牛顿第二定律的两类基本问题已知受力情况求运动情况.pptVIP

例5、木块质量为8kg，放在水平地面上，在2N的水平恒力作用下从静止开始运动，经5s，位移为2.5m。求 （1）木块运动的加速度 （2）摩擦力的大小 （3）若拉力作用10s后撤去，木块还能滑行多远？ * * ※牛顿第二定律的两类基本问题 1、已知受力情况求运动情况。 2、已知运动情况求受力情况。 受力情况 受力分析，画受力图 处理受力图，求合力 a F=ma 运动情况（s v t a) 运动学规律 初始条件 ※ 解题思路： 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，物体与水平地面间的滑动摩擦力是4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。 解：物体的受力如图所示： 4s内的位移 F N G f a（正） 由图知： F合=F-f=6.4N-4.2N=2.2N 由牛顿第二定律： 4s末的速度 由运动学公式： 例2：如图，质量为2kg的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，现对物体施加一个大小F=5N、与水平方向成θ=370角的斜向上的拉力(如图)，已知：g=10m/s2,求： （1）物体在拉力的作用下4s内通过的位移大小 （2）若4s后撤去拉力F，则物体还能滑行多远？ F θ 解：加速阶段：物体m受力如图，建立图示直角坐标系 把F分解为F1、F2（如图） 则：F1=Fsin370=3N,F2=Fcos300=4N θ N1 G f1 F F1 F2 x y 由牛顿第二定律，得： 水平方向：F2-f1=ma1 ① 竖直方向：F1+N1-G=0 ② 又 f1=μN1 ③ 由①②③得： 减速阶段：物体m受力如图，以运动方向为正方向 由牛顿第二定律得：-f2=μmg=ma2 故 a2 =-μg=-0.2×10m/s2=-2m/s2 G N2 f2 a V（正） 又v=a1t1=0.3×4m/s=1.2m/s，vt=0 由运动学公式vt2-v02=2as2，得： 物体的滑行距离 ※应用牛顿运动定律解题的一般步骤： 1、明确研究对象和研究过程 2、画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯） 3、进行必要的力的合成和分解,并注意选定正方向 4、根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解； 5、对解的合理性进行讨论 例3:一个滑雪的人，质量m=75kg，以V0=2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角θ=300，在t=5s的时间内滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力)。 解：对人进行受力分析画受力图，如下 因为：V0=2m/s，x=60m，t=5s 取沿钭面向下方向为正 G2 G1 mg N f 则：根据运动学公式： 求得a = 4m/s2 再由牛顿第二定律可得： 例4：质量为100t的机车从停车场出发，经225m后，速度达到54km/h，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶125m才停止在站上。设运动阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力。 解：火车的运动情况和受力情况如图所示 加速阶段：v0=0,vt=54km/h=15m/s,s1=225m S1=225m V0=0 S2=125m V1=15m/s V3=0 F N G f G N f a(正） 加速运动 a 减速运动 V（正） 由运动学公式： 由牛顿第二定律得： 减速阶段：以运动方向为正方向 v2=54km/h=15m/s，s2=125m，v3=0 故 由牛顿第二定律得：-f=ma2 故阻力大小f= -ma2= -105×(-0.9)N=9×104N 因此牵引力 F=f+ma1=（9×104+5×104）N=1.4×105N 求解两类问题的基本思路： 牛顿第二定律反映的是---加速度、质量、以及合外力的关系，而加速度又是运动的特征量，所以说加速度是联结力和运动的纽带和桥梁，是解决动力学问题的关键。 运动学基本公式 物体的运动情况 物体的受力情况 牛顿第二定律 加速度 例6.质量为m＝2kg的小物块以v0=8m/s的初速度沿斜面向上滑动，如图所示。已知斜面的倾角α＝37°，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，斜面足够长，求：2s内物块的位移大小及物块在2s末的速度 *