物理必修用牛顿运动定律解决问题一ppt课件

1、用牛顿运动定律用牛顿运动定律处理问题处理问题( (一一) )一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律 1、内容：、内容： 物体加速度的大小跟作用力成正比物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质跟物体的质量成反比量成反比; 加速度的方向跟作用力的方向一样。加速度的方向跟作用力的方向一样。复习：复习：2、公式、公式: F=ma留意：留意：1同时性同时性 2同向性同向性二、运动学公式二、运动学公式速度公式速度公式 ：v = vo+atv = vo+at位移公式：位移公式：x= vot +at2 /2x= vot +at2 /2导出公式：导出公式：v 2v 2 vo 2 =2ax vo 2 =2ax例例1.

2、一个静止在程度面上的物体，质量一个静止在程度面上的物体，质量是是2kg，在，在6.4N的程度拉力作用下沿程度面的程度拉力作用下沿程度面向右运动，物体与程度地面间的滑动摩擦向右运动，物体与程度地面间的滑动摩擦力为力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内发生内发生的位移。的位移。问题：问题：1.物体的受力情况如何？物体的受力情况如何？受力分析如图示：受力分析如图示：GFNf2.物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？竖直方向：竖直方向：合力为零，加速度为零。合力为零，加速度为零。程度方向：程度方向：大小：大小：F合合=Ff；方向与拉力；方向与拉力F方向一样方向一样3.物体的运动情

3、况中知哪些量？要求末速度和位移，还物体的运动情况中知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？差什么量？知初速度知初速度VO和时间和时间t，要，要求末速度求末速度Vt和位移和位移,还差还差加速度加速度a。 =O t=4s t=? =? 解：物体受力如图由图知：F合=Ff=ma a= 2/1 . 122 . 44 . 6smmfFsmatvvt/4 . 441 . 100mattvs8 . 841 . 121212204s末的速度末的速度4s内的位移内的位移GFNfO4.如何求加速度？如何求加速度？借助于牛顿第二定律借助于牛顿第二定律F合合=ma，利用合力来求加速度。，利用合力来求加速度。5.此题的

4、解题思绪如何？此题的解题思绪如何？先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。最后用运动学公式求解。例例1.一个静止在程度地面上的物体一个静止在程度地面上的物体,质量是质量是2Kg,在在6.4N的程度拉力作用下沿程度地面向右运的程度拉力作用下沿程度地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体。求物体在在4s末的速度和末的速度和4s内发生的位移。内发生的位移。思索思索: 假设物体与地面的动摩擦因数为假设物体与地面的动摩擦因数为0.2，其他，其他条件不变。其结果如何？条件不变。其结果如何？G

5、FNfO一、 从受力确定运动情况 知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况知的条件下，要求判别出物体的运动形状或求出物体的速度、位移等。 处置这类问题的根本思绪是：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)。 练习：一木箱质量为练习：一木箱质量为m，与程度地面间的动，与程度地面间的动摩擦因数为摩擦因数为，现用斜向右下方与程度方向，现用斜向右下方与程度方向成成角的力角的力F推木箱，求经过推木箱，求经过ts时木箱的速度。时木箱的速度。程度 方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma竖直方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+atGFNfF

6、1=FCosF2=FSinGFNfF1=FCosF2=FSin建立直角坐标系建立直角坐标系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at解题过程解题过程解解:对物体对物体,受力分析如图受力分析如图.建立如下图坐标系建立如下图坐标系.根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律.得得F合合=F- f=ma,得得a=(6.4-4.2)/2= 1.1m/ s2由由v=at，得，得vt=1.14m/s=4.4m/s由由X=at2，得，得 x= 1.142=8.8m2121NGFf思绪：知运动情况求受力。应先求出加速度思绪：知运动情况求受力。应先求出加速

7、度a，再，再利用牛顿第二定律利用牛顿第二定律F合合=ma求滑雪人遭到的阻力。求滑雪人遭到的阻力。解：第一步求a由于V0=2m/s，x=60m，t=5s据公式求得a = 4m/s2例例2.一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m = 75Kg，以，以v0 = 2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角= 30o，在，在 t = 5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程x = 60m，求滑雪人遭到的阻力包括摩擦和空气阻力。求滑雪人遭到的阻力包括摩擦和空气阻力。2021attV人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合、阻力合、阻力要对人进展受力分析画受力图

