牛顿运动定律.pptx

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1、运动学静力学动力学F合=ma(a)(F)第1页/共40页一一.动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题受力情况受力情况合力合力F F合合a a运动情况运动情况F F合合=mama运动学公式运动学公式知识内容 分析解决这两类问题的关键，应抓住受力情况和运动分析解决这两类问题的关键，应抓住受力情况和运动情况之间的联系桥梁情况之间的联系桥梁加速度。第2页/共40页确定研究对象确定研究对象分析物体的运动情况分析物体的运动情况应用牛顿第二定律和运动学公式列方程，统一单位代应用牛顿第二定律和运动学公式列方程，统一单位代入数据求解入数据求解解题步骤：知识内容对研究对象进行受力分析对研究对象进行受力分析 明确

2、运动性质，及初、末状态的参量。（包括速度、加明确运动性质，及初、末状态的参量。（包括速度、加速度）速度）画出受力示意图，不多力也不少力画出受力示意图，不多力也不少力第3页/共40页说明：若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则解题；般用平行四边形定则解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。可以分解力，也可以分解加速度）。当研究对象

3、在研究过程的不同阶段当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化受力情况有变化时，时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。第4页/共40页课堂例题1第5页/共40页FGfNGfNa1a2第6页/共40页 如图所示，传送带与水平面夹角=370，并以v0=10ms运行，在传送带一端A处轻轻放上一小物块（初速为零），物块与皮带间动摩擦因数=05，AB=16m，求物块从A到B的时间解解:小物块放上皮带到速度达到小物块放上皮带到速度达到V V0 0阶段：阶段：mgsinmgsinmgcosmgcosmama1 1t t1 1=V=V0 0/a/a1

4、 1=10/10=1s=10/10=1s，s s1 1=V V0 0t t1 1=101=5m101=5m小物块速度达到小物块速度达到V V0 0后，因为后，因为=05kxmgkx1 1，得，得mg-kxmg-kx1 1=mama，物体做，物体做a a减小的变加速直线运动。减小的变加速直线运动。在在C C位置位置mg=kxmg=kxc c,a=0,a=0，物体速度达最大。，物体速度达最大。由由CBCB的过程中，由于的过程中，由于mgkxmgkx2 2,kx,kx2 2-mg=ma-mg=ma，物体做物体做a a增加的减速直线运动。增加的减速直线运动。同理，当物体从同理，当物体从BABA的过程时

5、，可以分析的过程时，可以分析BCBC做加速做加速度度越来越小的变加速直线运动；从度度越来越小的变加速直线运动；从CACA做加速度越来做加速度越来越大的减速直线运动。越大的减速直线运动。正确答案：正确答案：C C第12页/共40页 在一个箱子中用两条轻而不易伸缩的弹性绳ac和bc系住一个小球m，分别求出下列三种情况下的Tac和Tbc？（1）箱子水平向右匀速运动；（2）箱子以加速度a水平向左运动；（3）箱子以加速度a竖直向上运动。（三次运动过程中，小球与箱子的相对位置保持不变）练一练第13页/共40页1、超重现象:有向上的加速度有向上的加速度a a （加速向升或减速下降）（加速向升或减速下降）2、

6、失重现象:有向下的加速度有向下的加速度a a （减速上升或加速下降）（减速上升或加速下降）a aa a运动学特征运动学特征运动学特征运动学特征动力学特征动力学特征动力学特征动力学特征重力重力 G G 不变！不变！视重视重 FF可变！可变！二、超、失重问题：第14页/共40页注意：超、失重现象与物体运动方向无关，只取决于超、失重现象与物体运动方向无关，只取决于物体加速度的方向物体加速度的方向常见的超重与失重现象：过桥、飞船上升、下降常见的超重与失重现象：过桥、飞船上升、下降 ，在轨道上运行（完全失重）等问题在轨道上运行（完全失重）等问题第15页/共40页课堂例题1aammMM 请用超失重的观点判

