求解，由于涉及物块及斜面间的相互作用力，解题过程变得比较复杂可见，用整体原理解非平衡态对象问题，可大大简化解题过程。第20页，此课件共20页哦