动力学两类基本问题课件.ppt

受力受力受力受力分析分析分析分析合力合力加速度加速度运动运动运动运动学量学量学量学量力的知识力的知识力的知识力的知识 牛顿牛顿牛顿牛顿第二定律第二定律第二定律第二定律物体的运动物体的运动物体的运动物体的运动动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题 1 1已知受力求运动已知受力求运动已知受力求运动已知受力求运动:分析物体的受力分析物体的受力分析物体的受力分析物体的受力,应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速度度度度,根据物体的运动特征根据物体的运动特征根据物体的运动特征根据物体的运动特征,应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。2 2已知运动求力已知运动求力已知运动求力已知运动求力:根据物体的运动情况，求出物体的加速度，根据物体的运动情况，求出物体的加速度，根据物体的运动情况，求出物体的加速度，根据物体的运动情况，求出物体的加速度，应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问题，联系力和运动的桥梁是加速度。题，联系力和运动的桥梁是加速度。题，联系力和运动的桥梁是加速度。题，联系力和运动的桥梁是加速度。运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键是对物体进行是对物体进行是对物体进行是对物体进行受力分析受力分析和和和和运动分析运动分析，受力分析受力分析受力分析受力分析要求（按比例）画出物体的受力图，需要正交要求（按比例）画出物体的受力图，需要正交要求（按比例）画出物体的受力图，需要正交要求（按比例）画出物体的受力图，需要正交分解的进行分解，标出角度来，并且标上加速分解的进行分解，标出角度来，并且标上加速分解的进行分解，标出角度来，并且标上加速分解的进行分解，标出角度来，并且标上加速度方向（正方向）；度方向（正方向）；度方向（正方向）；度方向（正方向）；运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质不论哪类问题，都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题，都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题，都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题，都应抓住力与运动是通过加速度联系起来的这一关键枢纽度联系起来的这一关键枢纽度联系起来的这一关键枢纽度联系起来的这一关键枢纽专题一已知受力情况求运动专题一已知受力情况求运动根据物体的受力情况求加速度，再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度，再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度，再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度，再根据运动学公式求解有关运动的物理量关运动的物理量关运动的物理量关运动的物理量根据物体的受力情况求解运动情况的一般步骤根据物体的受力情况求解运动情况的一般步骤确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受力示意图力示意图力示意图力示意图根据力的合成与分解的方法求出合外力（大小和方向）共根据力的合成与分解的方法求出合外力（大小和方向）共根据力的合成与分解的方法求出合外力（大小和方向）共根据力的合成与分解的方法求出合外力（大小和方向）共线力合成建立符号规则，把矢量运算变成代数运算；非共线线力合成建立符号规则，把矢量运算变成代数运算；非共线线力合成建立符号规则，把矢量运算变成代数运算；非共线线力合成建立符号规则，把矢量运算变成代数运算；非共线力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所需的运动学量需的运动学量需的运动学量需的运动学量必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论例例例例1.1.将质量为将质量为将质量为将质量为mm的物体以初速度的物体以初速度的物体以初速度的物体以初速度V V0 0从地面竖直向上从地面竖直向上从地面竖直向上从地面竖直向上抛出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均为为为为f f，求上升的最大高度和落回地面的速度。，求上升的最大高度和落回地面的速度。，求上升的最大高度和落回地面的速度。，求上升的最大高度和落回地面的速度。