牛顿第二定律经典例题ppt课件

1、1牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用2一、一、 从受力确定运动情况从受力确定运动情况 已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。 处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。 3二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。要求得出物体所受的力或者

2、相关物理量（如动摩擦因数等）。 处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量( (力力) )。 4解：木箱受力如图：将解：木箱受力如图：将F F正交分解，则：正交分解，则：一木箱质量为一木箱质量为=10Kg=10Kg，与水平地面间的动摩擦因数为，与水平地面间的动摩擦因数为=0.2=0.2，现用斜向右下方，现用斜向右下方=100N=100N的力推木的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动

3、。与水平方向成箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。与水平方向成=37=37O O角，求经过角，求经过=5=5秒时木箱的速度。秒时木箱的速度。 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 竖直方向：竖直方向： 0)(2mgFFN水平方向：水平方向： maFFf1cos(sin)FmgFvtm-+=v at 代入数据可得：代入数据可得： v v m/sm/s5一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m m75kg75kg，以，以v v0 02m/s2m/s的初速度沿

4、山坡匀加速滑下，山坡的倾角的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角3030，在在t t5s5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程S S60m60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。 F F2 2F F1 1F F阻阻F FN N F F1 1= mgsin= mgsin 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律:F:F1 1F F阻阻m a m 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 1ma = ma = mgmgsinsin- -t t2 22 m2

5、m（S Sv v0 0t t）已知运动情况求受力情况已知运动情况求受力情况F F阻阻 方向沿斜面向上方向沿斜面向上滑雪的人滑雪时受力如图，将滑雪的人滑雪时受力如图，将G G分解得：分解得：代入数据可得：代入数据可得： F F阻阻67.5N67.5N1 16一木箱质量为一木箱质量为m m，与水平地面间的动摩擦因数为，与水平地面间的动摩擦因数为，现用斜向右下方与水平方向成，现用斜向右下方与水平方向成角的力角的力F F推推木箱，求从静止开始经过木箱，求从静止开始经过 t t 秒时木箱的速度？秒时木箱的速度？GNf Vt=？V0= 0FFcosFcosFsin 竖直方向竖直方向 N Fsin = G

6、水平方向水平方向 Fcos- f = ma 二者联系二者联系 f=N mFmgFa)sin(cos如果还要求经过如果还要求经过 t 秒时木箱的速度秒时木箱的速度vt=a t7连结体问题：连结体问题：连结体：两个连结体：两个( (或两个以上或两个以上) )物体相互连结参与运动的系统。物体相互连结参与运动的系统。隔离法，整体法隔离法，整体法8光滑的水平面上有质量分别为光滑的水平面上有质量分别为m m1 1、m m2 2的两物体的两物体 静止靠在一起静止靠在一起( (如图如图) ,) ,现对现对m m1 1施加一个大小为施加一个大小为 F F 方方向向右的推力作用。求此时物体向向右的推力作用。求此时

7、物体m m2 2受到物体受到物体 m m1 1的作用力的作用力F F1 1m1m2Fm1FF1m2F1FN1 解法一解法一 ： 分别以分别以m m1 1、m m2 2为隔离体作受力分析为隔离体作受力分析FN2m1gm2g对对m m1 1有有 ：F F F F1 1 = m = m 1 1a a （1 1）对对m m2 2有有: F: F1 1 = m = m2 2 a a （2 2）联立（联立（1 1）、（）、（2 2）可得）可得212mmFmF1 =9m1m2Fm2F1FN2 解法二解法二 ：对对m m1 1、m m2 2视为整体作受力分析视为整体作受力分析m2g有有 ：F = F = （m

8、 m 1 1+ m+ m2 2）a a （1 1）对对m m2 2作受力分析作受力分析联立（联立（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）光滑的水平面上有质量分别为光滑的水平面上有质量分别为m m1 1、m m2 2的两物体的两物体 静止靠在一起静止靠在一起( (如图如图) ,) ,现对现对m m1 1施加一个大小为施加一个大小为 F F 方方向向右的推力作用。求此时物体向向右的推力作用。求此时物体m m2 2受到物体受到物体 m m1 1的作用力的作用力F F1 110求求m m1 1对

9、对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-+=+=+用水平推力用水平推力F F向左推向左推 m m1 1、m m2 2间的作用力与原来相同间的作用力与原来相同吗？吗？ 对对m m2 2受力分析：受力分析：思考：11mMF例例. .质量为质量为M M的斜面放置于水平面上，其上有质量为的斜面放置于水平面上，其上有质量为m m的小物块，各接触面均无摩擦力，将水平力的小物块，各接触面均无摩擦力，将水平力 F F加在加在

10、M M上，要求上，要求m m与与M M不发生相对滑动，力不发生相对滑动，力F F应为多大应为多大? ?tan)(gmMF解解: :以以m m为对象；其受力如图：由图可得：为对象；其受力如图：由图可得：有由则受力如图以整体为对象由牛顿第二定律有合)2)(1()2.()(,)1.(tantanamMFmamgmgF1213瞬时加速度的分析问题瞬时加速度的分析问题分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键分析瞬时前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第分析瞬时前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。二定律求出瞬时加速度。有两种模型：有两种模型：刚性绳（或接

11、触面）：是一种不需要发生明显形变就能产生弹力的物体，刚性绳（或接触面）：是一种不需要发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断（或脱离）后，若剪断（或脱离）后，其中弹力立即发生变化，不需要形变恢复的时间。其中弹力立即发生变化，不需要形变恢复的时间。弹簧（或橡皮绳）：特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，弹簧（或橡皮绳）：特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力可以在瞬时问题中，其弹力可以看成不变。看成不变。14一条轻弹簧上端固定在天花板上一条轻弹簧上端固定在天花板上, ,下端连接一物体下端连接一物体A,AA,A的下边通过一轻绳的下边通过一轻绳连接物体连接物体B B。A A、B B

