牛顿第二定律受力分析.ppt

知识点二知识点二知识点二知识点二 牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律 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分析高中物理第一册第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律 1、超重和失重，牛顿力学的适用范围（、超重和失重，牛顿力学的适用范围（A）2、牛顿第二定律，质量（、牛顿第二定律，质量（B）高考要求高考要求3、牛顿定律的应用（、牛顿定律的应用（B）一、牛顿第二定律 1.内容：内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。2.表达式：表达式：3.说明：说明：1）同单位制性：同单位制性：在国际单位制中，在国际单位制中，FN、mKg、am/s22）同物体性：同物体性：F、m、a 都是对同一研都是对同一研 究对象而言究对象而言3）矢量性：矢量性：由于由于F、a均为矢量，所以牛顿第二定律为矢量均为矢量，所以牛顿第二定律为矢量式，且加速度的方向始终跟合外力的方向一致，式式，且加速度的方向始终跟合外力的方向一致，式中的中的“=”不仅表示左、右两边的数值相等，也表示不仅表示左、右两边的数值相等，也表示方向相同，注意方向相同，注意不能将不能将不能将不能将mama也理解成力也理解成力也理解成力也理解成力3.说明：说明：1）同单位制性：同单位制性：在国际单位制中，在国际单位制中，FN、mKg、am/s22）同物体性：同物体性：F、m、a 都是对同一研都是对同一研 究对象而言究对象而言3）矢量性：矢量性：由于由于F、a均为矢量，所以牛顿第二定律为矢量均为矢量，所以牛顿第二定律为矢量式，且加速度的方向始终跟合外力的方向一致，式式，且加速度的方向始终跟合外力的方向一致，式中的中的“=”不仅表示左、右两边的数值相等，也表示不仅表示左、右两边的数值相等，也表示方向相同，注意方向相同，注意不能将不能将不能将不能将mama也理解成力也理解成力也理解成力也理解成力4）瞬时性：瞬时性：加速度加速度 a与合外力与合外力F具有瞬时对应关系，当具有瞬时对应关系，当F变化时，变化时，a也随之变化，这种对应变化满足同时性与因果性。也随之变化，这种对应变化满足同时性与因果性。因为力可以发生突变，所以加速度也可以发生突变。因为力可以发生突变，所以加速度也可以发生突变。（注意：注意：速度不能发生突变）速度不能发生突变）5）相对性：相对性：加速度加速度a与参照系的选择有关与参照系的选择有关二、应用牛顿第二定律解题的基本类型二、应用牛顿第二定律解题的基本类型牛顿第二定律牛顿第二定律 F=maF=ma平衡状态问题平衡状态问题静止、匀静止、匀速直线运动：速直线运动：a=0 a=0 F=0F=0非平衡状态问题非平衡状态问题两类基本问题：两类基本问题：1 1、已知受力情况，求运动情况已知受力情况，求运动情况2 2、已知运动情况，求受力情况、已知运动情况，求受力情况 受力情况受力情况 运动情况运动情况a三、解题的思路三、解题的思路万有引力、重力万有引力、重力弹力弹力摩擦力摩擦力电场力电场力磁场力磁场力.平行四边平行四边形定则形定则F=ma匀变速直线运动匀变速直线运动（运动公式）（运动公式）曲线运动：平抛曲线运动：平抛运动、圆周运动运动、圆周运动简谐运动：弹简谐运动：弹簧振子、单摆簧振子、单摆研究研究对象对象四、解题的步骤四、解题的步骤正确正确选取选取研究对象研究对象(整体法整体法与与隔离法隔离法)分析研究对象分析研究对象的的运动情况运动情况对研究对象作对研究对象作受力分析受力分析解解方方程程并并讨讨论论建立坐标建立坐标系，根据系，根据牛顿第二牛顿第二定律和运定律和运动学公式动学公式列方程列方程例例1 1：如图所示，长如图所示，长L=75cm的静止的直筒中的静止的直筒中有不计大小的小球，筒与球的总质量为有不计大小的小球，筒与球的总质量为4kg，现对筒施加一个竖直向下、大小为现对筒施加一个竖直向下、大小为21N的恒力，的恒力，使筒竖直向下运动，经使筒竖直向下运动，经t=0.5s，小球恰好跃出，小球恰好跃出筒口，求小球的质量。