牛顿运动定律及其应用课件

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,*,牛顿运动定律及其应用,丹阳市高级中学,庞留根,2004年7月,Email:,牛顿运动定律及其应用 Email:dyszplgyaho,1,牛顿运动定律,基本题,例1,例2,练习1,例3,同向,例4,例5,练习2,同时,例6,例7,1999年上海高考,正交分解法,2001年春,力和运动,例8,练习,例9,例10,例11,例12,93年高考,例13,例14,例15,练习3,例16,例17 例18,例19,20,05年广东卷1,2005年理综全国卷/14,牛顿运动定律及其应用,牛顿运动定律牛顿运动定律及其应用,2,一.牛顿第一定律,：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。,伽利略斜面实验是牛顿第一定律的实验基础。,惯性的大小只跟物体的质量有关，与其它因素均无关。,二.牛顿第二定律,：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。,F,合,=ma,注意：,a.牛顿第二定律中的F 应该是物体受到的合外力。,b.同向加速度的方向跟合外力的方向相同,c.同时加速度的大小随着合外力的大小同时变化,d.同体,三.牛顿第三定律,：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，同时出现，同时消失，分别作用在两个不同的物体上。,F=-F,一.牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，,3,四.研究方法：,正交分解法,整体法和隔离法,五.解题步骤：,明确对象,分析受力,选定坐标,列出方程,求解作答,四.研究方法：五.解题步骤：,4,例1、,下列关于运动状态与受力关系的说法中，正确的是：（,）,(A)物体的运动状态发生变化，物体的受力情况一定,变化；,(B)物体在恒力作用下，一定作匀变速直线运动；,(C)物体的运动状态保持不变，说明物体所受的合外,力为零；,(D)物体作曲线运动时，受到的合外力可能是恒力。,C D,例1、下列关于运动状态与受力关系的说法中，正确的是：（,5,例2.,如图示，两物块质量为M和m，用绳连接后放在倾角为的斜面上，物块和斜面的动摩擦因素为，用沿斜面向上的恒力F 拉物块M 运动，求中间绳子的张力.,M,m,F,由牛顿运动定律，,解,：画出M 和m 的受力图如图示：,N,1,Mg,f,1,T,mg,f,2,N,2,T,对M有 F-T-Mgsin-Mgcos=M,a,（1）,对m有 T-mgsin-mgcos=m,a,（2）,a,=F/(M+m)-gsin-gcos （3）,（3）,代入（2）式得,T=m(,a,+gsin+gcos)=mF(M+m),由上式可知：,T 的大小与运动情况无关,T 的大小与无关,T 的大小与无关,例2.如图示，两物块质量为M和m，用绳连接后放在倾角为,6,练习1、,如图所示，置于水平面上的相同材料的m和M用轻绳连接，在M上施一水平力F(恒力)使两物体作匀加速直线运动，对两物体间细绳拉力正确的说法是：（）,(A)水平面光滑时，绳拉力等于mF/(Mm)；,(B)水平面不光滑时，绳拉力等于m F/(Mm)；,(C)水平面不光滑时，绳拉力大于mF/(Mm)；,(D)水平面不光滑时，绳拉力小于mF/(Mm)。,M,m,F,解：,由上题结论：T 的大小与无关，应选 A B,A B,练习1、如图所示，置于水平面上的相同材料的m和M用轻绳连接,7,例3 、,如图所示，质量为m的光滑小球A放在盒子B内，然后将容器放在倾角为a的斜面上，在以下几种情况下，小球对容器B的侧壁的压力最大的是 （）,(A)小球A与容器B一起静止在斜面上；,(B)小球A与容器B一起匀速下滑；,(C)小球A与容器B一起以加速度a加速上滑；,(D)小球A与容器B一起以加速度a减速下滑.,C D,例3 、如图所示，质量为m的光滑小球A放在盒子B内，然后将,8,例4.,一质量为M、倾角为的,楔形木块，静止在水平桌面上，与桌面的动摩擦因素为，一物块质量为m，置于楔形木块的斜面上，物块与斜面的接触是光滑的，为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力F推楔形木块，如图示，此水平力的大小等于,。