新人教版必修1：4.3《牛頓第二定律》課件.ppt

牛頓第二運動定律的應用,一、牛頓第二定律的內容：,F=ma,力,分力還是合力？,加速度,同一物體，共同的質量,如何求得？,二、必會的幾個問題,1、平面上的問題,2、斜面的上的問題,3、豎直方向的問題,例1：如圖，質量為2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)對物體施加一個大小F=5N與水平方向成=370角的斜向上的拉力(如圖)，已知：g=10m/s2,求： （1）若4s后撤去拉力F，則物體還能滑行多遠？ （2）物體運動的總時間？ （3）畫出物體運動過程中速度時間圖像？,例2.質量為m2kg的小物塊以v0=8m/s的初速度沿 斜面向上滑動如圖所示。已知斜面的傾角37 物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)0.25，斜面足夠長， 求：2s內物塊的位移大小及物塊在2s末的速度.,例3：,從塔上以20m/s的初速度豎直向上拋一個石子，不考慮空氣阻力，求5s末石子速度和5s內石子位移。(g=10m/s2)。,V0,以向上方向為正方向。,x正,x,Vt,兩類問題： 已知物體受力的情況，確定物體運動情況。 已知物體的運動情況，確定物體受力情況。,解題思路：,牛頓運動定律的應用,加速度a,運動情況,受力情況,加速度a,一般步驟： （1）確定研究對象； （2）受力及狀態(tài)分析； （3）取正方向，列方程； （4）統(tǒng)一單位，代值求解； （5）檢驗結果,兩類問題： 已知物體受力的情況，確定物體運動情況。 已知物體的運動情況，確定物體受力情況。,解題思路：,牛頓運動定律的應用,加速度a,運動情況,受力情況,加速度a,質量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下,沿水平地面向右運動。物體與地面間,的摩擦力是4.2N.問物體在4 s末的速,度和4 s內發(fā)生的位移。,一個靜止在水平地面上的物體，,思考：如何求位移，速度,該了解物體做何種運動？,是不是我們熟悉的某種運動呢？,加速度呢？怎么求？,初速度為零,牛頓第二定律,情景分析,一、研究對象是誰？,二、受幾個力的作用？,三、合力沿什么方向？大小是多少？,受力分析,y：Fy合=0 x：Fx合=2.2 N,解:(1)由牛頓第二定律 F合=ma， 可以求出物體的加速度 a=F合/m=(F-f)/m =1.1 m/s2,(2)求出了物體的加速度a，由運動學公式就可以求出4s末的速度 v=at=1.14 m/s=4.4 m/s， 4s內發(fā)生的位移x. x=1/2*at2=0.51.116 m=8.8 m.,除了這類 已知受力求運動 的問題外， 生活中還有另一種問題 也很常見。,“已知受力求運動”解題思路：,力,運動,a,F=ma,分析受力,分析運動,運動學公式,一個滑雪的人，質量是75kg,以,v0=2 m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，,山坡的傾角=300，在t=5s的時間內,滑下的路程 x=60m。求滑雪人受到的,阻力（包括摩擦和空氣）。,思考：如何求阻力，受哪些力？,受力分析,合力沿什么方向？,合力沿斜面向下。,受力方向復雜，如何求合力?,沿平行于斜面向下和垂直斜面向上為+x，+y軸。,解(1)如圖所示建立坐標系，把重力G沿x軸方向和y軸方向進行分解，得到： Gx=mgsin，Gy=mgcos， 人沿山坡做勻加速運動，由運動學公式： x=v0t+1/2at2 解出 a=2(x-v0t)/t2， a4 m/s2,(2)根據牛頓第二定律得： F阻=Gx-ma=mgsinma 代入數(shù)值得：F阻6.5 N.,“已知運動求受力”解題思路：,運動,a,F=ma,分析運動,分析受力,運動學公式,力,總結,1例2中物體受力方向較為復雜，建立平面直角坐 標系后，就可以用Gx和Gy代替G，使解題方便。 2因為加速度方向就是物體所受合外力的方向， 所以以加速度的方向為正方向，會給分析問題帶來 很大方便。,力,運動,a,F=ma,分析受力,分析運動,運動學公式,運動,F=ma,分析運動,分析受力,運動學公式,力,a,練習1：質量為100t的機車從停車場出發(fā)，經225m后，速度達到54kmh，此時，司機關閉發(fā)動機，讓機車進站，機車又行駛125m才停在站上設運動阻力不變，求機車關閉發(fā)動機前所受到的牽引力,四、簡單連結體問題,連結體：兩個(或兩個以上)物體相互連結參 以運動的系統(tǒng)。 內力與外力： 連結體間的相互作用力叫內力； 外部對連結體的作用力叫外力。,外力,內力,例1：如圖所示，質量為2kg 的正方體A和質量為1kg 的正方體B兩個物體靠在一起，放在光滑的水平面上，現(xiàn)用水平力F=30N推A，求A對B作用力的大小。,A,四、簡單的連接體問題,F,F合 =F =30N,先分析AB整體的受力情況：,B,AB,G,N,F,再分析B的受力情況：,B,GB,NB,FB,FB =mBa=10N,例2：如圖所示，質量為2kg 的m1和質量為1kg 的m2兩個物體用水平細線連接，放在光滑的水平面上，現(xiàn)用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面運動，若細線能承受的最大拉力為8N，求水平拉力F的最大值。