3牛顿第二定律的应用(1).ppt

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1、第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律3、3 牛顿第二定律应用（牛顿第二定律应用（1）动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题结合图象分析问题结合图象分析问题一、动力学的两类基本问题一、动力学的两类基本问题力力加速度加速度运动运动1、已知受力求运动、已知受力求运动：分析物体的受力，应用牛顿第：分析物体的受力，应用牛顿第二定律求二定律求加速度加速度，根据物体的运动特征，应用运动学，根据物体的运动特征，应用运动学公式求物体的运动情况。公式求物体的运动情况。2、已知运动求力、已知运动求力：根据物体的运动情况，求出物体：根据物体的运动情况，求出物体的的加速度加速度，应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受

2、，应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。力情况。关键：关键：受力分析受力分析和和运动分析运动分析1、已知受力情况求运动已知受力情况求运动一般步骤：一般步骤：确定研究对象，进行确定研究对象，进行受力分析受力分析，画出受力示意图，画出受力示意图根据牛顿第二定律列方程，根据牛顿第二定律列方程，求加速度求加速度 结合题中运动的初始条件，选择运动学公式，结合题中运动的初始条件，选择运动学公式，求求所需的运动学量所需的运动学量 必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论例例1、将质量为、将质量为m的物体以初速度的物体以初速度v0从地面竖直向上从地面竖直向上抛出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛

3、出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均为为f，求上升的最大高度和落回地面的速度。，求上升的最大高度和落回地面的速度。mgfa1上上升升段段v下下降降段段mgfa2v例例2、原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的，、原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的，具有一定质量的物体具有一定质量的物体A静止在地板上，如图静止在地板上，如图所示，现在所示，现在A突然被弹簧拉向右方，由此可突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是（判断，此时升降机的运动可能是（）A.加速上升加速上升 B.减速上升减速上升 C.加速下降加速下降 D.减速下降减速下降BC解答：当升降机匀速上升

4、时，物体处于平衡状态解答：当升降机匀速上升时，物体处于平衡状态mgNFf物体突然被弹簧拉向右方，说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方，说明最大静摩擦力减小因此支持力因此支持力N N减小减小a说明物体（升降机）具有向下的加速度，所以升降说明物体（升降机）具有向下的加速度，所以升降机可能向下加速或向上减速，机可能向下加速或向上减速，静摩擦力与物体间的正压力无关，都是最大静摩擦力与物静摩擦力与物体间的正压力无关，都是最大静摩擦力与物体间的正压力成正比体间的正压力成正比物体的运动性质由加速度和初速度物体的运动性质由加速度和初速度两个条件共同决定，注意全面分析问题两个条件共同决定，注意全面分析问题

5、2 2、已知运动情况求力、已知运动情况求力一般步骤：一般步骤：确定研究对象，确定研究对象，分析运动过程分析运动过程，多过程的画运动，多过程的画运动草图草图由运动学公式列方程，由运动学公式列方程，求加速度求加速度对研究对象进行对研究对象进行受力分析受力分析，画出受力图，根据牛，画出受力图，根据牛顿第二定律列方程求解顿第二定律列方程求解必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论例例1、物体由、物体由16m高处从静止开始下落，落至地面共用时间高处从静止开始下落，落至地面共用时间2s，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重力的多少倍？，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重力的多少倍？（g取取10m/s2）mg

6、fa解：物体做初速度为零的匀加速运动解：物体做初速度为零的匀加速运动根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律例例2、蹦床是运动员在一张蹦紧的弹性网上蹦跳、翻滚并作各种空、蹦床是运动员在一张蹦紧的弹性网上蹦跳、翻滚并作各种空中动中动 作的运动项目。一个质量为作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面3.2m高处自由落下，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面高处自由落下，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高高处。已知运动员与网接触的时间为处。已知运动员与网接触的时间为1.2s，若把在这段时间内网对运，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。（动员的

7、作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g取取10m/s2）解：运动员与弹性网接触前的速度大小解：运动员与弹性网接触前的速度大小运动员与弹性网接触后的速度大小运动员与弹性网接触后的速度大小规定竖直向上为正方向，运动员的加速度规定竖直向上为正方向，运动员的加速度Famg根据根据求出弹性网对运动员的作用力求出弹性网对运动员的作用力牛顿第二定律和匀变速直线运动的运动学公式都是矢量方程物体在共牛顿第二定律和匀变速直线运动的运动学公式都是矢量方程物体在共线力作用下做直线运动时，建立符号规则，化矢量运算为代数运算线力作用下做直线运动时，建立符号规则，化矢量运算为代数运算例例3、如图，倾斜索道与水平方向夹角、如

