高中物理 4.6 牛顿运动定律的应用课件 新人教版必修1.ppt

第四章牛顿运动定律 6牛顿运动定律的应用 一 牛顿三个运动定律的内容及公式 牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 牛顿第二定律 物体加速度的大小跟作用力成正比 跟物体的质量成反比 加速度的的方向跟作用力的方向相同 牛顿第三定律 两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等 方向相反 作用在同一直线上 F合 ma 牛顿三个运动定律的联系 牛顿三个运动定律是一个整体 研究的是力和运动间的关系 是动力学的基础 牛顿运动定律使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来 利用牛顿运动定律可以解决许多实际问题 用牛顿运动定律解决问题 两类基本问题 1 已知物体的受力情况 确定物体的运动情况 从受力确定运动情况 2 已知物体的运动情况 确定物体的受力情况 从运动情况确定受力 从受力确定运动情况 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和位移 基本思路是 先分析物体的受力情况求出合力 根据牛顿第二定律求出加速度 再利用运动学的有关公式求出要求的速度和位移 v v0 at 运动学公式 例题1一个静止在水平地面上的物体 质量是2kg 在6 4N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4 2N 求物体在4s末的速度和4s内的位移 问 1 本题研究对象是谁 它共受几个力的作用 物体所受的合力沿什么方向 大小是多少 2 本题要求计算位移和速度 而我们只会解决匀变速运动问题 这个物体的运动是匀变速运动吗 依据是什么 3 本题属于哪类动力学问题 已知受力情况求运动情况 例题1一个静止在水平地面上的物体 质量是2kg 在6 4N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4 2N 求物体在4s末的速度和4s内的位移 拓展 1 求物体与地面间的动摩擦因数为 多大 2 本题中若将F大小不变 方向改为与水平方向夹角为30O 则f变了没有 画出受力分析图 并求出物体在4s末的速度和4s内的位移 解 对物体进行受力分析如图由图知 F合 F f由牛顿第二定律的F maa 4s末的速度 4s内的位移 方向水平向右 方向水平向右 从运动情况确定受力 指的是在运动情况 如物体的运动性质 速度 加速度或位移 已知的条件下 要求得出物体所受的力 基本思路是 首先分析清楚物体的受力情况 根据已知的运动情况利用运动学公式求出物体的加速度 然后在分析物体受力情况的基础上 利用牛顿第二定律列方程求力 G 问 本题属于哪类动力学问题 人共受几个力的作用 各力方向如何 它们之中哪个力是待求量 哪个力实际上是己知的 物体所受的合力沿什么方向 例题2 一个滑雪的人 质量m 75kg 以v0 2m s的初速度沿山坡匀加速滑下 山坡的倾角 30 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 已知运动情况求受力情况 FN x y F阻 解 对滑雪人进行受力分析 Gx mgsin Gy mgcos 根据运动学规律 x v0t at2得 代入已知量的数值得 a 4m s2根据牛顿第二定律F ma 即Gx F阻 ma得 F阻 Gx ma mgsin ma代入数值得 F阻 67 5N即 滑雪人受到的阻力是67 5N 方向沿斜面向上 两大问题的分析流程 可见 无论是哪种情况 加速度始终是联系运动和力的桥梁 求加速度是解决有关运动和力问题的关键 正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的基础 受力分析 合外力F合 加速度a 运动情况 动力学第一类基本问题 动力学第二类基本问题 解题步骤 1 确定研究对象 2 分析研究对象的受力情况 画受力示意图 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 一斜面AB长为10m 倾角为30 一质量为2kg的小物体 大小不计 从斜面顶端A点由静止开始下滑 如图所示 g取10m s2 1 若斜面与物体间的动摩擦因数为0 5 求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间 2 若给小物体一个沿斜面向下的初速度 恰能沿斜面匀速下滑 则小物体与斜面间的动摩擦因数 是多少 图2 类题演练 A G 1 解 对小物体受力分析 解析 FN x y 由牛顿第二定律F ma 得 解析 又 所以 1 若斜面与物体间的动摩擦因数为0 5 求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间 G1 Gsin G2 Gcos 设小物体下滑到斜面底端时的速度为v 所用时间为t 小物体由静止开始匀加速下滑 则 得 解析 方向沿斜面向下 解析 2 解 小物体沿斜面匀速下滑时 处于平衡状态 其加速度a 则在图示的直角坐标系中 又 所以 小物体与斜面间的动摩擦因数 由牛顿第二定律得 N 2 若给小物体一个沿斜面向下的初速度 恰能沿斜面匀速下滑 则小物体与斜面间的动摩擦因数 是多少