用牛顿定律解决问题课件

1、用牛顿定律解决问题第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿运动定律解决问题（二）用牛顿定律解决问题1、共点力、共点力 物体所受各物体所受各力的作用点在物体上的力的作用点在物体上的_或或_相交于一点的几个力叫做共点力。相交于一点的几个力叫做共点力。能简化成能简化成质点质点的物体受到的各个力可视为共点力。的物体受到的各个力可视为共点力。 C CA AB BO O O OF F1 1F F2 2F F3 3GGF F1 1F F2 2 同一点同一点力的作用线力的作用线用牛顿定律解决问题 一个物体在共点力作用下，如果保持一个物体在共点力作用下，如果保持_或者做或

2、者做_，我们就说这个物体处于，我们就说这个物体处于平衡状态平衡状态。静止与速度静止与速度v0 是一回事吗？是一回事吗？ 竖直向上抛出一个物体，当物体到达最高点时，竖直向上抛出一个物体，当物体到达最高点时，速度为速度为0，加速度为，加速度为0吗？或者说合外力为吗？或者说合外力为0吗？吗？注意：注意： 加速度为加速度为0 时速度不一定为时速度不一定为0 ；速度为；速度为0 时加时加速度不一定为速度不一定为0 。2、平衡状态、平衡状态静止静止匀速直线运动匀速直线运动用牛顿定律解决问题静止或静止或匀速直匀速直线运动线运动v0a0F合合0平衡状态平衡状态3 3、共点力作用下的、共点力作用下的平衡条件平衡

3、条件是什么？是什么？_合外力为合外力为用牛顿定律解决问题4.4.平衡条件的四个推论平衡条件的四个推论(1)(1)二力平衡：二力平衡：(2)(2)三力平衡：三力平衡：(3) (3) n n力平衡：力平衡： (4)(4)物体处于物体处于平衡状态平衡状态，沿，沿任意方向任意方向的合力均为零。的合力均为零。思考：研究共点力平衡思考：研究共点力平衡的基本方法有哪些？的基本方法有哪些？这两个力等大、反向，共线，其合力为零。这两个力等大、反向，共线，其合力为零。任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。其中任意其中任意(n-1)个力的合力必定与第个力的合力必定与

4、第n个力等大、反向、共线个力等大、反向、共线(1)合成法合成法(2)分解法分解法用牛顿定律解决问题【典例【典例1】如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为的斜面上，放一重力的斜面上，放一重力为为G的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。求：斜面和挡板对球的弹力大小。对球受力分析：对球受力分析：G GF F1 1F F2 2F FF1=F/cos=G=G/cos F2=Ftan =G=Gtan （1 1）合成法）合成法 F1x=F1sin F1y=F1cos F1=GG/cos F2=F1x=F1sin =G=G=Gsin /cos=G=

5、Gtan (2)(2)分解法分解法F F1 1xF F1 1y用牛顿定律解决问题课本 P88例2用牛顿定律解决问题C C视重视重：物体对悬挂物的拉物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力力或者对支持物的压力GF1实重实重：物体实物体实际的重力际的重力定义：定义： 1、物体对支持物的压力、物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) _物物体所受重力的情况称为体所受重力的情况称为超重超重现象现象。视重视重 实重实重大于大于 2、物体对支持物的压力、物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力) _物物体所受重力的现象称为体所受重力的现象称为失重失重现象现象。小于小于视重视重 实重实

6、重P88例2用牛顿定律解决问题用牛顿定律解决问题思考讨论：什么情况下物体发生思考讨论：什么情况下物体发生超重超重现象？什么情现象？什么情况下物体发生况下物体发生失重失重现象？现象？类型类型v v方向方向a a方向方向现象现象加速上升加速上升减速下降减速下降加速下降加速下降减速上升减速上升向上向上向下向下向下向下向上向上向上向上向下向下向下向下向上向上超重超重失重失重超重超重失重失重结论：结论：当加速度方向当加速度方向_时，物体发生时，物体发生超重超重现象。现象。当加速度方向当加速度方向_时，物体发生时，物体发生失重失重现象。现象。向上向上向下向下用牛顿定律解决问题当物体处于失重状态，且当物体处

