牛顿第二定律的应用(一)上课用 省公开课

1、用牛顿定律解决问题(一),l、科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？ 2、利用我们已有的知识是否也能研究类似的较为简单的问题？,牛顿第二定律（F合=m a） 反映了力和运动的关系,运动学公式,速度公式 ：v = vo+at,位移公式 ：x= vot + at2,导出公式 ：vt 2 vo 2 = 2ax,例1.一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。,问题：,1.物体的受力情况如何？,受力分析如图示：,2.物体所受的合力如何？,竖直方向：,合力为零

2、，加速度为零。,水平方向：,大小：F合=FFf；方向与拉力F方向相同,3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什么量？,已知初速度VO和时间t，要求末速度Vt和位移,还差加速度a。,4.如何求加速度？,借助于牛顿第二定律F合=ma，利用合力来求加速度。,5.本题的解题思路如何？,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。,变式.一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的动摩擦因数为0.2。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。,一、 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

3、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)。,解：木箱受力如图：将F正交分解，则：,练习：一木箱质量为=10Kg，与水平地面间的动摩擦因数为=0.2，现用斜向右下方=100N的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。与水平方向成=37O角，求经过=5秒时木箱的速度。,F2= F sin ,F1= F cos ,FfFN ,由 得,竖直方向： ,水平方向： ,v at ,代入数据可得： v m/s,例题2一个滑雪的人，质量m75kg，以v02m/s的初速度沿

4、山坡匀加速滑下，山坡的倾角30，在t5s的时间内滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。,解：,F1= mgsin ,根据牛顿第二定律:F1F阻m a ,由 得F阻F1ma = mgsin-,已知运动情况求受力情况,F阻 方向沿斜面向上,滑雪的人滑雪时受力如图，将G分解得：,代入数据可得： F阻67.5N,本题属于那类力学问题？人共受几个力的作用？各力方向如何？它们之中哪个力是待求量？哪个力实际上是己知的？待求力是谁？物体所受的合力沿什么方向？,解：滑雪的人滑雪时受力如图， 将G分解得：,F1= mgsin ,F1F阻m a ,由得F阻F1m a = mgsin,F阻 方

5、向沿斜面向上,代入数据可得： F阻67.5N,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，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(力)。,上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?,如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？,如果下坡后立即滑上一个300的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？,更上一层：,约=0.1,242m,41m,一、 从受力确定运动

6、情况,二、从运动情况确定受力,动力学的两类基本问题,解题思路：,力的合成与分解,F合= m a,运动学公式,受力情况,合力F合,a,运动情况,1、确定研究对象。 2、分析研究对象的受力情况，必要时画受力的示意图。 3、分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图。 4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。 5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。,应用牛顿运动定律解题的一般步骤,例题3:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1, 解法一 ：,分别以m1、m2为

7、隔离体作受力分析,对m1有 ：F F1 = m 1a （1）,对m2有: F1 = m2 a （2）,联立（1）、（2）可得,F1 =, 解法二 ：,对m1、m2视为整体作受力分析,有 ：F = （m 1+ m2）a （1）,对m2作受力分析,联立（1）、（2）可得,F1 =,有 ：F1 = m2 a （2）,例题3:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1,在动力学中连结体问题的处理方法：,连结体：两个(或两个以上)物体相互连 结参与运动的系统。,隔离法：将各个物体隔离出来，分别对各个物体根据牛顿定律列式，并要注意标明各物体的加速度方向，找到各物体之间的速度制约关系。 整体法：若连结体内(即系统内)各物体的加速度相同，又不需要系统内各物体间的相互作用力时，可取系统作为一个整体来研究，,整体法与隔离法交叉使用：若连接体内各物体具有相同的加速度时，应先把连接体当成一个整体列式。如还要求连接体内物体相互作用的内力，则把物体隔离，对单个物体根据牛顿定律列式。,求m1对m2的作用力大小。,用水平推力F向左推 m1