2-1-3 牛顿定律的应用.ppt

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1、作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.1 1/20 /20.2-3 2-3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.2 2/20 /20.1.1.定定定定定研究对象定研究对象定研究对象定研究对象：几个物体连在一起需作隔离体，：几个物体连在一起需作隔离体，：几个物体连在一起需作隔离体，：几个物体连在一起需作隔离体，：几个物体连在一起需作隔离体，：几个物体连在一起需作

2、隔离体，将内力视为外力；将内力视为外力；将内力视为外力；将内力视为外力；将内力视为外力；将内力视为外力；2.2.画画画画画画画画受力分析图受力分析图受力分析图受力分析图：分析时可按照重力、弹力、摩：分析时可按照重力、弹力、摩：分析时可按照重力、弹力、摩：分析时可按照重力、弹力、摩：分析时可按照重力、弹力、摩：分析时可按照重力、弹力、摩 擦力等的顺序画受力图；擦力等的顺序画受力图；擦力等的顺序画受力图；擦力等的顺序画受力图；擦力等的顺序画受力图；擦力等的顺序画受力图；3.3.列列列列列方程列方程列方程列方程：建立坐标系，应用牛顿定律，列出力：建立坐标系，应用牛顿定律，列出力：建立坐标系，应用牛顿

3、定律，列出力：建立坐标系，应用牛顿定律，列出力：建立坐标系，应用牛顿定律，列出力：建立坐标系，应用牛顿定律，列出力 学方程；学方程；学方程；学方程；学方程；学方程；4.4.解解解解求解结果。求解结果。求解结果。求解结果。运用牛顿定律解决问题的思路和方法运用牛顿定律解决问题的思路和方法运用牛顿定律解决问题的思路和方法运用牛顿定律解决问题的思路和方法作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.3 3/20 /20.一、已知力求运动一、已知力求运动一、已知力求运动一、已知力求运动二、已知运动求力二、已知

4、运动求力二、已知运动求力二、已知运动求力三、综合类三、综合类三、综合类三、综合类通过通过通过通过通过通过加速度加速度加速度加速度加速度加速度 a a a，将，将，将，将，将，将力力力力与与与与与与运动量运动量运动量运动量联系起联系起联系起联系起联系起联系起 来，来，来，来，来，来，起起起起起起“桥梁桥梁桥梁桥梁”作用。作用。作用。作用。作用。作用。三类问题：作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.4 4/20 /20.例例例例 质量为质量为质量为质量为质量为质量为mmm的物体以初速度的物体以初

5、速度的物体以初速度的物体以初速度的物体以初速度的物体以初速度v v v0 00竖直向上抛出，若空气竖直向上抛出，若空气竖直向上抛出，若空气竖直向上抛出，若空气竖直向上抛出，若空气竖直向上抛出，若空气阻力阻力阻力阻力阻力阻力f=-kvf=-kvf=-kv，v v v为物体为物体为物体为物体为物体为物体 t t t 时刻速率。求上升最大高度及时刻速率。求上升最大高度及时刻速率。求上升最大高度及时刻速率。求上升最大高度及时刻速率。求上升最大高度及时刻速率。求上升最大高度及所需时间。所需时间。所需时间。所需时间。所需时间。所需时间。解解解解建立坐标系如图建立坐标系如图建立坐标系如图建立坐标系如图建立坐

6、标系如图建立坐标系如图作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.5 5/20 /20.至最高点处至最高点处至最高点处至最高点处至最高点处至最高点处:v=0v=0v=0,由由由由由由(1)(1)(1)式及式及式及式及式及式及 得得得得得得:可解出可解出可解出可解出可解出可解出:将将将将将将(2)(2)(2)式代入上式得上升高度为式代入上式得上升高度为式代入上式得上升高度为式代入上式得上升高度为式代入上式得上升高度为式代入上式得上升高度为:(解毕解毕解毕解毕)作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter

7、 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.6 6/20 /20.二、已知运动求力二、已知运动求力二、已知运动求力二、已知运动求力例例例例 已知质点质量为已知质点质量为已知质点质量为已知质点质量为已知质点质量为已知质点质量为m mm ，运动方程，运动方程，运动方程，运动方程，运动方程，运动方程为为为为为为 ，式中，式中，式中，式中，式中，式中A A A、B B B为常数，求质点所受合外力为常数，求质点所受合外力为常数，求质点所受合外力为常数，求质点所受合外力为常数，求质点所受合外力为常数，求质点所受合外力?解解解解大小大小大小大小：6m