8、，要对人进展受力分析画受力图，第二步求第二步求F合、阻力合、阻力要对人进展受力分析画受力要对人进展受力分析画受力图图所以：所以：F合合=ma=300Nx轴方向：轴方向：F合合=G1f y轴方向：轴方向：NG2=0滑雪人所受的阻力滑雪人所受的阻力 f=G1 F合合 =mgsin F合合 =67.5NyxGG1G2Nf)30 解：解： 根据运动学公式：根据运动学公式：x xv0tv0t at2 at2 得：得： 代入知量得：代入知量得：a a4m/s24m/s2 对人进展受力分析，建立坐标系，对人进展受力分析，建立坐标系， 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F Fmama，得：，得： mgsin m

9、gsinF F阻阻mama 即：即：F F阻阻mgsinmgsinmama 代入数值得：代入数值得：F F阻阻67.5N67.5N即：滑雪人遭到的阻力是即：滑雪人遭到的阻力是67.5N67.5N。12a a2xv0tt2二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 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。 处置这类问题的根本思绪是：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根底上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。 上题中假设忽略空气阻力作用，求滑上题中假设忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪

10、面间动摩擦因数多大雪板与雪面间动摩擦因数多大?假设坡长只需假设坡长只需60m，下端是程度雪面，下端是程度雪面，滑雪者在程度面上还能滑多远？滑雪者在程度面上还能滑多远？假设下坡后立刻滑上一个假设下坡后立刻滑上一个300的斜坡的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？请问滑雪者最高能上升多高？更上一层：更上一层：一、 从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力 动力学的两类根本问题加速度加速度a是联络力和运动的桥梁是联络力和运动的桥梁 牛顿第二定律公式牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式和运动学公式(匀变速匀变速直线运动公式直线运动公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等等

11、)中，均包含有一个共同的物理量中，均包含有一个共同的物理量加速度加速度a。 由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动形状及其变化；再由运动学公式便可确定物体的运动形状及其变化；反过来，由物体的运动形状及其变化，用运动学公式反过来，由物体的运动形状及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。情况。 可见，无论是哪种情况，加速度一直是联络力和可见，无论是哪种情况，加速度一直是联络力和运动的桥梁。求加速度是处理有关力和运动问题的根运动的桥梁。求加

12、速度是处理有关力和运动问题的根本思绪，正确的受力分析和运动过程分析那么是处理本思绪，正确的受力分析和运动过程分析那么是处理问题的关键。问题的关键。 a从受力确定运动从受力确定运动从运动确定受力从运动确定受力 1.根本思绪根本思绪:加速度加速度a是联络力和运动的桥梁是联络力和运动的桥梁所求量所求量所求量所求量动力学问题的求解 2.解题步骤：解题步骤： (1)确定研讨对象；确定研讨对象；(2)分析受力情况和运动情况，画表示分析受力情况和运动情况，画表示 图图(受力和运动过程受力和运动过程)；(3)用牛顿第二定律或运动学公式用牛顿第二定律或运动学公式 求加求加 速度；速度； (4)用运动学公式或牛顿

13、第二定律用运动学公式或牛顿第二定律 求所求所 求量。求量。F练习：练习： 蹦床是运发动在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻腾并蹦床是运发动在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻腾并做各种空中动作的运开工程，一个质量为做各种空中动作的运开工程，一个质量为60kg60kg的运发动，的运发动，从离程度网面从离程度网面3.23.2高处自在下落，着网后沿竖直方向高处自在下落，着网后沿竖直方向蹦回到离程度网面蹦回到离程度网面5.05.0高处。知运发动与网接触的时高处。知运发动与网接触的时间为间为1.21.2，假设把在这段时间内网对运发动的作用力，假设把在这段时间内网对运发动的作用力当作恒力处置，求此力的大小当作恒力处置，求此力的大小g g取取10m/s210m/s2。F = 1.5F = 1.5103N103N 质量为质量为20kg的物体假设用的物体假设用20N的程度力牵引它，刚好能在的程度力牵引它，刚好能在程度面上匀速前进。求：程度面上匀速前进。