用牛顿运动定律解决问题应用篇.ppt

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1、L/O/G/O用牛顿运动定律解决问题（一）用牛顿运动定律解决问题（一）西安交大附中西安交大附中受力受力受力受力分析分析分析分析合力合力加速度加速度运动运动运动运动学量学量学量学量 第一章第一章第一章第一章力的知识力的知识力的知识力的知识 牛顿牛顿牛顿牛顿第二定律第二定律第二定律第二定律 第二章第二章第二章第二章物体的运动物体的运动物体的运动物体的运动动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题 1 1已知受力求运动已知受力求运动已知受力求运动已知受力求运动:分析物体的受力分析物体的受力分析物体的受力分析物体的受力,应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求

2、加速度度度度,根据物体的运动特征根据物体的运动特征根据物体的运动特征根据物体的运动特征,应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。2 2已知运动求力已知运动求力已知运动求力已知运动求力:根据物体的运动情况，求出物体的加速度，根据物体的运动情况，求出物体的加速度，根据物体的运动情况，求出物体的加速度，根据物体的运动情况，求出物体的加速度，应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定

3、律，推断或求出物体的受力情况。无论哪类问题，联系力和运动的桥梁是加速度。题，联系力和运动的桥梁是加速度。题，联系力和运动的桥梁是加速度。题，联系力和运动的桥梁是加速度。专题一已知受力情况求运动专题一已知受力情况求运动根据物体的受力情况求加速度，再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度，再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度，再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度，再根据运动学公式求解有关运动的物理量关运动的物理量关运动的物理量关运动的物理量根据物体的受力情况求解运动情况的一般步骤根据物体的受力情况求解运动情况的一般步骤确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体

4、受确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体受力示意图力示意图力示意图力示意图根据力的合成与分解的方法求出合外力（大小和方向）共根据力的合成与分解的方法求出合外力（大小和方向）共根据力的合成与分解的方法求出合外力（大小和方向）共根据力的合成与分解的方法求出合外力（大小和方向）共线力合成建立符号规则，把矢量运算变成代数运算；非共线线力合成建立符号规则，把矢量运算变成代数运算；非共线线力合成建立符号规则，把矢量运算变成代数运算；非共线线力合成建立符号规则，把矢量运算变成代数运算；非共线力合成根

5、据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出所需的运动学量需的运动学量需的运动学量需的运动学量必要时对结果进行

6、讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论 两类动力学问题两类动力学问题 类型一：从受力求运动类型一：从受力求运动 拓展拓展2：一个静止在水平地面上的物体，质量：一个静止在水平地面上的物体，质量是是2 kg，在，在斜向上与水平方向成斜向上与水平方向成37角角，大小为，大小为6.4 N的拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是间的摩擦力是4.2 N。求物体在。求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内内的位移的位移。（。（cos 37=0.8）两类动力学问题两类动力学问题 类型一：从受力求运动类型一：从受力求运动 拓展拓

7、展2：一个静止在：一个静止在水平地面上的物体水平地面上的物体，质量，质量是是2 kg，在斜向上在斜向上与水平方向成与水平方向成37角角，大小为，大小为6.4 N的拉力的拉力作用下作用下沿水平地面向右运动沿水平地面向右运动。物体与地面。物体与地面间的摩擦力是间的摩擦力是4.2 N。求物体在。求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内内的位移的位移。（。（cos 37=0.8）两类动力学问题两类动力学问题 类型一：从受力求运动类型一：从受力求运动 拓展拓展2：一个静止在：一个静止在水平地面上的物体水平地面上的物体，质量，质量是是2 kg，在斜向上在斜向上与水平方向成与水平方向成37角角，大小为，大

8、小为6.4 N的拉力的拉力作用下作用下沿水平地面向右运动沿水平地面向右运动。物体与地面。物体与地面间的摩擦力是间的摩擦力是4.2 N。求物体在。求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内内的位移的位移。（。（cos 37=0.8）F2 FNGa37F1 两类动力学问题两类动力学问题 类型一：从受力求运动类型一：从受力求运动 一个静止在一个静止在水平地面上的物体水平地面上的物体，质量是，质量是2 kg，在斜向上在斜向上与水平方向成与水平方向成37角角，大小为，大小为6.4 N的拉力的拉力作用下作用下沿水平地面向右运动沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦。物体与地面间的摩擦力是力是4.2 N。求