,m,M,解：,对于物块，受力如图示：,mg,N,1,物块相对斜面静止，只能有向左的加速度，,所以合力一定向左。,由牛顿运动定律得,mg tg=m,a,a,=gtg,对于整体,受力如图示,：,f,F,(M+m)g,N,2,由牛顿运动定律得,F f=(m+M),a,N,2,=(m+M)g,F=N,2,=(m+M)g,F=f+(m+M),a,=(m+M)g(+tg),(m+M)g(+tg),例4.一质量为M、倾角为的楔形木块，静,9,例5、,如图，有一斜木块，斜面是光滑的，倾角为，放在水平面上，用竖直放置的固定挡板A与斜面夹住一个光滑球，球质量为m，要使球对竖直挡板无压力，球连同斜木块一起应向,(填左、右)做加速运动，加速度大小是,.,解:,画出小球的受力图如图示:,mg,N,合力一定沿水平方向向,左,F=mgtg,a,=gtg,左,gtg,例5、如图，有一斜木块，斜面是光滑的，倾角为，放在水平面,10,练习2,、如图示，倾斜索道与水平方向夹角为，已知tg=3/4，当载人车厢匀加速向上运动时，人对厢底的压力为体重的1.25倍，这时人与车厢相对静止，则车厢对人的摩擦力是体重的 （）,A.1/3倍 B.4/3倍,C.5/4倍 D.1/4倍,a,解：,将加速度分解如图示，,a,a,x,a,y,由a与合力同向关系，分析人的受力如图示：,N,f,mg,N-mg=m,a,y,a,y,=0.25g,f =m,a,x,=m,a,y,/tg,=0.25mg4/3=mg/3,A,练习2、如图示，倾斜索道与水平方向夹角为，已知tg=3,11,例6 、,如图所示，一根轻质弹簧和一根细线共同拉住一个质量为m的小球，平衡时细线恰是水平的，弹簧与竖直方向的夹角为.若突然剪断细线，则在刚剪断的瞬时，弹簧拉力的大小是,，小球加速度的大小为,，方向与竖直方向的夹角等于,.,小球再回到原处时弹簧拉力的大小是,，,m,解：,小球受力如图示：,T,F,mg,平衡时合力为0,由平衡条件 F=mg/cos,剪断线的瞬时，弹簧拉力不变。,小球加速度的大小为,a,=T/m=g tg,方向沿水平方向。,小球再回到原处时,由圆周运动规律，,F,1,-mg cos=mv,2,/,l,=0,F,1,=mg cos,mg/cos,g tg,90,mg cos,例6 、如图所示，一根轻质弹簧和一根细线共同拉住一个质量为,12,例7、,在运动的升降机中天花板上用细线悬挂一个物体A，下面吊着一个轻质弹簧秤（弹簧秤的质量不计），弹簧秤下吊着物体B，如下图所示，物体A和B的质量相等，都为m5kg，某一时刻弹簧秤的读数为40N，设g=10 m/s,2,，则细线的拉力等于_ ，若将细线剪断，在剪断细线瞬间物体A的加速度是,，方向 _ ；,物体B的加速度是,；,方向 _ 。,80N,18 m/s,2,向下,2 m/s,2,向下,A,B,例7、在运动的升降机中天花板上用细线悬挂一个物体A，下面吊,13,竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各 与小球相连，另一端分别用销钉M N固定于杆上，小球处于静止状态.若拔去销钉M的瞬间，小球的加速度大小为12m/s,2,，若不拔去销钉M而拔去销钉N的瞬间，小球的加速度可能为(取g=10m/s,2,)(),A 22m/s,2,，方向竖直向上,B 22m/s,2,，方向竖直向下,C2m/s,2,，方向竖直向上,D2m/s,2,，方向竖直向下,B C,N,M,99年上海高考:,解：见下页,14,99年上海高考解,N,M,1,2,（1）若上面的弹簧压缩有压力，则下面的弹簧也压缩，受力如图示：,k,1,x,1,k,2,x,2,mg,静止时有 k,2,x,2,=k,1,x,1,+mg,拔去M k,2,x,2,-mg=12m,拔去N