《牛顿第二定律的应用》ppt课件

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,*,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,*,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,*,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,*,牛顿第二定律的应用,牛顿第二定律的应用,1,一、动力学问题的分类,1、第一类：,已知受力情况求运动情况,即先由物体的受力情况求出合力，利用牛顿第 二 定律求出物体的加速度，再根据物体的初始条件利用运动学公式求出物体的运动情况-即任一时刻的位置、速度等,一、动力学问题的分类1、第一类：已知受力情况求运动情况,2,例,1.,一个静止在水平面上的物体，质量是,2kg,，在,6N,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,2N,。求物体,4s,末的速度和,4s,内发生的位移。,问题：,1.,物体的受力情况如何？,受力分析如图示：,G,F,N,f,2.,物体所受的合力如何？,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,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？,已知初速度,V,O,和时间,t,，要求末速度,V,t,和位移,还差加速度,a,。,=O,t=4s,t,=?,=?,例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6N的水平,3,解：物体受力如图,由图知：,F,合,=F,f=ma,a=,4s,末的速度,4s,内的位移,G,F,N,f,O,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。,解：物体受力如图4s末的速度4s内的位移GFNfO4.如何求,4,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,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,5,P92页：例1,:交通警察在处理交通事故时,有时会根据汽车在路面上留下的刹车痕迹,来判断发生事故前汽车是否超速.在一个限速为40kmh的大桥路面上,有一辆汽车紧急刹车后仍发生交通事故,交警在现场测得该处的痕迹为12m,已知汽车轮胎与地面的动摩擦因数为0.6,请判断汽车是否超速.,问：,1,、汽车的运动情况怎样？,2,、如何判断汽车是否超速？,3,、据题中的已知运动情况，可通过哪些公式求得未知量？还有哪些量是未知的？,比较,v,0,或,s,可知是否超速,无论哪种方法，都需要知道物体的,加速度,a,；,我们怎样求得,a?,P92页：例1:交通警察在处理交通事故时,有时会根据汽车在路,6,解：以初速度方向为正,此处符号为“减”号还是“负”号,?,则有,：,由,牛,顿第二定律得,：,由运动规律得：,v,0,=12m/s=43.2km/h40km/h,超速,解：以初速度方向为正此处符号为“减”号还是“负”号?则有：由,7,补,例：,一静止木箱质量为,m,，与水平地面间的动摩擦因数为,，现用斜向右下方与水平方向成,角的力,F,推木箱，求经过,t,秒时木箱的速度,。,水平 方向：,F,合,=F,1,-f=Fcos -f=ma,竖直方向：,N=G+F,2,=G+Fsin,f=,N,V,t,=V,0,+at=at,G,F,N,f,F,1,=FCos,F,2,=FSin,G,F,N,f,F,1,=FCos,F,2,=FSin,建立直角坐标系,X,Y,X,方向：,F,合,=F,1,-f=Fcos -f=ma,Y,方向：,N=G+F,2,=G+Fsin,f=,N,V,t,=V,0,+at=at,补例：一静止木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为，现用,8,2、第二类：,已知运动情况求受力情况,即先根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律推断或者求出物体的受力情况,但不管哪一类问题，,确定物体的加速度,是解题的关键,2、第二类：已知运动情况求受力情况,9,例,2,、质量为5Kg的物体在与水平面成37,0,角斜向右上方的拉力F的作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过5m的距离，速度由4m/s变为6m/s，已知物体跟桌面间的动摩擦因数u=0.1，求作用力F的大小.,(g=10m/s,2,sin37,0,=,0.6,cos37,0,=,0.8,),分析,：此题的物理情景是物体在拉力,F,的作用下做匀加速直线运动，运动,5m,的路程，速度由,4m/s,增加到,6m/s,，是一个已知物体的运动状态，求物体受力的问题。,例2、质量为5Kg的物体在与水平面成370角斜向右上方的拉力,10,解,：,1,确定研究对象，分析物体运动状态,此题的研究对象为物块，运动状态为匀加速直线运动,2,由运动学公式求出物体的加速度,由 v,2,t,-v,2,0,=2as 得a=(v,2,t,-v,2,0,)/2s=(6,2,-4,2,)/(25)=2m/s,2,3,由牛顿第二定律求物体所受的合外力,F,合,=ma=52N=10N,4,分析物体受力情况，建立直角坐标系，由力的合 成与分解求出F,X方向 Fcos,37,0,-f=ma=F,合,Y方向 N+Fsin 37,0,-mg=0,又 f=uN,联立三式可得F=17.6N,解：,11,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,基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求,12,P93页：例2：,一列静止在站台里的火车，总质量为6.010,5,kg.