9、物体在。求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。内的位移。（cos 37=0.8）F2 FNGa37F1xy解：物体受力如图，由牛顿第二定律得解：物体受力如图，由牛顿第二定律得解得加速度解得加速度 a=0.46m/s24s末的速度末的速度 v=at=1.84m/s4s内的位移内的位移 =3.68m 两类动力学问题两类动力学问题 类型一：从受力求运动类型一：从受力求运动F2 FNGa37F1xyF1cos370 F2=ma专题二已知运动情况求力专题二已知运动情况求力根据物体的运动，由运动学公式可以求出加速度，再根据牛顿根据物体的运动，由运动学公式可以求出加速度，再根据牛顿根据物体的运动

10、，由运动学公式可以求出加速度，再根据牛顿根据物体的运动，由运动学公式可以求出加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力，从而求出未知的力，或与力第二定律确定物体所受的合外力，从而求出未知的力，或与力第二定律确定物体所受的合外力，从而求出未知的力，或与力第二定律确定物体所受的合外力，从而求出未知的力，或与力相关的某些物理量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等相关的某些物理量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等相关的某些物理量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等相关的某些物理量，如动摩擦因数、劲度系数、力的方向等根据物体的运动情况求解物体的受力情况的一般步骤根据物体的运动情况求解物体的受力情况

11、的一般步骤确定研究对象，分析研究对象的运动过程，多过程的要画确定研究对象，分析研究对象的运动过程，多过程的要画确定研究对象，分析研究对象的运动过程，多过程的要画确定研究对象，分析研究对象的运动过程，多过程的要画出运动草图出运动草图出运动草图出运动草图由运动学公式列方程，求出加速度由运动学公式列方程，求出加速度由运动学公式列方程，求出加速度由运动学公式列方程，求出加速度对研究对象进行受力分析，画出受力图，根据牛顿第二定对研究对象进行受力分析，画出受力图，根据牛顿第二定对研究对象进行受力分析，画出受力图，根据牛顿第二定对研究对象进行受力分析，画出受力图，根据牛顿第二定律列方程求解律列方程求解律列方

12、程求解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必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论 两类动力学问题两类动力学问题 类型二：从运动求受力类型二：从运动求受力 一个滑雪的人，质量是一个滑雪的人，质量是75 kg，以，以v02 m/s的的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角30，在，在t5 s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程x60 m，求滑雪人受到，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）的阻力（包括摩擦和空气阻力）。两类动力学问题两类动力学问题 类型二：从运动求受力类型二：从运动求受力一个一个滑雪的人滑雪的人，质量是，质量是75 kg，以，以v0

13、2 m/s的初速的初速度度沿山坡匀加速滑下沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角，山坡的倾角30，在，在t5 s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程x60 m，求滑雪人受到的阻，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）力（包括摩擦和空气阻力）。两类动力学问题两类动力学问题 类型二：从运动求受力类型二：从运动求受力 例题例题2：一个滑雪的人，质量是一个滑雪的人，质量是75 kg，以以v02 m/s的初速度的初速度沿山坡沿山坡匀加速滑下匀加速滑下，山坡的倾角，山坡的倾角30，在在t5 s的时间内的时间内滑下的滑下的路程路程x60 m，求滑，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）雪人受到的阻力（包括摩擦和空

14、气阻力）。例题例题2：一个滑雪的人，质量是一个滑雪的人，质量是75 kg，以以v02 m/s的初速度的初速度沿山坡沿山坡匀加速滑下匀加速滑下，山坡的倾角，山坡的倾角30，在在t5 s的时间内的时间内滑下的滑下的路程路程x60 m，求滑，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。两类动力学问题两类动力学问题 类型二：从运动求受力类型二：从运动求受力 两类动力学问题两类动力学问题 类型二：从运动求受力类型二：从运动求受力解：人受力如图，由牛顿第二定律得解：人受力如图，由牛顿第二定律得mgsin F阻阻=ma由运动学公式得由运动学公式得解得，人受的阻力解得，人受的

