大学物理课件第2章第二讲.ppt

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1、河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室6）作讨论作讨论解题的基本思路解题的基本思路2-3 牛顿定律应用举例牛顿定律应用举例1）看物体，看物体，2）画受力，画受力，3）建坐标建坐标4）列方程列方程5）解方程解方程河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室 （1 1）如图所示滑轮和绳子的质量均不计，如图所示滑轮和绳子的质量均不计，滑轮与绳间的摩擦力以及滑轮与轴间的摩擦滑轮与绳间的摩擦力以及滑轮与轴间的摩擦力均不计力均不计.且且 .求重物释放后，物求重物释放后，物体的加速度和绳的张力体的加速度和绳的张力.解解 以地面为参考系以地面为参考系画受力图、

2、选取坐标如图画受力图、选取坐标如图例例1 1 阿特伍德机阿特伍德机河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室 （2 2）求物体的运动方程求物体的运动方程.解解 绳不可伸长绳不可伸长,则两物体的加速度则两物体的加速度的值保持相等的值保持相等,对对m1 1河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室 （3 3）若将此装置置于电梯顶部，当电若将此装置置于电梯顶部，当电梯以加速度梯以加速度 相对地面向上运动时，求相对地面向上运动时，求两物体相对电梯的加速度和绳的张力两物体相对电梯的加速度和绳的张力.解解 以地面为参考系以地面为参考系 设两物体相对于地面的加

3、速度分别设两物体相对于地面的加速度分别为为 ，且相对电梯的加速度为，且相对电梯的加速度为河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室解解 汽车的加速度汽车的加速度思考思考:在在 6.90s 的时间里的时间里,汽车行进了多长的路程汽车行进了多长的路程?例例2 设有一质量为设有一质量为m=2500kg 的汽车的汽车,在平直的高在平直的高速公路上以每小时速公路上以每小时 120km 的速度行驶的速度行驶.若欲使汽车平稳若欲使汽车平稳地停下来地停下来,驾驶员启动刹车装置驾驶员启动刹车装置,刹车阻力是随时间线刹车阻力是随时间线性增加的性增加的,即即 ,其中其中 b=3500Ns.试

4、问此车试问此车经过多长时间停下来经过多长时间停下来.河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室 例例3 雨滴的收尾速度雨滴的收尾速度.设半径为设半径为r质量为质量为m的雨滴的雨滴,从距地面高空某处以速度从距地面高空某处以速度 140m/s落下（相当于声速的落下（相当于声速的1/3）.如果这样的雨滴如果这样的雨滴密集的打在人的身上密集的打在人的身上,将会对人造成很大的将会对人造成很大的伤害伤害.幸好幸好,由于大气对雨滴的阻力作用由于大气对雨滴的阻力作用,使使雨滴的落地速度大为减小雨滴的落地速度大为减小,并使雨滴匀速地并使雨滴匀速地落向地面落向地面,这个速度也叫做这个速度也

5、叫做收尾收尾速度速度.空气空气对雨滴的阻力对雨滴的阻力 Ff 与很多因素有关与很多因素有关,作为一般作为一般计算计算,常用从实验得到的经验公式即常用从实验得到的经验公式即 F Ff f=0.87=0.87r2 2v2,式式 r 和和 v 中分别是雨滴的半径中分别是雨滴的半径和速度和速度.试求雨滴的半径分别为试求雨滴的半径分别为 0.5mm、1.0mm 和和 1.5mm 时的收尾速度是多少时的收尾速度是多少?浮浮力力河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室解解:雨滴的密度为雨滴的密度为1 1,空气的密度为空气的密度为2 2.雨滴匀速时雨滴匀速时浮浮力力已知已知：,.河南

