牛頓第二定律例題PPT課件

1、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(wèn)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)。 第1頁(yè)/共28頁(yè)二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力二、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)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）。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(wèn)題的基

2、本思路是：先分析物體的運(yùn)處理這類問(wèn)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)公式動(dòng)情況，據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度求加速度，再在分析物體受力，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情況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定律列方程求所求量求所求量( (力力) )。 第2頁(yè)/共28頁(yè)解：木箱受力如圖：將解：木箱受力如圖：將F F正交分解，則：正交分解，則：一木箱質(zhì)量為一木箱質(zhì)量為=10Kg=10Kg，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2=0.2，現(xiàn)用斜向右下方，現(xiàn)用斜向右下方=100N=100N的力推木箱，使木箱的力推木箱，使木箱在水平面上做勻加速運(yùn)動(dòng)。與水平方向成在水平面上

3、做勻加速運(yùn)動(dòng)。與水平方向成=37=37O O角，角，求經(jīng)過(guò)求經(jīng)過(guò)=5=5秒時(shí)木箱的速度。秒時(shí)木箱的速度。 F FN NmgmgF Ff fF FF F1 1F F2 2F F2 2= F sin= F sin F F1 1= F cos= F cos F Ff fF FN N 由由 得得 豎直方向：豎直方向： 0)(2mgFFN水平方向：水平方向： maFFf1cos(sin)FmgFvtm-+=v at 代入數(shù)據(jù)可得：代入數(shù)據(jù)可得： v v m/sm/s第3頁(yè)/共28頁(yè)一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m m75kg75kg，以v v0 02m/s2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角3030，在t

4、t5s5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程S S60m60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。 F F2 2F F1 1F F阻阻F FN N F F1 1= mg= mgsinsin 根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律:F:F1 1F F阻阻m am a 由由S Sv v0 0 t tat at2 2 得得a a t t2 22 2（S Sv v0 0t t）由由得得F F阻阻F F1 1mama = = mgmgsinsin- -t t2 22 2 m m（S Sv v0 0t t）已知運(yùn)動(dòng)情況求已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況受力情況F F阻阻 方向沿斜面向上方向沿斜面向上滑雪的人滑雪時(shí)受力如圖，將滑雪

5、的人滑雪時(shí)受力如圖，將G G分解得：分解得：代入數(shù)據(jù)可得：代入數(shù)據(jù)可得： F F阻阻67.5N67.5N1 1第4頁(yè)/共28頁(yè)一木箱質(zhì)量為m 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 F推木箱，求從靜止開(kāi)始經(jīng)過(guò) t t 秒時(shí)木箱的速度？GNf Vt=？V0= 0FFcosFcosFsin 豎直方向 N Fsin = G 水平方向 Fcos- f = ma 二者聯(lián)系 f=N mFmgFa)sin(cos如果還要求經(jīng)過(guò) t 秒時(shí)木箱的速度vt=a t第5頁(yè)/共28頁(yè)連結(jié)體問(wèn)題：連結(jié)體：兩個(gè)( (或兩個(gè)以上) )物體相互連結(jié)參與運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。隔離法，整體法第6頁(yè)/共28頁(yè)光滑

6、的水平面上有質(zhì)量分別為m m1 1、m m2 2的兩物體 靜止靠在一起( (如圖) ,) ,現(xiàn)對(duì)m m1 1施加一個(gè)大小為 F F 方向向右的推力作用。求此時(shí)物體m m2 2受到物體 m m1 1的作用力F F1 1m1m2Fm1FF1m2F1FN1 解法一解法一 ： 分別以分別以m m1 1、m m2 2為隔離體作受力分析為隔離體作受力分析FN2m1gm2g對(duì)對(duì)m m1 1有有 ：F F F F1 1 = m = m 1 1a a （1 1）對(duì)對(duì)m m2 2有有: F: F1 1 = m = m2 2 a a （2 2）聯(lián)立（聯(lián)立（1 1）、（）、（2 2）可得）可得212mmFmF1 =第

