07_专题《牛顿运动定律_牛顿第二定律的应用4》课件.ppt

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1、第六节第六节 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用一、动力学的两类基本问题一、动力学的两类基本问题 1已知物体的受力情况，要求确定物体的运动已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况情况 处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的初速度），根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度也就是确定了物体的运动情况位移和速度也就是确定了物体的运动情况 2已知物体的运动情

2、况，要求推断物体的受已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况力情况 处理方法：已知物体的运动情况，由运动学处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况力情况二、动力学问题的求解二、动力学问题的求解 1基本思路基本思路 牛顿第二定律反映的是，加速度、质量、合外力的关系，牛顿第二定律反映的是，加速度、质量、合外力的关系，而加速度可以看成是运动的特征量，所以说加速度是连而加速度可以看成是运动的特征量，所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁，是解决动

3、力学问题的关键接力和运动的纽带和桥梁，是解决动力学问题的关键 物体受力情况物体受力情况加速度加速度牛顿第二定律牛顿第二定律运动学基本公式运动学基本公式物体运动情况物体运动情况* * 求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示：求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示： 2一般步骤：一般步骤：（1）确定研究对象；）确定研究对象； （2）受力及状态分析；）受力及状态分析；（3）取正方向，列方程；）取正方向，列方程； （4）统一单位，代值求解；）统一单位，代值求解；（5）检验结果）检验结果三、例题讲解例例1：质量为质量为100t的机车从停车场出发，经的机车从停车场出发，经225m后，速度达到后，速度达

4、到54kmh，此时，司机关此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶闭发动机，让机车进站，机车又行驶125m才才停在站上设运动阻力不变，求机车关闭发停在站上设运动阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力动机前所受到的牵引力解析解析: :机车的运动经历加速和减速两个阶机车的运动经历加速和减速两个阶段因加速阶段的初求速度和加速位移已段因加速阶段的初求速度和加速位移已知，即可求得这一阶段的加速度知，即可求得这一阶段的加速度a1，应用应用牛顿第二定律可得这一阶段机车所受的合牛顿第二定律可得这一阶段机车所受的合力，紧接着的减速阶段的初求速度和减速力，紧接着的减速阶段的初求速度和减速位移也已知，因而又

5、可由运动学公式求得位移也已知，因而又可由运动学公式求得该阶段的加速度该阶段的加速度a2，进而由牛顿第二定律进而由牛顿第二定律求得阻力，再由第一阶段求得的合力得到求得阻力，再由第一阶段求得的合力得到机车牵引力的大小机车牵引力的大小 m225,m/s15m/h54, 010skvvt加速阶段2221210.5m/sm/s2252152svat所以： 由牛顿第二定律得： N105N5 . 010451mafF0m12515m/skm/h5420tvsv，减速阶段 所以减速运动加速度的大小为 22222020.9m/sm/s1252152svaN109N9 . 010452 maf得阻力大小为 N10

6、4 . 1N)105109 (5441mafF因而 例例4：一个质量为一个质量为0.2kg的小球用细绳吊在倾角为的小球用细绳吊在倾角为=35的斜面顶端如右图示，的斜面顶端如右图示，斜面静止时，球紧靠在斜面斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以擦，当斜面以10ms2的加的加速度向右运动时，求绳子的速度向右运动时，求绳子的拉力及斜面对小球的弹力拉力及斜面对小球的弹力 解析：解析：用极限法把加速度用极限法把加速度a推到两个极端来分析，推到两个极端来分析，当当a较小时（较小时（ a 0），小球受到三个力（重力、绳索的），小球受到三个力（重力、绳索的拉力和斜

7、面支持力）作用，此时绳平行于斜面；当拉力和斜面支持力）作用，此时绳平行于斜面；当a较较大时（足够大），小球将大时（足够大），小球将“飞离飞离”斜面，此时绳与水平斜面，此时绳与水平方向夹角未知那么方向夹角未知那么a=10ms2向右时，究竟是上述两向右时，究竟是上述两种情况中的哪一种？种情况中的哪一种？ 解题时必须先求出小球离开斜面的临界值然后才能确解题时必须先求出小球离开斜面的临界值然后才能确定定 令小球处在离开斜面的临界状态（令小球处在离开斜面的临界状态（N刚好为零）时，刚好为零）时，斜面向右的加速度为斜面向右的加速度为a0，此时小球受力分析如下图所，此时小球受力分析如下图所示示mgT200m/s5 . 7cotcossingamaTmgT02m/s10aa所以：所以：mgT02m/s10aa由于由于所以小球会离开斜面，受力如下图所以小球会离开斜面，受力如下图 . 0)N(33. 2)()(cossin22NmamgTmaTmgT小结：小结：牛顿运动定律的应用是力学的重点之一牛顿运动定律的应用是力学的重点之一在已知运动情况求力或已知力分析运动情况在已知运动情况求力或已知力分析运动情况都是以加速度这一物理量作为（桥梁）来解都是以加速度这一物理量作为（桥梁）来解决问题决问题 中央电教馆资源中心制作2003.10