《5.牛顿运动定律的应用 (3)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《5.牛顿运动定律的应用 (3)（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用牛顿运动定律解决问题保定市徐水区第一中学薛斐保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学一、一、牛顿运动定律牛顿运动定律第二定律：第二定律：第二定律：第二定律：物体物体加速度的大小跟所受到的作用力成加速度的大小跟所受到的作用力成正比，跟正比，跟它的质量成它的质量成反比；反比； 加速度方向跟作用力方加速度方向跟作用力方向相同。向相同。复习：复习：公式公式: F=ma第三定律：第三定律：第三定律：第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。小相等，方向相反，作用在一条直线上。第一定律第一定律第一定律第一定律：一切物体总保持匀速
2、直线运动状态或一切物体总保持匀速直线运动状态或一切物体总保持匀速直线运动状态或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静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。种状态。种状态。种状态。保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学二、运动学公式二、运动学公式速度公式速度公式 ：v = vo+at位移公式：位移公式：x= vot + at2导出公式：导出公式：v 2 vo 2 =2ax保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学例例1. 一一个静止在水平面上的物体，质个静止在水平面
3、上的物体，质量是量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的末的速度和速度和4s内的内的位移。位移。F 保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学由由牛顿第二定律可牛顿第二定律可得得: F - f= ma4s末的速度末的速度4s内的位移内的位移解：解：mgFNFf如图，物体受力分析如图，物体受力分析例例1. 一一个静止在水平面上的物体，质量是个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平拉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
4、摩擦力为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。求物体4s末的速度和末的速度和4s内的内的位移。位移。保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学拓展一：拓展一：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质质量是量是2Kg，在在6.4N的水平拉力作用下沿水平的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。地面向右运动。物体与地面的物体与地面的动摩擦因数动摩擦因数为为0.25，求物体在求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位内的位移。（移。（g=10m/s2） 保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学4s末的速度末的速度FN = mg解：解：物物体受体受力分
5、析如图所示力分析如图所示由由牛顿第二定律可牛顿第二定律可得得: F- FN= ma拓展一：拓展一： 一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面的物体与地面的动摩擦因数为动摩擦因数为0.25，求物体在求物体在4 s末的速度和末的速度和4 s内的位移。内的位移。4s内的位移内的位移mgFNFf保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学拓展二：拓展二：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的拉力的拉力F作用下沿水平作用下沿水平
6、地面向右运动。地面向右运动。已知已知F与水平地面的夹角为与水平地面的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为物体与地面的动摩擦因数为0.25，求，求物体在物体在4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。 F370保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学解：物体受力分析如图所示解：物体受力分析如图所示4s4s末的速度末的速度由牛顿第二由牛顿第二定律，可定律，可得得:Fcos-FN=maFNmgFf fFN+Fsin=mg拓展二：拓展二：一个静止在水平地面上的物体，一个静止在水平地面上的物体，质量是质量是2Kg，在在6.4N的的拉力拉力F作用下沿水平地面向
7、右运动。已知作用下沿水平地面向右运动。已知F与水平地面的夹角为与水平地面的夹角为370，物体与地面的动摩擦因数为，物体与地面的动摩擦因数为0.25，求物体在，求物体在4s末的速度和末的速度和4s内的位移。内的位移。cos37=0.8，g=10m/s2。 4s内的位移内的位移保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学一一、从、从受力确定运动受力确定运动情况情况 已已知物体受力情况确定运动情况，指的是知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。运动状态或求出物体的速度、位移等。 基本思路：基本思路
8、：先分析物体受力情况求合力，据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牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量求量( (运动学量运动学量) )。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的是在运动情况（
9、知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。理量（如动摩擦因数等）。 基本思路：基本思路：先分析物体的运动情况，据运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的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量( (力力).).物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力
10、情况力情况保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学思路：思路： 已知已知运动情况求受力。应先求出加速度运动情况求受力。应先求出加速度a，再，再利用牛顿第二定律利用牛顿第二定律F合合=ma，求，求滑雪人受到的阻力。滑雪人受到的阻力。例例2. 一一个个滑滑雪雪的的人人，质质量量m = 75Kg，以以v0 = 2m/s的的初初速速度度沿沿山山坡坡匀匀加加速速滑滑下下，山山坡坡的的倾倾角角= 30o，在在 t = 5s的的时时间间内内滑滑下下的的路路程程x=60m，求求滑滑雪雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学12mgFNf
11、例例2.一一个个滑滑雪雪的的人人，质质量量m= 75Kg，以以v0 =2m/s的的初初速速度度沿沿山山坡坡匀匀加加速速滑滑下下，山山坡坡的的倾倾角角= 30o，在在 t = 5s的的时时间间内内滑滑下下的的路路程程x=60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。 根据根据运动学公式：运动学公式：x xv v0 0t t atat2 2 得：得： 解：解： 对对人进行受力人进行受力分析，如图所示分析，如图所示. . 根据牛顿第二定律，根据牛顿第二定律，得：得： mgsinmgsinF F阻阻mama 代入数值，解得代入数值，解得：F F阻阻67.