7、于失重状态，且a ag g 时会发生什么现象？时会发生什么现象？物体对支持物的压力物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力或对悬挂物的拉力)等于等于_的情况称为的情况称为完全失重完全失重现象。现象。F FN N = =m (gm (ga)=0a)=0如：自由落体运动和如：自由落体运动和竖直上抛运动竖直上抛运动此时重力为零吗？此时重力为零吗？ 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，其中的人和物都处于其中的人和物都处于完全失重完全失重状态。状态。强调：强调：物体的物体的重力重力与运动状态与运动状态_，不论物体处于超重，不论物体处于超重状

8、态还是失重状态，重力状态还是失重状态，重力_3、完全失重、完全失重不变不变零零(G=mg)无关无关用牛顿定律解决问题试分析当瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？试分析当瓶子自由下落时，瓶子中的水是否喷出？ 当当瓶子瓶子自由下落时，自由下落时，瓶子瓶子中的水处于完全失重状态，水的内部中的水处于完全失重状态，水的内部没有压力，故水不会喷出。但没有压力，故水不会喷出。但瓶子瓶子中水的重力仍然存在，其作用中水的重力仍然存在，其作用效果是用来产生重力加速度效果是用来产生重力加速度。用牛顿定律解决问题超重和失重现象的应用超重和失重现象的应用航天飞机中的人和物都航天飞机中的人和物都处于处于 状态状态。完全失

9、重完全失重用牛顿定律解决问题0在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！弹簧测力计无法测量物体的重力弹簧测力计无法测量物体的重力.天平无法测量物体的质量天平无法测量物体的质量但仍能测量拉力或压力的大小。但仍能测量拉力或压力的大小。用牛顿定律解决问题【典例【典例2】 f F=k x用牛顿定律解决问题【典例【典例3】 （多选）（多选）“蹦极蹦极”是一项非常刺激的体育运动。某人是一项非常刺激的体育运动。某人身系弹性绳自高空身系弹性绳自高空P P点自由下落，图中点自由下落，图中a a点是弹性绳的原长位置，点是弹性绳的原长位置，c c是人所到达的最低点，是人

10、所到达的最低点，b b是人静止地悬吊着时的平衡位置，人在是人静止地悬吊着时的平衡位置，人在从从P P点落下到最低点点落下到最低点c c的过程中的过程中( )( )ABABA.A.在在PaPa段做自由落体运动，处于完全失重状态段做自由落体运动，处于完全失重状态B.B.在在abab段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态C.C.在在bcbc段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态段绳的拉力小于人的重力，人处于失重状态D.D.在在c c点，人的速度为零，其加速度为零点，人的速度为零，其加速度为零用牛顿定律解决问题【典例【典例4】某人在地面上最多能举起某人在地面上最多

11、能举起60 kg60 kg的物体，而在的物体，而在一个加速下降的电梯里最多能举起一个加速下降的电梯里最多能举起8 8kgkg的物体。求：的物体。求：(1)(1)此电梯的加速度多大？此电梯的加速度多大？(2)(2)若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起若电梯以此加速度上升，则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少？物体的质量是多少？( (取取g=10 m/sg=10 m/s2 2) )答案答案: :( ()2.5 m/s)2.5 m/s2 2 (2)48 kg(2)48 kg用牛顿定律解决问题1、自由落体运动、自由落体运动（1）定义）定义G GF合合 =G=mggmmgmFa合（2）加速

12、度）加速度 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。V V0 0=0=0方向竖直向下。方向竖直向下。用牛顿定律解决问题2、竖直上抛运动、竖直上抛运动（1 1）定义）定义F合合 =G=mggmmgmFa合（2 2）加速度）加速度 物体以一定的初速度竖直向上抛出后只在重力作用下的运动物体以一定的初速度竖直向上抛出后只在重力作用下的运动G GV V0 0方向竖直向下。方向竖直向下。（3 3）运动特点）运动特点gtvvt0（4 4）运动学公式）运动学公式 以向上方向为正方向，竖直上抛运动是一个加速度为以向上方向为正方向，竖直上抛运动是一个加速度为g的匀减速直线运

13、动。的匀减速直线运动。2021gttvx（5 5）处理方法）处理方法: :分段法分段法全过程法全过程法用牛顿定律解决问题s= vs= v0 0 t t gtgt2 2=20=205 5 101025 25 = =25m25mv0CABA1vt1212【典例【典例5 5】在楼房的阳台外以初速度】在楼房的阳台外以初速度20m/s20m/s竖直上抛一物体，求竖直上抛一物体，求抛出抛出5s5s末物体的位移和速度。末物体的位移和速度。( (取取g=10m/sg=10m/s2 2) )负号表示负号表示5s末物体的位置末物体的位置C在在A点下方点下方25mv= v0gt=20105=30m/s负号表示方向向