15、阻力 F阻阻=67.5N 求解两类动力学问题的思路和方法是什么？求解两类动力学问题的思路和方法是什么？首先选取研究对象，分析物理情景，确定问题类型首先选取研究对象，分析物理情景，确定问题类型类型一类型一 从受力求运动从受力求运动类型二类型二 从运动求受力从运动求受力受力分析，画出受力图受力分析，画出受力图运动分析，由运动学公式求运动分析，由运动学公式求加速度加速度a由牛顿第二定律由牛顿第二定律 F=ma求求加速度加速度a由牛顿第二定律由牛顿第二定律 F=ma求合求合力力F由运动学公式求运动情况由运动学公式求运动情况受力分析，画出受力图，求受力分析，画出受力图，求出待求的力出待求的力探究与讨论探

16、究与讨论牛顿第二定律是牛顿第二定律是“桥梁桥梁”，受力分析和运，受力分析和运动分析是基础，正交分解是常用方法。动分析是基础，正交分解是常用方法。练习练习1 1 已知受力求运动已知受力求运动例例例例1.1.将质量为将质量为将质量为将质量为mm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 V0 0从地面竖直向上从地面竖直向上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出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出，设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均为为为为f f，求上升的最大高度和落回地面的速度。，求上升的

17、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。，求上升的最大高度和落回地面的速度。例例例例4.4.质量为质量为质量为质量为10kg10kg的物体在的物体在的物体在的物体在20N20N水平力作用下，从静止水平力作用下，从静止水平力作用下，从静止水平力作用下，从静止开始在光滑水平面上运动，运动开始在光滑水平面上运动，运动开始在光滑水平面上运动，运动开始在光滑水平面上运动，运动5s5s后撤去水平力。求后撤去水平力。求后撤去水平力。求后撤去水平力。求物体从开始运动到物体从开始运动到物体从开始运动到物体从开始运动到10s10s末经过的位移和末经过的位移和末经过的位移和末经过的位移和10s

18、10s末的速度。末的速度。末的速度。末的速度。练习练习2 2 已知运动求受力已知运动求受力例例例例1.1.物体由物体由物体由物体由16m16m高处从静止开始下落，落至地面共高处从静止开始下落，落至地面共高处从静止开始下落，落至地面共高处从静止开始下落，落至地面共用时间用时间用时间用时间2s2s，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重，若空气阻力大小恒定，则空气阻力是重力的多少倍？（力的多少倍？（力的多少倍？（力的多少倍？（g g取取取取10m/s10m/s2 2）例例例例2.2.蹦床是运动员在一张蹦紧的弹性网上蹦跳、翻滚并作各

19、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。一个质量为作的运动项目。一个质量为作的运动项目。一个质量为60kg60kg的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面3.2m3.2m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5.0m5.0m高高高

20、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1.2s1.2s，若把在这段时间内网对，若把在这段时间内网对，若把在这段时间内网对，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。（运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g g取取取取10m/s10m/s2 2 ）例例例例5.5.如图甲所示如图甲所示如图甲所示如图甲所示,一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成30300 0的

21、斜向下的的斜向下的的斜向下的的斜向下的推力推力推力推力F F推一个重推一个重推一个重推一个重G=200NG=200N的箱子匀速前进，箱子与地面之的箱子匀速前进，箱子与地面之的箱子匀速前进，箱子与地面之的箱子匀速前进，箱子与地面之间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为=0.4=0.4（g g取取取取10m/s10m/s2 2）,求：求：求：求：.推力推力推力推力F F的大小。的大小。的大小。的大小。.若人不改变推力的大小，只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小，只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小，只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小，只把力的方向

22、变为水平去推这个静止的箱子，如图乙所示，推力作用时间这个静止的箱子，如图乙所示，推力作用时间这个静止的箱子，如图乙所示，推力作用时间这个静止的箱子，如图乙所示，推力作用时间t=3.0st=3.0s后后后后撤去，箱子最远运动多长距离？撤去，箱子最远运动多长距离？撤去，箱子最远运动多长距离？撤去，箱子最远运动多长距离？例例例例7.7.一物体放在倾角为一物体放在倾角为一物体放在倾角为一物体放在倾角为 的斜面上，向下的斜面上，向下的斜面上，向下的斜面上，向下轻轻一推，它刚好能匀速下滑，如图所示，轻轻一推，它刚好能匀速下滑，如图所示，轻轻一推，它刚好能匀速下滑，如图所示，轻轻一推，它刚好能匀速下滑，如图