mgfa1上上上上升升升升段段段段v下下下下降降降降段段段段mgfa2v例例例例2 2原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的，原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的，原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的，原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的，具有一定质量的物体具有一定质量的物体具有一定质量的物体具有一定质量的物体A A静止在地板上，如图静止在地板上，如图静止在地板上，如图静止在地板上，如图所示，现在所示，现在所示，现在所示，现在A A突然被弹簧拉向右方，由此可突然被弹簧拉向右方，由此可突然被弹簧拉向右方，由此可突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是判断，此时升降机的运动可能是判断，此时升降机的运动可能是判断，此时升降机的运动可能是 A.A.加速上升加速上升加速上升加速上升 B.B.减速上升减速上升减速上升减速上升 C.C.加速下降加速下降加速下降加速下降 D.D.减速下降减速下降减速下降减速下降B C解答：当升降机匀速上升时，物体处于平衡状态解答：当升降机匀速上升时，物体处于平衡状态解答：当升降机匀速上升时，物体处于平衡状态解答：当升降机匀速上升时，物体处于平衡状态mgNFf f物体突然被弹簧拉向右方，说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方，说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方，说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方，说明最大静摩擦力减小因此支持力因此支持力因此支持力因此支持力N N减小减小减小减小a说明物体（升降机）具有向下的加速度，所以升降说明物体（升降机）具有向下的加速度，所以升降说明物体（升降机）具有向下的加速度，所以升降说明物体（升降机）具有向下的加速度，所以升降机可能向下加速或向上减速，机可能向下加速或向上减速，机可能向下加速或向上减速，机可能向下加速或向上减速，静摩擦力与物体间的正压力无关，都是最大静摩擦力与物体间的正压力成正比物体的运动性质由加速度和初速度两个条件共同决定，注意全面分析问题例例例例3.3.质量为质量为质量为质量为50kg50kg的木箱的木箱的木箱的木箱,在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成30300 0角斜角斜角斜角斜向上的拉力作用，已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用，已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用，已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用，已知木箱与地板间的动摩擦因数=0.2,=0.2,拉力拉力拉力拉力F=120N,F=120N,木箱沿水平向右运动，问经过木箱沿水平向右运动，问经过木箱沿水平向右运动，问经过木箱沿水平向右运动，问经过t=0.5st=0.5s，木箱的速度多大？，木箱的速度多大？，木箱的速度多大？，木箱的速度多大？F300F300mgNfFxFya解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律其中其中其中其中木箱的加速度木箱的加速度木箱的加速度木箱的加速度经过经过经过经过t=0.5st=0.5s，木箱的速度，木箱的速度，木箱的速度，木箱的速度在计算滑动摩擦力时，应注意正压力和重力无关在计算滑动摩擦力时，应注意正压力和重力无关例例例例4.4.一物体放在倾角为一物体放在倾角为一物体放在倾角为一物体放在倾角为 的斜面上，向下的斜面上，向下的斜面上，向下的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑，如图所示，轻轻一推，它刚好能匀速下滑，如图所示，轻轻一推，它刚好能匀速下滑，如图所示，轻轻一推，它刚好能匀速下滑，如图所示，若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度V V0 0，则它能上滑的最大位移是多大？则它能上滑的最大位移是多大？则它能上滑的最大位移是多大？则它能上滑的最大位移是多大？解：物体刚好能沿斜面匀速下滑解：物体刚好能沿斜面匀速下滑解：物体刚好能沿斜面匀速下滑解：物体刚好能沿斜面匀速下滑物体以初速度物体以初速度物体以初速度物体以初速度v v0 0沿斜面向上做匀减速运动沿斜面向上做匀减速运动沿斜面向上做匀减速运动沿斜面向上做匀减速运动即即即即联立联立联立联立两式解出两式解出两式解出两式解出将将将将代入代入代入代入解出物体解出物体解出物体解出物体能上滑的最大位移能上滑的最大位移能上滑的最大位移能上滑的最大位移例例例例1.1.物体由物体由物体由物体由16m16m高处从静止开始下落，落至地面共高处从静止开始下落，落至地面共高处从静止开始下落，落至地面共高处从静止开始下落，落至地面共用时间用时间用时间用时间2s2s，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重力的多少倍？（力的多少倍？（力的多少倍？（力的多少倍？（g g取取取取10m/s10m/s2 2）mgfa解：物体做初速度为零的匀加速运动解：物体做初速度为零的匀加速运动解：物体做初速度为零的匀加速运动解：物体做初速度为零的匀加速运动根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律加速度是联系力和运动的桥梁发散思维：若空气阻力与物体的速度成正比，求最大速度专题二已知运动情况求力专题二已知运动情况求力例例例例2.2.