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1、牛顿定律应用(一)一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1. 1. 内容内容：物体的加速度跟所受合力成正：物体的加速度跟所受合力成正 比，跟物体质量成反比；加速比，跟物体质量成反比；加速 度方向跟合力方向相同。度方向跟合力方向相同。 一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1. 1. 内容内容：物体的加速度跟所受合力成正：物体的加速度跟所受合力成正 比，跟物体质量成反比；加速比，跟物体质量成反比；加速 度方向跟合力方向相同。度方向跟合力方向相同。 2. 2. 公式：公式：F=ma一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1. 1. 内容内容：物体的加速度跟所受合力成正：物体的加速度跟所
2、受合力成正 比，跟物体质量成反比；加速比，跟物体质量成反比；加速 度方向跟合力方向相同。度方向跟合力方向相同。 2. 2. 公式：公式：F=ma 注意注意：（：（1）矢量性）矢量性 （2）瞬时性）瞬时性 （3） 同体性同体性 二、运动学公式二、运动学公式二、运动学公式二、运动学公式速度公式：速度公式：v = v0 + at位移公式：位移公式：x = v0t + at2/2导出公式：导出公式：v2 v02 = 2ax例例1 1 一个静止在水平面上的物体，一个静止在水平面上的物体，质量是质量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面沿水平面向右运动，物
3、体与水平地面间的滑动摩擦力为间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的末的速度和速度和4s内发生的位移。内发生的位移。O【问题问题】1. 物体的受力情况如何？物体的受力情况如何？2.物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？3. 物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和 位移，还差什么量？位移，还差什么量？O1. 物体的受力情况如何？物体的受力情况如何？ 受力分析如图示：受力分析如图示： 2. 物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？ 竖直方向：合力为零，加速度为零。竖直方向：合力为零，加速度为零。 水平方向：大小：水平方向：大小：F合合=Ff； 方
4、向与拉力方向与拉力F方向相同。方向相同。ONfFG【问题问题】1. 物体的受力情况如何？物体的受力情况如何？ 受力分析如图示：受力分析如图示： 2. 物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？ 竖直方向：合力为零，加速度为零。竖直方向：合力为零，加速度为零。 水平方向：大小：水平方向：大小：F合合=Ff； 方向与拉力方向与拉力F方向相同。方向相同。3. 物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和 位移，还差什么量？位移，还差什么量？ONfFG【问题问题】1. 物体的受力情况如何？物体的受力情况如何？ 受力分析如图示：受力分析如图示： 2. 物体所受的合力如何
5、？物体所受的合力如何？ 竖直方向：合力为零，加速度为零。竖直方向：合力为零，加速度为零。 水平方向：大小：水平方向：大小：F合合=Ff； 方向与拉力方向与拉力F方向相同。方向相同。3. 物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和 位移，还差什么量？位移，还差什么量？ 已知初速度已知初速度v0和时间和时间t， 要求末速度要求末速度vt和位移和位移x， 还差加速度还差加速度a。ONfFGv0=0vt=？x=？t=4s【问题问题】4. 如何求加速度？如何求加速度？ONfFG5. 本题的解题思路如何？本题的解题思路如何？4. 如何求加速度？如何求加速度？ 借助于牛
6、顿第二定律借助于牛顿第二定律F合合=ma， 利用合力来求加速度。利用合力来求加速度。 5. 本题的解题思路如何？本题的解题思路如何？ONfFG4. 如何求加速度？如何求加速度？ 借助于牛顿第二定律借助于牛顿第二定律F合合=ma， 利用合力来求加速度。利用合力来求加速度。 5. 本题的解题思路如何？本题的解题思路如何？ 先受力分析求出合力，再用牛顿第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。二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。ONfFG4. 如何求加速度？如何求加速度？ 借助于牛顿第二定律借助于牛顿第二定律F合合=ma， 利用合力来求加速度。利用合力来求加速度。
7、 5. 本题的解题思路如何？本题的解题思路如何？ 先受力分析求出合力，再用牛顿第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。二定律求出加速度，最后用运动学公式求解。【解解】物体受力如图，由图知：物体受力如图，由图知：F合合=Ff=maONfFG4s末的速度：末的速度：4s内的位移内的位移:物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况1. 已知物体的受力情况，求物体的运动情况；已知物体的受力情况，求物体的运动情况；三、动力学的两类基本问题三、动力学的两类基本问题ONfFG变式变式1 1 一个静止在水平一
8、个静止在水平面上的物体，质量是面上的物体，质量是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，物体与水水平面向右运动，物体与水平地面间的动摩擦因素平地面间的动摩擦因素0.2。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内发生的位移。内发生的位移。变式变式2 一木箱质量为一木箱质量为m，与水平地，与水平地面间的动摩擦因数为面间的动摩擦因数为 ，现用斜向右下，现用斜向右下方与水平方向成方与水平方向成 角的力角的力F推木箱，求经推木箱，求经过过t秒时木箱的速度。秒时木箱的速度。GFNfF1=Fcos F2=Fsin 水平方向：水平方向：F合合=F1-f=Fcos -f=ma竖
