高一物理 牛顿运动定律的应用1 ppt

第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿第一定律（惯性定律）牛顿第一定律（惯性定律）反映了力是物体运动状态改变的原因，并反映了力是物体运动状态改变的原因，并不是维持物体运动状态的原因不是维持物体运动状态的原因惯性惯性物体本身固有的属性物体本身固有的属性牛顿第二定律（牛顿第二定律（F F合合= =m am a）反映了力和运动的关系反映了力和运动的关系牛顿第三定律（作用力和反作用力定律牛顿第三定律（作用力和反作用力定律) )反映了物体之间的相互作用规律反映了物体之间的相互作用规律力是产生加力是产生加速度的原因速度的原因两类问题：两类问题： 已知物体受力的情况，确定物体运动。已知物体受力的情况，确定物体运动。 已知物体的运动情况，确定物体受力。已知物体的运动情况，确定物体受力。解题思路：解题思路：力的合成力的合成与分解与分解F F合合= m a= m a运动学运动学公式公式受力情况受力情况合力合力F F合合a a运动情况运动情况一静止在水平地面上的物体，质量是一静止在水平地面上的物体，质量是2kg2kg，在在6.4N6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右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是运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N4.2N。求。求物体在物体在4s4s末的速度和末的速度和4s4s内发生的位移。内发生的位移。解：解：a a = m/s= m/s2 2=1.1 m/s=1.1 m/s 2 2mF F合合2.22.22 2v v a at t1.1 1.1 4 m/s4 m/s4.4 m/s4.4 m/sx x a at t2 2 1.1 1.1 4 4 2 2 m m8.8 m8.8 mF F合合F FF Ff f = 6.4 = 6.4- -4.2 N=2.2 N4.2 N=2.2 NFfFGFN由由F F合合m a m a 得得已知受力情况求运动情况解：解：一木箱质量为一木箱质量为，与水平地面间的动摩擦因，与水平地面间的动摩擦因数为数为，现用斜向右下方的力推木箱，使木，现用斜向右下方的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。箱在水平面上做匀加速运动。与水平方向与水平方向成成角，求经过角，求经过秒时木箱的速度。秒时木箱的速度。 F FN NmgmgF Ff fF FF F1 1F F2 2F F2 2= F sin= F sin F F1 1= F cos= F cos 竖直方向：竖直方向：F FN Nmg + Fmg + F2 2 水平方向：水平方向：F F合合F F1 1F Ff fm a m a F Ff fF FN N 由由得得 a am mF cosF cos ( (mgmg + + F sinF sin) ) v v at at t tm mF cosF cos ( (mgmg + + F sinF sin) )一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m m75kg75kg，以，以v v0 02m/s2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角3030，在在t t5s5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程x x60m60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。空气阻力）。解：解： F F2 2F F1 1F F阻阻F FN NF F1 1= = Gsinsin F F合合F F1 1F F阻阻m am a 由由x xv v0 0 t t at at2 2 得得a a t t2 22 2（x x v v0 0t t）由由得得F F阻阻F F1 1m am a = = Gsinsin t t2 22 2 m m（x x v v0 0t t）已知运动情况求受力情况F F阻阻 方向沿斜面向上方向沿斜面向上质量为质量为2kg2kg的物体从高处下落，经过某一的物体从高处下落，经过某一位置时的速度是位置时的速度是5m/s5m/s，再经，再经2s2s测得的速测得的速度为度为25m/s25m/s，求空气的平均阻力。（，求空气的平均阻力。（g g10m/s10m/s2 2）解：解：GF F阻阻F F阻阻mgmgm am a= 2= 210 10 2 25N = 10 N5N = 10 NF F合合GF F阻阻 = = mgmgF F阻阻= = m am aa a = = m/sm/s2 2=10m/s=10m/s2 2t tv vv v0 02 225255 5F F阻阻 方向竖直向上方向竖直向上已知已知v v0 05m/s 5m/s ，v v25m/s 25m/s ，t t2s 2s 牛顿第二定律公式（牛顿第二定律公式（F F 合合= m = m a a）和运动学公式）和运动学公式（匀变速直线运动：（匀变速直线运动：v = vv = v0 0+ + a a t t , ,x = vx = v0 0 t + t + a a t t2 2 , ,v v2 2v v0 02 2 = = 2 2 a a x x 等）中，均包含有一个共同的物理等）中，均包含有一个共同的物理量量加速度加速度a a。 由物体的受力情况，利用牛顿第二定律可以由物体的受力情况，利用牛顿第二定律可以求出加速度，再由运动学公式便可确定物体的运求出加速度，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动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，利用运动学公式可以求出加速度，再由其变化，利用运动学公式可以求出加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。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，可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系加速度始终是联系运动和力的桥梁运动和力的桥梁。求加速度是解决有关运动和力求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。析则是解决问题的关键。 1、确定研究对象。 2、分析研究对象的受力情况，必要时画受力的示意图。 3、分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图。 4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。 5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、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，一个质翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为量为60kg60kg的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面3.23.2高高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面平网面5.05.0高处。已知运动员与网接触的高处。已知运动员与网接触的时间为时间为1.21.2，若把在这段时间内网对运动，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g g取取10m/s10m/s2 2）。F = 1.5F = 1.510103 3N N