23、所示，若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度若给此物体一个沿斜面向上的初速度V V0 0，则它能上滑的最大位移是多大？则它能上滑的最大位移是多大？则它能上滑的最大位移是多大？则它能上滑的最大位移是多大？例例例例8 8如图所示，如图所示，如图所示，如图所示，OO、A A、B B、C C、D D在同一竖直圆周在同一竖直圆周在同一竖直圆周在同一竖直圆周上，上，上，上，OAOA、OBOB、OCOC、ODOD为四条光滑的弦，一小物为四条光滑的弦，一小物为四条光滑的弦，一小物为四条光滑的弦，一小物体由静止在体由静止在体由静止在体由静止在OO点开始沿

24、各弦下滑到点开始沿各弦下滑到点开始沿各弦下滑到点开始沿各弦下滑到A A、B B、C C、D D所所所所用的时间分别为用的时间分别为用的时间分别为用的时间分别为t tA A、t tB B、t tC C、t tD D则则则则A.A.t tD Dt tC Ct tB Bt tA AB.B.t tA At tB Bt tC Ct tD DC.C.t tA A=t tB B=t tC C=t tD DD.D.无法判断时间关系无法判断时间关系无法判断时间关系无法判断时间关系O OC CD DB BA AO O.例例例例5.5.一倾角为一倾角为一倾角为一倾角为30300 0的斜面上放一木块，木块上固定一支的

25、斜面上放一木块，木块上固定一支的斜面上放一木块，木块上固定一支的斜面上放一木块，木块上固定一支架，支架末端用丝线悬挂一小球，木块在斜面上下滑时，架，支架末端用丝线悬挂一小球，木块在斜面上下滑时，架，支架末端用丝线悬挂一小球，木块在斜面上下滑时，架，支架末端用丝线悬挂一小球，木块在斜面上下滑时，小球相对于斜面静止共同运动。当细线小球相对于斜面静止共同运动。当细线小球相对于斜面静止共同运动。当细线小球相对于斜面静止共同运动。当细线沿竖直方向沿竖直方向沿竖直方向沿竖直方向 与斜面方向垂直与斜面方向垂直与斜面方向垂直与斜面方向垂直 沿水平方向沿水平方向沿水平方向沿水平方向时滑块下滑的加速度时滑块下滑的

26、加速度时滑块下滑的加速度时滑块下滑的加速度和丝线对小球的拉力。和丝线对小球的拉力。和丝线对小球的拉力。和丝线对小球的拉力。例例例例7.7.如图所示，质量为如图所示，质量为如图所示，质量为如图所示，质量为mm的光滑小球的光滑小球的光滑小球的光滑小球A A放在盒子放在盒子放在盒子放在盒子B B内，内，内，内，然后将容器放在倾角为然后将容器放在倾角为然后将容器放在倾角为然后将容器放在倾角为 的斜面上，在以下几种情的斜面上，在以下几种情的斜面上，在以下几种情的斜面上，在以下几种情况下，小球对容器况下，小球对容器况下，小球对容器况下，小球对容器B B的侧壁的压力最大的是的侧壁的压力最大的是的侧壁的压力最

27、大的是的侧壁的压力最大的是 A A小球小球小球小球A A与容器与容器与容器与容器B B一起静止在斜面上；一起静止在斜面上；一起静止在斜面上；一起静止在斜面上；B B小球小球小球小球A A与容器与容器与容器与容器B B一起匀速下滑；一起匀速下滑；一起匀速下滑；一起匀速下滑；C C小球小球小球小球A A与容器与容器与容器与容器B B一起以加速度一起以加速度一起以加速度一起以加速度a a加速上滑；加速上滑；加速上滑；加速上滑；D D小球小球小球小球A A与容器与容器与容器与容器B B一起以加速度一起以加速度一起以加速度一起以加速度a a减速下滑减速下滑减速下滑减速下滑.AB 请同学们回顾一下，这节课我们所学的主请同学们回顾一下，这节课我们所学的主要内容。用几句话来概括一下。要内容。用几句话来概括一下。课堂小结课堂小结 1、学习了用牛顿运动定律求解的两、学习了用牛顿运动定律求解的两类力学问题。一类是从受力求运动，一类类力学问题。一类是从受力求运动，一类是从运动求受力。是从运动求受力。2、学习了解决这两类问题的思路和方、学习了解决这两类问题的思路和方法：受力分析和运动分析是关键，牛顿运法：受力分析和运动分析是关键，牛顿运动定律是桥梁。动定律是桥梁。3、正交分解法是常用的数学方法。、正交分解法是常用的数学方法。下课下课