用牛顿运动定律解决问题(一).ppt

6 用牛顿运动定律解决问题（一）,1、进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。2、能够从物体的受力情况确定物体的运动状态。3、能够从物体的运动状态确定物体的受力情况。,一、复习：1、牛顿第二定律内容：物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体质量成反比;加速度方向跟合力方向相同。2、公式:F=ma注意：（1）同时性（2）同向性,2、运动学公式速度公式：v=vo+at位移公式：x=vot+at2/2导出公式：vt2vo2=2ax,例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移?,问题：1.物体的受力情况如何？2.物体所受的合力如何？,F,FN,F1,解析：竖直方向：,合力为零，加速度为零。,水平方向：,大小：F合=F F1；方向与拉力F方向相同,3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？,4.如何求加速度？,借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。,5.本题的解题思路如何？,先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。,物体运动情况,运动学公式,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,一、从受力情况确定运动情况已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。,例2.一个滑雪的人，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=30o，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）。思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。,分析：第一步求a因为v0=2m/s，x=60m，t=5s据公式求得a=4m/s2,x=v0t+at2,第二步求F合、阻力要对人进行受力分析画受力图，,解：根据运动学公式：xv0t at2 得：代入已知量得：a4m/s2对人进行受力分析，建立坐标系，根据牛顿第二定律Fma，得：mgsinF阻ma即：F阻mgsinma代入数值得：F阻67.5N即：滑雪人受到的阻力是67.5N。,扩展问题1：如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?,扩展问题2：如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？,扩展问题3：如果下坡后立即滑上一个30的斜坡。请问滑雪者最高能上升多高？,物体运动情况,运动学公式,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。,动力学的两类基本问题,一、从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,物体运动情况,运动学公式,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,物体运动情况,运动学公式,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,加速度a是联系力和运动的桥梁 牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式(匀变速直线运动公式vt=v0+at,x=v0t+at2/2,vt2v02=2ax等)中，均包含有一个共同的物理量加速度a。由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。,动力学问题的求解(1)确定研究对象；(2)分析受力情况和运动情况,画示意图(受力和运动过程)；(3)用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；(4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。,例3.某工厂用传送带传送零件，设两轮圆心的距离为11m，传送带与零件的动摩擦因数为=0.2，传送带的速度为v=2m/s，在传送带的最左端A处，轻放一质量为m=0.2kg的零件(可视为质点)，并且被传送到右端的B处.(1)物体在传送带上做什么样的运动？(2)物体从A到B所需的时间为多少？,解析:（1）由于零件初速度为零，传送带粗糙并足够长，故零件在滑动摩擦力的作用下先做匀加速直线运动，当零件的速度和传送带的速度相等时，零件开始做匀速直线运动。（2）物体做匀加速运动时加速度大小为 由 知 故位移物体做匀速运动的时间为故物体从A到B所用的时间为答案:（1）先做匀加速直线运动后做匀速直线运动（2）6s,例4.光滑水平面上放置紧靠在一起的两木块A、B，质量分别为2kg和8kg，推力FA作用在A上，拉力FB作用在B上，且FA=（8-2t）N，FB=（2+2t）N，问从t=0开始到A、B脱离，A、B的共同位移是多少？,练习1.质量为40kg的物体静止在水平面上,当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时,速度为16 m/s,求物体受到的阻力是多少?,练习2.用弹簧测力计拉着一个物体在水平面上做匀速运动,弹簧测力计的示数是0.40N.然后用弹簧测力计拉着这个物体在水平面上做匀变速运动,测得加速度是0.85 m/s2,弹簧测力计的示数是2.10N。这个物体的质量是多大?,练习3.一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，初速度是0，经过5.0 s的时间,滑下的路程是10m,斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10 m/s2),练习4.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0高处。已知运动员与网接触的时间为1.2，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g取10m/s2）。,练习5.一静止在水平地面上的物体,质量为2kg,在6N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为4N),4s末撤掉水平拉力.求撤掉水平拉力后4s内物体发生的位移.(g=10m/s2),一、从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,物体运动情况,运动学公式,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,物体运动情况,运动学公式,加速度a,牛顿第二定律,物体受力情况,