山東省成武一中高中物理《牛頓第二定律》課件新人教版必修

1、一、牛頓第二定律的內(nèi)容：一、牛頓第二定律的內(nèi)容：F=ma力力分力還是合力？分力還是合力？加速度加速度同一物體，共同的質(zhì)量同一物體，共同的質(zhì)量如何求得？如何求得？二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題1、平面上的問題、平面上的問題2、斜面的上的問題、斜面的上的問題3、豎直方向的問題、豎直方向的問題二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題 平面上的問題平面上的問題1、光滑平面、光滑平面a=0，勻速直線，勻速直線FacosFmacosFam勻變速直線運動勻變速直線運動二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題 平面上的問題平面上的問題2、粗糙平面、粗糙平面vGfNF=f=mgmg=maa=g g物體做勻減速運動

2、物體做勻減速運動二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題 平面上的問題平面上的問題1、粗糙平面、粗糙平面FfGxyNcosxFfma軸：y軸：N+Fsin =mgfN輔助：cos(sin )FmgFam勻變速直線運動勻變速直線運動例例1：如圖，質(zhì)量為如圖，質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的動摩擦物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為因數(shù)為0.2，現(xiàn)對物體施，現(xiàn)對物體施加一個大小加一個大小F=5N與水平方向成與水平方向成=370角的斜向上的角的斜向上的拉力拉力(如圖如圖)，已知：，已知：g=10m/s2,求：求：（1）若）若4s后撤去拉力后撤去拉力F，則物體還能滑行多

3、遠？，則物體還能滑行多遠？（2）物體運動的總時間？）物體運動的總時間？（3）畫出物體運動過程中速度）畫出物體運動過程中速度時間圖像？時間圖像？F二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題1、平面上的問題、平面上的問題2、斜面的上的問題、斜面的上的問題3、豎直方向的問題、豎直方向的問題二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題 斜面的上的問題斜面的上的問題1、光滑斜面、光滑斜面 物體沿物體沿斜面向下滑斜面向下滑物體沿物體沿斜面向上滑斜面向上滑sinagsinag結(jié)論：物體向下時結(jié)論：物體向下時做勻加速直線運動做勻加速直線運動 物體向上時物體向上時做勻減速直線運動做勻減速直線運動方向：沿斜面向下方向：沿斜面向

4、下方向：沿斜面向下方向：沿斜面向下3、粗糙斜面（摩擦系數(shù)為、粗糙斜面（摩擦系數(shù)為），不加外力，不加外力 物體沿物體沿斜面向下滑斜面向下滑物體沿物體沿斜面向上滑斜面向上滑sincosagg方向：沿斜面向下方向：沿斜面向下sincosagg結(jié)論：物體向下運動時結(jié)論：物體向下運動時做勻加速直線運動做勻加速直線運動 物體向上運動時物體向上運動時做勻減速直線運動做勻減速直線運動具有向上的初速度具有向上的初速度方向：沿斜面向下方向：沿斜面向下3、斜面，加外力、斜面，加外力 FFxyxysinxFfmgma軸：y軸 ： N=mgcosfN輔 助 ：cossinxFfmgma軸：y軸：Fsinmgcos =N

5、fN輔助：例例2.質(zhì)量為質(zhì)量為m2kg的小物塊以的小物塊以v0=8m/s的初速度沿的初速度沿斜面向上滑動如圖所示。已知斜面的傾角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)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)0.25，斜面足夠長，斜面足夠長，求：求：2s內(nèi)物塊的位移大小及物塊在內(nèi)物塊的位移大小及物塊在2s末的速度末的速度.二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題1、平面上的問題、平面上的問題2、斜面的上的問題、斜面的上的問題3、豎直方向的問題、豎直方向的問題二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題 豎直方向的問題豎直方向的問題1、無空氣阻力、無空氣阻力GG特點：只受重力特點：只受重力a=g,方

6、向豎直向下方向豎直向下從初速度從初速度角度可分角度可分自由落自由落體運動體運動豎直上豎直上拋運動拋運動 以向上方向為正方向，豎直向上以向上方向為正方向，豎直向上拋運動是一個加速度為拋運動是一個加速度為-g的勻減速的勻減速直線運動。直線運動。gtvvt02021gttvx例3：從塔上以從塔上以20m/s20m/s的初速度豎直向上拋一個的初速度豎直向上拋一個石子，不考慮空氣阻力，求石子，不考慮空氣阻力，求5s5s末石子速度末石子速度和和5s5s內(nèi)石子位移。內(nèi)石子位移。(g=10m/s(g=10m/s2 2) )。V V0 0 以向上方向為正方向。以向上方向為正方向。x正正gtvvt0smsmsm/