7、7頁(yè)/共28頁(yè)m1m2Fm2F1FN2 解法二解法二 ：對(duì)對(duì)m m1 1、m m2 2視為整體作受力分析視為整體作受力分析m2g有有 ：F = F = （m m 1 1+ m+ m2 2）a a （1 1）對(duì)對(duì)m m2 2作受力分析作受力分析聯(lián)立（聯(lián)立（1 1）、（）、（2 2）可得）可得212mmFmF1 =FN（m1 + m2）gF有有 ：F F1 1 = m = m2 2 a a （2 2）光滑的水平面上有質(zhì)量分別為m m1 1、m m2 2的兩物體 靜止靠在一起( (如圖) ,) ,現(xiàn)對(duì)m m1 1施加一個(gè)大小為 F F 方向向右的推力作用。求此時(shí)物體m m2 2受到物體 m m1 1

8、的作用力F F1 1第8頁(yè)/共28頁(yè)求求m m1 1對(duì)對(duì)m m2 2的作用力大小。的作用力大小。m1 m2m2gF1FN21212m FFm amm=+021mmFa0Ff2121)(mmgmmFa122Fm gm a-=1221221212()Fmm gm FFmm gmmmm-+=+=+用水平推力F F向左推 m m1 1、m m2 2間的作用力與原來(lái)相同嗎？ 對(duì)對(duì)m m2 2受力分析受力分析：第9頁(yè)/共28頁(yè)mMF例例. .質(zhì)量為質(zhì)量為M M的斜面放置于水平面上，其上有質(zhì)量為的斜面放置于水平面上，其上有質(zhì)量為m m的小物塊，各接觸面均無(wú)摩擦力，將水平力的小物塊，各接觸面均無(wú)摩擦力，將水平

9、力 F F加在加在M M上，上，要求要求m m與與M M不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，力不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，力F F應(yīng)為多大應(yīng)為多大? ?tan)(gmMF解解: :以以m m為對(duì)象；其受力如為對(duì)象；其受力如圖：由圖可得：圖：由圖可得：有由則受力如圖以整體為對(duì)象由牛頓第二定律有合)2)(1()2.()(,)1.(tantanamMFmamgmgF第10頁(yè)/共28頁(yè)第11頁(yè)/共28頁(yè)瞬時(shí)加速度的分析問(wèn)題瞬時(shí)加速度的分析問(wèn)題分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵關(guān)鍵分析瞬時(shí)分析瞬時(shí)前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度。

10、時(shí)加速度。有兩種模型：剛性繩（或接觸面）：是一種不需要發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷（或脫離）后，其中彈力立即發(fā)生變化，不需要形變恢復(fù)的時(shí)間。彈簧（或橡皮繩）：特點(diǎn)是形變量大，形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)問(wèn)題中，其彈力可以看成不變。第12頁(yè)/共28頁(yè)一條輕彈簧上端固定在天花板上, ,下端連接一物體A,AA,A的下邊通過(guò)一輕繩連接物體B B。A A、B B的質(zhì)量相同均為m m, ,待平衡后剪斷A A、B B間的細(xì)繩, ,則剪斷細(xì)繩的瞬間, ,物體A A、B B加速度和方向? ?AB第13頁(yè)/共28頁(yè)AB如圖如圖, ,兩個(gè)質(zhì)量均為兩個(gè)質(zhì)量均為m的重物靜的重物靜止止, ,若剪斷繩若剪斷繩OA

11、,OA,則剪斷瞬間則剪斷瞬間A A和和B B的加速度分別是多少的加速度分別是多少? ?0第14頁(yè)/共28頁(yè)質(zhì)量皆為質(zhì)量皆為m的的A,BA,B兩球之間系著一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的輕彈簧兩球之間系著一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的輕彈簧, ,放在光滑水平臺(tái)面上放在光滑水平臺(tái)面上,A,A球球緊靠墻壁緊靠墻壁, ,今用力今用力F將將B B球向左推壓彈簧球向左推壓彈簧, ,平衡后平衡后, ,突然將力突然將力F撤去的瞬間撤去的瞬間A,BA,B的加速的加速度分別為多少？度分別為多少？第15頁(yè)/共28頁(yè)兩物體兩物體P,QP,Q分別固定在質(zhì)量可以忽分別固定在質(zhì)量可以忽略不計(jì)的彈簧的兩端略不計(jì)的彈簧的兩端, ,豎直放在一豎直放在一塊水平板上

