【物理】4.6 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決而問題(一)課件(人教版必修1)1.ppt

第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 6用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題 一 一 牛頓第二定律 1 內(nèi)容 物體加速度的大小跟所受到的作用力成正比 跟它的質(zhì)量成反比 加速度方向跟作用力方向相同 復(fù)習(xí) 2 公式 F ma 二 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 速度公式 v vo at 位移公式 x vot at2 導(dǎo)出公式 v2 vo2 2ax 例1 一個(gè)靜止在水平面上的物體 質(zhì)量是2kg 在6 4N的水平拉力作用下沿水平面向右運(yùn)動(dòng) 物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力為4 2N 求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移 問題 1 物體的受力情況如何 受力分析如圖示 G 2 物體所受的合力如何 豎直方向 合力為零 加速度為零 水平方向 大小 F合 F1 F2 方向與拉力F1方向相同 3 物體是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎 運(yùn)動(dòng)情況中已知哪些量 要求末速度和位移 還差什么量 物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 已知初速度VO和時(shí)間t 要求末速度V和位移 還差加速度a FN F1 F2 a 解 物體受力如圖由圖知 F合 F1 F2由牛頓第二定律可得 4s末的速度 4s內(nèi)的位移 4 如何求加速度 借助于牛頓第二定律F合 ma 先求合力再求加速度 5 本題的解題思路如何 先受力分析求出合力 再用牛頓第二定律求出加速度 最后用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解 G FN F1 F2 練習(xí) 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) 物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 2 求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移 g取10m s2 解 物體受力如圖由圖知 F合 F1 F2 4s末的速度 4s內(nèi)的位移 G FN F1 F2 由牛頓第二定律可得 FN G mg F2 FN 則 F合 F1mg 練習(xí) 2一個(gè)靜止在水平地面上的物體 質(zhì)量是2Kg 在10N的拉力F作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng) 已知F與水平地面的夾角為300 物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 2 求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移 g取10m s2 F 300 解 物體受力如圖由圖知 F合 F1 Ff 4s末的速度 4s內(nèi)的位移 G FN F Ff 由牛頓第二定律可得 FN F2 G Ff FN 則 F合 F1 G F2 F1 F2 一 從受力確定運(yùn)動(dòng)情況 已知物體受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況 指的是在受力情況已知的條件下 要求判斷出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或求出物體的速度 位移等 處理這類問題的基本思路是 先分析物體受力情況求合力 據(jù)牛頓第二定律求加速度 再用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求所求量 運(yùn)動(dòng)學(xué)量 練習(xí) 一木箱質(zhì)量為m 與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成 角的力F推木箱使之向右運(yùn)動(dòng) 求經(jīng)過時(shí)間t木箱的速度 X方向 F合 F1 FfY方向 FN G F2Ff FNV V0 at F1 Fcos F2 FSin F合 ma 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 例2 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滑下 山坡的傾角 30o 在t 5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x 60m 求滑雪人受到的阻力 包括摩擦和空氣阻力 第二步求F合 阻力要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖 第二步求F合 阻力要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫受力圖 所以 F合 ma 300Nx軸方向 F合 G1 F阻y軸方向 F1 G2 0滑雪人所受的阻力F阻 G1 F合 mgsin F合 67 5N 解 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 x v0t at2得 代入已知量得 a 4m s2對(duì)人進(jìn)行受力分析 建立坐標(biāo)系 Gx mgsin根據(jù)牛頓第二定律F ma 得 Gx F阻 ma即 F阻 mgsin ma代入數(shù)值得 F阻 67 5N即 滑雪人受到的阻力大小是67 5N 方向沿山坡向上 二 從運(yùn)動(dòng)情況確定受力 已知物體運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況 指的是在運(yùn)動(dòng)情況 知道三個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)量 已知的條件下 要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量 如動(dòng)摩擦因數(shù)等 處理這類問題的基本思路是 先分析物體的運(yùn)動(dòng)情況 據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度 再在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上 用牛頓第二定律列方程求所求量 力 1 上題中如果忽略空氣阻力作用 滑雪人受到的摩擦阻力多大 求滑雪板與雪面間動(dòng)摩擦因數(shù)多大 2 如果坡長(zhǎng)只有60m 下端是水平雪面 滑雪者在水平面上還能滑多遠(yuǎn) 3 如果下坡后立即滑上一個(gè)300的斜坡 請(qǐng)問滑雪者最高能上升多高 更上一層 g 10m s2 例2 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滑下 山坡的傾角 30o 在t 5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x 60m 求滑雪人受到的阻力 包括摩擦和空氣阻力 更上一層答案 g 10m s2 1 2 3 一 從受力確定運(yùn)動(dòng)情況 二 從運(yùn)動(dòng)情況確定受力 動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題 加速度a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁 牛頓第二定律公式 F ma 和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式v v0 at x v0t at2 2 v2 v02 2ax等 中 均包含有一個(gè)共同的物理量 加速度a 由物體的受力情況 用牛頓第二定律可求加速度 再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式便可確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化 反過來 由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化 用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求加速度 再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況 可見 無論是哪種情況 加速度始終是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁 求加速度是解決有關(guān)力和運(yùn)動(dòng)問題的基本思路 正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析則是解決問題的關(guān)鍵 1 基本思路 加速度a是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁 所求量 所求量 動(dòng)力學(xué)問題的求解 2 解題步驟 1 確定研究對(duì)象 2 分析受力情況和運(yùn)動(dòng)情況 畫示意圖 受力和運(yùn)動(dòng)過程 3 用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度 4 用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓第二定律求所求量 動(dòng)力學(xué)問題的求解 練習(xí)1 質(zhì)量為40kg的物體靜止在水平面上 當(dāng)在400N的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過16m時(shí) 速度為16m s 求物體受到的阻力是多少 答案 80N 練習(xí)2 用彈簧秤拉著一個(gè)物體在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng) 彈簧秤的示數(shù)是0 40N 然后用彈簧秤拉著這個(gè)物體在水平面上做勻變速運(yùn)動(dòng) 測(cè)得加速度是0 85m s2 彈簧秤的示數(shù)是2 10N 這個(gè)物體的質(zhì)量是多大 答案 m 2kg 練習(xí)3 一個(gè)木箱沿著一個(gè)粗糙的斜面勻加速下滑 初速度是零 經(jīng)過5 0s的時(shí)間 滑下的路程是10m 斜面的夾角是300 求木箱和粗糙斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) g取10m s2 答案 0 48 練習(xí) 1 蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳 翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目 一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員 從離水平網(wǎng)面3 2 高處自由下落 著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5 0 高處 已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1 2 若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理 求此力的大小 g取10m s2 F 1 5 103N 2 質(zhì)量為20kg的物體若用20N的水平