《新人教版必修1：4（四月）.3《牛顿第二定律》课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新人教版必修1：4（四月）.3《牛顿第二定律》课件（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、牛顿第二运动定律的应用 一 牛顿第二定律的内容 F ma 力 分力还是合力 加速度 同一物体 共同的质量 如何求得 二 必会的几个问题 1 平面上的问题 2 斜面的上的问题 3 竖直方向的问题 二 必会的几个问题 平面上的问题 1 光滑平面 a 0 匀速直线 匀变速直线运动 二 必会的几个问题 平面上的问题 2 粗糙平面 F f mg ma a g 物体做匀减速运动 二 必会的几个问题 平面上的问题 1 粗糙平面 匀变速直线运动 例1 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 370角的斜向上的拉力 如图 已知 g
2、10m s2 求 1 若4s后撤去拉力F 则物体还能滑行多远 2 物体运动的总时间 3 画出物体运动过程中速度 时间图像 二 必会的几个问题 1 平面上的问题 2 斜面的上的问题 3 竖直方向的问题 二 必会的几个问题 斜面的上的问题 1 光滑斜面 物体沿斜面向下滑 物体沿斜面向上滑 结论 物体向下时 做匀加速直线运动物体向上时 做匀减速直线运动 方向 沿斜面向下 方向 沿斜面向下 3 粗糙斜面 摩擦系数为 不加外力 物体沿斜面向下滑 物体沿斜面向上滑 方向 沿斜面向下 结论 物体向下运动时 做匀加速直线运动物体向上运动时 做匀减速直线运动 具有向上的初速度 方向 沿斜面向下 3 斜面 加外力
3、 例2 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 37 物块与斜面间的动摩擦因数 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 二 必会的几个问题 1 平面上的问题 2 斜面的上的问题 3 竖直方向的问题 二 必会的几个问题 竖直方向的问题 1 无空气阻力 特点 只受重力 a g 方向竖直向下 从初速度角度可分 自由落体运动 竖直上抛运动 以向上方向为正方向 竖直向上抛运动是一个加速度为 g的匀减速直线运动 例3 从塔上以20m s的初速度竖直向上抛一个石子 不考虑空气阻力 求5s末石子速度和5s内石子位移 g 10m s2
4、V0 以向上方向为正方向 x正 x Vt 二 必会的几个问题 竖直方向的问题 1 有空气阻力 且大小不变 特点 受重力空气阻力 与速度方向相反 物体向上运动 物体向下运动 F合 mg f ma F合 mg f ma a g f m a g f m 方向向下 方向向下 例4 将物体竖直上抛 假设运动过程中空气阻力不变 其速度 时间图象如图所示 则物体所受的重力和空气阻力之比为 A 1 10B 10 1C 9 1D 8 1 t s v m s 1 0 11 9 1 2 三 动力学的两类基本问题 1 已知物体的受力情况 要求确定物体的运动情况处理方法 已知物体的受力情况 可以求出物体的合外力 根据牛
5、顿第二定律可以求出物体的加速度 再利用物体的初始条件 初位置和初速度 根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度 也就是确定了物体的运动情况 2 已知物体的运动情况 要求推断物体的受力情况处理方法 已知物体的运动情况 由运动学公式求出加速度 再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力 由此推断物体受力情况 两类问题 已知物体受力的情况 确定物体运动情况 已知物体的运动情况 确定物体受力情况 解题思路 牛顿运动定律的应用 加速度a 运动情况 受力情况 加速度a 一般步骤 1 确定研究对象 2 受力及状态分析 3 取正方向 列方程 4 统一单位 代值求解 5 检验结果 两类问题 已知物体受力的情况