8、图，倾斜索道与水平方向夹角，已知已知tan=3/4，当载当载人车厢匀加速向上运动时，人对厢底的压力为体重的人车厢匀加速向上运动时，人对厢底的压力为体重的1.25倍，倍，这时人与车厢相对静止，则车厢对人的摩擦力是体重的（这时人与车厢相对静止，则车厢对人的摩擦力是体重的（）A.1/3倍倍 B.4/3倍倍 C.5/4倍倍 D.1/4倍倍解：将加速度分解如图示解：将加速度分解如图示对人进行受力分析对人进行受力分析Aa aaaxaymgNf根据题意根据题意A AB B例例4、如图所示，质量为、如图所示，质量为m的光滑小球的光滑小球A放在盒子放在盒子B内，然后将容内，然后将容器放在倾角为器放在倾角为的斜面

9、上，在以下几种情况下，小球对容器的斜面上，在以下几种情况下，小球对容器B的的侧壁的压力最大的是侧壁的压力最大的是()A小球小球A与容器与容器B一起静止在斜面上；一起静止在斜面上；B小球小球A与容器与容器B一起匀速下滑；一起匀速下滑；C小球小球A与容器与容器B一起以加速度一起以加速度a加速上滑；加速上滑；D小球小球A与容器与容器B一起以加速度一起以加速度a减速下滑减速下滑.CDABFNmgN1解解:(A)(B)A)(B)小球与容器一起处于平衡状态小球与容器一起处于平衡状态(C)(D)C)(D)小球与容器的加速度大小均为小球与容器的加速度大小均为a，方，方向均沿斜面向上向均沿斜面向上a例例5、在如

10、图所示的升降机中，物体、在如图所示的升降机中，物体m静止于固定的斜面上，静止于固定的斜面上，当升降机加速上升时，与原来相比当升降机加速上升时，与原来相比()A.物体受到斜面的支持力增加物体受到斜面的支持力增加 B.物体受到的合力增加物体受到的合力增加 C.物体受到的重力增加物体受到的重力增加 D.物体受到的摩擦力增加物体受到的摩擦力增加aABDf famgmgN N作图法是解决动态分析作图法是解决动态分析问题的有效方法问题的有效方法例例1.如图是电梯上升的如图是电梯上升的v-t图线，若图线，若电梯质量为电梯质量为100kg，则承受电梯的钢，则承受电梯的钢绳所受的拉力在绳所受的拉力在02s、26

11、s、69s之间分别为多大？之间分别为多大？t/sv（m/s）2 24 46 6o o2 24 46 68 81010解：解：在在0 02s2s内，电梯匀加速上升，其加速度内，电梯匀加速上升，其加速度根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力在在2 26s6s内，电梯匀速上升，钢绳拉力内，电梯匀速上升，钢绳拉力在在6 69s9s内，电梯匀减速上升，其加速度内，电梯匀减速上升，其加速度根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律解出钢绳所受的拉力解出钢绳所受的拉力二二.结合图象分析问题结合图象分析问题例例2、一物体沿斜面向上以、一物体沿斜面向上以12m/s的的初速度开始滑动，它初速度

12、开始滑动，它 沿斜面运动的沿斜面运动的v-t图像如图所示，则斜面的倾角以图像如图所示，则斜面的倾角以及斜面与物体间的动摩擦因数分别及斜面与物体间的动摩擦因数分别为多少？为多少？(g=10m/s2)2 24 4t/s sv(m/s)o o1 13 312125 5解：物块沿斜面向上做匀减速运动解：物块沿斜面向上做匀减速运动物块沿斜面向下做匀加速运动物块沿斜面向下做匀加速运动联立联立两式解出两式解出FaA AB Bo o例例3、如图所示，、如图所示，A、B两条直线是在两条直线是在A、B两两地分别用竖直向上的力地分别用竖直向上的力F拉质量分别为拉质量分别为mA和和mB的两个物体得出的加速度的两个物体

13、得出的加速度a与力与力F之间的关之间的关系图线，分析图线可知（系图线，分析图线可知（）比较两地的重力加速度，有比较两地的重力加速度，有gAgB 比较两物体的质量，有比较两物体的质量，有mAmB A.B.C.D.B根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律例例4.物体物体A、B都静止在同一水平面上，它们都静止在同一水平面上，它们的质量分别为的质量分别为mA、mB，与水平面间的动摩擦，与水平面间的动摩擦因数分别为因数分别为A、B，用平行于水平面的拉力，用平行于水平面的拉力F拉物体拉物体A、B，所得加速度，所得加速度a与拉力与拉力F的关系的关系图线分别如图中的图线分别如图中的A、B，则可知（，则可知（）A、A=B，mAmB B、AmB C、可能、可能mA=mB D、AB，mAmBFaABoA根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律