筒口，求小球的质量。分析：分析：分析：分析：筒受几个力的作用？筒受几个力的作用？在这几个力的作用下筒将做什么运动？在这几个力的作用下筒将做什么运动？小球受几个力的作用？小球受几个力的作用？在这几个力的作用下小球将做什么运动？在这几个力的作用下小球将做什么运动？画出筒和小球之间的运动示意图。画出筒和小球之间的运动示意图。解：解：小球做自由落体运动，在时间小球做自由落体运动，在时间t内，小球内，小球与筒的位移分别为与筒的位移分别为h1、h2 由运动学规律得由运动学规律得 h1 =gt2/2 h2 =at2/2 又又 L=h1 h2 解得解得 a=16m/s2 再对筒应用牛顿第二定律，可得再对筒应用牛顿第二定律，可得 F+（M-m）g=（M-m）a 解得解得 m=0.5kgh1h2 例例2.一身高一身高h1=1.8m，质量，质量m65Kg的同学，站立举手摸高（指手能触的同学，站立举手摸高（指手能触及到的最大高度）及到的最大高度）h2=2.2m。（。（1）该同学用力）该同学用力F1蹬地，经过时间蹬地，经过时间t1=0.45s竖竖直离地跳起，摸高为直离地跳起，摸高为h3=2.6m。假定他蹬地的力为恒力，求。假定他蹬地的力为恒力，求F1的大小的大小。（2）另一次该同学从所站另一次该同学从所站h41.0m的高度自由下落，脚接触地面后经过时间的高度自由下落，脚接触地面后经过时间t2=0.25s身体速度降为零，紧接着他用力身体速度降为零，紧接着他用力F2蹬地跳起，摸高为蹬地跳起，摸高为h5=2.7m。假定。假定前后两个阶段中同学与地面的作用力分别都是恒力，求同学蹬地的作用力前后两个阶段中同学与地面的作用力分别都是恒力，求同学蹬地的作用力F2.（取（取g10m/s2)tv0t1vh3-h2 一身高一身高h1=1.8m，质量，质量m65Kg的同学，站立举手摸高（指手能触及到的同学，站立举手摸高（指手能触及到的最大高度）的最大高度）h2=2.2m。（。（2）另一次该同学从所站）另一次该同学从所站h41.0m的高度自由下落，的高度自由下落，脚接触地面后经过时间脚接触地面后经过时间t2=0.25s身体速度降为零，紧接着他用力身体速度降为零，紧接着他用力F2蹬地跳起，蹬地跳起，摸高为摸高为h5=2.7m。假定前后两个阶段中同学与地面的作用力分别都是恒力，。假定前后两个阶段中同学与地面的作用力分别都是恒力，求同学蹬地的作用力求同学蹬地的作用力F2.（取（取g10m/s2)tv0t1h4v1ht2-v2hh5-h2A、B两站相距两站相距60Km，从，从A站向站向B站每隔站每隔10min开出一辆汽车，速度是开出一辆汽车，速度是60Km/h。一旅客坐在一辆以速度。一旅客坐在一辆以速度60Km/h从从B站向站向A站开出的车子上，并且站开出的车子上，并且当它的车子开动时，同时有一辆汽车从当它的车子开动时，同时有一辆汽车从A站开出，这位旅客在路上能遇到站开出，这位旅客在路上能遇到的汽车数是：的汽车数是：t/mins/KmAB(60)1020 30 40 50 60 如图所示，质量为如图所示，质量为m的物体放在轻弹簧上静止不动，当用力的物体放在轻弹簧上静止不动，当用力F使其竖直向上作匀加速直线运动，在图乙所示的四个图象中，哪使其竖直向上作匀加速直线运动，在图乙所示的四个图象中，哪个能反映在物体脱离弹簧前的过程中，力个能反映在物体脱离弹簧前的过程中，力F随时间随时间t变化的规律变化的规律F0tF0tF0tF0tGFNFax0 xGFNFax0 x且：且：