6、 确定物体运动情况 已知物体的运动情况 确定物体受力情况 解题思路 牛顿运动定律的应用 加速度a 运动情况 受力情况 加速度a 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 问物体在4s末的速 度和4s内发生的位移 一个静止在水平地面上的物体 思考 如何求位移 速度 该了解物体做何种运动 是不是我们熟悉的某种运动呢 加速度呢 怎么求 初速度为零 牛顿第二定律 情景分析 一 研究对象是谁 二 受几个力的作用 三 合力沿什么方向 大小是多少 受力分析 y Fy合 0 x Fx合 2 2N 解 1 由牛顿第二定律F合 ma 可以求出物体的加速度a F
7、合 m F f m 1 1m s2 2 求出了物体的加速度a 由运动学公式就可以求出4s末的速度v at 1 1 4m s 4 4m s 4s内发生的位移x x 1 2 at2 0 5 1 1 16m 8 8m 除了这类已知受力求运动的问题外 生活中还有另一种问题也很常见 已知受力求运动 解题思路 力 运动 a F ma 分析受力 分析运动 运动学公式 一个滑雪的人 质量是75kg 以 v0 2m s的初速度沿山坡匀加速滑下 山坡的倾角 300 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 思考 如何求阻力 受哪些力 受力分析 合力沿什么方向 合力沿斜面向下
8、受力方向复杂 如何求合力 沿平行于斜面向下和垂直斜面向上为 x y轴 解 1 如图所示建立坐标系 把重力G沿x轴方向和y轴方向进行分解 得到 Gx mgsin Gy mgcos 人沿山坡做匀加速运动 由运动学公式 x v0t 1 2at2解出a 2 x v0t t2 a 4m s2 2 根据牛顿第二定律得 F阻 Gx ma mgsin ma代入数值得 F阻 6 5N 已知运动求受力 解题思路 运动 a F ma 分析运动 分析受力 运动学公式 力 总结 1 例2中物体受力方向较为复杂 建立平面直角坐标系后 就可以用Gx和Gy代替G 使解题方便 2 因为加速度方向就是物体所受合外力的方向 所以以
9、加速度的方向为正方向 会给分析问题带来很大方便 力 运动 a F ma 分析受力 分析运动 运动学公式 运动 F ma 分析运动 分析受力 运动学公式 力 a 练习1 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 四 简单连结体问题 连结体 两个 或两个以上 物体相互连结参以运动的系统 内力与外力 连结体间的相互作用力叫内力 外部对连结体的作用力叫外力 外力 内力 例1 如图所示 质量为2kg的正方体A和质量为1kg的正方体B两个物体靠在一起 放在光滑的水平
10、面上 现用水平力F 30N推A 求A对B作用力的大小 A 四 简单的连接体问题 F F合 F 30N 先分析AB整体的受力情况 B AB G N F 再分析B的受力情况 B GB NB FB FB mBa 10N 例2 如图所示 质量为2kg的m1和质量为1kg的m2两个物体用水平细线连接 放在光滑的水平面上 现用水平拉力F拉m1 使m1和m2一起沿水平面运动 若细线能承受的最大拉力为8N 求水平拉力F的最大值 二 简单的连接体问题 F m2 m1 先分析m2的受力情况 G2 N2 T 再分析m1m2整体受力情况 m1m2 G N F F m1 m2 a 24N 四 简单的连接体问题 小结 先
11、用整体法求加速度 1 已知外力求内力 再用隔离法求内力 先用隔离法求加速度 2 已知内力求外力 再用整体法求外力 例与练 1 如图所示 在水平地面上有两个相互接触的物体A和B 它们的质量分别为m1和m2 与地面间的动摩擦因数都是 现用水平推力F向右推A 使A B一起沿地面向前运动 则A对B的作用力为多大 A F B f N m1 m2 g 先分析AB整体的受力情况 AB G N F f F合 F f F m1 m2 g 例与练 1 如图所示 在水平地面上有两个相互接触的物体A和B 它们的质量分别为m1和m2 与地面间的动摩擦因数都是 现用水平推力F向右推A 使A B一起沿地面向前运动 则A对B