8、Bt6mBt方向方向方向方向：+y+y+y方向方向方向方向方向方向(解毕解毕解毕解毕)作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.7 7/20 /20.例例例例 匀质绳：匀质绳：匀质绳：匀质绳：匀质绳：匀质绳：mmm、l l l，水平，桌面光滑，物体质量为水平，桌面光滑，物体质量为水平，桌面光滑，物体质量为水平，桌面光滑，物体质量为水平，桌面光滑，物体质量为水平，桌面光滑，物体质量为MMM ，水平作用力水平作用力水平作用力水平作用力水平作用力水平作用力F F F，设绳子长度不变，求设绳子长度不变，

9、求设绳子长度不变，求设绳子长度不变，求设绳子长度不变，求设绳子长度不变，求(1)(1)绳作用在物体上绳作用在物体上绳作用在物体上绳作用在物体上绳作用在物体上绳作用在物体上的力；的力；的力；的力；的力；的力；(2)(2)绳上任意点的张力。绳上任意点的张力。绳上任意点的张力。绳上任意点的张力。绳上任意点的张力。绳上任意点的张力。(1)(1)分别以分别以分别以分别以分别以分别以 M M M 与与与与与与 m m m 作为对象，可列出方程作为对象，可列出方程作为对象，可列出方程作为对象，可列出方程作为对象，可列出方程作为对象，可列出方程:解解解解当当当当当当 时，时，时，时，时，时，作者：杨茂田作者：

10、杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.8 8/20 /20.(2)(2)求绳上任意点的张力：求绳上任意点的张力：求绳上任意点的张力：求绳上任意点的张力：求绳上任意点的张力：求绳上任意点的张力：设线密度设线密度设线密度设线密度设线密度设线密度 ，以，以，以，以，以，以 dxdx 段绳为对象，则段绳为对象，则段绳为对象，则段绳为对象，则段绳为对象，则段绳为对象，则:即即即即轻绳内部张力处处相等。轻绳内部张力处处相等。轻绳内部张力处处相等。轻绳内部张力处处相等。轻绳内部张力处处相等。轻绳内部张力处处相等。(解毕解毕

11、解毕解毕)对于轻绳，对于轻绳，对于轻绳，对于轻绳，对于轻绳，对于轻绳，mMmMmM 则则则则则则 。作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.9 9/20 /20.三、综合问题三、综合问题三、综合问题三、综合问题已知部分力和部分运动，求力和运动问题。已知部分力和部分运动，求力和运动问题。已知部分力和部分运动，求力和运动问题。已知部分力和部分运动，求力和运动问题。已知部分力和部分运动，求力和运动问题。已知部分力和部分运动，求力和运动问题。例例例例 质量为质量为质量为质量为质量为质量为m mm的物体

12、在摩擦系数为的物体在摩擦系数为的物体在摩擦系数为的物体在摩擦系数为的物体在摩擦系数为的物体在摩擦系数为 的平面上作匀速直的平面上作匀速直的平面上作匀速直的平面上作匀速直的平面上作匀速直的平面上作匀速直线运动，问当力与水平面成线运动，问当力与水平面成线运动，问当力与水平面成线运动，问当力与水平面成线运动，问当力与水平面成线运动，问当力与水平面成 角多大时最省力？角多大时最省力？角多大时最省力？角多大时最省力？角多大时最省力？角多大时最省力？解解解解 受力分析，建立坐标系，受力分析，建立坐标系，受力分析，建立坐标系，受力分析，建立坐标系，受力分析，建立坐标系，受力分析，建立坐标系，物体受力分析如图。物体受力分析如图。物体受力分析如图。物体受力分析如图。物体受力分析如图。物体受力分析如图。作者：杨茂田作者：杨茂田 Chapter 2.Chapter 2.质点动力学质点动力学 2.3 2.3 牛顿定律的应用牛顿定律的应用 P P.1010/20 /20.联立得：联立得：联立得：联立得：联立得：联立得：即即即即分母有极大值，分母有极大值，分母有极大值，分母有极大值，分母有极大值，分母有极大值，F F F 有极小值。有极小值。有极小值。有极小值。有极小值。有极小值。当当当当当当 时最省力。时最省力。时最省力。时最省力。时最省力。时最省力。(解毕解毕解毕解毕)