7、断下列两种情况下地面对M的支持力与（M+m）g的大小关系？N_(M+m)gN_(M+m)g第16页/共40页练一练第17页/共40页三.连接体问题1.区分内力和外力2.整体法与隔离法相结合3.充分利用整体和个体加速度相同建立方程第18页/共40页典例1如图所示，质量M=400克的劈形木块B上叠放一木块A，A的质量m=200克。A、B一起放在斜面上，斜面倾角=37。B的上表面呈水平，B与斜面之间及B与A之间的摩擦因数均为=0.2。当B受到一个F=5.76牛的沿斜面向上的作用力F时，A相对B静止，并一起沿斜面向上运动。求：（1）B的加速度大小（2）A受到的摩擦力（3）A对B的压力第19页/共40页

8、第20页/共40页第21页/共40页第22页/共40页 如右图所示,动力小车上有一竖杆，杆端用细绳拴一质量为m的小球.当小车沿倾角为30的斜面匀加速向上运动时，绳与杆的夹角为60，求小车的加速度和绳中拉力大小.练一练第23页/共40页【解析】分析小球的受力后，画出受力图如右图所示.其中，因加速度是沿斜面方向，故小球所受合外力也是沿斜面方向,小球的受力及力的合成如图所示，由几何关系可得：1=2=30，所以F=mg，由F=ma得a=g.从图中可得绳中拉力为FT=2mgcos 30=mg.【点评】本题利用了加速度与合外力的同向性，由加速度的方向确定了合外力的方向，进而求出了合外力的大小.重点探究 第

9、24页/共40页四。瞬时加速度问题 1.1.了解环境变化前各物体受力情况了解环境变化前各物体受力情况（平衡方程或动力学方程）（平衡方程或动力学方程）2.2.环境变化瞬间各力变化情况环境变化瞬间各力变化情况 3.3.结合动力学方程判断结合动力学方程判断a a第25页/共40页注意：“绳”和“线”的理想化模型的特性：（）轻（）软（）不可伸长，张力可突变弹簧和橡皮绳理想化模型的特性：（）轻（）弹簧能承受拉力，也能受压力橡皮绳只能承受拉力（）受力形变明显，弹力不能突变，但弹簧或橡皮绳被剪断时，弹力立即消失第26页/共40页例题1.如右图所示，质量相等的两个物体之间用一轻弹簧相连，再用一细线悬挂在天花板

10、上静止，求：（）当剪断细线的瞬间两物体的加速度各是多大？（）当剪断弹簧上端时两物体的加速度各是多大？（）将细线和弹簧位置调换情况又如何？mm重点探究 第27页/共40页五.临界问题 1.1.抓住临界条件抓住临界条件 2.2.整体法与隔离法相结合整体法与隔离法相结合第28页/共40页课堂例题AB F 例例1.1.如图所示，如图所示，mA=1kgmA=1kg，mB=2kgmB=2kg，A A、B B间间静摩擦力的最大值是静摩擦力的最大值是5N5N，水平面光滑。用水平力，水平面光滑。用水平力F F拉拉B B，当，当拉力大小分别是拉力大小分别是F=10NF=10N和和F=20NF=20N时，时，A A

11、、B B的加速度各多大？的加速度各多大？解：先确定临界值，即刚好使解：先确定临界值，即刚好使A A、B B发生相对滑动的发生相对滑动的F F值。值。当当A A、B B间的静摩擦力达到间的静摩擦力达到5N5N时，既可以认为它们仍然保持时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，了相对滑动，A A在滑动摩擦力作用下加速运动。在滑动摩擦力作用下加速运动。以以A A为对象得到为对象得到a a=5m/s=5m/s2 2；再以；再以A A、B B系统为对象得到系统为对象得到 F F=（m mA A+m mB B）