12、的作用力为多大 A F B AB G N F 再分析B的受力情况 B GB NB FB FB合 FB fB m2a f fB FB fB m2a fB NB m2g m2 例与练 2 如图所示 质量为2kg的m1和质量为1kg的m2两个物体叠放在一起 放在水平面 m1与m2 m1与水平面间的动摩擦因数都是0 3 现用水平拉力F拉m1 使m1和m2一起沿水平面运动 要使m1和m2之间没有相对滑动 水平拉力F最大为多大 G2 N2 f2 先分析m2的受力情况 f2 N2 m2g 3N f2 m2a 例与练 3 如图所示 质量为2kg的m1和质量为1kg的m2两个物体叠放在一起 放在水平面 m1与m
13、2 m1与水平面间的动摩擦因数都是0 3 现用水平拉力F拉m1 使m1和m2一起沿水平面运动 要使m1和m2之间没有相对滑动 水平拉力F最大为多大 4 如图所示 在光滑的水平面上 有等质量的五个物体 每个物体的质量为m 若用水平推力F推1号物体 求 1 它们的加速度是多少 2 2 3号物体间的压力为多少 解 因各个物体的加速度相同 可以五个物体整体为研究对象求出整体的加速度 再以3 4 5号物体为研究对象求出2 3号物体间的压力 对整体F 5ma对3 4 5号物体T 3ma得a F 5m T 3F 5 五 传输带问题六 与图像结合的问题 七 临界问题八 瞬时问题 五 传送带问题 1 如图所示
14、传送带保持10m s的速度运动 现将一质量为0 5kg的小物体从传送带左端放上 设物体与皮带间动摩擦因数为0 1 传送带两端水平距离为2 5m 则物体从左端运动到右端所经历的时间为 五 传送带问题 2 如图所示 传送带保持1m s的速度运动 现将一质量为0 5kg的小物体从传送带左端放上 设物体与皮带间动摩擦因数为0 1 传送带两端水平距离为2 5m 则物体从左端运动到右端所经历的时间为 24 2006年高考题19分 一水平的浅色长传送带上放置一煤块 可视为质点 煤块与传送带之间的动摩擦因数为 初始时 传送带与煤块都是静止的 现让传送带以恒定的加速度a0开始运动 当其速度达到v0后 便以此速度
15、做匀速运动 经过一段时间 煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后 煤块相对于传送带不再滑动 求此黑色痕迹的长度 例3 如图所示 传送带与地面的倾角370 从A到B长度为16m 传送带以10m s的速度运行 在传送带上端A无初速地放一个质量为0 5kg的物体 它与传送带之间的 0 5 求物体从A到B的时间 五 传输带问题六 与图像结合的问题 七 临界问题八 瞬时问题 1 如图所示 是一辆汽车在两站间行驶的速度图像 汽车所受到的阻力大小为2000N不变 且BC段的牵引力为零 已知汽车的质量为4000kg 则汽车在BC段的加速度大小为 OA段汽车的牵引力大小为 2 物体A B都静止在同一水平面上 它们的
16、质量分别是mA和mB 与水平面之间的动摩擦因数分别为 A和 B 用平行于水平面的力F分别拉物体A B 得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A B所示 利用图象求出A B两物体与水平面之间动摩擦因数 A和 B的数值 二 力与运动关系的定性分析 一 动力学的两类基本问题 四 牛顿第二定律的瞬时性 三 正交分解法 五 临界问题 六 皮带问题分析 七 连接体问题 例1 如图所示 当剪断AB OB舜时 求两图中小球的加速度 例2 如图所示 A B两物体的质量分别为M和m 中间用轻弹簧相连 物体与水平面间的摩擦因数为 在水平拉力作用下 A B一起以加速度a向右作匀加速直线运动 试求突然撤去拉力的瞬间 两物体的加速度各为多大 答案 aA a aB Ma M m g m 练习 一块木板上叠放着两个物体 如图所示 它们的质量关系为M 2m 中间用一轻弹簧联结 并处于静止状态 突然抽去木板 此时上 下两物体的加速度各为 A g 2g B 0 gC 0 2g D 0 1 5g 例4 一个质量为0 2kg的小球用细绳吊在倾角为 35 的斜面顶端如右图示 斜面静止时 球紧靠在斜面上 绳与斜面平行 不计摩擦
