系统法整体牛顿第二定律学习教案.ppt

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1、一只质量为一只质量为m m青蛙抓住一青蛙抓住一根竖直悬挂在天花板下的根竖直悬挂在天花板下的杆保持静止，竖直杆的质杆保持静止，竖直杆的质量为量为2m2m。某时刻系杆的轻。某时刻系杆的轻绳突然断了，青蛙迅速向绳突然断了，青蛙迅速向上爬以保持自已上爬以保持自已(z y)(z y)（对地）的高度不变，（对地）的高度不变，求此时杆（对地）的加速求此时杆（对地）的加速度？度？精讲精练精讲精练(jnglin)第1页/共20页第一页，共21页。用隔离法用隔离法先研究青蛙受力情况，由于青蛙对地高度不先研究青蛙受力情况，由于青蛙对地高度不变，意味着它处于静止状态变，意味着它处于静止状态(zhungti)（平衡状态

2、（平衡状态(zhungti)）mgf可知(k zh)：f = mg精讲精练精讲精练(jnglin)第2页/共20页第二页，共21页。再研究再研究(ynji)杆杆2mgff= f = mgf= f = mg所以所以(suy)(suy)a a杆杆 = (2mg + f)/2m = (2mg + f)/2m = 3mg/2m = 3mg/2m = 3g/2 = 3g/2精讲精练精讲精练(jnglin)第3页/共20页第三页，共21页。使用整体法，受力分析使用整体法，受力分析(fnx)如下：如下：mg+2mg根据牛顿根据牛顿(ni dn)(ni dn)第二定律第二定律 F F合合=ma=ma列：列：

3、3mg = m 3mg = m青蛙青蛙(qngw)a(qngw)a青青蛙蛙(qngw)+m(qngw)+m杆杆a a杆杆已知已知 a a青蛙青蛙=0=0所以所以 3mg = m3mg = m杆杆a a杆杆= 2ma= 2ma杆杆即即 a a杆杆=3g/2=3g/2精讲精练精讲精练第4页/共20页第四页，共21页。在倾角为在倾角为的固定的固定(gdng)(gdng)光滑斜面上，用光滑斜面上，用一根绳子栓住长木板，板上站着一只猫。已一根绳子栓住长木板，板上站着一只猫。已知木板质量是知木板质量是M M，小猫质量为，小猫质量为m m。当绳子突然。当绳子突然断开时，猫立即沿板往上跑，以保持其相对断开时，

4、猫立即沿板往上跑，以保持其相对地面的高度不变，求此时木板的加速度地面的高度不变，求此时木板的加速度? ?课堂练习课堂练习第5页/共20页第五页，共21页。使用整体牛顿使用整体牛顿(ni dn)第二定律：第二定律：Mg+mgN(M+m)g sin = m木a木 = Ma木所以所以(suy)(suy)a a木木= (M+m)g sin/M= (M+m)g sin/M课堂练习课堂练习第6页/共20页第六页，共21页。一个箱子放在水平一个箱子放在水平(shupng)(shupng)地面上，箱内地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个圆环，有一固定的竖直杆，在杆上套着一个圆环，箱子质量箱子质量M M

5、，小圆环质量，小圆环质量m m。已知圆环沿杆以。已知圆环沿杆以匀加速匀加速 a a下滑，则此时箱对地面的压力大小下滑，则此时箱对地面的压力大小为多少？为多少？课堂练习课堂练习第7页/共20页第七页，共21页。 底座底座A A上装有长为上装有长为0.5m0.5m的直立杆，底座与的直立杆，底座与杆总质量为杆总质量为2kg2kg，杆上套有质量为，杆上套有质量为0.5kg0.5kg的小环的小环(xio hun)B(xio hun)B，它与杆有摩擦。，它与杆有摩擦。若环从杆的下端以若环从杆的下端以4m/s4m/s的初速度向上飞的初速度向上飞时恰能到达杆顶，求时恰能到达杆顶，求（1 1）小环）小环(xio

6、 hun)(xio hun)向上运动的加速度向上运动的加速度有多大。有多大。 拓展拓展(tu zhn)第8页/共20页第八页，共21页。 底座底座A A上装有长为上装有长为0.5m0.5m的直立杆，底座与杆的直立杆，底座与杆总质量为总质量为2kg2kg，杆上套有质量为，杆上套有质量为0.5kg0.5kg的小环的小环B B，它与杆有摩擦。若环从杆的下端以，它与杆有摩擦。若环从杆的下端以4m/s4m/s的初速度向上飞时恰能到达杆顶。求的初速度向上飞时恰能到达杆顶。求（2 2）在环升起的过程）在环升起的过程(guchng)(guchng)中底座对地中底座对地面的压力。面的压力。 拓展拓展(tu zh

