《牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用》動力學(xué)的兩類問題

1、課程標(biāo)準(zhǔn)課程標(biāo)準(zhǔn)通過實驗，探究加速度與物體質(zhì)量、物通過實驗，探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系。體受力的關(guān)系。理解牛頓運(yùn)動定律，用理解牛頓運(yùn)動定律，用牛頓運(yùn)動定律解釋生活中的有關(guān)問題。牛頓運(yùn)動定律解釋生活中的有關(guān)問題。通過實驗認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象。通過實驗認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象。認(rèn)識單位制在物理學(xué)中的重要意義。知認(rèn)識單位制在物理學(xué)中的重要意義。知道國際單位制中的力學(xué)單位。道國際單位制中的力學(xué)單位。 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)利用牛頓第二定律解決生活中的有關(guān)利用牛頓第二定律解決生活中的有關(guān)問題。學(xué)習(xí)解決運(yùn)動學(xué)的兩類基本問問題。學(xué)習(xí)解決運(yùn)動學(xué)的兩類基本問題。題。牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用 力和運(yùn)動關(guān)系

2、的兩類基本問題力和運(yùn)動關(guān)系的兩類基本問題1 1、已知物體的受力情況，確定物體、已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動情況；的運(yùn)動情況；2 2、已知物體的運(yùn)動情況，確定物體、已知物體的運(yùn)動情況，確定物體的受力情況。的受力情況。已知受力情況求運(yùn)動已知受力情況求運(yùn)動 已知物體受力情況確定運(yùn)動情況，已知物體受力情況確定運(yùn)動情況，指的是在受力情況已知的條件下，指的是在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運(yùn)動狀態(tài)或求出要求判斷出物體的運(yùn)動狀態(tài)或求出物體的速度和位移。物體的速度和位移。 處理這類問題的處理這類問題的基本思路基本思路是：先分是：先分析物體的運(yùn)動情況求出合力，根據(jù)析物體的運(yùn)動情況求出合力，根據(jù)牛頓

3、第二定律求出加速度，再利用牛頓第二定律求出加速度，再利用運(yùn)動學(xué)的有關(guān)公式求出要求的速度運(yùn)動學(xué)的有關(guān)公式求出要求的速度和位移。和位移。 例例1. 1.一輛載貨的汽車一輛載貨的汽車, ,總質(zhì)量為總質(zhì)量為4.04.010103 3KgKg，運(yùn)動中所受阻力恒為，運(yùn)動中所受阻力恒為1.61.610103 3N N，在不變的牽引力作用下，在不變的牽引力作用下由靜止啟動，若牽引力為由靜止啟動，若牽引力為.8 .810103 3N N，問：啟動問：啟動10s10s后汽車的速度達(dá)到多少？后汽車的速度達(dá)到多少？啟動啟動10s10s內(nèi)汽車的位移是多少？內(nèi)汽車的位移是多少？ 已知物體運(yùn)動情況確定受力情況，已知物體運(yùn)動

4、情況確定受力情況，指的是在運(yùn)動情況（如物體的運(yùn)動指的是在運(yùn)動情況（如物體的運(yùn)動性質(zhì)、速度、加速度或位移）已知性質(zhì)、速度、加速度或位移）已知的條件下，要求得出物體所受的力。的條件下，要求得出物體所受的力。 處理這類問題的處理這類問題的基本思路基本思路是：首先是：首先分析清楚物體的受力情況，根據(jù)運(yùn)分析清楚物體的受力情況，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出物體的加速度，然后動學(xué)公式求出物體的加速度，然后在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，利在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，利用牛頓第二定律列方程求力用牛頓第二定律列方程求力。 已知運(yùn)動情況求受力已知運(yùn)動情況求受力例例2. 2.一個滑雪的人，質(zhì)量一個滑雪的人，質(zhì)量m = 75Kgm

5、 = 75Kg，以以v v0 0 = 2m/s= 2m/s的初速度沿山坡勻加速的初速度沿山坡勻加速地滑下，山坡的傾角地滑下，山坡的傾角= 30= 30o o，在，在 t = t = 5s5s的時間內(nèi)滑下的路程的時間內(nèi)滑下的路程s = 60ms = 60m，求，求滑雪人受到的阻力（包括滑動摩擦滑雪人受到的阻力（包括滑動摩擦和空氣阻力）。和空氣阻力）。加速度加速度a a是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁 牛頓第二定律公式（牛頓第二定律公式（F=maF=ma）和運(yùn)動學(xué)公式（勻變速）和運(yùn)動學(xué)公式（勻變速直線運(yùn)動公式直線運(yùn)動公式v=vv=v0 0+at+at, , x=vx=v0 0t+att+a

