用牛顿运动定律解决问题一.pptx

1 1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。2 2、能够从物体的受力情况确定物体的运动状态。3 3、能够从物体的运动状态确定物体的受力情况。第1页/共27页第2页/共27页一、复习：1 1、牛顿第二定律内容：物体的加速度跟所受合力成正比物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体质量成反跟物体质量成反比比;加速度方向跟合力方向相同。加速度方向跟合力方向相同。2 2、公式:F=maF=ma注意：（1 1）同时性 （2 2）同向性第3页/共27页2 2、运动学公式速度公式：v=vv=vo o+at+at位移公式：x=vx=vo ot+att+at2 2/2/2导出公式：v vt t2 2v vo o2 2=2ax=2ax第4页/共27页例1.1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg2kg，在6.4N6.4N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4.2N4.2N。求物体4s4s末的速度和4s4s内发生的位移?问题：1.1.物体的受力情况如何？2.2.物体所受的合力如何？F FF FN NF F1 1解析：竖直方向：解析：竖直方向：合力为零，加速度为零。合力为零，加速度为零。水平方向：水平方向：大小：大小：F F合合=F=F F F1 1；方向与拉力；方向与拉力F F方向相同方向相同mgmg第5页/共27页3.3.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？4.4.如何求加速度？借助于牛顿第二定律借助于牛顿第二定律F F合合=ma=ma，利用合力来求加速度。，利用合力来求加速度。5.5.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，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。最后用运动学公式求解。v vo o=O=Ot=4st=4sv vt t=?=?x=?x=?第6页/共27页物体运物体运动情况动情况运动学运动学公式公式加速度加速度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一、从受力情况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求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。第7页/共27页例2.2.一个滑雪的人，质量m=75kgm=75kg，以v v0 0=2m/s=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=30=30o o，在t=5st=5s的时间内滑下的路程x=60mx=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。思路：思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度已知运动情况求受力。应先求出加速度a a，再利用，再利用牛顿第二定律牛顿第二定律F F合合=ma=ma求滑雪人受到的阻力。求滑雪人受到的阻力。第8页/共27页分析：分析：第一步求第一步求a a因为因为v v0 0=2m/s=2m/s，x=60mx=60m，t=5st=5s据公式据公式求得求得a=4m/sa=4m/s2 2x=vx=v0 0t+att+at2 2人)30oGG1G2yxF阻a a第二步第二步求求F F合合、阻力、阻力要对人进行受力要对人进行受力分析画受力图，分析画受力图，F F第9页/共27页解：解：根据运动学公式：根据运动学公式：x xv v0 0t t atat2 2 得：得：代入已知量得：代入已知量得：a a4m/s4m/s2 2对人进行受力分析，建立坐标系，对人进行受力分析，建立坐标系，根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F Fmama，得：，得：mgsinmgsinF F阻阻mama即：即：F F阻阻mgsinmgsinmama代入数值得：代入数值得：F F阻阻67.5N67.5N即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是67.5N67.5N。a a2 2（x xv v0 0t t）t t2 2第10页/共27页扩展问题1 1：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?扩展问题2 2：如果坡长只有60m60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？扩展问题3 3：如果下坡后立即滑上一个3030的斜坡。请问滑雪者最高能上升多高？第11页/共27页物体运物体运动情况动情况运动学运动学公式公式加速度加速度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）。处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。第12页/共27页动力学的两类基本问题一、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式公式加速度加速度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式公式加速度加速度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13页/共27页加速度a a是联系力和运动的桥梁 牛顿第二定律公式(F=ma)(F=ma)和运动学公式(匀变速直线运动公式v vt t=v=v0 0+at,x=v+at,x=v0 0t+att+at2 2/2,v/2,vt t2 2v v0 02 2=2ax=2ax等)中，均包含有一个共同的物理量加速度a a。由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。第14页/共27页动力学问题的求解(1)(1)确定研究对象；(2)(2)分析受力情况和运动情况,画示意图(受力和运动过程)；(3)(3)用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；(4)(4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。第15页/共27页第16页/共27页例3.3.某工厂用传送带传送零件，设两轮圆心的距离为11m11m，传送带与零件的动摩擦因数为=0.2=0.2，传送带的速度为v=2m/sv=2m/s，在传送带的最左端A A处，轻放一质量为m=0.2kgm=0.2kg的零件(可视为质点)，并且被传送到右端的B B处.(1)(1)物体在传送带上做什么样的运动？(2)(2)物体从A A到B B所需的时间为多少？A AB B第17页/共27页解析解析:（1 1）由于零件初速度为零，传送带粗糙并足够长，故由于零件初速度为零，传送带粗糙并足够长，故零件在滑动摩擦力的作用下先做匀加速直线运动，当零件的零件在滑动摩擦力的作用下先做匀加速直线运动，当零件的速度和传送带的速度相等时，零件开始做匀速直线运动。速度和传送带的速度相等时，零件开始做匀速直线运动。（2 2）物体做匀加速运动时加速度大小为）物体做匀加速运动时加速度大小为 由由 知知 故位移故位移物体做匀速运动的时间为物体做匀速运动的时间为故物体从故物体从A A到到B B所用的时间为所用的时间为答案答案:（1 1）先做匀加速直线运动后做匀速直线运动）先做匀加速直线运动后做匀速直线运动（2 2）6s6s第18页/共27页例4.4.光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块A A、B B，质量分别为2kg2kg和8kg8kg，推力F FA A作用在A A上，拉力F FB B作用在B B上，且F FA A=（8-2t8-2t）N N，F FB B=（2+2t2+2t）N N，问从t=0t=0开始到A A、B B脱离，A A、B B的共同位移是多少？A AB BF FA AF FB B第19页/共27页解析解析:以以ABAB整体为研究对象整体为研究对象,合外力合外力F F合合=F=FA A+F+FB B=10N,=10N,加速度加速度=1m/s=1m/s2 2ABAB刚要脱离时刚要脱离时,B B间弹力为零间弹力为零,则则F FA A=m=mA Aa,a,解得解得t=3st=3s位移位移第20页/共27页练习1.1.质量为40kg40kg的物体静止在水平面上,当在400N400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m16m时,速度为16 16 m/s,m/s,求物体受到的阻力是多少?F F第21页/共27页练习2.2.用弹簧测力计拉着一个物体在水平面上做匀速运动,弹簧测力计的示数是0.40N.0.40N.然后用弹簧测力计拉着这个物体在水平面上做匀变速运动,测得加速度是0.85 0.85 m/sm/s2 2,弹簧测力计的示数是2.10N2.10N。这个物体的质量是多大?第22页/共27页练习3.3.一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，初速度是0 0，经过5.0 s5.0 s的时间,滑下的路程是10m,10m,斜面的夹角是30300 0，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g(g取10 m/s10 m/s2 2)第23页/共27页练习4.4.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg60kg的运动员，从离水平网面3.23.2高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.05.0高处。已知运动员与网接触的时间为1.21.2，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g g取10m/s10m/s2 2）。第24页/共27页练习5.5.一静止在水平地面上的物体,质量为2kg,2kg,在6N6N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动(物体与地面间的摩擦力为4N),4s4N),4s末撤掉水平拉力.求撤掉水平拉力后4s4s内物体发生的位移.(g=10m/s.(g=10m/s2 2)第25页/共27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式公式加速度加速度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式公式加速度加速度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26页/共27页感谢您的观看！第27页/共27页