6、城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室 例例4 高台跳水游泳池的深度高台跳水游泳池的深度.为保证跳水运动员从为保证跳水运动员从10m 高台跳入游泳池中的安全高台跳入游泳池中的安全,规范要求水深必须在规范要求水深必须在4.50 5.50m 之间之间.为什么要做这样的规定呢为什么要做这样的规定呢?解：解：1）运动员自由落体入水，速度）运动员自由落体入水，速度 2）设所受阻力：设所受阻力：水中安全速度水中安全速度 ；人体质量；人体质量 .河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室入水后入水后令令:y已知已知：由由得得河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤

7、玲媒体美客工作室媒体美客工作室 例例5 如图所示（圆锥摆），长为如图所示（圆锥摆），长为 的细绳一端固的细绳一端固定在天花板上，另一端悬挂质量为定在天花板上，另一端悬挂质量为 的小球，小球经的小球，小球经推动后，在水平面内绕通过圆心推动后，在水平面内绕通过圆心 O O 的铅直轴作角速度的铅直轴作角速度为为 的匀速率圆周运动的匀速率圆周运动.问绳和铅直方向所成的角问绳和铅直方向所成的角度度 为多少？空气阻力不计为多少？空气阻力不计.解解:河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室越大，越大，也越大也越大利用此原理，可制成蒸汽机的调速器（如图所示）利用此原理，可制成蒸汽机的

8、调速器（如图所示）.河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室已知已知：解：解：习题选讲习题选讲河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室 例例 已知一物体质量已知一物体质量 沿水平方向运动，初速度沿水平方向运动，初速度为为 ，所受的阻力为，所受的阻力为 ，求停止运动时，求停止运动时，物体运动的距离。物体运动的距离。解：解：令令河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室解解 例例 如图长为如图长为 的轻绳，一端系质量为的轻绳，一端系质量为 的小球的小球,另一端系于定点另一端系于定点 ，时小球位于最低位置，并具时小球位于最低

9、位置，并具有水平速度有水平速度 ，求小球在任意位置的速率及绳的张力，求小球在任意位置的速率及绳的张力.河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室 例例 质量为质量为m的物体在摩擦系数为的物体在摩擦系数为 的平面上作匀速的平面上作匀速直线运动，问当力与水平面成直线运动，问当力与水平面成角多大时最省力？角多大时最省力？解：解：建立坐标系，建立坐标系，受力分析，列受力方程。受力分析，列受力方程。联立求解：联立求解：分母有极大值时，分母有极大值时，F 有极小值，有极小值，河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室由由有有 例例 质量为质量为 m 的物体，

10、在的物体，在 F=F0-kt 的外力作用下沿的外力作用下沿 x 轴运动，已知轴运动，已知 t=0 时，时，x0=0,v0=0,求：物体在任意时求：物体在任意时刻的加速度刻的加速度 a，速度，速度 v 和位移和位移 x 。解：解：河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室证明：证明：a 中不显含时间中不显含时间 t，要进行积分变量的变换，要进行积分变量的变换两边积分两边积分则则 例例 一质量为一质量为 m 的物体，最初静止于的物体，最初静止于 x0 处处,在在力力 F=-k/x2 的作用下沿直线运动，的作用下沿直线运动，试证明试证明：物体在任意位置：物体在任意位置 x 处

11、的速度为处的速度为河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室解解 取坐标如图取坐标如图 令令 例例 一质量一质量m,半径半径 r 的球体在水中静止释放沉入的球体在水中静止释放沉入水底水底.已知阻力已知阻力F Fr r=-6=-6rrv,为粘滞系数为粘滞系数,求求 v(t).为浮力为浮力河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室（极限速度）（极限速度）当当 时时一般认为一般认为河南城建学院河南城建学院 张凤玲张凤玲媒体美客工作室媒体美客工作室 若球体在水面上是具有竖直向若球体在水面上是具有竖直向下的速率下的速率 ，且在水中的重力与，且在水中的重力与浮力相等，浮力相等，即即 .则球体在则球体在水中仅受阻力水中仅受阻力 的作用的作用