高中物理 4.5牛頓第二定律的應(yīng)用課件 新人教版必修1

1、牛頓第二定律的應(yīng)用,一、動(dòng)力學(xué)問題的分類,1、第一類：已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況即先由物體的受力情況求出合力，利用牛頓第 二 定律求出物體的加速度，再根據(jù)物體的初始條件利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的運(yùn)動(dòng)情況----即任一時(shí)刻的位置、速度等2、第二類：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況即先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，再由牛頓第二定律推斷或者求出物體的受力情況 但不管哪一類問題，確定物體的加速度是解題的關(guān)鍵,,第三章

2、第六節(jié) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用,二、應(yīng)用牛頓第二定律解題規(guī)律分析 題目類型及流程如下：,F合=ma,,a,,1、Vt=V0+at,,3、Vt2-V02=2as,,1、由左向右是已知力求運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可將V 、a、s、t中任何一個(gè)物理量作為未知量求解,2、由右向左是已知運(yùn)動(dòng)求受力情況，可將未知力F、m中任何一個(gè)物理量作為未知量求解,,,例題1：一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2Kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)，

3、物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力是4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。,三.應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題步驟：1、明確研究對(duì)象和研究過程； 2、分析受力情況、畫出受力示意圖； 3、分析運(yùn)動(dòng)情況、畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖； 4、應(yīng)用F合=ma及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程解題。,,,例題：2．一靜止木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成θ

4、角的力F推木箱，求經(jīng)過t秒時(shí)木箱的速度。,水平 方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma豎直方向：N=G+F2=G+Fsin f=µN Vt=V0+at=at,建立直角坐標(biāo)系,X,Y,X方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=µ

5、;N Vt=V0+at=at,練習(xí)1、如圖，一質(zhì)量為m=5Kg的物體沿水平地面向左運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u=0.4，當(dāng)物體向左的水平速度為v1=10m/s時(shí)，開始受到一個(gè)水平向右的拉力F=30N的作用。取g=10m/s2 ， 問（1）經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間物體的速度變?yōu)?m/s，向右運(yùn)動(dòng)？ （2）這段時(shí)間內(nèi)物體通過的位移是多大？,分析：物體水平向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向上受向右的滑動(dòng)摩擦力

6、和水平向右的拉力F而做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到速度為0,由于水平向右 的拉力F＞umg=20N，物體再由靜止開始向右勻加速,直到速度達(dá)到題目中的要求為止。,例３、一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m=75kg，以V0=2m/s的初速度沿山坡勻加速地滑下，山坡的傾角ß=300，在t=5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑動(dòng)摩擦力和空氣阻力)。,思路：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力。應(yīng)先求出加速度a，再利用牛頓第二定律F合=ma求滑雪人受到

7、的阻力。,解：第一步求a因?yàn)閂0=2m/s，s=60m，t=5s據(jù)公式求得a = 4m/s2,第二步求F合阻力要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖，如下,因?yàn)槭莿蚣铀倩?，所以加速度向下，速度向?,X,,Y,,GY,,GX,練習(xí)2、質(zhì)量為5Kg的物體在與水平面成370角斜向右上方的拉力F的作用下，沿水平桌面向右做直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過5m的距離，速度由4m/s變?yōu)?m/s，已知物體跟桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=0.1，求作用力F的大小.(g=10m/

8、s2 sin370=3/5 cos370 =4/5 ),分析：此題的物理情景是物體在拉力F的作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)5m的路程，速度由4m/s增加到6m/s，是一個(gè)已知物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，求物體受力的問題。,解題步驟：1。確定研究對(duì)象，分析物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)此題的研究對(duì)象為物塊，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為勻加速直線運(yùn)動(dòng)2。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度由 v2t- v20 =2as 得a=(v2t- v20 )/2s=(62 -42 )/(2

9、15;5)=2m/s2 3。由牛頓第二定律求物體所受的合外力 F合 =ma=5×2N=10N4。分析物體受力情況，建立直角坐標(biāo)系，由力的合 成與分解求出F X方向 Fcos 370 -f=ma= F合 Y方向 N+Fsin 370 -mg=0 又 f=uN 聯(lián)立三式可得F=17.6N,隔離法和整體法,1、連接體,有相互作用的兩個(gè)

10、或兩個(gè)以上的物體所組成的比較復(fù)雜的系統(tǒng)連接體.解答有關(guān)連接體問題的關(guān)鍵是確定研究對(duì)象.,2、整體法:,把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)對(duì)象進(jìn)行分析的方法,3、隔離法:,把連接體中的某一部分從整體中隔離出來進(jìn)行研究的方法,運(yùn)用整體法分析連接體的前題條件是，連接體內(nèi)各物體的加速度相同；此時(shí)連接體內(nèi)各個(gè)物體間的相互作用力屬于內(nèi)力，在列式時(shí)不予考慮而簡(jiǎn)化了受力情況。,4、整體法、隔離法選擇的原則:,對(duì)于不要求討論連接體系統(tǒng)內(nèi)部情況的問題 ，一般用整體法；對(duì)要

11、討論系統(tǒng)內(nèi)部情況的問題，一般用隔離法。實(shí)際解答中兩種方法交替使用，先用整體法求加速度，再用隔離法求物體間的相互作用力。,例題,超重與失重,1、超重現(xiàn)象,超重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受的重力。,失重：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受的重力。,特點(diǎn)：,存在一個(gè)向上的加速度,可能的運(yùn)動(dòng)形式：,向上加速、向下減速,2、失重現(xiàn)象,特點(diǎn)：,存在一個(gè)向下的加速度,可能的運(yùn)動(dòng)形式：,向下加速、向上減速,3、完

12、全失重現(xiàn)象,只受重力、 物體間不存在相互作用力,豎直上拋?zhàn)杂陕潴w,例題,下面所示的情況中，對(duì)物體m來說，哪幾種發(fā)生超重現(xiàn)象？哪幾種發(fā)生失重現(xiàn)象？,甲,乙,丙,丁,N<G 失重,N>G 超重,N<G 失重,N>G 超重,總結(jié)：物體具有豎直向上的加速度，即處于超重狀態(tài)；物體具有豎直向下的加速度，即處于失重狀態(tài)。與運(yùn)動(dòng)的方向無關(guān)。,（五）超重和失重現(xiàn)象的應(yīng)用,人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)都繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。

13、所受的地球引力只改變物體的速度方向，不改變速度大小。,航天飛機(jī)中的人和物都處于 狀態(tài)。,完全失重,在航天飛機(jī)中所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用！,彈簧測(cè)力計(jì)無法測(cè)量物體的重力，但仍能測(cè)量拉力或壓力的大小。,無法用天平測(cè)量物體的質(zhì)量,,利用完全失重條件的科學(xué)研究,液體呈絕對(duì)球形,制造理想的滾珠,制造泡沫金屬,鞏固練習(xí),練習(xí)1、一個(gè)人在地面上最多能舉起300N的重物，在沿豎直方向做勻變速運(yùn)動(dòng)的電梯中，他最多能舉