用牛顿运动定律解决问题(一).ppt

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为止 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 F F 复习 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 并不是维持物体运动状态的原因惯性 物体本身固有的属性 牛顿第二定律 F合 ma 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 反映了物体之间的相互作用规律 牛顿运动定律的意义 力是产生加速度的原因 复习 6用牛顿运动定律解决问题 一 牛顿第二定律确定了运动和力的关系 使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来 因此 它在天体运动的研究 车辆的设计等许多基础科学和工程技术都有广泛的应用 科技工作者能准确预测卫星的运行轨道 着地点 正是利用了牛顿运动定律中的力和运动的关系 由于目前知识的局限 这里让我们先从最简单的例子入手 体会这类问题的研究方法 6用牛顿运动定律解决问题 一 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 l 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 f F G FN a 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 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 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 分析滑雪人的运动情况 V0 2m s t 5s x 60m 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 分析滑雪人的受力情况 GY mgcos300 636 5N GX mgsin300 367 5N F合 GX F阻 ma F阻 GX ma 367 5N 75 4N 67 5N F阻方向沿斜面向上 解 对滑雪人进行受力分析 建立坐标系 把重力分解得 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 小结 l 两题都需画受力图 都要利用牛顿第二定律和运动学公式 画受力图是重要的解题步骤 不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度 而例2先用运动学公式求加速度 2 例2中物体受力方向较为复杂 建立平面直角坐标系后 就可以用G1和G2代替G 使解题方便 两类问题 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 解题思路 牛顿运动定律的应用 力的合成与分解 F合 ma 运动学公式 受力情况 合力F合 a 运动情况 加速度是连接 力 和 运动 的桥梁 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 根据两个练习的解题过程 以及我们对应用牛顿运动定律解题方法的分析 请同学们总结出应用牛顿定律解决问题的一般步骤 一斜面AB长为10 倾角为 一质量为 kg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 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 以小物体为研究对象 其受力情况如图所示 建立直角坐标系 小物体沿斜面即 轴方向加速运动 设加速度为ax 则ax 物体在 轴方向没有发生位移 没有加速度则ay 解析 FN x y 由牛顿第二定律得 解析 把重力 沿 轴和 轴方向分解 又 所以 设小物体下滑到斜面底端时的速度为 所用时间为 小物体由静止开始匀加速下滑 则 由 由 得 得 解析 2 小物体沿斜面匀速下滑时 处于平衡状态 其加速度 则在图示的直角坐标系中 所以 又 所以 小物体与斜面间的动摩擦因数 由牛顿第二定律得 解析 若给物体一定的初速度 当 tg 时 物体沿斜面匀速下滑 当 tg mgcos mgsin 时 物体沿斜面减速下滑 当 tg mgcos mgsin 时 物体沿斜面加速下滑 小结提升 作业 1 课后完成课本85页 问题与练习 中的习题 2 用图表的形式具体总结一下两种动力学题目的基本解题思路 完成导学大课堂page 105 109 图表 受力情况F1 F2 运动情况v0 s F合 a 力的合成与分解 牛顿第二定律 运动学公式 F 解 依题意作图 由图可知合力F为 F 2 50cos300N 2 50 0 866N 87N 解 依题意作图 由图可知合力F为 F 2 50cos300N 2 50 0 866N 87N 解 在阻力作用下电车做匀减速运动 由匀变速直线运动规律可求出电车的加速度a 电车所受的阻力 负号表示阻力的方向与初速度的方向反 解 依题意作图 解 依题意作图 建立坐标 并分解G G1 mgsin G2 mgcos 根据牛顿第二定律可求得人下滑的加速度 滑至底端时的速度为 解 汽车受重力G 支持力F和摩擦力Ff的作用 如图所示 其中Ff F mg 由牛顿第二定律可得 紧急刹车时的加速度为 根据运动学公式