用牛顿运动定律解决问题一..ppt

第6节：用牛顿运动定律解决问题(一) 牛顿三个运动定律的内容及公式 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止 状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的的方向跟作用力的方向相同。 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反 ,作用在同一直线上。 F合=ma F= - F’ 复习 1. 作用力与反作用力的二力平衡的区别 内容` 作用力和反作用力 二力平衡 受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖关系 同时产生，同时消失相互依存，不可单独存在 无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不再平衡 叠加性 两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力 两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；形变效果不能抵消 力的性质 一定是同性质的力 可以是同性质的力也可以不是同性质的力 牛顿第一定律（惯性定律） 反映了力是物体运动状态改变的原因，并不是维持物体运动的原因 惯性——物体本身固有的属性 牛顿第二定律（F合=m a） 反映了力和运动的关系 牛顿第三定律（作用力和反作用力定律) 反映了物体之间的相互作用规律 牛顿运动定律的意义 力是产生加速度的原因 牛顿第二定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的 运动情况与受力情况联系起来.因此,它在天体运动的研究、 车辆的设计等许多基础科学和工程技术都有广泛的应用。 用牛顿运动定律解决问题(一) 科技工作者能准确预测卫星的运行轨道、着地点，正是 利用了牛顿运动定律中的力和运动的关系，由于目前知识 的局限，这里让我们先从最简单的例子入手，体会这类问 题的研究方法。 用牛顿运动定律解决问题(一) 例题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内的位移。 问：l、本题研究对象是谁？它共受几个力的作用？物体所受的合力沿什么方向？大小是多少？ 2、本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗？依据是什么？ 3、本题属于哪类动力学问题？ 已知受力情况求运动情况 解：对物体进行受力分析如图 由图知：F合=F-f=ma a= 4s末的速度 4s内的位移 例题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内的位移。 f F G FN a 拓展： （1）求物体与地面间的动摩擦因数为μ多大？ （2）本题中若将F大小不变，方向改为与水平方向夹角为30O，则f变了没有？画出受力分析图，并求出物体在4s末的速度和4s内的位移。 G 一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。 问：本题属于哪类动力学问题？ 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？ 物体所受的合力沿什么方向？ 已知运动情况求受力情况 Gy Gx FN X Y F阻 分析滑雪人的运动情况： V0= 2m/s 、t=5s、x=60m 一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。 Gy Gx FN F阻 G X Y 分析滑雪人的受力情况： GY =mgcos 300 =636.5N GX =mgsin 300 =367.5N Gy Gx FN F阻 G X Y F合 =GX-F阻 =ma F阻 =GX-ma=367.5N-75×4N=67.5N F阻 方向沿斜面向上 解：对滑雪人进行受力分析，建立坐标系， 把重力分解得： Gx＝mgsinθ Gy＝mgcosθ 根据运动学规律：x＝v0t＋ at2 得： 代入已知量的数值得：a＝4m/s2 根据牛顿第二定律F＝ma，即Gx－F阻＝ma得： F阻＝Gx－ma＝mgsinθ－ma 代入数值得：F阻＝67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N,方向沿斜面向上。 1 2 a＝ 2（x－v0t） t2 Gy Gx FN F阻 G X Y 两类问题： ① 已知物体受力的情况，确定物体运动。 ② 已知物体的运动情况，确定物体受力。 解题思路： 牛顿运动定律的应用 力的合成与分解