牛顿运动定律的应用(经典课件)

1、牛顿运动定律牛顿运动定律 当物体当物体不受外不受外 力或合外力为力或合外力为 零零时总保持时总保持静静 止止或或匀速直线匀速直线 运动运动状态状态。 物体的加速度物体的加速度 与合力成正比，与合力成正比， 与物体的质量与物体的质量 成反比。成反比。 两个物体间的两个物体间的 作用力和反作作用力和反作 用力大小相等用力大小相等, 方向相反方向相反,作用作用 在同一直线上在同一直线上 牛顿运动定牛顿运动定律知识结构律知识结构 应用牛顿定律解题规律分析题目流程：应用牛顿定律解题规律分析题目流程： F合 合=maa vt=v0+at x= v0t+at2/2 vt2- -v02=2ax 物体受力情况物

2、体受力情况 加速度加速度牛顿第二定律牛顿第二定律 运动学基本公式运动学基本公式 物体运动情况物体运动情况 # # 综合运用牛顿定律就可以来解决一些生活综合运用牛顿定律就可以来解决一些生活 中的实际问题。中的实际问题。 力运动F Fmama 例一例一：一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg2kg， 在在10N10N的推力作用下沿水平地面的推力作用下沿水平地面向右运动向右运动，物体与，物体与 水平地面间的滑动摩擦力是水平地面间的滑动摩擦力是4N4N，求物体在，求物体在4s4s末末的的 速度和速度和4s4s内内的位移的位移。 公式：公式：v vt tv v0 0at

3、xat xv v0 0t t1/2at1/2at2 2 因为因为v v0 00 0，所以，所以 v vt ta t xa t x1/2at1/2at2 2 只要加速度只要加速度a a 知道了，问题将迎刃而解。知道了，问题将迎刃而解。 问题的关键就是要找到加速度问题的关键就是要找到加速度 a a 研究对象受力分析 F F合 合 mama a 运动情况 （v，s，t） 受力情况 力的合成或分解、正交 分解求 出合力 运动学公式 由此 纽带计算出 即：由研究对象的受力入手，求得它运动的加速度，然 后再利用运动学公式去求相关的运动物理量 例题二例题二：有一辆汽车质量为有一辆汽车质量为1吨，已知发动机正

4、常工吨，已知发动机正常工 作时的牵引力为作时的牵引力为800N，汽车行驶时的阻力为，汽车行驶时的阻力为300N， 求汽车由静止开始运动求汽车由静止开始运动10秒内的位移？秒内的位移？ 分析： 本题是一道已知力求运动的题目。 思路：解题的关键求出加速度解题的关键求出加速度a a 加速度加速度a受力分析受力分析求合力求合力F合 合 物体的运动物体的运动 牛顿第二定律牛顿第二定律 运动公式运动公式 加速度加速度a受力分析受力分析求合力求合力F合 合 物体的运动物体的运动 牛顿第二定律牛顿第二定律 运动公式运动公式 解题思路解题思路： G F=800N N f =300N 解：受力分析如右图所示 F合

5、 合=F- f = 800300=500N m=1吨=1000kg a=F合 m= 500/1000 = 0.5 m/s2 V0=0 t=10s 2 0 2 1 attvx= 1/2 0.5 102 = 25m 30 分析：分析：本题要求滑雪人所受本题要求滑雪人所受 的阻力，我们就必须清楚他的阻力，我们就必须清楚他 的受力情况，因此先对他进的受力情况，因此先对他进 行受力分析：行受力分析： G N f 由于物体是沿着山 体方向即斜面方向 滑动，所以合力方 向为沿斜面向下， 将重力分解为垂直 于斜面向下的G1和 沿斜面向下的G2 G1G2 v 30 x y 答：物体受到的阻力为75N。 运动情况

6、 （v，s，t）a F F合 合 mama 受力分析所求的力 运动学公式 力的合成或分解 正交分解 由此 纽带计算出F合，再进一步 即：由研究对象的运动情况入手，求得它运动的加速度，然再利用牛顿第 二定律去求合力，再通过受力分析，结合力的合成或分解，以及正交分解求 出所需要求的力。 想到牛 顿运动 定律 2、若它又滑下，最终到达斜面底端，又要、若它又滑下，最终到达斜面底端，又要 用去多长时间？用去多长时间？ ( (答案：答案：0.25)0.25) 学以致用：学以致用： 质量为质量为2K2K的物体从高处下落，经过某一位置时的物体从高处下落，经过某一位置时 的速度是的速度是5 5/ /，再经，再经

