2013牛顿运动定律的应用

1、牛顿运动定律的应用1牛顿运动定律知识结构牛顿运动定律牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律当物体不受外力或合外力为零时总保持静止或匀速直线运动状态。物体的加速度与合力成正比，与物体的质量成反比。 F合 = ma两个物体间的作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上F=F2牛顿运动定律力物体的运动牛顿运动定律确立了力和运动的关系3受力分析F合F合=maa运动情况1、由左向右是已知力求运动状态，可将v、a、x、t中任何一个物理量作为未知量求解2、由右向左是已知运动求受力情况，可将F、 a 、m中任何一个物理量作为未知量求解4用牛顿运动定律解决两类问题问题1：已知物体的受力情况据F合=ma求

2、得a据可求得x、v0、vt、t.5问题2：已知物体的运动情况求a据F=ma求得物体的受力情况。据6例1、质量为4kg的物体，以2m/s的速度在水平面上匀速前进，如图所示。若物体与水平面间的动摩擦因数是0.2，则水平拉力F1为多大？若F1突然变为F= 6N，并持续作用2s，问：在这2s内，物体的位移是多大？分析：本题属于刚才所讲问题中的哪一类？已知物体的受力情况，求解物体的运动情况。vFmGNFf7解：对木块，受力分析如图建立如图所示坐标系由牛顿第二定律得:GNF1fxyx轴方向：y轴方向：12又：3由1、2、3式代入数据得：F1 = 8 N8GNF1fxy当F1突然变成F1后x轴方向：m/s2

3、式中 “ - ”号表示加速度方向与x轴正方向相反，表明物体在做匀减速运动。物体做减速运动持续的时间为：=4s 2s= 3m9第一类：由受力情况求运动情况解题步骤：4.利用运动学公式确定物体的运动情况。1.确定研究对象，并对物体进行受力分析，画出物体的受力图，弄清题目的物理情景。2.求出合力3.利用牛顿第二定律求出物体的加速度。10练习1 一木箱质量为m，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角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度。vGNfxy11GNfxy解：对木块，受力分析如图建立如图所示坐标系由牛顿第二定律得：x轴方向上y轴方向上又：物体由静止开始匀加速运动，则有vt=at

4、 =F12(1)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.(2)若给小物体一个沿斜面向下 的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数是多少?q=30 oABm练习2 一斜面AB长为10 ,倾角为30o,一质量为kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(取10 m/s2)13AG(1)、以小物体为研究对象,其受力情况如图所示.建立直角坐标系. q=30 oBmNxyfsinGqG1=cosGqG2=由牛顿第二定律得：把重力沿轴和轴方向分解：又：由以上三式得：= 0.67m/s214x设小物体下滑到斜面底端时的速度为v,

5、所用时间为t,小物体由静止开始匀加速下滑, 则：由：3.7m/s由得= 5.5 sq=30 oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=15(2)小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态,其加速度a，则在图示的直角坐标系中。由牛顿第二定律得：又：q=30 oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=x所以,小物体与斜面间的动摩擦因数= tan30o16规律总结若给物体一定的初速度 当tan时,物体沿斜面匀速下滑； 当 tan（mgcosmgsin）时,物体沿斜面减速下滑； 当 tan （mgcosmgsin）时,物体沿斜面加速下滑.q=30 oABmNGyfsinGqG1=cosGqG2=

6、x17例2、一个滑雪的人，质量m=75，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=300,在5秒内滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦力和空气的阻力）。分析：本题属于刚才所讲问题中的哪一类？已知物体的运动情况，求解物体的受力情况。GNfv18解：滑雪人受到3个力作用，如图所示。GNf建立如图的直角坐标系.把重力G沿x轴和y轴的方向分解。yx由运动学公式得：=4m/s2 x轴方向：由1、2式得：=75N19第二类：由运动情况求受力情况解题步骤：2.根据物体的运动情况对物体运用运动学公式求出加速度。4.结合物体受力分析求出所要求的力。1.对物体进行受力分析并建立题目中的物理情景3.根据牛顿第二定律求出合力。20巩固训练：如图所示，质量m=2kg的物体静止在光滑的水平地面上，现对物体施加与水平方向夹角370的斜向上的拉力F作用，使物体向右做匀加速直线运动。第5s末的速度为20m/s,求拉力F的大小。（g=10m/s2 sin37o=0.6,cos37o=0.8） F21F解：设向右为正方向，以物体为研