牛顿定律的应用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,*,牛顿定律的应用,牛顿定律的应用,1,一、,应用牛顿运动定律解题的一般步骤,二、,简单连接体问题的处理方法,三、,牛顿第二定律的“五性”,四、,牛顿第二定律的适用范围,牛 顿 定 律 的 应 用,一、应用牛顿运动定律解题的一般步骤牛 顿 定 律 的 应 用,2,一、应用牛顿运动定律解题的一般步骤,复习精要,1,、审题、明确题意，清楚物理过程；,2,、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的物体组；,3,、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的示意图；,4,、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向或加速度方向为正方向。,5,、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列方程；,6,、解方程，对结果进行分析、检验或讨论。,一、应用牛顿运动定律解题的一般步骤复习精要1、审题、明确题意,3,二、简单连接体问题的处理方法,在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体之间的相互作用力，并且各个物体具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它们看成一个整体（当成一个质点），分析受到的外力和运动情况，应用牛顿第二定律求出加速度（或其他未知量）；,如果需知道物体之间的相互作用力，就需要把物体从系统中隔离出来将内力转化为外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列出方程，隔离法和整体法是互相依存，互相补充的，两种方法互相配合交替应用，常能更有效地解决有关连接体的问题。,二、简单连接体问题的处理方法在连接体问题中，如果不要求知道各,4,三、牛顿第二定律的“五性”，,A,、“瞬时性”：牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系，,a,为某一瞬时的加速度，,F,即为该时刻物体所受的合力。,B,、“矢量性”：公式,F=ma,是矢量式，任一瞬时，,a,的方向均与合外力方向相同，当合外力方向变化时，,a,的方向同时变化，且任意时刻两者方向均保持一致。,C,、“同一性”：牛顿第二定律的“同一性”有两层意思:一是指加速度,a,相对于同一个惯性系，一般以大地参考系；二是指式中,F,、,m,、,a,三量必须对应同一个物体或同一个系统。,D,、“同时性”：牛顿第二定律中,F,、,a,只有因果关系而没有先后之分,F,发生变化,a,同时变化,包括大小和方向。,E,、“独立性”：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。,三、牛顿第二定律的“五性”，A、“瞬时性”：牛顿第二定律表明,5,四、牛顿第二定律的适用范围,1,、适用于惯性参考系,相对地面静止或匀速运动,(,即加速度为零,),的参考系,。,2,、适用于宏观物体（相对分子、原子）低速运动（远小于光速）的情况。,四、牛顿第二定律的适用范围1、适用于惯性参考系 相对地面静,6,06年12月广州市X科统考卷14,14（13分）如图甲所示，一质量为,m,的物体，静止于动摩擦因数为,的水平地面上，现用与水平面成,角的力,F,拉物体，为使物体能沿水平地面做匀加速运动，求,F,的取值范围有一同学解答如下：,设物体运动的加速度为,a,，,由图乙知,Fcos-N=ma,Fsin+N =mg,要使物体做匀加速运动，应满足,a,0 ,你认为这样的解答是否完整？,若认为不完整，请作出完整的解答,由以上三式得,m,F,甲,F,乙,N,f,mg,06年12月广州市X科统考卷14 14（13分）如图甲所示,7,解答：,此解答不完整，还缺少限制性条件,由：,Fsin+N=mg,得：,N=mg Fsin,因为：,N,0,所以：,F,mg/sin,还有,Fcos-N,=,m,a,即力,F,的取值范围应为,F,N,f,mg,解答：此解答不完整，还缺少限制性条件 由：Fsin+N,8,2007年物理海南卷16,16如图所示，一辆汽车,A,拉着装有集装箱的拖车,B,，以速度,v,1,=30m/s进入向下倾斜的直车道。