12、的质量相同均为的质量相同均为m m, ,待平衡后剪断待平衡后剪断A A、B B间的细绳间的细绳, ,则剪断则剪断细绳的瞬间细绳的瞬间, ,物体物体A A、B B加速度和方向加速度和方向? ?AB15AB如图如图, ,两个质量均为两个质量均为m的重物静止的重物静止, ,若剪断绳若剪断绳OA,OA,则剪断瞬间则剪断瞬间A A和和B B的加速度的加速度分别是多少分别是多少? ?016质量皆为质量皆为m的的A,BA,B两球之间系着一个不计质量的轻弹簧两球之间系着一个不计质量的轻弹簧, ,放在光滑水平台面上放在光滑水平台面上,A,A球紧靠墙壁球紧靠墙壁, ,今用力今用力F将将B B球向左推压弹簧球向左推

13、压弹簧, ,平衡后平衡后, ,突然将力突然将力F撤去的瞬间撤去的瞬间A,BA,B的加速度分别为多少？的加速度分别为多少？17两物体两物体P,QP,Q分别固定在质量可以忽略不计的弹簧的两端分别固定在质量可以忽略不计的弹簧的两端, ,竖直放在一块水平板竖直放在一块水平板上并处于平衡状态上并处于平衡状态, ,两物体的质量相等两物体的质量相等, ,如突然把平板撤开如突然把平板撤开, ,在刚撤开的瞬间在刚撤开的瞬间P,QP,Q的加速度各是多少的加速度各是多少? ?QP18如图如图, , 质量为质量为m的小球处于静止状态的小球处于静止状态, ,若将绳剪断若将绳剪断, ,则此瞬则此瞬间小球的加速度是多少间小

14、球的加速度是多少?BmA19 如图所示，吊篮如图所示，吊篮A A、物体、物体B B、物体、物体C C的质量均为的质量均为m m，B B和和C C分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（）计整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（）A A物体物体B B的加速度大小为的加速度大小为g gB B物体物体C C的加速度大小为的加速度大小为2g2gC C吊篮吊篮A A的加速度大小为的加速度大小为3g3gD DA A、C C间的弹力大小为间的弹力大小为0.5mg0.

15、5mgD2000v v可能一直加速可能一直加速(2)可能先加速后匀速可能先加速后匀速v0v时，可能一直减速，也可能先减时，可能一直减速，也可能先减速再匀速速再匀速(2)v0v时，可能一直加速，也可能先加时，可能一直加速，也可能先加速再匀速速再匀速传送带较短时，滑块一直减速达到传送带较短时，滑块一直减速达到左端左端(2)传送带较长时，滑块还要被传送带传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端其中传回右端其中v0v返回时速度为返回时速度为v，当，当v0v返回时速度为返回时速度为v00vv0vv模型传送带模型模型传送带模型21可能一直加速可能一直加速(2)可能先加速后匀速可能先加速后匀速可能一直加速可能

16、一直加速(2)可能一直匀速可能一直匀速(3)可能先减速后反向加速可能先减速后反向加速可能一直加速可能一直加速(2)可能先加速后匀速可能先加速后匀速(3)可能先以可能先以a1加速后以加速后以a2加速加速可能一直加速可能一直加速(2)可能先加速后匀速可能先加速后匀速(3)可能一直匀速可能一直匀速(4)可能先以可能先以a1加速后以加速后以a2加速加速00v v00v v00v v00v v22模型模型“等时圆等时圆”模模型型23图中的图中的ABAB、ACAC、ADAD都是光滑的轨道，都是光滑的轨道，A A、B B、C C、D D四点在同一竖直圆周上，其中四点在同一竖直圆周上，其中ADAD是竖直的。一

17、小球是竖直的。一小球从从A A点由静止开始，分别沿点由静止开始，分别沿ABAB、ACAC、ADAD轨道滑下轨道滑下B B、C C、D D点所用的时间分别为点所用的时间分别为t tl、t t2、t t3。则。则 Atl=t2=t3 Btlt2t3 Ctlt2tlt224V0物体以某一初速度物体以某一初速度v v0 0冲上倾角为冲上倾角为的斜面，物体与斜的斜面，物体与斜面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为，则物体经多长时间上滑至，则物体经多长时间上滑至最高点？最高点？小车的斜面光滑，倾角为小车的斜面光滑，倾角为，木块位于斜，木块位于斜面上，则小车应以什么样的加速度运动面上，则小车应以什么样的加速度

18、运动才能使木块与它保持相对静止？才能使木块与它保持相对静止？判断车在做什么样的运动？判断车在做什么样的运动？m若若m、已知，则车的加速度多大？已知，则车的加速度多大？m小车下滑的加速度为多大时系小球的细线刚小车下滑的加速度为多大时系小球的细线刚好与斜面垂直？好与斜面垂直？25ABCD5.5.四个相同的木块并排放在光滑的水平地面上四个相同的木块并排放在光滑的水平地面上, , 当用力当用力F F推推A A使它们共同加速运动时使它们共同加速运动时, A, A对对B B的作用力是多少的作用力是多少? ?266.6.如图所示如图所示, ,在光滑的地面上在光滑的地面上, ,水平外力水平外力F F拉动小车和木块一起做加速运动拉动小车和木块一起做加速运动, ,小车质量为小车质量为M M, ,木块质木块质量为量为m m, ,设加速度大小为设加速度大小为a a, ,木块和小车之间的动摩擦因数为木块和小车之间的动摩擦因数为, ,则在这个过程中则在这个过程中, ,木块受到的摩擦力木块受到的摩擦力大小是大小是: :MmaFA,mgB.maC,m