7、30/510/202021gttvxmmm25510215202xV Vt t二、必會的幾個問題二、必會的幾個問題 豎直方向的問題豎直方向的問題1、有空氣阻力，且大小不變、有空氣阻力，且大小不變特點：受重力特點：受重力 空氣阻力，與速度方向相反空氣阻力，與速度方向相反物體向物體向上運動上運動物體向物體向下運動下運動GGF合合=mg+f=maF合合=mg-f=maa=g+f/ma=g-f/m方向向下方向向下方向向下方向向下例例4：.將物體豎直上拋，假設(shè)運動過程中空氣阻力將物體豎直上拋，假設(shè)運動過程中空氣阻力不變，其速度不變，其速度時間圖象如圖所示，則物體所時間圖象如圖所示，則物體所受的重力和空氣

8、阻力之比為（）受的重力和空氣阻力之比為（） A1:10B10:1 C9:1 D8:1t/sv/(ms-1)011-912三三 、動力學的兩類基本問題、動力學的兩類基本問題 1已知物體的受力情況，要求確定物體的運動已知物體的受力情況，要求確定物體的運動情況情況 處理方法：已知物體的受力情況，可以求出物處理方法：已知物體的受力情況，可以求出物體的合外力，根據(jù)牛頓第二定律可以求出物體體的合外力，根據(jù)牛頓第二定律可以求出物體的加速度，再利用物體的初始條件（初位置和的加速度，再利用物體的初始條件（初位置和初速度），根據(jù)運動學公式就可以求出物體的初速度），根據(jù)運動學公式就可以求出物體的位移和速度也就是確定

9、了物體的運動情況位移和速度也就是確定了物體的運動情況 2已知物體的運動情況，要求推斷物體的受力已知物體的運動情況，要求推斷物體的受力情況情況 處理方法：已知物體的運動情況，由運動學處理方法：已知物體的運動情況，由運動學公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可公式求出加速度，再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的合外力，由此推斷物體受以確定物體所受的合外力，由此推斷物體受力情況力情況兩類問題： 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。牛頓運動定律的應(yīng)用一般步驟：一般步驟：（1）確定研究對象；）確定研究對象； （2）受力及狀態(tài)分析；）受力及狀態(tài)分析；（3）取正方

10、向，列方程；）取正方向，列方程； （4）統(tǒng)一單位，代值求解；）統(tǒng)一單位，代值求解；（5）檢驗結(jié)果）檢驗結(jié)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。牛頓運動定律的應(yīng)用 例題例題4 4質(zhì)量是質(zhì)量是2kg,2kg,在在6.4N6.4N的水平拉力作用下的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是的摩擦力是4.2N.4.2N.問物體在問物體在4 s4 s末的速末的速度和度和4 s4 s內(nèi)發(fā)生的位移。內(nèi)發(fā)生的位移。 一個靜止在水平地面上的物體一個靜止在水平地面上的物體，是不是我們熟悉的某種運動呢？是不是我們熟悉

11、的某種運動呢？加速度呢？怎么求？加速度呢？怎么求？牛頓第二定律牛頓第二定律FGfFNy：Fy合合=0 x：Fx合合=2.2 Nyxo解解: :(1)(1)由牛頓第二定律由牛頓第二定律 F F合合=ma=ma，可以求出物體的加速度可以求出物體的加速度 a=F a=F合合/m=(F-f)/m =1.1 m/s/m=(F-f)/m =1.1 m/s2 2 (2) (2)求出了物體的加速度求出了物體的加速度a a，由運動學，由運動學公式就可以求出公式就可以求出4s4s末的速度末的速度 v=at=1.1 v=at=1.14 m/s=4.4 m/s4 m/s=4.4 m/s， 4s 4s內(nèi)發(fā)生的位移內(nèi)發(fā)生

12、的位移x.x. x=1/2 x=1/2* *atat2 2=0.5=0.51.11.116 m=8.8 m.16 m=8.8 m.“已知受力求運動已知受力求運動”解題思路：解題思路：aF=ma分析受力分析受力分析運動分析運動運動學公式運動學公式 例題例題5 5受力分析受力分析 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沿平行于斜面向下和垂直斜面向上為垂直斜面向上為+x+x，+y+y軸。軸。解解(1)(1)如圖所示建立坐標系，把重力如圖所示建立坐標系，把重力G G沿沿x x軸方向和軸方向和y y軸軸方向進行分解，得到：方向進行分解，得到： Gx=mgsin