7、n)第9页/共20页第九页，共21页。 底座底座A A上装有长为上装有长为0.5m0.5m的直立杆，底座与杆总的直立杆，底座与杆总质量为质量为2kg2kg，杆上套有质量为，杆上套有质量为0.5kg0.5kg的小环的小环B B，它与杆有摩擦它与杆有摩擦(mc)(mc)。若环从杆的下端以。若环从杆的下端以4m/s4m/s的初速度向上飞时恰能到达杆顶。求的初速度向上飞时恰能到达杆顶。求（3 3）小环从向上运动到回到底座用时多长。）小环从向上运动到回到底座用时多长。 拓展拓展(tu zhn)第10页/共20页第十页，共21页。分解分解(fnji)加速度加速度牛顿牛顿(ni dn)第二定律之第二定律之第

8、11页/共20页第十一页，共21页。台阶式电梯与水平方向的夹角为台阶式电梯与水平方向的夹角为3737，现，现在质量为在质量为50Kg50Kg的乘客站在电梯上与电梯一的乘客站在电梯上与电梯一起向上匀加速运动起向上匀加速运动(ji s yn dn)(ji s yn dn)，加速度加速度a=5m/s2a=5m/s2，则水平台阶对乘客的支持，则水平台阶对乘客的支持力及摩擦力各为多少？（力及摩擦力各为多少？（g=10m/s2g=10m/s2）a精讲精练精讲精练(jnglin)第12页/共20页第十二页，共21页。分析分析(fnx)与解与解受力分析如下受力分析如下(rxi)(rxi)按加速度方向和垂直于加

9、速度方向分解力按加速度方向和垂直于加速度方向分解力aNGfxy第13页/共20页第十三页，共21页。建立建立(jinl)(jinl)水平竖直方向的坐标轴水平竖直方向的坐标轴aNGfxyacos 370asin 370分析分析(fnx)与解与解第14页/共20页第十四页，共21页。分解分解(fnji)加速度加速度 其实 把力分解到加速度的方向 或是 把加速度分解到力的方向 都是等效(dn xio)的， 实际情况中以分解个数少为标准， 当然大多数情况都还是分解力。 第15页/共20页第十五页，共21页。如图，倾斜索道与水平方向夹角如图，倾斜索道与水平方向夹角=37=37，当，当载人车厢匀加速向上载

10、人车厢匀加速向上(xingshng)(xingshng)运动时，人运动时，人对厢底的压力为体重的对厢底的压力为体重的1.251.25倍，则车厢对人的倍，则车厢对人的摩擦力是体重的摩擦力是体重的 （ ）A. 1/4A. 1/4倍倍 B. 1/3 B. 1/3倍倍 C. 5/4 C. 5/4倍倍 D. 4/3 D. 4/3倍倍aB课堂练习课堂练习第16页/共20页第十六页，共21页。a解：将加速度分解(fnji)如图示， aaxay 由a与合力同向关系(gun x)， 分析人的受力如图示：Nf mg N-mg=may 得出(d ch)：ay=0.25g 又因为 f = max 所以 f = m a

11、y / tan = 0.25mg4/3 = mg/3 ax= ay / tan第17页/共20页第十七页，共21页。 反思：反思： 最复杂最复杂(fz)的问题是将以上两者合二为一。的问题是将以上两者合二为一。既用到分解加速度又用到整体牛顿第二定律既用到分解加速度又用到整体牛顿第二定律第18页/共20页第十八页，共21页。如图，台称上放一质量为如图，台称上放一质量为M M的光滑的光滑(gung hu)(gung hu)斜面，质量为斜面，质量为m m的物体从斜面上下滑，此时台的物体从斜面上下滑，此时台称示数位多少？称示数位多少？拓展拓展(tu zhn)第19页/共20页第十九页，共21页。感谢您的观看(gunkn)！第20页/共20页第二十页，共21页。NoImage内容(nirng)总结一只质量为m青蛙抓住一根竖直悬挂在天花板下的杆保持静止，竖直杆的质量为2m。第1页/共20页。先研究青蛙受力情况，由于青蛙对地高度不变，意味着它处于静止状态（平衡状态）。第3页/共20页。第4页/共20页。在倾角(qngjio)为的固定光滑斜面上，用一根绳子栓住长木板，板上站着一只猫。已知木板质量是M，小猫质量为m。若环从杆的下端以4m/s的初速度向上飞时恰能到达杆顶，求。若环从杆的下端以4m/s的初速度向上飞时恰能到达杆顶第二十一页，共21页。