牛顿定律的应用举例.ppt

1、1,-4 牛顿运动定律的应用举例,牛顿定律核心：,一、 分类,1.已知物体的质量及运动情况，求所受的作用力,2.已知作用在物体上的力和物体的质量求质点的运动情况。,3.已知物体的运动情况及受力情况，求物体的质量。,二 、研究方法,1.基本思想：,作用在物体上的力是研究对象所受的合外力。,外力是相对内力而言的；研究对象内部各部分之间的相互作用内力；研究对象与外界物体之间的相互作用外力。,2,二 、研究方法,1.基本思想：,作用在物体上的力是研究对象所受的合外力。,外力是相对内力而言的；研究对象内部各部分之间的相互作用内力；研究对象与外界物体之间的相互作用外力。,内力不会改变研究对象的整体运动状态

2、，外力才能改变研究对象的整体运动状态。,方程式的右端研究对象运动状态的变化，等号仅表明两端量值的相等。,牛顿定律核心：,2.研究方法：,3,内力不会改变研究对象的整体运动状态，外力才能改变研究对象的整体运动状态。,方程式的右端研究对象运动状态的变化，等号仅表明两端量值的相等。,牛顿定律核心：,2.研究方法：,用力的图示法（示力图法）将研究对象（质点）从与之相联系的其它物体中隔离出来，然后画出所有作用在其上的力的大小及方向的分析方法。,隔离体法：,3.步骤：,分析题意,4,3.步骤：,分析题意,例1 已知,各接触面和滑轮轴均光滑，滑轮和绳的质量均不计，绳与滑轮间无滑动.求以多大力作用在小车上，才

3、能使物体A与小车D之间无相对滑动。,系统静止。,5,例1 已知,各接触面和滑轮轴均光滑，滑轮和绳的质量均不计，绳与滑轮间无滑动.求以多大力作用在小车上，才能使物体A与小车D之间无相对滑动。,系统静止。,建立坐标系并作示力图：,解：,解得：,6,建立坐标系并作示力图：,解：,解得：,例2 在倾角为的圆锥体的侧面放一质量为m的小物体，圆锥体以角速度绕竖直轴匀速转动。轴与物体间的距离为R，为了使物体能在锥体该处保持静止不动，物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少？并简单讨论所得到的结果。,7,解：,例2 在倾角为的圆锥体的侧面放一质量为m的小物体，圆锥体以角速度绕竖直轴匀速转动。轴与物体间的距离为R，为

4、了使物体能在锥体该处保持静止不动，物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少？并简单讨论所得到的结果。,建立坐标系并作示力图：,解得：,对给定的、R和，不能小于此值否则最大静摩擦力不足以维持m在斜面上不动。,8,例2 在倾角为的圆锥体的侧面放一质量为m的小物体，圆锥体以角速度绕竖直轴匀速转动。轴与物体间的距离为R，为了使物体能在锥体该处保持静止不动，物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少？并简单讨论所得到的结果。,解得：,对给定的、R和，不能小于此值否则最大静摩擦力不足以维持m在斜面上不动。,9,例2 在倾角为的圆锥体的侧面放一质量为m的小物体，圆锥体以角速度绕竖直轴匀速转动。轴与物体间的距离为R，为了使

5、物体能在锥体该处保持静止不动，物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少？并简单讨论所得到的结果。,物体不可能在锥面上静止不动,10,物体不可能在锥面上静止不动,例3 （1）一质量 m，半径 r 的球体在水中静止释放沉入水底.已知阻力 为粘滞系数；（2）若球体在水面上是具有竖直向下的速率 ，且在水中的重力与浮力相等求 .,11,例3 （1）一质量 m，半径 r 的球体在水中静止释放沉入水底.已知阻力 为粘滞系数；（2）若球体在水面上是具有竖直向下的速率 ，且在水中的重力与浮力相等。求 .,为浮力,解（1）：,建立坐标系并作示力图：,分离变量：,12,例3 （1）一质量 m，半径 r 的球体在水中静止释

6、放沉入水底.已知阻力 为粘滞系数；（2）若球体在水面上是具有竖直向下的速率 ，且在水中的重力与浮力相等。求 .,为浮力,解（1）：,建立坐标系并作示力图：,13,例3 （1）一质量 m，半径 r 的球体在水中静止释放沉入水底.已知阻力 为粘滞系数；（2）若球体在水面上是具有竖直向下的速率 ，且在水中的重力与浮力相等。求 .,为浮力,解（1）：,（2）,球体在水中仅受阻力 的作用,分离变量：,14,解（1）：,（2）,球体在水中仅受阻力 的作用,分离变量：,例4 一小钢球，从静止开始自光滑圆柱形轨道的顶点下滑。求：小球脱轨时的角度。,15,例4 一小钢球，从静止开始自光滑圆柱形轨道的顶点下滑。求

7、：小球脱轨时的角度。,解：,建立坐标系并作示力图：,法向：,切向：,由（2）得,分离变量：,16,例4 一小钢球，从静止开始自光滑圆柱形轨道的顶点下滑。求：小球脱轨时的角度。,解：,建立坐标系并作示力图：,法向：,切向：,由（2）得,分离变量：,解（3）、（4）可得,17,切向：,由（2）得,分离变量：,解（3）、（4）可得,例5 （P 36 例5）如图绳索绕圆柱上，绳绕圆柱张角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ， 求绳处于滑动边缘时 , 绳两端的张力 和 间关系 .（绳的质量忽略）,18,例5 （P 36 例5）如图绳索绕圆柱上，绳绕圆柱张角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ， 求绳处于滑动边缘

8、时 , 绳两端的张力 和 间关系 .（绳的质量忽略）,解：,取一小段绕圆柱上的绳ds ，取坐标如图。,19,例5 （P 36 例5）如图绳索绕圆柱上，绳绕圆柱张角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ， 求绳处于滑动边缘时 , 绳两端的张力 和 间关系 .（绳的质量忽略）,解：,其中：,整理得：,20,例5 （P 36 例5）如图绳索绕圆柱上，绳绕圆柱张角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ， 求绳处于滑动边缘时 , 绳两端的张力 和 间关系 .（绳的质量忽略）,解：,其中：,整理得：,分离变量：,21,例5 （P 36 例5）如图绳索绕圆柱上，绳绕圆柱张角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ， 求绳处于滑动边缘时 , 绳两端的张力 和 间关系 .（绳的质量忽略）,解：,分离变量：,22,例5 （P 36 例5）如图绳索绕圆柱上，绳绕圆柱张角为 ，绳与圆柱间的静摩擦因数为 ， 求绳处于滑动边缘时 , 绳两端的张力 和 间关系 .（绳的质量忽略）,解：,23,教学基本要求,一 掌