牛顿定律解决问题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,牛顿定律解决问题,（一）,1,动力学的两类基本问题,受力情况,运动情况,a,牛顿第二定律,运动学公式,2,牛顿运动定律解题的基本思路：,首先要对确定的研究对象进行受力、运动情况分析，把题中所给的物理情景弄清楚，然后由牛顿第二定律，通过加速度这个联系力和运动的“桥梁”，结合运动学公式进行求解。,3,从受力确定运动情况,例,1:,一个静止在水平面上的物体，质量为,2kg,，在,6.4N,的水平拉力作用下沿水平面向右运动。物体与地面间的动摩擦因数为,0.21,。求物体在,4s,末的速度和,4s,内发生的位移？,4,确定研究对象，对物体进行受力分析,由物体受力分析得：,F,合,=,F,1,F,2=,（,6.4,4.2,）,N=2.2 N,由求出的物体所受合力用牛顿第二定律求解物体加速度,根据牛顿第二定律：,F,合,=,ma,，得：,根据运动学公式求解速度与位移,由：,vt,=,a t,，得：,vt,=1.14 m/s=4.4 m/s,由： 得：,5,牛顿第二定律的应用,二力合成法解题,由牛顿第二定律,合,= ma,可知合力与加速度的方向是一致的，解题时只要判知加速度的方向，就可知道合力的方向，反之亦然。,若物体只受两个力作用作加速运动，求合力时可直接利用平行四边形法则。,6,牛顿第二定律的应用,正交分解法解题,牛顿第二定律的正交分解法解题：物体受三个或三个以上的不同方向力的作用时，一般都要用到正交分解法。,坐标系的建立原则：,尽量多的力在坐标轴上,未知量放在坐标轴上,加速度尽量放在坐标轴上,总之，怎样方便就怎样建坐标系。,牛顿第二定律的正交表示：,x,合,= ma,x,，,y,合,=ma,y,7,从运动情况确定受力,例,2,：一个质量为,75kg,的人，以,2m/s,的处速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为,30,o,，在,5s,内滑下,60m,，求滑雪人受到的阻力,（包括摩擦和空气,阻力）。,8,解,由运动学公式 ： 得：,= 4 m/s2,根据牛顿第二定律：,F,合,=,ma,，结合物体的受力情况得：,F,阻,=,G,x,F,合,=,mg,sin,ma,=759.8sin30,754 N,=67.5 N,9,由受力求解运动情况的基本步骤：,1,、确定研究对象，进行受力和运动分析；,2,、根据力的合成和分解的方法，求合力（大小方向）；,3,、由牛顿第二定律列方程，求加速度；,4,、结合给定的运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量,10,例,3,：图中，车厢沿水平方向匀加速前进，车厢后面的竖直内壁上一个物体,A,正好沿壁相对车匀速下滑，已知物块和竖直壁间动摩擦因数为,。,车厢内一水平桌面上，又有一个物块,B,质量为,m,，,随车厢一,起运动，相对桌面静止,，则物块,B,受到的摩擦,力为多大？,11,解：,对物体,A,进行受力分析，得：,F,2,=G,A,m,A,a=F,1,又因,F,2,=F,1,a= g/ ,物体,A,与物体,B,相对静止，,a,A=,a,B,对,B,进行受力分析，如图,ma,B,=,F,3,将,代入,，,整理 得：,F,3,=m g/ ,12,例,4,：用倾角,=30,的传送带传送,m=0.5,千克的物体，物体与传送带间无滑动，求在下述情况下物体所受摩擦力；,（）传送带静止；,（）传送带以,v=3,米秒的速度匀速向上运动；,（）传送带以,a=2,米秒加速度匀加速向下运动。,13,解：物体的受力分析如图所示。,（）传送带静止：物体处于平衡状态，所受合力为零，,所以：,f-mgsin,f=mgsin = 0.59.80.5,2.45,（牛）,（）传送带匀速斜向上时，物体处于平衡状态，同理：,f=2.45,牛,（）传送带加速斜向下时：,设摩擦力向下由合,= ma,得：,f + mgsin = ma,，,f = -mg,sin + ma = -1.5,（牛）,负号说明,f,方向沿斜面向上。,14,例,5,：如图甲，火车箱中有一倾角为,的斜面，当火车以米秒的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体,m,还是保持与车厢相对静止，求物体,m,所受的摩擦力。,15,解：如图甲，假定所受的静摩擦力沿斜面向下，用正交分解法有：,Ncos30- fsin30- mg=0 (1),Nsin30+fcos30=ma (2),（）、（）,联立得,f=5m,牛,，为正值，说明,f,的方向是沿斜面,向下。,16,巩固练习：,1,、,在汽车中的悬线上挂一个小球，当汽车做匀变速运动时，悬线与竖直方向成某一固定的角度。已知小球的质量是,30g,，汽车的加速度为,5.0m/s,2,，求：（,1,）画出研究对象的受力示意图。（,2,）研究对象做什么运动？（,3,）研究对象所受合力的大小和方向如何？（,4,）悬线对小球的拉力的大小和方向。（,g=10m/s,2,）,17,2,、航空母舰上的飞机跑道长度有限。飞机回舰时，机尾有一个钩爪，能钩住舰上的一根弹性钢索，利用弹性钢索的弹力使飞机很快减速。若飞机的质量为,M =4.010,3,kg,，回舰时的速度为,v =160m/s,在,t =2.0s,内速度减为零。飞机与甲板间的摩擦阻力大小等于飞机重力的,倍,=0.5,。求,:(1),飞机回舰时在舰上减速的加速度大小（假设飞机做匀减速运动）；,(2),弹性钢索对飞机的平均拉力,F,的大小（,g,取,10m/s,2,),18,3,、如图所示，小车上固定一弯折硬杆,ABC，C,端固定一质量为,m,的小球，已知,ABC,恒定，当小水平向左做加速直线运动时，,BC,杆对小球作用力的方向为,A、,一定沿杆向上,B、,一定竖直向上,C、,可能水平向左,D、,随加速度大小,而改变,D,19,4,、在静止的小车内，用细线,a、b,系住一个小球，细线,a,与竖直方向成,角，拉力为,T,a,；,细线,b,成水平状态，拉力为,T,b,，,现让小车从静止开始向右做匀加速运动，如图所示，此时小球在车内的位置仍保持不变（,角不变）。则两细线的拉力变化情况是,A、T,a,增大，,T,b,减小,B、T,a,减小，,T,b,减小,C、T,a,不变，,T,b,减小,D、T,a,不变，,T,b,增大,20,（,1,）牛顿运动定律分析问题的一般方法,（,2,）学习物体受力分析的方法正交分解及学会做一般题目。,小结：,21,