12、a a=15N=15N 当当F F=10N15N=10N15N=20N15N时，时，A A、B B间一定发生了相对滑动，用质点组牛顿第间一定发生了相对滑动，用质点组牛顿第二定律列方程：二定律列方程：，而，而a a A A=5m/s=5m/s2 2，于是可以得到，于是可以得到a B=7.5m/s2 第29页/共40页课堂例题 例例2.2.如图所示如图所示,m=4kg,m=4kg的小球挂在小车的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成后壁上，细线与竖直方向成3737角。求：角。求：小车以小车以a=ga=g向向右加速；右加速；小车以小车以a=ga=g向右减速时，细线对小球的拉力向右减速时，细线对小球的拉

13、力F F1 1和后壁对小球的压力和后壁对小球的压力F F2 2各多大？各多大？解：F F2 2可在水平方向上用牛顿第二定律列方程：可在水平方向上用牛顿第二定律列方程：F F2 2-0.75-0.75G G=mama计算得计算得F F2 2=70N=70N。可以看出。可以看出F F2 2将随将随a a的增大而增大的增大而增大。（这种情。（这种情况下用平行四边形定则比用正交分解法简单。）况下用平行四边形定则比用正交分解法简单。）F F1 1GGavF2向右加速时小球对后壁必然有压向右加速时小球对后壁必然有压力，球在三个共点力作用下向右加力，球在三个共点力作用下向右加速。合外力向右，速。合外力向右，

14、F F2 2向右，向右，因此因此G G和和F F1 1的合力一定水平向左的合力一定水平向左，所以，所以 F F1 1的大小可以用平行的大小可以用平行四边形定则求出：四边形定则求出：F F1 1=G/COS37=G/COS370 0=50N=50N，可见，可见向右加速时向右加速时F F1 1的的大小与大小与a a无关无关；第30页/共40页课堂例题F1Gva必须注意到：必须注意到：向右减速时，向右减速时，当当a=ga=g时小球必将离开后壁。不难看出，这时时小球必将离开后壁。不难看出，这时mg=56N，F2=0 F F2 2有可能减为零有可能减为零，这时，这时小球将离开后小球将离开后壁而壁而“飞飞

15、”起来起来。这时细线跟竖直方。这时细线跟竖直方向的夹角会改变，因此向的夹角会改变，因此F F1 1的方向会改的方向会改变变。所以必须先求出这个临界值。所以必须先求出这个临界值。当时当时G G和和F F1 1的合力刚好等于的合力刚好等于mama，所以，所以a a的临界值为的临界值为F1=第31页/共40页典题再现典题再现.倾角为的斜面体上，用长为的细绳吊着一个质量为m m的小球，不计任何摩擦试求斜面体以加速度a a向右做匀加速度直线运动时，绳中的张力分析：不难看出，当斜面体静止不动时，小球的受力情况，如图(1)所示当斜面体向右做匀加速直线运动的加速度大于某一临界值时，小球将离开斜面为此，需首先求

16、出加速度的这一临界值第32页/共40页临界情况第33页/共40页当aa0时，受力分析如图第35页/共40页六图像问题正确理解X-t图像、v-t图像和F-t图像物理意义X/mt/svF/N444444t/st/s第36页/共40页例1将一物块以10m/s的初速度沿粗糙斜面向上推出，取向上方向为正，物体的速度图像如右图所示.求斜面的倾角及物体与斜面间的动摩擦因数.第37页/共40页所以gsin+gcos=8，gsin-gcos=2;解得：=30，=【点评】运用牛顿第二定律能解决两类问题：已知受力情况求解运动情况；已知运动情况求受力情况.它们通过加速度与合外力建立起联系.其中，通过运动图像能得出物体的加速度或合外力，为解决这类问题提供切入口.第38页/共40页课堂小结 1.1.动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题 2.2.超失重问题超失重问题 3.3.瞬时加速度问题瞬时加速度问题 4.4.连接体问题连接体问题 5.5.临界问题临界问题 6.6.图像问题图像问题 第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页