车道每100,m,下降2,m,。为使汽车速度在,s,=200m的距离内减到,v,2,=10m/s,驾驶员必须刹车。假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力,且该力的70作用于拖车,B,，30作用于汽车,A,。已知,A,的质量,m,1,=2000kg，,B,的质量,m,2,=6000kg。求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力。取重力,加速度,g,=10m/s,2,。,A,B,2007年物理海南卷1616如图所示，一辆汽车A拉着装有集,9,解：,汽车沿斜面作匀减速运动,用,a,表示加速度的大小，有,用,F,表示刹车时的阻力，根据牛顿第二定律有,式中,设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为,f,根据题意,方向与汽车前进方向相反；,解：汽车沿斜面作匀减速运动,用a表示加速度的大小，,10,用,f,N,表示拖车作用于汽车的力，设其方向与汽车前进,方向相同。,以汽车为研究对象，由牛顿第二定律有,由式得,由式，代入数据得,题目,用fN表示拖车作用于汽车的力，设其方向与汽车前进 以汽车为,11,06-07学年度南京市金陵中学一模,13,13（14分）如图所示，质量为0.78kg的金属块放在水平桌面上，在与水平成37角斜向上、大小为3.0N的拉力,F,作用下，以4.0m/s的速度向右做匀速直线运动已知sin37=0.60，cos370.80，,g,取10m/s,2,（1）求金属块与桌面间的动摩擦因数,（2）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？,F,m,37,0,解：,取物体的运动方向为正，由平衡条件有,06-07学年度南京市金陵中学一模13 13（14分）,12,（2）由牛顿第二定律有,或：设金属块撤去拉力后，在桌面上还能滑行的距离为s，则根据动能定理有,（2）由牛顿第二定律有或：设金属块撤去拉力后，在桌面上还能滑,13,07届1月武汉市调研考试15,15（12分）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力,F,的作用，力,F,的大小与时间,t,的关系和物块速度,v,与时间,t,的关系如图所示.取重力加速度,g,=10 m/s,2,.试利用两图线求：,（1）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小；,（2）物块在36s的加速度大小；,（3）物块与地面间的动摩擦因数.,0,2,6,t/,s,F,/,N,9,3,6,4,0,3,6,t/,s,v,/(ms,-1,),9,3,6,（1）由,v,-,t,图象可知，物块在69,s,内做匀速运动，,由,F-t,图象知，69s的推力,F,3,=4,N,故,F,f,=,F,3,=4,N,解:,07届1月武汉市调研考试1515（12分）放在水平地面上的,14,（2）由,v,-,t,图象可知，36s内做匀加速运动，,得,a,=2 m/s,2,（3）在36,s,内，由牛顿第二定律有：,F,2,F,f,=,m,a,且,F,f,=,N,=,mg,由以上各式求得：,m,=1,kg,=0.4 ,（2）由v-t 图象可知，36s内做匀加速运动，得 a,15,07年佛山市教学质量检测13,13晓晗同学觉得去新疆玩，最刺激的莫过于滑沙运动。当晓晗蹲在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到达斜面底端时，速度为2,v,0,。,（1）若晓晗在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以,v,0,的初速度下滑，则晓晗到达斜面底端的速度多大?,（2）晓晗估测到沙坡长,L,，约为坡高的2倍（即斜面倾角约30),已知晓晗质量为,m,，则晓晗沿沙坡下滑时所受的平均阻力约多大？