,二、簡單的連接體問題,F,m2,m1,先分析m2 的受力情況：,G2,N2,T,再分析m1m2整體受力情況：,m1 m2,G,N,F,F =(m1+m2)a=24N,四、簡單的連接體問題,小結：,先用整體法求加速度，,1、已知外力求內力：,再用隔離法求內力,先用隔離法求加速度，,2、已知內力求外力：,再用整體法求外力,例與練,1、如圖所示，在水平地面上有兩個相互接觸的物體A和B，它們的質量分別為m1 和m2 ，與地面間的動摩擦因數(shù)都是，現(xiàn)用水平推力F向右推A，使A、B一起沿地面向前運動，則A對B的作用力為多大？,A,F,B,f =N=(m1+m2)g,先分析AB整體的受力情況：,AB,G,N,F,f,F合 =F-f =F-(m1+m2)g,例與練,1、如圖所示，在水平地面上有兩個相互接觸的物體A和B，它們的質量分別為m1 和m2 ，與地面間的動摩擦因數(shù)都是，現(xiàn)用水平推力F向右推A，使A、B一起沿地面向前運動，則A對B的作用力為多大？,A,F,B,AB,G,N,F,再分析B的受力情況：,B,GB,NB,FB,FB合 =FB-fB=m2a,f,fB,FB =fB+m2a,fB =NB=m2g,m2,例與練,2、如圖所示，質量為2kg 的m1和質量為1kg 的m2兩個物體疊放在一起，放在水平面，m1 與m2、m1與水平面間的動摩擦因數(shù)都是0.3，現(xiàn)用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面運動，要使m1 和m2之間沒有相對滑動，水平拉力F最大為多大？,G2,N2,f2,先分析m2的受力情況：,f2 =N2=m2g=3N,f2 =m2a,例與練,3、如圖所示，質量為2kg 的m1和質量為1kg 的m2兩個物體疊放在一起，放在水平面，m1 與m2、m1與水平面間的動摩擦因數(shù)都是0.3，現(xiàn)用水平拉力F拉m1，使m1 和m2一起沿水平面運動，要使m1 和m2之間沒有相對滑動，水平拉力F最大為多大？,4.如圖所示,在光滑的水平面上,有等質量的五個物體,每個物體的質量為m.若用水平推力F推1號物體,求: (1)它們的加速度是多少? (2)2、3號物體間的壓力為多少?,解：因各個物體的加速度相同,可以五個物體整體為研究對象求出整體的加速度.再以3、4、5號物體為研究對象求出2、3號物體間的壓力. 對整體 F=5ma 對3、4、5號物體 T=3ma 得 a=F/5m; T=3F/5,五、傳輸帶問題 六、與圖像結合的問題,七、臨界問題 八、瞬時問題,五、傳送帶問題：,1、如圖所示，傳送帶保持10m/s的速度運動，現(xiàn)將一質量為0.5kg的小物體從傳送帶左端放上，設物體與皮帶間動摩擦因數(shù)為0.1，傳送帶兩端水平距離為2.5m，則物體從左端運動到右端所經歷的時間為？,五、傳送帶問題：,2、如圖所示，傳送帶保持1m/s的速度運動，現(xiàn)將一質量為0.5kg的小物體從傳送帶左端放上，設物體與皮帶間動摩擦因數(shù)為0.1，傳送帶兩端水平距離為2.5m，則物體從左端運動到右端所經歷的時間為？,24.(2006年高考題19分)一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動，當其速度達到v0后，便以此速度做勻速運動。經過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。,例3、如圖所示，傳送帶與地面的傾角370，從 A到B長度為16m，傳送帶以10 m /s的速度運 行。在傳送帶上端A無初速地放一個質量為 0.5 kg的物體，它與傳送帶之間的 0.5, 求物體從A到B的時間 ？,五、傳輸帶問題 六、與圖像結合的問題,七、臨界問題 八、瞬時問題,1. 如圖所示，是一輛汽車在兩站間行駛的速度圖像，汽車所受到的阻力大小為2000N不變，且BC段的牽引力為零，已知汽車的質量為4000kg，則汽車在BC段的加速度大小為 ， OA段汽車的牽引力大小為 。,2、 物體A、B都靜止在同一水平面上，它們的質量分別是mA和mB，與水平面之間的動摩擦因數(shù)分別為A和B。用平行于水平面的力F分別拉物體A、B，得到加速度a和拉力F的關系圖象分別如圖中A、B所示。利用圖象求出A、B兩物體與水平面之間動摩擦因數(shù)A和B的數(shù)值。,二力與運動關系的定性分析,一.動力學的兩類基本問題,四牛頓第二定律的瞬時性,三正交分解法,五.臨界問題,六.皮帶問題分析,七.連接體問題,例1如圖所示，當剪斷AB、OB舜時， 求兩圖中小球的加速度。,例2 如圖所示，A、B兩物體的質量分別為M和m，中間用輕彈簧相連，物體與水平面間的摩擦因數(shù)為，在水平拉力作用下，A、B一起以加速度a向右作勻加速直線運動。試求突然撤去拉力的瞬間，兩物體的加速度各為多大。,答案：aA=a ，aB=Ma+（M+m）g/m,練習 一塊木板上疊放著兩個物體（如圖所示），它們的質量關系為M2m，中間用一輕彈簧聯(lián)結，并處于靜止狀態(tài)。突然抽去木板，此時上、下兩物體的加速度各為( ) A、g, 2g; B、0，g C、0，2g； D、0，1.5g。,例4：一個質量為0.2kg的小球用細繩吊在傾角為=35的斜面頂端如右圖示，斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計摩擦，當斜面以10ms2的加速度向右運動時，求繩子的拉力及斜面對小球的彈力,解析：