13、Gx=mgsin，Gy=mgcosGy=mgcos，人沿山坡做勻加速運動，由運動學公式：人沿山坡做勻加速運動，由運動學公式： x=vx=v0 0t+1/2att+1/2at2 2 解出解出 a=2(x-va=2(x-v0 0t)/tt)/t2 2， a a4 m/s4 m/s2 2 (2) (2)根據(jù)牛頓第二定律得：根據(jù)牛頓第二定律得：F F阻阻=Gx-ma=mgsin=Gx-ma=mgsinmama代入數(shù)值得：代入數(shù)值得：F F阻阻6 6.5 N.5 N.“已知運動求受力已知運動求受力”解題思路：解題思路：運動運動aF=ma分析運動分析運動分析分析受力受力運動學公式運動學公式力力1 1例例2

14、 2中物體受力方向較為復雜，建立平面直角坐中物體受力方向較為復雜，建立平面直角坐標系后，就可以用標系后，就可以用GxGx和和GyGy代替代替G G，使解題方便。，使解題方便。2 2因為加速度方向就是物體所受合外力的方向，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。很大方便。力力運動運動aF=ma分析受力分析受力分析運動分析運動運動學公式運動學公式運動運動F=ma分析分析運動運動分析分析受力受力運動學公式運動學公式力力a練習練習1：質(zhì)量為：質(zhì)量為100t的機車從停車場出發(fā)，經(jīng)的機車從停車場出發(fā)，經(jīng)225

15、m后，速度達到后，速度達到54kmh，此時，司機關(guān)閉此時，司機關(guān)閉發(fā)動機，讓機車進站，機車又行駛發(fā)動機，讓機車進站，機車又行駛125m才停在才停在站上設(shè)運動阻力不變，求機車關(guān)閉發(fā)動機前所站上設(shè)運動阻力不變，求機車關(guān)閉發(fā)動機前所受到的牽引力受到的牽引力四、簡單連結(jié)體問題四、簡單連結(jié)體問題 連結(jié)體：連結(jié)體：兩個兩個(或兩個以上或兩個以上)物體相互連結(jié)參物體相互連結(jié)參 以運動的系統(tǒng)。以運動的系統(tǒng)。 內(nèi)力與外力：內(nèi)力與外力： 連結(jié)體間的相互作用力叫連結(jié)體間的相互作用力叫內(nèi)力內(nèi)力； 外部對連結(jié)體的作用力叫外部對連結(jié)體的作用力叫外力外力。 例例1 1：如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為2kg 2kg 的正方

16、體的正方體A A和質(zhì)量為和質(zhì)量為1kg 1kg 的正方體的正方體B B兩個物體靠在一起，放在光滑的水平面上，兩個物體靠在一起，放在光滑的水平面上，現(xiàn)用水平力現(xiàn)用水平力F=30NF=30N推推A A，求，求A A對對B B作用力的大小。作用力的大小。 A A四、簡單的連接體問題四、簡單的連接體問題FF合合 =F =30N2/10smmmFaBA合先分析先分析AB整體的受力情況：整體的受力情況：B BABABGNF再分析再分析B的受力情況：的受力情況：B BGBNBFBFB =mBa=10N 例例2 2：如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為2kg 2kg 的的mm1 1和質(zhì)量為和質(zhì)量為1kg 1kg

17、的的mm2 2兩個物體用水平細線連接，放在光滑的水平兩個物體用水平細線連接，放在光滑的水平面上，現(xiàn)用水平拉力面上，現(xiàn)用水平拉力F F拉拉mm1 1，使，使mm1 1 和和mm2 2一起沿水一起沿水平面運動，若細線能承受的最大拉力為平面運動，若細線能承受的最大拉力為8N8N，求水，求水平拉力平拉力F F的最大值。的最大值。 二、簡單的連接體問題二、簡單的連接體問題Fmm2 2mm1 1先分析先分析mm2 2 的受力情況：的受力情況：G2N2T22/8smmTa再分析再分析mm1 1mm2 2整體受力情況：整體受力情況：mm1 1 mm2 2GNFF =(m1+m2)a=24N四、簡單的連接體問題