如图是电梯上升的如图是电梯上升的如图是电梯上升的如图是电梯上升的vtvt图线，图线，图线，图线，若电梯质量为若电梯质量为若电梯质量为若电梯质量为100kg100kg，则承受电梯，则承受电梯，则承受电梯，则承受电梯的钢绳所受的拉力在的钢绳所受的拉力在的钢绳所受的拉力在的钢绳所受的拉力在0 02s2s、2 26s6s、6 69s9s之间分别为多大？之间分别为多大？之间分别为多大？之间分别为多大？t/sv（m/s）246o246810解：在解：在解：在解：在0 02s2s内，电梯匀加速上升，其加速度内，电梯匀加速上升，其加速度内，电梯匀加速上升，其加速度内，电梯匀加速上升，其加速度根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力在在在在2 26s6s内，电梯匀速上升，钢绳拉力内，电梯匀速上升，钢绳拉力内，电梯匀速上升，钢绳拉力内，电梯匀速上升，钢绳拉力在在在在6 69s9s内，电梯匀减速上升，其加速度内，电梯匀减速上升，其加速度内，电梯匀减速上升，其加速度内，电梯匀减速上升，其加速度根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力根据vt图像确定物体的运动性质，由图像斜率求出物体的加速度，然后根据牛顿第二定律求力的情况例例例例3 3一质量为一质量为一质量为一质量为mm的木块，放在倾角为的木块，放在倾角为的木块，放在倾角为的木块，放在倾角为 的传送带上，随带一起向下做匀加速运的传送带上，随带一起向下做匀加速运的传送带上，随带一起向下做匀加速运的传送带上，随带一起向下做匀加速运动，加速度为动，加速度为动，加速度为动，加速度为a a，试求物体所按的摩擦力，试求物体所按的摩擦力，试求物体所按的摩擦力，试求物体所按的摩擦力F Ff f m解：解：解：解：假设物体受到传送带的摩擦力为假设物体受到传送带的摩擦力为假设物体受到传送带的摩擦力为假设物体受到传送带的摩擦力为F F F Ff f f f沿斜面向下沿斜面向下沿斜面向下沿斜面向下，根据牛顿，根据牛顿，根据牛顿，根据牛顿第二定律第二定律第二定律第二定律mgsin+Ff=ma 讨论讨论讨论讨论（1 1 1 1）传送带的加速度）传送带的加速度）传送带的加速度）传送带的加速度a=gsin，可得可得可得可得Ff=0，物体不受摩擦力作物体不受摩擦力作物体不受摩擦力作物体不受摩擦力作用；用；用；用；（2 2 2 2）若传送带的加速度）若传送带的加速度）若传送带的加速度）若传送带的加速度agsin，可得可得可得可得Ff=ma-mgsingsin，可得可得可得可得Ff=ma-mgsin0物体受到的摩擦力沿斜面向下，大小为物体受到的摩擦力沿斜面向下，大小为物体受到的摩擦力沿斜面向下，大小为物体受到的摩擦力沿斜面向下，大小为ma-mgsin。灵活选择明确研究对象，整体法和隔离法相结合。灵活选择明确研究对象，整体法和隔离法相结合。求各部分求各部分求各部分求各部分加速度相同加速度相同加速度相同加速度相同的联接体中的的联接体中的的联接体中的的联接体中的加速度或合外力时加速度或合外力时加速度或合外力时加速度或合外力时，优，优，优，优先考虑先考虑先考虑先考虑“整体法整体法整体法整体法”；如果还要求物体间的作用力，再用；如果还要求物体间的作用力，再用；如果还要求物体间的作用力，再用；如果还要求物体间的作用力，再用“隔离隔离隔离隔离法法法法”两种方法都是根据牛顿第二定律列方程求解。两种方法都是根据牛顿第二定律列方程求解。两种方法都是根据牛顿第二定律列方程求解。两种方法都是根据牛顿第二定律列方程求解。当各部分当各部分当各部分当各部分加速度不同时加速度不同时加速度不同时加速度不同时,一般采用一般采用一般采用一般采用“隔离法隔离法隔离法隔离法”也可以采用也可以采用也可以采用也可以采用“整体法整体法整体法整体法”解题解题解题解题连接体问题连接体问题1.连接体连接体:一些（通过斜面、绳子、轻杆等）相互约束一些（通过斜面、绳子、轻杆等）相互约束一些（通过斜面、绳子、轻杆等）相互约束一些（通过斜面、绳子、轻杆等）相互约束的物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。的物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。的物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。的物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。2.连接体的解法连接体的解法:整体法求加速度，隔离法求相互作用力整体法求加速度，隔离法求相互作用力.（2 2）用用用用水水水水平平平平力力力力F F通通通通过过过过质质质质量量量量为为为为mm的的的的弹弹弹弹簧簧簧簧秤秤秤秤拉拉拉拉物物物物体体体体MM在在在在光光光光滑滑滑滑水水水水平平平平面面面面上上上上加加加加速速速速运运运运动动动动时时时时，往往往往往往往往会会会会认认认认为为为为弹弹弹弹簧簧簧簧秤秤秤秤对对对对物物物物块块块块MM的的的的拉拉拉拉力力力力也也也也一一一一定定定定等等等等于于于于F F实实实实际际际际上上上上此此此此时时时时弹弹弹弹簧簧簧簧秤秤秤秤拉拉拉拉物物物物体体体体MM的的的的力力力力F F/FmaFma，显显显显然然然然F F/F F只只只只有有有有在在在在弹弹弹弹簧簧簧簧秤秤秤秤质质质质量量量量可可可可不不不不计计计计时时时时，才可认为才可认为才可认为才可认为F F/F F3.