牛顿第二定律的应用一上课用 省公开课.pptx
l、科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？2、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？牛顿第二定律（F合=m a）反映了力和运动的关系运动学公式速度公式：v=vo+at位移公式：x=vot+at2 导出公式：vt 2 vo 2=2ax第1页/共18页例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。问题：1.物体的受力情况如何？受力分析如图示：2.物体所受的合力如何？竖直方向：合力为零，加速度为零。水平方向：大小：F合=FFf；方向与拉力F方向相同3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？已知初速度VO和时间t，要求末速度Vt和位移,还差加速度a。=O t=4s t=?=?FfFGFN第2页/共18页解：物体受力如图由牛顿第二定律：FFf=ma a=4s末的速度4s内的位移4.如何求加速度？借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。5.本题的解题思路如何？先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。FfFGFN第3页/共18页变式.一个静止在水平地面上的物体一个静止在水平地面上的物体,质量是质量是2Kg,2Kg,在在6.4N6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物物体与地面的动摩擦因数为体与地面的动摩擦因数为0.20.2。求物体在。求物体在4s4s末的末的速度和速度和4s4s内发生的位移。内发生的位移。FfFGFN第4页/共18页一、一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况 已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力求合力，据牛顿第二定律，据牛顿第二定律求加求加速度速度，再用运动学公式，再用运动学公式求所求量求所求量(运动学量运动学量)。物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况第5页/共18页解：木箱受力如图：将F正交分解，则：练习：一木箱质量为=10Kg，与水平地面间的动摩擦因数为=0.2，现用斜向右下方=100N的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。与水平方向成=37O角，求经过=5秒时木箱的速度。FNmgFfFF1F2F2=F sin F1=F cos FfFN 由 得 竖直方向：水平方向：v at 代入数据可得：v m/s第6页/共18页例题例题2 2一个滑雪的人，质量m75kg，以v02m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角30，在t5s的时间内滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。解：F2F1 mgmgF阻FN F1=mgsin 根据牛顿第二定律:F1F阻m a 1 12 2由xv0 t at2 得a t22（x v0t）由得F阻F1ma=mgsin-t22 m（x v0t）已知运动情况求受力情况F阻 方向沿斜面向上滑雪的人滑雪时受力如图，将G分解得：代入数据可得：F阻67.5N本题属于那类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？第7页/共18页解：滑雪的人滑雪时受力如图，将G分解得：F2F1 mgmgF阻FNF1=mgsin F1F阻m a 1 12 2 由xv0 t at2 得a t22（x v0t）由得F阻F1m a=mgsint22 m（x v0t）F阻 方向沿斜面向上代入数据可得：F阻67.5N第8页/共18页二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式动情况，据运动学公式求加速度求加速度，再在分析物体受力，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量求所求量(力力)。物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况第9页/共18页上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？如果下坡后立即滑上一个300的斜坡。请问滑雪者最高能上升多高？更上一层：约=0.1242m41m第10页/共18页一、从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力 物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况动力学的两类基本问题解题思路：力的合成与分解F合=m a运动学公式受力情况合力F合a运动情况第11页/共18页 1 1、确定、确定研究对象研究对象。2 2、分分析析研研究究对对象象的的受受力力情情况况，必必要要时时画画受受力的示意图。力的示意图。3 3、分分析析研研究究对对象象的的运运动动情情况况，必必要要时时画画运运动过程简图。动过程简图。4 4、利利用用牛牛顿顿第第二二定定律律或或运运动动学学公公式式求求加加速速度度。5 5、利利用用运运动动学学公公式式或或牛牛顿顿第第二二定定律律进进一一步步求解要求的物理量。求解要求的物理量。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第12页/共18页例题3:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静止靠在一起(如图),现对m1施加一个大小为 F 方向向右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1m1m2Fm1FF1m2F1FN1 解法一：分别以m1、m2为隔离体作受力分析FN2m1gm2g对m1有：F F1=m 1a （1）对m2有:F1=m2 a （2）联立（1）、（2）可得F1=第13页/共18页m1m2Fm2F1FN2 解法二：对m1、m2视为整体作受力分析m2g有：F=（m 1+m2）a （1）对m2作受力分析联立（1）、（2）可得F1=FN（m1+m2）gF有：F1=m2 a （2）例题3:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静止靠在一起(如图),现对m1施加一个大小为 F 方向向右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1第14页/共18页在动力学中连结体问题的处理方法：连结体：两个(或两个以上)物体相互连结参与运动的系统。隔离法：将各个物体隔离出来，分别对各个物体根据牛顿定律列式，并要注意标明各物体的加速度方向，找到各物体之间的速度制约关系。整体法：若连结体内(即系统内)各物体的加速度相同，又不需要系统内各物体间的相互作用力时，可取系统作为一个整体来研究，整体法与隔离法交叉使用：若连接体内各物体具有相同的加速度时，应先把连接体当成一个整体列式。如还要求连接体内物体相互作用的内力，则把物体隔离，对单个物体根据牛顿定律列式。第15页/共18页求m1对m2的作用力大小。m1 m2m2gF1FNFf用水平推力F向左推 m1、m2间的作用力与原来相同吗？对m2受力分析：第16页/共18页mMF例.质量为M的斜面放置于水平面上，其上有质量为m的小物块，各接触面均无摩擦力，将水平力 F加在M上，要求m与M不发生相对滑动，力F应为多大?解:以m为对象；其受力如图：由图可得：第17页/共18页感谢您的观看！第18页/共18页