9、直方向：竖直方向：N=G+F2=G+Fsin f=Nvt=v0+atGFNfF1=Fcos F2=Fsin 水平方向：水平方向：F合合=F1-f=Fcos -f=ma竖直方向：竖直方向：N=G+F2=G+Fsin f=Nvt=v0+atGFNfF1=Fcos F2=Fsin F2=Fsin F1=Fcos f GFN水平方向：水平方向：F合合=F1-f=Fcos -f=ma竖直方向：竖直方向：N=G+F2=G+Fsin f=Nvt=v0+atGFNfF1=Fcos F2=Fsin F2=Fsin F1=Fcos f GFN建立直角建立直角坐标系坐标系水平方向：水平方向：F合合=F1-f=Fco
10、s -f=ma竖直方向：竖直方向：N=G+F2=G+Fsin f=Nvt=v0+atGFNfF1=Fcos F2=Fsin F2=Fsin F1=Fcos f GFNX建立直角建立直角坐标系坐标系水平方向：水平方向：F合合=F1-f=Fcos -f=ma竖直方向：竖直方向：N=G+F2=G+Fsin f=Nvt=v0+atGFNfF1=Fcos F2=Fsin F2=Fsin F1=Fcos f GFNYX建立直角建立直角坐标系坐标系水平方向：水平方向：F合合=F1-f=Fcos -f=ma竖直方向：竖直方向：N=G+F2=G+Fsin f=Nvt=v0+atX方向：方向：F合合=F1-f=F
11、cos -f=maY方向：方向：N=G+F2=G+Fsin f=N vt=v0+atGFNfF1=Fcos F2=Fsin F2=Fsin F1=Fcos f GFNYX建立直角建立直角坐标系坐标系例例2 2 一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m= 75kg，以，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角倾角 =30 ，在，在t=5s的时间内滑下的路程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，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。空气阻力）。例例2 2 一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m= 75kg，以，以v0=2m/s的
12、初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角倾角 =30 ，在，在t=5s的时间内滑下的路程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，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。空气阻力）。思路思路 已知运动情况求受力。应先求出已知运动情况求受力。应先求出加速度加速度a，再利用牛顿第二定律，再利用牛顿第二定律F合合=ma求滑求滑雪人受到的阻力。雪人受到的阻力。【解解】 根据运动学公式根据运动学公式 代入已知量得：代入已知量得：a=4m/s2对人进行受力分析，建立坐标系，根据牛对人进行受力分析，建立坐标系，根据牛顿第二定律顿第二定律F=ma，得：，得：mg
13、sin F阻阻=ma即：即：F阻阻=mgsin ma代入数值得：代入数值得：F阻阻=67.5N即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是67.5N物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况1. 已知物体的受力情况，求物体的运动情况；已知物体的受力情况，求物体的运动情况；2. 已知物体的运动情况，求物体的受力情况。已知物体的运动情况，求物体的受力情况。三、动力学的两类基本问题三、动力学的两类基本问题物体运物体运动情况动情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况物体运物体运动情况动
14、情况运动学运动学公公 式式加速度加速度 a牛顿第牛顿第二定律二定律物体受物体受力情况力情况1. 已知物体的受力情况，求物体的运动情况；已知物体的受力情况，求物体的运动情况；2. 已知物体的运动情况，求物体的受力情况。已知物体的运动情况，求物体的受力情况。三、动力学的两类基本问题三、动力学的两类基本问题更上一层：更上一层：上题中，如果忽略空气阻力作用，上题中，如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大? 更上一层：更上一层：上题中，如果忽略空气阻力作用，上题中，如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?0.1如果坡
15、长只有如果坡长只有60m，下端是水平雪，下端是水平雪面（动摩擦因数不变），滑雪者在水平面（动摩擦因数不变），滑雪者在水平面上还能滑多远？面上还能滑多远？ 更上一层：更上一层：上题中，如果忽略空气阻力作用，上题中，如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大?0.1如果坡长只有如果坡长只有60m，下端是水平雪，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？面，滑雪者在水平面上还能滑多远？242m 四、动力学问题的求解四、动力学问题的求解1. 1. 基本思路：基本思路：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物物体体受受力力分分析析从受力确定运动从
16、受力确定运动所求量所求量从运动确定受力从运动确定受力所求量所求量牛顿第牛顿第二定律二定律运动学运动学公式公式加速度加速度a物物体体运运动动分分析析2. 2. 解题步骤：解题步骤：(1)确定确定研究研究对象对象； (2)分析受力分析受力情况情况和运动和运动情况，情况，画示意图画示意图 （受力和运动过程）；（受力和运动过程）； (3)用牛顿第二定律或运动学公式用牛顿第二定律或运动学公式求加速度求加速度； (4)用运动学公式或牛顿第二定律用运动学公式或牛顿第二定律求所求量求所求量。练习练习1 如图所示，如图所示，质量为质量为m的人站在自动的人站在自动扶梯上，人鞋与梯的扶梯上，人鞋与梯的动摩擦因数为动
17、摩擦因数为 。扶梯。扶梯倾角为倾角为 ，若人随扶梯，若人随扶梯一起以加速度一起以加速度a向上运动。梯对人的支持力向上运动。梯对人的支持力N和摩擦力和摩擦力f分别为（分别为（ ）A. N=masin B. N=m(g+asin )C. f= mgD. f=macos 2.质量为质量为10kg的物体在倾角为的物体在倾角为37的的斜面底部受一个沿斜面向上的力斜面底部受一个沿斜面向上的力F=100N作作用，由静止开始运用，由静止开始运动。2s内物体在斜面上移内物体在斜面上移动了了4m，2s末撤去力末撤去力F，求，求F撤去后，撤去后，经过多多长时间物体返回斜面底部物体返回斜面底部(g=10m/s2)?FGGGFFFNNNf