,07年佛山市教学质量检测1313晓晗同学觉得去新疆玩，最刺,16,解：,（1）设晓晗沿斜面做匀加速直线运动，加速度大小为,a,，斜面长为,s,，晓晗被人推一把后，到达斜面底端的速度为,v,t,，根据匀变速直线运动的公式,得：,解得：,（2）将,L,代入式得,画出受力图如图示,mg,N,f,G,1,G,2,根据牛顿第二定律得：,F,合,G,1,f,ma,而,G,1,mgsin,解得：,解：（1）设晓晗沿斜面做匀加速直线运动，加速,17,07年1月山东潍坊市期末统考15,15（11分）如图所示，长,L,=1.6,m,，质量,M,=3,kg,的木板静放在光滑水平面上，质量,m,=1,kg,的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数,=0.1.现对木板施加一水平向右的拉力,F,，取,g,=10 m/s,2,，求：,（1）使物块不掉下去的最大拉力,F,；,（2）如果拉力,F,=10,N,恒定不变，小物块所能获得的最大动能.,F,M,m,07年1月山东潍坊市期末统考1515（11分）如图所示，长,18,解：,（1）,F,最大的时物块不掉下，必是物块与木板具有共同的最大加速度,a,1,，对物块，最大加速度，,对整体,F=（M+m）a,1,=(3+1)1,=4N,（2）木板的加速度,由,得物块滑过木板所用时间,物块离开木板时的速度,小物块所能获得的最大动能,解：（1）F最大的时物块不掉下，必是物块与木板,19,若当,F,b,=-5N时，,F,b,=15N,则,F,a,=,F,a0,+,F,b,=10N+15N=25N,m,受到的合力大小为,此时,m,的加速度为：,a,=,F,/,m,=30/2 m/s,2,=15,m/s,2,方向向左。,题目,若当Fb=-5N时，Fb=15N则 Fa,20,2007年上海卷21,21（12分）如图所示，物体从光滑斜面上的,A,点由静止开始下滑，经过,B,点后进入水平面（设经过,B,点前后速度大小不变），最后停在,C,点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度,g,10,m/s,2,）,t,(,s,),0.0,0.2,0.4,1.2,1.4,v,(,m/s,),0.0,1.0,2.0,1.1,0.7,A,B,C,求:（1）斜面的倾角,；,（2）物体与水平面之间的动摩擦因数,；,（3）,t,0.6s时的瞬时速度,v,。,2007年上海卷21 21（12分）如图所示，物体,21,解：,（1）由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为,由,mg sin,ma,1,，可得：,30,，,（2）由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为,由,mg,ma,2,，可得：,0.2，,（3）设物体从0.4s起再经过,t,到达斜面底端，,由,2,5,t,1.1,2,（,0.8,t,），解得,t,0.1,s,，,即物体在斜面上下滑的时间为,0.5,s,，,则,t,0.6s,时物体在水平面上，其速度为,v,v,1.2,a,2,t,2.3 m/s,。,解：（1）由前三列数据可知物体在斜面上匀加速,22,06年5月深圳市第二次调研考试13,13、（14分）质量为,M,的平板长为,L,0.88m，在光滑的水平面上以速度,v,0,向右匀速运动，在平板上方存在厚度,d,=2cm的“相互作用区域”(如图中虚线部分所示),“相互作用区域”上方高,h,=20cm处有一质量为,m,的静止物块,P,.当平板,M,的右端,A,经过物块,P,正下方的瞬时,P,无初速度释放物块,P,以速度,v,1,进入相互作用区时，除重力之外，,P,立即受到一个竖直向上的恒力,F,已知,F,=11,mg,，取重力加速度,g,=10 m/s,2,，不计空气阻力试求:,（1）物块,P,下落至与平板刚接触,时的速度,v,2,多大？,（2）欲使物块,P,不落到平板,M,上，,平板速度,v,0,应不小于多少？,v,0,相互作用区,P,m,M,d,B,h,A,第3页,06年5月深圳市第二次调研考试1313、（14分）质量为M的,23,解法一：,（,1）,P,先做自由落体运动，有：,v,1,2,=,2,gh,之后进入相互作用区域，受向上的恒力,F,和重力作用，,由牛顿第二定律得：,F,mg,ma,，即：11,mg,mg,ma,P,物体做匀减速运动，有：,v,2,2,-,v,1,2,=,2,a,d,由、解得,v,2,=,0,第4页,解法一：（1）P先做自由落体运