18、四、簡單的連接體問題小結(jié)：小結(jié)：先用整體法求加速度，先用整體法求加速度，1、已知外力求內(nèi)力：、已知外力求內(nèi)力：再用隔離法求內(nèi)力再用隔離法求內(nèi)力先用先用隔離法隔離法求加速度，求加速度，2、已知內(nèi)力求外力：、已知內(nèi)力求外力：再用再用整體法整體法求外力求外力例與練例與練1 1、如圖所示，在水平地面上有兩個相互接觸的如圖所示，在水平地面上有兩個相互接觸的物體物體A A和和B B，它們的質(zhì)量分別為，它們的質(zhì)量分別為mm1 1 和和mm2 2 ，與地，與地面間的動摩擦因數(shù)都是面間的動摩擦因數(shù)都是 ，現(xiàn)用水平推力，現(xiàn)用水平推力F F向右推向右推A A，使，使A A、B B一起沿地面向前運動，則一起沿地面向前

19、運動，則A A對對B B的作的作用力為多大？用力為多大？A AFB Bf =N=(m=N=(m1+m+m2)g)g21mmFa合先分析先分析AB整體的受力情況：整體的受力情況：ABABGNFfF合合 =F-f =F-(m(m1+m+m2)g)ggmmF21例與練例與練1 1、如圖所示，在水平地面上有兩個相互接觸的如圖所示，在水平地面上有兩個相互接觸的物體物體A A和和B B，它們的質(zhì)量分別為，它們的質(zhì)量分別為mm1 1 和和mm2 2 ，與地，與地面間的動摩擦因數(shù)都是面間的動摩擦因數(shù)都是 ，現(xiàn)用水平推力，現(xiàn)用水平推力F F向右推向右推A A，使，使A A、B B一起沿地面向前運動，則一起沿地面

20、向前運動，則A A對對B B的作的作用力為多大？用力為多大？A AFB BABABGNF再分析再分析B的受力情況：的受力情況：B BGBNBFBFB合合 =FB-fB=m2affBFB =fB+m2afB =N=NB=m=m2g g212mmFmmm2 2例與練例與練2 2、如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為2kg 2kg 的的mm1 1和質(zhì)量為和質(zhì)量為1kg 1kg 的的mm2 2兩個物體疊放在一起，放在水平面，兩個物體疊放在一起，放在水平面，mm1 1 與與mm2 2、mm1 1與水平面間的動摩擦因數(shù)都是與水平面間的動摩擦因數(shù)都是0.30.3，現(xiàn)用水平拉力，現(xiàn)用水平拉力F F拉拉mm1 1，

21、使，使mm1 1 和和mm2 2一起沿水平面運動，要使一起沿水平面運動，要使mm1 1 和和mm2 2之間沒有相對滑動，水平拉力之間沒有相對滑動，水平拉力F F最大為多大？最大為多大？ G2N2f2先分析先分析mm2的受力情況：的受力情況：f2 =N=N2=m=m2g=3Ng=3N222/3smmfaf2 =m=m2a例與練例與練3 3、如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為2kg 2kg 的的mm1 1和質(zhì)量為和質(zhì)量為1kg 1kg 的的mm2 2兩個兩個物體疊放在一起，放在水平面，物體疊放在一起，放在水平面，mm1 1 與與mm2 2、mm1 1與水平面與水平面間的動摩擦因數(shù)都是間的動摩擦因數(shù)都

22、是0.30.3，現(xiàn)用水平拉力，現(xiàn)用水平拉力F F拉拉mm1 1，使，使mm1 1 和和mm2 2一起沿水平面運動，要使一起沿水平面運動，要使mm1 1 和和mm2 2之間沒有相對滑之間沒有相對滑動，水平拉力動，水平拉力F F最大為多大？最大為多大？ 4.如圖所示如圖所示,在光滑的水平面上在光滑的水平面上,有等質(zhì)量的有等質(zhì)量的五個物體五個物體,每個物體的質(zhì)量為每個物體的質(zhì)量為m.若用水平推若用水平推力力F推推1號物體號物體,求求: (1)它們的加速度是多少它們的加速度是多少? (2)2、3號物體間的壓力為多少號物體間的壓力為多少?五、傳輸帶問題五、傳輸帶問題六、與圖像結(jié)合的問題六、與圖像結(jié)合的問