12、5N67.5N 即：人即：人受到的受到的阻力是阻力是67.5N,67.5N,方向方向沿山坡向上沿山坡向上. .保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学变式训练：变式训练：滑雪者以滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直的初速度沿直线冲上一倾角为线冲上一倾角为30的山坡，从刚上坡即开始的山坡，从刚上坡即开始计时，至计时，至3.8s末，滑雪者速度变为末，滑雪者速度变为0。如果雪。如果雪橇与人的总质量为橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡之，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？间的摩擦力为多少？g=10m/s2 .保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学fmgFN对滑雪者受力分析，如图所示对滑雪者受力
13、分析，如图所示联立联立，代入数据，解得，代入数据，解得解解:根据牛顿第二定律，可得根据牛顿第二定律，可得变式训练：变式训练：滑雪者以滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为的初速度沿直线冲上一倾角为30的山坡，从刚上坡即开始计时，至的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑雪者速度变为末，滑雪者速度变为0。如雪橇与人的总质量为如雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡间的摩擦力为多，求雪橇与山坡间的摩擦力为多少？少？ g=10m/s2保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学一、一、 从受力确定运动情况从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 物体运物体运物
14、体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学加速度加速度a是联系力和运动的桥梁是联系力和运动的桥梁 牛牛顿顿第第二二定定律律公公式式(F=ma
15、)和和运运动动学学公公式式(匀匀变变速速直直线线运运动动v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等等)中中，均包含有一个共同的物理量均包含有一个共同的物理量加速度加速度a。 由由物物体体的的受受力力情情况况，用用牛牛顿顿第第二二定定律律可可求求加加速速度度，再再由由运运动动学学公公式式便便可可确确定定物物体体的的运运动动状状态态及及其其变变化化；反反过过来来，由由物物体体的的运运动动状状态态及及其其变变化化，用用运运动动学学公公式式可可求求加加速速度度，再再由由牛牛顿顿第第二二定定律律便便可可确确定定物体的受力情况。物体的受力情况。 可见，无论是哪种情况，可见，无论是哪种
16、情况，加速度始终是联系力加速度始终是联系力和运动的桥梁和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题。求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。解决问题的关键。 保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学解题解题步骤：步骤： (1)(1)确定研究对象；确定研究对象；(2)(2)分分析析受受力力情情况况和和运运动动情情况况，画画示示意意图图( (受力和运动过程受力和运动过程) )；(3)(3)用用牛牛顿顿第第二二定定律律或或运运动动学学公公式式求求加加速度；速度； (4)(4)用用运运动动学学公公式式或或牛牛
17、顿顿第第二二定定律律求求所所求量。求量。保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学 1. 1.我国运动员何雯娜获得我国运动员何雯娜获得20082008年奥运会蹦年奥运会蹦床比赛的冠军。已知何雯娜的体重为床比赛的冠军。已知何雯娜的体重为49kg49kg，设她从，设她从3.2m3.2m高处自由下落后与蹦床的作高处自由下落后与蹦床的作用时间为用时间为1.2s1.2s，离开蹦床后上升的高度为，离开蹦床后上升的高度为5m5m，试求她对蹦床的平均作用力？，试求她对蹦床的平均作用力？ （g g取取10m/s10m/s2 2）。）。保定市徐水区第一中学保定市徐水区第一中学 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律, ,得得 F Fmgmgmama解得：蹦床对她的平均作用力解得：蹦床对她的平均作用力F F1225N1225N 方向竖直向上。方向竖直向上。对运动员接触床时受力分析，如图所示对运动员接触床时受力分析，如图所示mgF由牛顿第三定律知：她对蹦床的平均作用由牛顿第三定律知：她对蹦床的平均作用力力F=1225NF=1225N，方向竖直向下。，方向竖直向下。+谢 谢！保定市徐水区第一中学2019.1