引以为戒：引以为戒：（l l）例例例例如如如如F F推推推推MM及及及及mm一一一一起起起起前前前前进进进进（如如如如图图图图），隔隔隔隔离离离离mm分分分分析析析析其其其其受受受受力力力力时时时时，认认认认为为为为F F通通通通过过过过物物物物体体体体MM作作作作用用用用到到到到mm上上上上，这这这这是是是是错错错错误误误误的的的的不不不不要要要要把把把把作作作作用用用用在在在在其其其其他他他他物物物物体体体体上上上上的的的的力力力力错错错错误误误误地地地地认认认认为为为为通通通通过过过过“力力力力的的的的传递传递传递传递”作用在研究对象上作用在研究对象上作用在研究对象上作用在研究对象上1.1.物体物体物体物体A A和和和和B B的质量分别为的质量分别为的质量分别为的质量分别为1.0kg1.0kg和和和和2.0kg2.0kg，用，用，用，用F=12NF=12N的水平力推动的水平力推动的水平力推动的水平力推动A A，使，使，使，使A A和和和和B B一起沿着水平面运动，一起沿着水平面运动，一起沿着水平面运动，一起沿着水平面运动，A A和和和和B B与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为与水平面间的动摩擦因数均为0.20.2，求，求，求，求A A对对对对B B的弹力。的弹力。的弹力。的弹力。（g g取取取取10m/s10m/s2 2）ABF解：根据牛顿第二定律求出解：根据牛顿第二定律求出解：根据牛顿第二定律求出解：根据牛顿第二定律求出ABAB整体的加速度整体的加速度整体的加速度整体的加速度对对对对B B物体物体物体物体因此因此因此因此A A对对对对B B的弹力的弹力的弹力的弹力整体法求加速度，隔离法求相互作用力2.2.如图所示，有如图所示，有如图所示，有如图所示，有n n个质量均为个质量均为个质量均为个质量均为mm的立方体，放在光滑的的立方体，放在光滑的的立方体，放在光滑的的立方体，放在光滑的水平桌面上，若以大小为水平桌面上，若以大小为水平桌面上，若以大小为水平桌面上，若以大小为F F的恒力推第一块立方体，的恒力推第一块立方体，的恒力推第一块立方体，的恒力推第一块立方体，求：求：求：求：作用在每个立方体上的合力作用在每个立方体上的合力作用在每个立方体上的合力作用在每个立方体上的合力第第第第3 3个立方体作个立方体作个立方体作个立方体作用于第用于第用于第用于第4 4个立方体上的力。个立方体上的力。个立方体上的力。个立方体上的力。123nF解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律解：根据牛顿第二定律整体的加速度整体的加速度整体的加速度整体的加速度作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力作用在每个小立方体上的合力以从第以从第以从第以从第4 4个立方体到第个立方体到第个立方体到第个立方体到第n n个立方体的个立方体的个立方体的个立方体的n-3n-3个立方体组成的系统为个立方体组成的系统为个立方体组成的系统为个立方体组成的系统为研究对象，则第研究对象，则第研究对象，则第研究对象，则第3 3个立方体对第个立方体对第个立方体对第个立方体对第4 4个立方体的作用力个立方体的作用力个立方体的作用力个立方体的作用力整体法求加速度，隔离法求相互作用力灵活选择研究对象3.3.如图所示，倾角为如图所示，倾角为如图所示，倾角为如图所示，倾角为 的斜面固定不动，斜面上叠放着质量分别的斜面固定不动，斜面上叠放着质量分别的斜面固定不动，斜面上叠放着质量分别的斜面固定不动，斜面上叠放着质量分别为为为为MM和和和和mm的的的的A A、B B两个物体，已知两个物体，已知两个物体，已知两个物体，已知A A物体与斜面之间的动摩擦因物体与斜面之间的动摩擦因物体与斜面之间的动摩擦因物体与斜面之间的动摩擦因数为数为数为数为（tgtg）。今用与斜面平行向下的恒力）。今用与斜面平行向下的恒力）。今用与斜面平行向下的恒力）。今用与斜面平行向下的恒力F F推物体推物体推物体推物体A A，使两，使两，使两，使两个物体一起沿斜面向下做匀加速运动，且它们之间无相对滑动，个物体一起沿斜面向下做匀加速运动，且它们之间无相对滑动，个物体一起沿斜面向下做匀加速运动，且它们之间无相对滑动，个物体一起沿斜面向下做匀加速运动，且它们之间无相对滑动，则则则则A A、B B之间的摩擦力多大？之间的摩擦力多大？之间的摩擦力多大？之间的摩擦力多大？BAF解解解解:对对对对整体，整体，整体，整体，根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律对对对对B B物体物体物体物体联立联立联立联立式解出滑块式解出滑块式解出滑块式解出滑块B B B B受到的摩擦力大小受到的摩擦力大小受到的摩擦力大小受到的摩擦力大小摩擦力的方向平摩擦力的方向平摩擦力的方向平摩擦力的方向平行于斜面向上行于斜面向上行于斜面向上行于斜面向上设物体设物体设物体设物体B B受到的摩擦力的方向平行于斜面向上受到的摩擦力的方向平行于斜面向上受到的摩擦力的方向平行于斜面向上受到的摩擦力的方向平行于斜面向上