高中物理 4-7《用牛頓定律解決問題（二）》課件 新人教版必修1

1、用牛頓運動定律解決問題（二）,牛頓定律的應(yīng)用 兩類問題：已知運動求力 已知力求運動,解題步驟：1、確定對象 分析運動 2、畫隔離體受力圖 3、選取坐標系4、列方程 解方程5、討論,,例題1 如圖所示的皮帶運輸機，設(shè)磚塊與皮帶間的摩擦系數(shù)為 ，磚塊的質(zhì)量為 ，皮帶的傾斜角為 。求皮帶向上勻速輸送磚塊時，它對磚塊的摩擦力多大？,,,,,,,,,,,,例1

2、用圖,mg,fs,,解： 認定磚塊進行分析。它向上勻速運動，因而加速度為零。在上升過程中，它的受力情況如圖所示。,選x軸沿著皮帶方向，則對磚塊用牛頓第二定律，可得x方向的分量式為,由此得磚塊受到的摩擦力為,Y方向的分量式為（則可求出正壓力）,,書中例題2.3（63頁）,例2 一個質(zhì)量為 的珠子系在線的一端，線的另一端在墻上的釘子上，線長為 。先拉動珠子使線保持水平靜止，然后松手使珠子下落。,水平,,求: 線擺下 角時這個珠子

3、的速率 和線的張力,（變力 自然坐標系）解：對于珠子，在任意時刻，當擺下 時，牛頓第二定律的法向和切向的分量式為,,運動學關(guān)系式,分析：,,,,,,,,,,,,,,,以 乘以（2）式兩側(cè)，可得,由于 ，所以上式可寫成,兩側(cè)同時積分，由于擺角從0增大到 時，速率從0增大到 ，所以有,,由（1）、 （3）、（5）式得線對珠子的拉力為,（4）,（5）,,,,,1）上述結(jié)果

4、是普遍解適用于任意位置2）如特例：,,書中例題2.6（67頁）,三個宇宙速度(67頁)1、第一宇宙速度 在地面上發(fā)射一航天器，使之能沿繞地球的圓軌道運行所需的最小發(fā)射速度，稱為第一宇宙速度。7.9km/s（第四章具體求解）,2、第二宇宙速度 在地面上發(fā)射一航天器，使之能脫離地球的引力所需的最小發(fā)射速度，稱為第二宇宙速度。（11.2千米/秒） 見書中例題2.5（67頁） 人類要登上月球，或要飛向其他行星

5、，首先必須要脫離地球的引力場，因此，所乘坐航天器的發(fā)射速度必須大于第二宇宙速度。,3、第三宇宙速度 在地面上發(fā)射一航天器，使之不但要脫離地球的引力場，還要脫離太陽的引力場所需的最小發(fā)射速度，稱為第三宇宙速度。（16.7千米/秒）,例3（書例題2.7）考慮空氣阻力的落體運動（變力 直角坐標系）已知：,>0,求：,解：,第二步：列牛頓定律方程 （原理式）,第一步：畫質(zhì)點m的受力圖,第三步：

6、解上述微分方程1.分離變量2.兩邊分別積分,3.得解,（同學自解）,例4 粗繩的張力（您知道：張力有個分布嗎？）拉緊的繩中任一截面兩側(cè)的兩部分之間的相互作用力稱該截面處的張力 ----彈性力如圖，質(zhì)量均勻分布的粗繩拉重物。,,,已知：,求：距頂端為,米處繩中的張力,,,,,解：對繩用牛頓第二定律,若,若繩的質(zhì)量忽略，則張力等于外力。,,#,§4 牛頓定律的適用范圍,慣性系 牛頓定律適用的參考系宏觀物體低速

7、運動問題,非慣性系中的慣性力 一、問題的提出 二、平動加速參考系的(平移)慣性力 三、 勻速轉(zhuǎn)動參考系,一、 問題的提出 我們知牛頓第二定律必須在慣性系中使用； 又知牛頓定律是質(zhì)點力學的基礎(chǔ)定律。 但有些實際問題只能在非慣性系中解決， 怎么方便地使用牛頓第二定律？ 辦法是：在分析受力時，只需加上某種

8、 “虛擬”的力（稱為慣性力） 就可在非慣性系中使用牛頓第二定律的形式,二、平動加速參考系的(平移)慣性力,設(shè)：地面參考系為慣性系 火車參考系相對地面參考系加速平動 加速度為,,質(zhì)點在火車參考系中運動的加速度為,在地面參考系中可使用牛頓第二定律,（1）,,在火車參考系中形式上使用牛頓第二定律,（2）,,分析：,1.我們認識的牛頓第二定律形式： 左邊是

9、合力 右邊是質(zhì)量乘加速度 合力是相互作用力之和2. 非慣性系中 “合力” = 相互作用力之和+,3.在非慣性系中牛頓第二定律的形式為,就是慣性力,因為是在平移非慣性系中引進的慣性力，所以叫平移慣性力,式中,相互作用，,慣性力是參考系加速運動引起的附加力，,本質(zhì)上是物體慣性的體現(xiàn)。,它不是物體間的,沒有反作用力，,但有真實的效果。,二戰(zhàn)中的小故事：,分析：,垂直、近距,?慣性力大,?摩擦力大,,您能改進嗎？,例