12、并處于平衡狀態(tài)塊水平板上并處于平衡狀態(tài), ,兩物兩物體的質(zhì)量相等體的質(zhì)量相等, ,如突然把平板撤開(kāi)如突然把平板撤開(kāi), ,在剛撤開(kāi)的瞬間在剛撤開(kāi)的瞬間P,QP,Q的加速度各是的加速度各是多少多少? ?QP第16頁(yè)/共28頁(yè)如圖如圖, , 質(zhì)量為質(zhì)量為m的小球處的小球處于靜止?fàn)顟B(tài)于靜止?fàn)顟B(tài), ,若將繩剪斷若將繩剪斷, ,則此瞬間小球的加速度是則此瞬間小球的加速度是多少多少?BmA第17頁(yè)/共28頁(yè) 如圖所示，吊籃A A、物體B B、物體C C的質(zhì)量均為m m，B B和C C分別固定在豎直彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計(jì)整個(gè)系統(tǒng)在輕繩懸掛下處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)將懸掛吊籃的輕繩剪斷，在輕繩剛斷的瞬間（）A A物體B

13、 B的加速度大小為g gB B物體C C的加速度大小為2g2gC C吊籃A A的加速度大小為3g3gD DA A、C C間的彈力大小為0.5mg0.5mgD第18頁(yè)/共28頁(yè)00v v(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速v0v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0v時(shí)，可能一直加速，也可能先加速再勻速(1)傳送帶較短時(shí)，滑塊一直減速達(dá)到左端(2)傳送帶較長(zhǎng)時(shí)，滑塊還要被傳送帶傳回右端其中v0v返回時(shí)速度為v，當(dāng)v0v返回時(shí)速度為v00vv0vv模型傳送帶模型模型傳送帶模型第19頁(yè)/共28頁(yè)(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加

14、速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以a1加速后以a2加速00v v00v v00v v00v v第20頁(yè)/共28頁(yè)模型模型“等時(shí)圓等時(shí)圓”模模型型第21頁(yè)/共28頁(yè)圖中的ABAB、ACAC、ADAD都是光滑的軌道，A A、B B、C C、D D四點(diǎn)在同一豎直圓周上，其中ADAD是豎直的。一小球從A A點(diǎn)由靜止開(kāi)始，分別沿ABAB、ACAC、ADAD軌道滑下B B、C C、D D點(diǎn)所用的時(shí)間分別為t tl、t t2、t t3。則 Atl=t2=t3 Btlt2t3 Ctlt2tlt2第

15、22頁(yè)/共28頁(yè)V0物體以某一初速度v v0 0沖上傾角為的斜面，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物體經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間上滑至最高點(diǎn)？小車的斜面光滑，傾角為，木塊位于斜面上，則小車應(yīng)以什么樣的加速度運(yùn)動(dòng)才能使木塊與它保持相對(duì)靜止？判斷車在做什么樣的運(yùn)動(dòng)？m若m、已知，則車的加速度多大？m小車下滑的加速度為多大時(shí)系小球的細(xì)線剛好與斜面垂直？第23頁(yè)/共28頁(yè)ABCD5.5.四個(gè)相同的木塊并排放在光滑的四個(gè)相同的木塊并排放在光滑的水平地面上水平地面上, , 當(dāng)用力當(dāng)用力F F推推A A使它們共使它們共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí)同加速運(yùn)動(dòng)時(shí), A, A對(duì)對(duì)B B的作用力是多的作用力是多少少? ?第24頁(yè)/共28頁(yè)6.6.如圖所示如圖所示, ,在光滑的地面上在光滑的地面上, ,水平外力水平外力F F拉拉動(dòng)小車和木塊一起做加速運(yùn)動(dòng)動(dòng)小車和木塊一起做加速運(yùn)動(dòng), ,小車質(zhì)量為小車質(zhì)量為M M, ,木塊質(zhì)量為木塊質(zhì)量為m m, ,設(shè)加速度大小為設(shè)加速度大小為a a, ,木塊和木塊和小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為, ,則在這個(gè)過(guò)程則在這個(gè)過(guò)程中中, ,木塊受到的摩擦力大小是木塊受到的摩擦力大小是: :MmaFA,mgB.maC,mF/(M+m)D,F-Ma第25頁(yè)/共28頁(yè)7.7.如圖如圖: :m m1 1mm2 2, ,滑輪質(zhì)量和摩滑輪質(zhì)量和摩擦不計(jì)擦不計(jì), ,則當(dāng)將兩物體由靜則當(dāng)