14、下。负号表示方向向下。解析：解析：画出运动示意图如图所示：画出运动示意图如图所示：A B C 全过程综合考虑，匀减速运动，全过程综合考虑，匀减速运动，用牛顿定律解决问题 例例6：如图所示，质量为如图所示，质量为2kg 的正方体的正方体A和质量为和质量为1kg 的正方体的正方体B两个物体靠在一起，放在光滑的水两个物体靠在一起，放在光滑的水平面上，现用水平力平面上，现用水平力F=30N推推A，求，求A对对B作用力的作用力的大小。大小。 A AFF合合 =F =30N2/10smmmFaBA合先分析先分析AB整体的受力情况：整体的受力情况：B BABABGNF再分析再分析B的受力情况：的受力情况：B

15、 BGBNBFBFB =mBa=10N用牛顿定律解决问题 例例7：如图所示，质量为如图所示，质量为2kg 的的m1和质量为和质量为1kg 的的m2两个物体用水平细线连接，放在光滑的水平两个物体用水平细线连接，放在光滑的水平面上，现用水平拉力面上，现用水平拉力F拉拉m1，使，使m1 和和m2一起沿水一起沿水平面运动，若细线能承受的最大拉力为平面运动，若细线能承受的最大拉力为8N，求水，求水平拉力平拉力F的最大值。的最大值。 Fmm2 2mm1 1先分析先分析mm2 2 的受力情况：的受力情况：G2N2T22/8smmTa再分析再分析mm1 1mm2 2整体受力情况：整体受力情况：mm1 1 mm

16、2 2GNFF =(m1+m2)a=24N用牛顿定律解决问题小结：小结：先用整体法求加速度，先用整体法求加速度，1、已知外力求内力：、已知外力求内力：再用隔离法求内力再用隔离法求内力先用先用隔离法隔离法求加速度，求加速度，2、已知内力求外力：、已知内力求外力：再用再用整体法整体法求外力求外力用牛顿定律解决问题例例8 8：如图所示，在水平地面上有两个相互接触的物体如图所示，在水平地面上有两个相互接触的物体A A和和B B，它们，它们的质量分别为的质量分别为m m1 1 和和m m2 2 ，与地面间的动摩擦因数都是，与地面间的动摩擦因数都是，现用水平，现用水平推力推力F F向右推向右推A A，使，

17、使A A、B B一起沿地面向前运动，则一起沿地面向前运动，则A A对对B B的作用力为多的作用力为多大？大？A AFB Bf =N=(m=N=(m1+m+m2)g)g21mmFa合先分析先分析AB整体的受力情况：整体的受力情况：ABABGNFfF合合 =Ff =F(m(m1+m+m2)g)ggmmF21再分析再分析B的受力情况：的受力情况：B BGBNBFBFB合合 =FBfB=m2afBFB =fB+m2afB =N=NB=m=m2g g212mmFm用牛顿定律解决问题例例9：如图所示，质量为如图所示，质量为2kg 的的m1和质量为和质量为1kg 的的m2两个物体叠放两个物体叠放在一起，放在

18、水平面，在一起，放在水平面，m1 与与m2、m1与水平面间的动摩擦因数都是与水平面间的动摩擦因数都是0.3，现用水平拉力，现用水平拉力F拉拉m1，使，使m1 和和m2一起沿水平面运动，要使一起沿水平面运动，要使m1 和和m2之间没有相对滑动，水平拉力之间没有相对滑动，水平拉力F最大为多大？最大为多大？ G2N2f2先分析先分析mm2的受力情况：的受力情况：f2 =N=N2=m=m2g=3Ng=3N222/3smmfaf2 =m=m2amm1 1 mm2 2GNF再分析再分析mm1 1mm2 2整体受力情况：整体受力情况：ff =N=(m=N=(m1+m+m2)g=9N)g=9NF合合 =Ff=(m(m1+m+m2) )aF=f+(m(m1+m+m2) )a=18N用牛顿定律解决问题 例例1010：把物体把物体A A放在水平桌面上，第一次用放在水平桌面上，第一次用10N10N的的力力F F向下拉绳