伴随着一声笛响，这列火车从站台缓缓开处出，1min20s后显示其速度达到了72km/h.若火车作匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合外力要多大才能满足加速的要求？,要求：,1,、找出题目中的已知条件和未知量，画出示意图；,2,、思考可能用到的公式、定律等；,已知,：,v,0,=o,v,t,=72km/h=20m/s,t=80s,m=6.0 x10,5,kg,a,不变,求,：,F,合,=,？,P93页：例2：一列静止在站台里的火车，总质量为6.010,13,加速度a=,v/,t=20/80 m/s,2,.=0.25m/s,2,.,火车所受合外力为：F=ma=,6.010,5,0.25=,1.510,5,N.,解,:,选取火车前进方向为正方向，由于火车做匀加速运动，根据匀变速直线运动的规律有：,根据牛顿第二定律：,F=ma,加速度a=v/t=20/80 m/s2.=0.25m/,14,物体运动分析,物体受力分析,运动学,公 式,牛顿第,二定律,加速度,a,从受力确定运动,从运动确定受力,加速度,a,是联系力和运动的桥梁,所求量,所求量,动力学问题的求解,物体运动分析物体受力分析运动学牛顿第加速度 a从受力确定运动,15,2.解题步骤：,(1),确定,研究,对象,；,(2),分析受力,情况,和运动,情况，,画示意,图,(受力和运动过程)；,(3)用牛顿第二定律或运动学公式,求加,速度,；,(4)用运动学公式或牛顿第二定律,求所,求量,。,动力学问题的求解,2.解题步骤：(1)确定研究对象；动力学问题的求解,16,动力学综合应用问题：,动力学综合应用问题：,17,例题,:,质量为,m,的物体,放在与水平方向成,角的光滑斜面上,.,拓展1：斜面问题：,1、求物体运动的加速度？,2、如斜面长为S，求物体运动到底端的时间？,例题:质量为m的物体,放在与水平方向成角的光滑斜面上.拓展,18,思路：,1.已知运动情况求受力。,2.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。,补例,.,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,的时间内滑下的位移S,=60m,，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。,思路：补例.一个滑雪的人，质量m=75Kg，以v0=,19,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,解：根据运动学公式：xv0t at2 得：12a,20,拓展2：简单连体问题：,一、把两个质量为m,1,、m,2,的物体，放在光滑的水平面上，中间用细线相连，用水平拉力F作用。,分析1：整体加速度？,分析2：细线的张力多大？,分析3：气垫道实验中，为什么拉力小mg？，为,什么m要远小M？,作业1：光滑水平面改为粗造水平面，求整体加速,度？细线的张力？,m,1,m,2,F,拓展2：简单连体问题：一、把两个质量为m1、m2的物体，放在,21,12,如图,4-8-5,所示，光滑水平面上有甲、乙两物体用绳拴在一起，受水平拉力,F1,、,F2,作用，已知,F1,F2,，以下说法中,错误,的是（,）,图,4-8-5,A,若撤去,F1,，甲的加速度一定增大,B,若撤,去,F2,，乙的加速度一定增大,C,若撤去,F1,，绳的拉力一定减小,D,若撤去,F2,，绳的拉力一定减小,12如图4-8-5所示，光滑水平面上有甲、乙两物体用绳拴在,22,二、质量为m,1,=1kg、m,2,=2kg的两个物体叠在一,起，放在光滑的水平面上，用水平拉力F作用,在m,2,上。求,1、整体加速度？,2、作用在m,1,的摩擦力大小和方向？,作业2、如果力F作用在m,1,上，情况又如何？,3、如果m,1,，m,2,之间的动摩擦因数是0.1，问F的,拉力最大是多少？,F,m,1,m,2,二、质量为m1=1kg、m2=2kg的两个物体叠在一1、整体,23,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：,综合训练讲评：,（1,）,0.1,（,2）2.3ms （3）0 （4）4.95m,（4）物体总共通过多大位移？（g取10m/s,2,）,（3）在前进2.3m时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速,度多大？,（2）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？,（1）物,体与地面的滑动摩擦因数是多少？,质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能,24,文科班（课件）,文科班（课件）,25,牛顿第二定律的应用,牛顿第二定律的应用,26,一、动力学问题的分类,1、第一类：,已知受力情况求运动情况,即先由物体的受力情况求出合力，利用牛顿第 二 定律求出物体的加速度，再根据物体的初始条件利用运动学公式求出物体的运动情况-即任一时刻的位置、速度等,一、动力学问题的分类1、第一类：已知受力情况求运动情况,27,例题,1,：质量,m=5Kg,的物体放在光滑水平面上，求物体在水平向右拉力,F=20N,作用下的加速度。,（解答略。,a=4m/s,2,）,文科班课件,例题1：质量m=5Kg的物体放在光滑水平面上，求物体在水平向,28,变式,1,：质量,m=5Kg,的物体放在水平面上,已知物体和水平面间的动摩擦因素,=0.2.,求物体在水平向右拉力,F=20N,作用下的加速度。,（解答略。,a=2m/s,2,）,变式1：质量m=5Kg的物体放在水平面上,已知物体和水平面间,29,变式,2,:,质量,m=5Kg,的物体放在光滑水平面上，受到与水平方向成,=37,O,角斜向右上方拉力,F=20N,作用