k,1,x,1,+mg=m,a,a,=22m/s,2,方向向下,N,M,1,2,（2）若下面的弹簧伸长有拉力，则上面的弹簧也伸长，受力如图示：,k,1,x,1,k,2,x,2,mg,静止时有 k,1,x,1,=k,2,x,2,+mg,拔去M k,2,x,2,+mg=12m,拔去N k,1,x,1,-mg=m,a,a,=2m/s,2,方向向上,99年上海高考解NM12,15,一物体放置在倾角为,的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为,a,，如图所示在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是 (),（A）当,一定时，,a,越大，斜面对物体的正压力越小,（B）当,一定时，,a,越大，斜面对物体的摩擦力越大,（C）当,a,一定时，,越大，斜面对物体的正压力越小,（D）当,a,一定时，,越大，斜面对物体的摩擦力越小,a,2001年春,.,解:,分析物体受力,画出受力图如图示:,mg,N,f,将加速度分解如图示:,a,y,a,a,x,由牛顿第二定律得到,f -mgsin,=m,a,sin,N-mgcos,=m,a,cos,f=m(g,a),sin,N=m(g,a),cos,若不将加速度分解,则要解二元一次方程组.,B C,一物体放置在倾,16,例8、,放在光滑水平面上的物体,受到水平向右的力F的作用,从静止开始做匀加速直线运动.经过t 秒后,改用大小与F 相同,方向与F 相反的力F,作用,F,作用t,秒物体回到原出发点,则 t,等于 (),(A)t (B)2t (C)(D)3t,解,：画出运动示意图如图示，,A,B,C,v,1,F,F,A到B，匀加速运动,S,1,=1/2,a,1,t,2,v,1,=,a,1,t,B经C回到A，匀减速运动,S,2,=v,1,t,-1/2,a,2,t,2,a,1,=,a,2,=F/m=,a,S,1,=-S,2,1/2,a,t,2,=1/2,a,t,2,a,t t,t,2,2,t t,t,2,=0,C,例8、放在光滑水平面上的物体,受到水平向右的力F的作用,17,练习:,一个质点在一个恒力F作用下由静止开始运动，速度达到v后，撤去力F同时换成一个方向相反、大小为3F的恒力作用，经过一段时间，质点回到出发点，求质点回到出发点时的速度大小。,解:,画出运动过程的示意图如图示:,A,B,C,v,3F,F,S,恒力F作用时，质点做匀加速直线运动，,设位移为S，加速度为,a,，则有,v,2,=2,a,S,换成恒力3F作用时，加速度为3,a,，质点做匀减速,直线运动，,设回到出发点时速度大小为v,t,则有：v,t,2,v,2,=2(-3,a,)(-S),可解得，v,t,=2v,练习:一个质点在一个恒力F作用下由静止开始运动，速度达到,18,例9：,如图示，传送带与水平面夹角为37,0,，并以v=,10m/s,运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5，,AB,长16米，求：以下两种情况下物体从A到B所用的时间.,（1）传送带顺时针方向转动,（2）传送带逆时针方向转动,A,B,解：,（1）传送带顺时针方向转动时受力如图示：,v,N,f,mg,mg sinmg cos=m,a,a,=gsingcos=2m/s,2,S=1/2,a,t,2,例9：如图示，传送带与水平面夹角为370，并以v=10m/,19,A,B,v,（2）传送带逆时针方向转动物体受力如图：,N,f,mg,开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动,a,1,=g sin37,0,+g cos37,0,=10m/s,2,t,1,=v/,a,1,=1s S,1,=1/2,a,1,t,1,2,=5m S,2,=11m,1秒后，速度达到,10m/s,，摩擦力方向变为向上,N,f,mg,a,2,=g sin37,0,-g cos37,0,=2 m/s,2,物体以初速度v=10m/s,向下作匀加速运动,S,2,=vt,2,+1/2,a,2,t,2,2,11=10 t,2,+1/22t,2