用牛頓運動定律解決問題一分解

牛頓三個運動定律的內容及公式牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。牛頓第二定律：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的的方向跟作用力的方向相同。牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反,作用在同一直線上。F合=maF=-F’復習第1頁/共27頁第一頁，共28頁。

1.作用力與反作用力的二力平衡的區(qū)別內容`作用力和反作用力二力平衡受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關系同時產生，同時消失相互依存，不可單獨存在無依賴關系，撤除一個、另一個可依然存在，只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力兩力運動效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零；形變效果不能抵消力的性質一定是同性質的力可以是同性質的力也可以不是同性質的力第2頁/共27頁第二頁，共28頁。牛頓第一定律（慣性定律）反映了力是物體運動狀態(tài)改變的原因，并不是維持物體運動的原因慣性——物體本身固有的屬性牛頓第二定律（F合=ma）反映了力和運動的關系牛頓第三定律（作用力和反作用力定律)反映了物體之間的相互作用規(guī)律牛頓運動定律的意義力是產生加速度的原因復習第3頁/共27頁第三頁，共28頁。牛頓第二定律確定了運動和力的關系,使我們能夠把物體的運動情況與受力情況聯系起來.因此,它在天體運動的研究、車輛的設計等許多基礎科學和工程技術都有廣泛的應用。6用牛頓運動定律解決問題(一)第4頁/共27頁第四頁，共28頁?？萍脊ぷ髡吣軠蚀_預測衛(wèi)星的運行軌道、著地點，正是利用了牛頓運動定律中的力和運動的關系，由于目前知識的局限，這里讓我們先從最簡單的例子入手，體會這類問題的研究方法。6用牛頓運動定律解決問題(一)第5頁/共27頁第五頁，共28頁。例題1一個靜止在水平地面上的物體，質量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內的位移。問：l、本題研究對象是誰？它共受幾個力的作用？物體所受的合力沿什么方向？大小是多少？

2、本題要求計算位移和速度，而我們只會解決勻變速運動問題。這個物體的運動是勻變速運動嗎？依據是什么？

3、本題屬于哪類動力學問題？已知受力情況求運動情況第6頁/共27頁第六頁，共28頁。解：對物體進行受力分析如圖由圖知：F合=F-f=maa=

4s末的速度4s內的位移例題1一個靜止在水平地面上的物體，質量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內的位移。fFGFNa拓展：（1）求物體與地面間的動摩擦因數為μ多大？（2）本題中若將F大小不變，方向改為與水平方向夾角為30O，則f變了沒有？畫出受力分析圖，并求出物體在4s末的速度和4s內的位移。第7頁/共27頁第七頁，共28頁。G一個滑雪的人，質量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝30°，在t＝5s的時間內滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。問：本題屬于哪類動力學問題？人共受幾個力的作用？各力方向如何？它們之中哪個力是待求量？哪個力實際上是己知的？物體所受的合力沿什么方向？已知運動情況求受力情況GyGxFNXYF阻第8頁/共27頁第八頁，共28頁。分析滑雪人的運動情況：V0=2m/s

、t=5s、x=60m一個滑雪的人，質量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ＝30°，在t＝5s的時間內滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。GyGxFNF阻GXY第9頁/共27頁第九頁，共28頁。分析滑雪人的受力情況：GY=mgcos300=636.5NGX=mgsin300=367.5NGyGxFNF阻GXYF合

