牛顿运动定律应用一

第六节 牛顿运动定律的应用（一）,第四章 牛顿运动定律,一、从受力确定运动情况,已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。,处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量,(,运动学量,),。,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,例,1.,一个静止在水平面上的物体，质量是,2kg,，在,6.4N,的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为,4.2N,。求物体,4s,末的速度和,4s,内发生的位移。,1.,物体的受力情况如何？,F,N,f,2.,物体所受的合力如何？,问题：,竖直方向：,合力为零，加速度为零。,水平方向：,大小：,F,合,=F,f,；方向与拉力,F,方向相同,G,3.,物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？,=O,t=4s,t,=?,=?,4.,如何求加速度？,借助于牛顿第二定律,F,合,=ma,，利用合力来求加速度。,5.,本题的解题思路如何？,先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。,二、从运动情况确定受力,已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。,处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量,(,力,),。,物体运,动情况,运动学,公式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度,a,，再利用牛顿第二定律,F,合,=ma,求滑雪人受到的阻力。,例,2.,一个滑雪的人，质量,m=75Kg,，以,v,0,=2m/s,的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角,=30,o,，在,t=5s,的时间内滑下的路程,x=60m,，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。,分析：,第一步求,a,因为,V,0,=2m/s,，,s=60m,，,t=5s,据公式 求得,a=4m/s,2,2,0,2,1,at,t,V,+,=,人,)30,o,G,G,1,G,2,y,x,f,a,第二步求,F,合,、阻力,要对人进行受力分析画受力图，,解：根据运动学公式：,x,v,0,t,at,2,得：,代入已知量得：,a,4m/s,2,对人进行受力分析，建立坐标系，,根据牛顿第二定律,F,ma,，得：,mgsin,F,阻,ma,即：,F,阻,mgsin,ma,代入数值得：,F,阻,67.5N,即：滑雪人受到的阻力是,67.5N,。,1,2,a,2,（,x,v,0,t,）,t,2,扩展问题,1,：如果忽略空气阻力作用，,求滑雪板与雪面间动摩擦,因数多大,?,扩展问题,2,：如果坡长只有,60m,，下端,是水平雪面，滑雪者在水,平面上还能滑多远？,扩展问题,3,：如果下坡后立即滑上一个,30,的斜坡。请问滑雪者,最高能上升多高？,一、从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,物体运,动情况,运动学公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,物体运动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,动力学的两类基本问题,加速度,a,是联系力和运动的桥梁,牛顿第二定律公式,(,F=ma,),和运动学公式,(,匀 变速直线运动公式,v=v,0,+at,x=v,0,t+at,2,/2,v,2,v,0,2,=,2,ax,等,),中，均包含有一个共同的物理 量,加速度,a,。,由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。,可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。,例,3,、,某工厂用传送带传送零件，设两轮圆心的距离为,11m,，传送带与零件的动摩擦因数为,=0.2,，传送带的速度为,V=2m/s,，在传送带的最左端,A,处，轻放一质量为,m=0.2kg,的零件,(,可视为质点,),，并且被传送到右端的,B,处,.,(1),物体在传送带上做什么样的运动？,(2),物体从,A,到,B,所需的时间为多少？,A,B,例,4.,光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块,A,、,B,，质量分别为,2kg,和,8kg,，推力,F,A,作用在,A,上，拉力,F,B,作用在,B,上，且,F,A,=,（,8-2,t,）,N,，,F,B,=,（,2+2,t,）,N,，问从,t,=0,开始到,A,、,B,脱离，,A,、,B,的共同位移是多少？,A,B,F,A,F,B,解析,:,以,AB,整体为研究对象,合外力,F,合,=,F,A,+,F,B,=10N,加速度,=,1m/s,2,AB,刚要脱离时,B,间弹力为零,则,F,A,=,m,A,a,解得,t,=3s,位移,=,9,m,【,练习,1】,质量为,40kg,的物体静止在水平面上,当在,400N,的水平拉力作用下由静止开始经过,16m,时,速度为,16 m/s,求物体受到的阻力是多少,?,F,【,练习,2】,用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动,弹簧秤的示数是,0.40N.,然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动,测得加速度是,0.85 m/s,2,弹簧秤的示数是,2.10N,。这个物体的质量是多大,?,【,练习,3】,一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，初速度是零，经过,5.0 s,的时间,滑下的路程是,10m,斜面的夹角是,30,0,，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。,(g,取,10 m/s,2,),练习,4.,蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为,60kg,的运动员，从离水平网面,3.2,高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面,5.0,高处。已知运动员与网接触的时间为,1.2,，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。,（,g,取,10m/s,2,）。,练习,5.,质量为,20kg,的物体若用,20N,的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。,求：（,1,）若改用,50N,拉力沿与水平方向成,37,的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进,2.3m,时，它的速度多大？,（,2,）在前进,2.3m,时撤去拉力，又经过,3s,钟，物体的速度多大？,（,3,）物体总共通过多大位移？（,g,取,10m/s2,）,练习,6.,一静止在水平地面上的物体,质量为,2kg,在,6N,的水平拉力作用下沿水平地面向右运动,(,物体与地面间的摩擦力为,4N),4s,末撤掉水平拉力,.,求撤掉水平拉力后,4s,内物体发生的位移,.,知 识 小 结,一、从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,物体运,动情况,运动学公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,物体运动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,Thank you!,