23、題七、臨界問題七、臨界問題八、瞬時問題八、瞬時問題五、傳送帶問題：五、傳送帶問題：1、如圖所示，傳送帶保持、如圖所示，傳送帶保持10m/s的速度運動，現(xiàn)的速度運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為將一質(zhì)量為0.5kg的小物體從傳送帶左端放上，設(shè)的小物體從傳送帶左端放上，設(shè)物體與皮帶間動摩擦因數(shù)為物體與皮帶間動摩擦因數(shù)為0.1，傳送帶兩端水平，傳送帶兩端水平距離為距離為2.5m，則物體從左端運動到右端所經(jīng)歷的，則物體從左端運動到右端所經(jīng)歷的時間為？時間為？五、傳送帶問題：五、傳送帶問題：2、如圖所示，傳送帶保持、如圖所示，傳送帶保持1m/s的速度運動，現(xiàn)將的速度運動，現(xiàn)將一質(zhì)量為一質(zhì)量為0.5kg的小物體從傳送帶左

24、端放上，設(shè)物的小物體從傳送帶左端放上，設(shè)物體與皮帶間動摩擦因數(shù)為體與皮帶間動摩擦因數(shù)為0.1，傳送帶兩端水平距，傳送帶兩端水平距離為離為2.5m，則物體從左端運動到右端所經(jīng)歷的時，則物體從左端運動到右端所經(jīng)歷的時間為？間為？24.(2006年高考題年高考題19分分)一水平的淺色長傳送帶上一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間放置一煤塊（可視為質(zhì)點），煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為的動摩擦因數(shù)為。初始時，傳送帶與煤塊都是。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靜止的?，F(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動，開始運動，當其速度達到當其速度達到v0后，便以此

25、速度做勻速運動。經(jīng)后，便以此速度做勻速運動。經(jīng)過一段時間，煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕過一段時間，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。求此黑色痕跡后，煤塊相對于傳送帶不再滑動。求此黑色痕跡的長度。跡的長度。例例3、如圖所示，傳送帶與地面的傾角、如圖所示，傳送帶與地面的傾角370，從，從A到到B長度為長度為16m，傳送帶以，傳送帶以10 m /s的速度運的速度運行。在傳送帶上端行。在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為無初速地放一個質(zhì)量為0.5 kg的物體，它與傳送帶之間的的物體，它與傳送帶之間的 0.5,求物體從求物體從A到到B的時間的時間 ？五、傳輸帶問題五、傳輸帶問

26、題六、與圖像結(jié)合的問題六、與圖像結(jié)合的問題七、臨界問題七、臨界問題八、瞬時問題八、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像，汽車所受到的阻力大小為2000N不變，且不變，且BC段的牽引力為零，已知汽車的質(zhì)量為段的牽引力為零，已知汽車的質(zhì)量為4000kg，則，則汽車在汽車在BC段的加速度大小為段的加速度大小為 ， OA段汽車的段汽車的牽引力大小為牽引力大小為 。2、 物體物體A、B都靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)都靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別是量分別是mA和和mB，與水平面之間的動摩擦因數(shù)，與水平面之間的動摩擦

27、因數(shù)分別為分別為A和和B。用平行于水平面的力。用平行于水平面的力F分別拉物分別拉物體體A、B，得到加速度，得到加速度a和拉力和拉力F的關(guān)系圖象分別如的關(guān)系圖象分別如圖中圖中A、B所示。利用圖象求出所示。利用圖象求出A、B兩物體與水兩物體與水平面之間動摩擦因數(shù)平面之間動摩擦因數(shù)A和和B的數(shù)值。的數(shù)值。二力與運動關(guān)系的定性分析二力與運動關(guān)系的定性分析 一一.動力學的兩類基本問題動力學的兩類基本問題四牛頓第二定律的瞬時性四牛頓第二定律的瞬時性三正交分解法三正交分解法五五.臨界問題臨界問題 六六.皮帶問題分析皮帶問題分析七七.連接體問題連接體問題例例1如圖所示，當剪斷如圖所示，當剪斷AB、OB舜時，舜時，求兩圖中小球的加速度。求兩圖中小球的加速度。例例2 如圖所示，如圖所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別為兩物體的質(zhì)量分別為M和和m，中間用輕彈簧相連，物體與水平面間的摩擦因數(shù)中間用輕彈簧相連，物體與水平面間的摩擦因數(shù)為為，在水平拉力作用下，在水平拉力作用下，A、B一起以加速度一起以加速度a向向右作勻加速直線運動。試求突然撤去拉力的瞬間，右作勻加速直線運動。試求突然撤去拉力的瞬間，