牛顿定律的应用.ppt

1、4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）,一、牛顿第二定律,1、内容：物体的加速度跟所受作用力成正比,跟物体质量成反比;加速度方向跟作用力方向相同。,复习：,2、公式: F=ma,光滑水平面,二、运动学公式,速度公式 ：v = vo+at,位移公式：x= vot +at2 /2,速度位移公式：v 2 vo 2 =2ax,复习：,经历时间t,动力学两类问题： 已知物体受力的情况，确定物体运动。 已知物体的运动情况，确定物体受力。,加速度a是联系运动和力的桥梁,加速度是解决有关运动和力问题的突破点。,v = vo+at x= vot +at2 /2 v 2 vo 2 =2ax,受力情况,a,运动情况,

2、a =F合/m,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.此题的突破点是什么？,加速度 a,2.根据什么求加速度？,3.它属于动力学中的哪类问题?,4.本题的解题思路是什么？,a =F合/m,已知受力求运动,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。,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。,思路：先受

3、力分析求合力，再用F合=ma求加速度，最后用运动学公式求解。,G,F,FN,f,F合=F-f=6.4N-4.2N=2.2N,4s末的速度,4s内的位移,解：物体受力如图,以水平向右为x正方向：,由牛顿第二定律F合=ma得：,例1.一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。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。,思考:若物体与地面间的摩擦力未知，已知物体与地面的动摩擦因数为0.21，其他条件不变，其结果如何？,G,F,FN,f,F,300,G,拓展：一个静止在水平地面上的物体,质量是2Kg,在大小为6.4N，方向如图

4、所示的拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的动摩擦因素为0.21。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。,G,FN,f,Fx=Fcos300,300,解：,F,y,x,Fx,Fy,Fy=Fsin300=3.2N,建立坐标系如图，把拉力F沿x轴和y轴分解，得到,FN=G-Fy=G-Fsin300=20N-3.2N=16.8N,摩擦力：f=FN,支持力大小：,=0.2116.8N=3.528N,动力学的两类基本问题,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v、x、t等)。,（一）：从受力确定运动情况,练习1：一个原来静止

5、的物体，质量是2kg，受到两个大小都是50N且互成600角的力作用，此外没有其他的力。3s末这个物体的速度是多大？3s内物体发生的位移是多少？,解：受力分析如图：,0,F1,F2,300,300,因为二力大小相等，其合力必然沿他们角平分线方向。,合力F=2F1COS300,所以a=F/m,例2.一个滑雪的人，质量m75kg，以v02m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，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）。,已知运动情况求受力情况,思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。,解：第一步求a 因为

6、V0=2m/s，x=60m，t=5s 据公式,求得a = 4m/s2,第二步求F合:,F合=GxF阻,Gy,Gx,F合=ma=300N,F阻=Gx F合=mgsin F合=67.5N,滑雪人所受的阻力,第三步分析合力，求F阻:,Gx=Gsin300,Gy=Gcos300,解： 根据运动学公式：xv0t at2 得： 代入已知量得：a4m/s2 对人进行受力分析，建立坐标系， 根据牛顿第二定律Fma，得： GxF阻ma 即：F阻 Gxma=mgsinma 代入数值得：F阻67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N。,Gy,Gx,动力学的两类基本问题,（二）：从运动确定受力情况,处理这类问题的基

7、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(力等)。,练习2：以15m/s的速度在水平路面上行驶的无轨电车，在关闭发动机后，经过10s停了下来。电车的质量是4000kg，求电车所受阻力。,解：电车的加速度,电车所受的阻力,负号表示阻力方向与初速度方向相反,一、 从受力确定运动情况,二、从运动情况确定受力,动力学的两类基本问题,加速度a是联系运动和力的桥梁,所以求加速度是解决有关运动和力问题的突破点，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。,a =F合/m,运动学公式,解题步骤：,(1)确定研究对象； (2)寻求加速度的求解方式，进而确定问题类型、解题思路 (3)分析受力情况和运动情况，画示意图(受力和运动过程)； (3)用牛顿第二定律或运动学公式 求相关量。,动力学问题的求解,【拓展】如图4-6-2所示，一位滑雪者如果以v020 m/s的初 速度沿直线冲上一倾角为30的山坡，从冲坡开始计 时，至3.8 s末，雪橇速度变为零。 如果雪橇与人的质 量共为m=80 kg，求滑雪人受到的阻力是多少？（取 g=10 m