7、2 2测得的速度为测得的速度为23.423.4/ /， 求空气的平均阻力。求空气的平均阻力。(g=10(g=10/ /2 2) ) 1 v 2 v t 物体的运动示意图如图所示： )(2 . 9 2 54 .23 2 0 0 sm t vv aatvv t t 得 由 对物体受力分析： mg F 由由 mg-F=ma 得得 F=mg-ma =1.6(N) a 3.质量为质量为m4 kg的小物块在一个平行于斜面的拉力的小物块在一个平行于斜面的拉力F 40N的作用下，从静止开始沿斜面向上滑动，如图的作用下，从静止开始沿斜面向上滑动，如图8所所 示。已知斜面的倾角示。已知斜面的倾角37，物块与斜面间

8、的动摩擦，物块与斜面间的动摩擦 因数因数0.2，斜面足够长，力，斜面足够长，力F作用作用5s后立即撤去，求：后立即撤去，求： （1）前）前5 s内物块的位移大小及物块在内物块的位移大小及物块在5 s末的速率；末的速率； （2）撤去外力）撤去外力F后后4 s末物块的速度。末物块的速度。 8 解解 (1)分析受力情况画受力图分析受力情况画受力图 G 8 N f X 建立直角坐标系建立直角坐标系 Y GY GX 解： (2)5s末撤去F，物块由于惯性仍向上滑行一 定距离和一段时间。其受力如下： G N f V a 建立直角坐标系建立直角坐标系 X Y GY GX 请计算物块向上 滑行的时间。 （时间

9、不足4S） 则4S末，物块已 经向下滑了。 在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体之间在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体之间 的相互作用力，并且各个物体具有大小和方向都相同的相互作用力，并且各个物体具有大小和方向都相同 的加速度，就可以把它们看成一个整体（当成一个质的加速度，就可以把它们看成一个整体（当成一个质 点），分析受到的外力和运动情况，应用牛顿第二定点），分析受到的外力和运动情况，应用牛顿第二定 律求出加速度（或其他未知量）；律求出加速度（或其他未知量）； 如果需知道物体之间的相互作用力，就需要把物体从如果需知道物体之间的相互作用力，就需要把物体从 系统中隔离出来将内力转化

10、为外力，分析物体的受力系统中隔离出来将内力转化为外力，分析物体的受力 情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列出方程情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列出方程 ，隔离法和整体法是互相依存，互相补充的，两种方，隔离法和整体法是互相依存，互相补充的，两种方 法互相配合交替应用，常能更有效地解决有关连接体法互相配合交替应用，常能更有效地解决有关连接体 的问题。的问题。 9如图如图431所示，五快质量相同的木快并排放在光所示，五快质量相同的木快并排放在光 滑的平面上，水平外力滑的平面上，水平外力F作用在第一快木块上，则第三作用在第一快木块上，则第三 快木块对第四快木块的作用力为快木块对第四快木块的

11、作用力为 ，第四快木，第四快木 块所受合力为块所受合力为 图431 1 2 3 4 5 16（10分）如图所示，A、B两个物体间用最大 张力为100N的轻绳相连，MA= 4kg，MB=8kg， 在拉力F的作用下向上加速运动，为使轻绳不被拉断， F的最大值是多少？（g取1 0m/s2） 15（12分）放在水平地面上的一物块，受到方向不分）放在水平地面上的一物块，受到方向不 变的水平推力变的水平推力F的作用，力的作用，力F的大小与时间的大小与时间t的关系和物的关系和物 块速度块速度v与时间与时间t的关系如图所示的关系如图所示. 取重力加速度取重力加速度g=10 m/s2.试利用两图线求：试利用两图

12、线求： （1）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小；）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小； （2）物块在）物块在36s的加速度大小；的加速度大小； （3）物块与地面间的动摩擦因数）物块与地面间的动摩擦因数. 0 2 6 t/s F/N 936 4 0 3 6 t/s v/(ms-1 ) 936 （1）由）由v-t 图象可知，物块在图象可知，物块在69s内做匀速运动，内做匀速运动， 由由F-t图象知，图象知，69s的推力的推力F3=4N 故故Ff=F3=4N 解解: （2）由）由v-t 图象可知，图象可知，36s内做匀加速运动，内做匀加速运动， 由由 t vv a t0 得得 a=2 m/s2 （3）在）在36s内，由牛顿第二定律有：内，由牛顿第二定律有： F2 Ff = ma 且且 Ff=N=mg 由以上各式求得：由以上各式求得： m=1kg =0.4 复习精要复习精要 1、审题、明确题意，清楚物理过程；、审题、明确题意，清楚物理过程； 2、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个 物体组成的物体组；物体组成的物体组； 3、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画