=GX-F阻

=maF阻

=GX-ma=367.5N-75×4N=67.5NF阻方向沿斜面向上第10頁/共27頁第十頁，共28頁。解：對滑雪人進行受力分析，建立坐標系，把重力分解得：

Gx＝mgsinθGy＝mgcosθ

根據運動學規(guī)律：x＝v0t＋at2得：

代入已知量的數值得：a＝4m/s2

根據牛頓第二定律F＝ma，即Gx－F阻＝ma得：

F阻＝Gx－ma＝mgsinθ－ma

代入數值得：F阻＝67.5N即：滑雪人受到的阻力是67.5N,方向沿斜面向上。12a＝2（x－v0t）t2GyGxFNF阻GXY第11頁/共27頁第十一頁，共28頁。兩類問題：①已知物體受力的情況，確定物體運動。②已知物體的運動情況，確定物體受力。解題思路：牛頓運動定律的應用力的合成與分解F合=ma運動學公式受力情況合力F合a運動情況加速度是連接”力”和”運動”的橋梁第12頁/共27頁第十二頁，共28頁。1.對物體進行受力分析，建立坐標系（通常使運動在一個坐標軸的方向上），將合力表示出來。2.由牛頓第二定律求出加速度。1.對物體進行受力分析，建立坐標系（通常使運動在一個坐標軸的方向上），將合力求出來。3.根據運動學的規(guī)律確定物體的運動情況。從運動情況確定受力：3.由牛頓第二定律列出方程，確定物體所受的未知力。2.根據運動學公式求出加速度。從受力確定運動情況：兩類動力學問題的解題步驟：第13頁/共27頁第十三頁，共28頁。一斜面AB長為10ｍ,傾角為３０°,一質量為２kg的小物體(大小不計)從斜面頂端A點由靜止開始下滑,如圖所示(ｇ取10m/s2)(1)若斜面與物體間的動摩擦因數為0.5,求小物體下滑到斜面底端B點時的速度及所用時間.(2)若給小物體一個沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面勻速下滑,則小物體與斜面間的動摩擦因數μ是多少?圖2q=30oABm類題演練第14頁/共27頁第十四頁，共28頁。AG(1)、以小物體為研究對象,其受力情況如圖所示.建立直角坐標系.小物體沿斜面即ｘ軸方向加速運動,設加速度為ax,則ax＝ａ,物體在ｙ軸方向沒有發(fā)生位移,沒有加速度則ay＝０.解析：q=30oBmFNxymFfsinGqG1=cosGqG2=yNyxxmaGFFmaFGF=-==-=12fqqfcossinmgFmaFmgN==-由牛頓第二定律得：解析把重力Ｇ沿ｘ軸和ｙ軸方向分解：第15頁/共27頁第十五頁，共28頁。ssavt5.567.07.3===cossinmmgmga-=qmqq=30oABmFNGxyfFsinGqG1=cosGqG2=又所以：NFFmf=設小物體下滑到斜面底端時的速度為ｖ,所用時間為ｔ,小物體由靜止開始勻加速下滑,則：由)cos(sing-=qmq52/30cos.030(sin10sm°×°×=)-2/67.0sm=asvvt2202+=atvvt+=0由smsmasv/7.3/1067.022=××==得得解析第16頁/共27頁第十六頁，共28頁。58.030tantan=°===qmfNFF

(2)小物體沿斜面勻速下滑時,處于平衡狀態(tài),其加速度ａ＝０，則在圖示的直角坐標系中。NFFmf=所以又所以,小物體與斜面間的動摩擦因數qqfcossinmgFmgFN==0012==-===-=yNyxxmaGFFmaFGFf由牛頓第二定律得：解析q=30oABmFNGxyfFsinGqG1=cosGqG2=第17頁/共27頁第十七頁，共28頁。若給物體一定的初速度①當μ＝tgθ時,物體沿斜面勻速下滑；②當μ＞tgθ（μmgcosθ＞mgsinθ）時,物體沿斜面減速下滑；③當μ＜tgθ（μmgcosθ＜mgsinθ）時,物體沿斜面加速下滑.

小結提升q=30oABmFNGxyfFsinGqG1=cosGqG2=第18頁/共27頁第十八頁，共28頁。作業(yè)

:1、課后完成課本85頁“問題與練習”中的習題。2、用圖表的形式具體總結一下兩種動力學題目的基本解題思路。完成導學大課堂page:105-109第19頁/共27頁第十九頁，共28頁。圖表受力情況F1、F2……運動情況v0、s……F合a力的合成與分解牛頓第二定律運動學公式第20頁/共27頁第二十頁，共28頁。FF2F10解：依題意作圖：由圖可知合力F為：F=2×50cos300N

=2×50×0.866N=87N第21頁/共27頁第二十一頁，共28頁。解：依題意作圖：由圖可知合力F為：F=2×50cos300N

=2×50×0.866N=87N第22頁/共27頁第二十二頁，共28頁。解：在阻力作用下電車做勻減速運動，由勻變速直線運動規(guī)律可求出電車的加速度a：電車所受的阻力：負號表示阻力的方向與初速度的方向反。υF第23頁/共27頁第二十三頁，共28頁。解：依題意作圖，GF1F2第24頁/共27頁第二十四頁，共28頁。解：依題意作圖，建立坐標，并分解G：xy0G1G2G1=mgsinθG2=mgcosθ根據牛頓第二定律可求得人下滑的加速度，滑至底端時的速度為：第25頁/共27頁第二十五頁，共28頁。GFFfυ解：汽車受重力G，支持力F和摩擦力Ff的作用，如圖所示。其中Ff=μF=μmg由牛頓第二定律可得，緊急剎車時的加速度為：根據運動學公式：第26頁/共27頁