6、t2 2, , v v2 2v v0 02 2= =2 2axax等）等）中，均包含有一個共同的物理量中，均包含有一個共同的物理量加速度加速度a a。 由物體的受力情況，利用牛頓第二定律可以求出加由物體的受力情況，利用牛頓第二定律可以求出加速度，再由運(yùn)動學(xué)公式便可確定物體的運(yùn)動狀態(tài)及速度，再由運(yùn)動學(xué)公式便可確定物體的運(yùn)動狀態(tài)及其變化；反過來，由物體的運(yùn)動狀態(tài)及其變化，利其變化；反過來，由物體的運(yùn)動狀態(tài)及其變化，利用運(yùn)動學(xué)公式可以求出加速度，再由牛頓第二定律用運(yùn)動學(xué)公式可以求出加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。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)系運(yùn)動和可

7、見，無論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系運(yùn)動和力的橋梁。力的橋梁。求加速度是解決有關(guān)運(yùn)動和力問題的基求加速度是解決有關(guān)運(yùn)動和力問題的基本思路，本思路，正確的正確的受力分析受力分析和和運(yùn)動過程分析運(yùn)動過程分析則是解決則是解決問題的問題的關(guān)鍵。關(guān)鍵。 運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解題的一般步驟運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解題的一般步驟： 1 1、確定研究對象；、確定研究對象； 2 2、分析研究對象的受力情況，必要時畫、分析研究對象的受力情況，必要時畫受力示意圖；受力示意圖； 3 3、分析研究對象的運(yùn)動情況，必要時畫、分析研究對象的運(yùn)動情況，必要時畫運(yùn)動過程簡圖；運(yùn)動過程簡圖； 4 4、利用牛頓第二定律或運(yùn)動學(xué)公式求加、利用牛

8、頓第二定律或運(yùn)動學(xué)公式求加速度；速度； 5 5、利用運(yùn)動學(xué)公式或牛頓第二定律進(jìn)一、利用運(yùn)動學(xué)公式或牛頓第二定律進(jìn)一步求解要求的物理量。步求解要求的物理量。1 1例例2 2中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐中物體受力方向較為復(fù)雜，建立平面直角坐標(biāo)系后，就可以用標(biāo)系后，就可以用GxGx和和GyGy代替代替G G，使解題方便。，使解題方便。2 2因為加速度方向就是物體所受合外力的方向，因為加速度方向就是物體所受合外力的方向，所以以加速度的方向為正方向，會給分析問題帶來所以以加速度的方向為正方向，會給分析問題帶來很大方便。很大方便。力力運(yùn)動運(yùn)動a aF=mF=ma a分析受力分析受力分析運(yùn)動分析運(yùn)

9、動運(yùn)動學(xué)公式運(yùn)動學(xué)公式運(yùn)動運(yùn)動F=mF=ma a分析運(yùn)動分析運(yùn)動分析受力分析受力運(yùn)動學(xué)公式運(yùn)動學(xué)公式力力a a課堂檢測課堂檢測 1 1、蹦床是運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦、蹦床是運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運(yùn)動項目，跳、翻滾并做各種空中動作的運(yùn)動項目，一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為60kg60kg的運(yùn)動員，從離水平網(wǎng)面的運(yùn)動員，從離水平網(wǎng)面3.23.2高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面回到離水平網(wǎng)面5.05.0高處。已知運(yùn)動員與高處。已知運(yùn)動員與網(wǎng)接觸的時間為網(wǎng)接觸的時間為1.21.2，若把在這段時間內(nèi)，若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此網(wǎng)對運(yùn)動員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大?。Φ拇笮。╣ g取取10m/s10m/s2 2）。）。 F = 1.5F = 1.510103 3N N2 2、質(zhì)量為、質(zhì)量為20kg20kg的物體若用的物體若用20N20N的水平力牽引的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：它，剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求：（1 1）若改用）若改用50N50N拉力沿與水平方向成拉力沿與水平方向成3737的的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)水平面上前進(jìn)2.3m2.3m時，它的速度多大？時，它的速度多大？（2