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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,4.6 用牛頓運動定律,解決問題(一),一、牛頓第二定律,1,、內(nèi)容：,物體的加速度跟所受合力成正比,跟物體質(zhì)量成反比,;,加速度方向跟合力方向相同。,復習：,2,、公式,:,F=ma,注意：,（,1,）同時性,（,2,）同向性,二、運動學公式,速度公式,：,v=v,o,+at,位移公式：,x=,v,o,t,+at,2,/2,導出公式：,v,t,2,v,o,2,=2ax,例,1.,一個靜止在水平面上的物體，質(zhì)量是,2kg,，在,6.4N,的水平拉力作用下沿水平面向右運動，物體與水平地面間的滑動摩擦力為,4.

2、2N,。,求物體,4s,末的速度和,4s,內(nèi)發(fā)生的位移。,問題：,1.,物體的受力情況如何？,受力分析如圖示：,G,F,N,f,2.,物體所受的合力如何？,豎直方向：,合力為零，加速度為零。,水平方向：,大?。?F,合,=F,f,；,方向與拉力,F,方向相同,3.,物體的運動情況中已知哪些量？要求末速度和位移，還差什么量？,已知初速度,V,O,和時間,t,，,要求末速度,V,t,和位移,還差加速度,a,。,=O,t=4s,t,=?,=?,解：物體受力如圖,由圖知：,F,合,=F,f=ma,a=,4s,末的速度,4s,內(nèi)的位移,G,F,N,f,O,4.,如何求加速度？,借助于牛頓第二定律,F,合

3、,=ma,，,利用合力來求加速度。,5.,本題的解題思路如何？,先受力分析求出合力，再用牛頓第二定律求出加速度，最后用運動學公式求解。,例,1.,一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是,2Kg,在,6.4N,的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是,4.2N,。,求物體在,4s,末的速度和,4s,內(nèi)發(fā)生的位移。,思考,:,如果物體與地面的動摩擦因數(shù)為,0.2,，其他條件不變。其結(jié)果如何？,G,F,N,f,O,一、,從受力確定運動情況,已知物體受力情況確定運動情況，指的是在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運動狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。,處理這類問題的基本思路是：先分析物體

4、受力情況,求合力,，據(jù)牛頓第二定律,求加速度,，再用運動學公式,求所求量,(,運動學量,),。,物體運,動情況,運動學,公 式,加速度,a,牛頓第,二定律,物體受,力情況,練習：,一木箱質(zhì)量為,m,，,與水平地面間的動摩擦因數(shù)為,，,現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成,角的力,F,推木箱，求經(jīng)過,t,秒時木箱的速度。,水平 方向：,F,合,=F,1,-f=,Fcos,-f=ma,豎直方向：,N=G+F,2,=,G+Fsin,f=,N,V,t,=V,0,+at,G,F,N,f,F,1,=,FCos,F,2,=,FSin,G,F,N,f,F,1,=,FCos,F,2,=,FSin,建立直角坐標系,X,Y,

5、X,方向：,F,合,=F,1,-f=,Fcos,-f=ma,Y,方向：,N=G+F,2,=,G+Fsin,f=,N,V,t,=V,0,+at,思路：已知運動情況求受力。應先求出加速度,a,，,再利用牛頓第二定律,F,合,=ma,求,滑雪人受到的阻力。,解：,第一步求,a,因為,V,0,=2m/s,，,s=60m,，,t=5s,據(jù)公式,求得,a=4m/s,2,例,2.,一個滑雪的人，質(zhì)量,m=75Kg,，以,v,0,=2m/s,的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角,=30,o,，,在,t=5s,的時間內(nèi)滑下的路程,x=60m,，,求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）。,2,0,2,1,at,

6、t,V,+,=,人,)30,o,f,G,G,1,G,2,y,x,a,第二步求,F,合,、阻力,要對人進行受力分析畫受力圖，,人,)30,o,f,G,G,1,G,2,y,x,a,第二步求,F,合,、阻力,要對人進行受力分析畫受力圖,所以：,F,合,=ma=300Nx,軸方向：,F,合,=G,1,f,y,軸方向：,F,1,G,2,=0,滑雪人所受的阻力,f=G,1,F,合,=,mgsin,F,合,=67.5N,解：根據(jù)運動學公式：,x,v,0,t,at,2,得：,代入已知量得：,a,4m/s,2,對人進行受力分析，建立坐標系，,根據(jù)牛頓第二定律,F,ma,，,得：,mgsin,F,阻,ma,即：,

7、F,阻,mgsin,ma,代入數(shù)值得：,F,阻,67.5N,即：滑雪人受到的阻力是,67.5N,。,1,2,a,2（x,v,0,t）,t,2,二、從運動情況確定受力,已知物體運動情況確定受力情況，指的是在運動情況（知道三個運動學量）已知的條件下，要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量（如動摩擦因數(shù)等）。,處理這類問題的基本思路是：先分析物體的運動情況，據(jù)運動學公式,求加速度,，再在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，用牛頓第二定律列方程,求所求量,(,力,),。,物體運,動情況,運動學,公 式,加速度,a,牛頓第,二定律,物體受,力情況,上題中如果忽略空氣阻力作用，求滑雪板與雪面間動摩擦因數(shù)多大,?,如果坡

8、長只有,60m,，,下端是水平雪面，滑雪者在水平面上還能滑多遠？,如果下坡后立即滑上一個,30,0,的斜坡。請問滑雪者最高能上升多高？,更上一層,：,一、,從受力確定運動情況,二、從運動情況確定受力,物體運,動情況,運動學,公 式,加速度,a,牛頓第,二定律,物體受,力情況,物體運,動情況,運動學,公 式,加速度,a,牛頓第,二定律,物體受,力情況,動力學的兩類基本問題,加速度,a,是聯(lián)系力和運動的橋梁,牛頓第二定律公式,(,F=ma,),和運動學公式,(,勻變速直線運動公式,v=v,0,+at,x=v,0,t+at,2,/2,v,2,v,0,2,=,2,ax,等,),中，均包含有一個共同的物

9、理量,加速度,a,。,由物體的受力情況，用牛頓第二定律可求加速度，再由運動學公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其變化；反過來，由物體的運動狀態(tài)及其變化，用運動學公式可求加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。,可見，無論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系力和運動的橋梁。,求加速度是解決有關(guān)力和運動問題的基本思路，,正確的,受力分析,和,運動過程分析,則是解決問題的,關(guān)鍵。,物體運動分析,物體受力分析,運動學,公 式,牛頓第,二定律,加速度,a,從受力確定運動,從運動確定受力,1.,基本思路,:,加速度,a,是聯(lián)系力和運動的橋梁,所求量,所求量,動力學問題的求解,2.,解題步驟：,(1),確定,研究

10、,對象,；,(2),分析受力,情況,和運動,情況，,畫示意圖,(,受力和運動過程,),；,(3),用牛頓第二定律或運動學公式,求加速度,；,(4),用運動學公式或牛頓第二定律,求所求量,。,動力學問題的求解,【,練習,1】,質(zhì)量為,40kg,的物體靜止在水平面上,當在,400N,的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過,16m,時,速度為,16 m/s,求物體受到的阻力是多少,?,F,【,答案,】,80N,【,練習,2】,用彈簧秤拉著一個物體在水平面上做勻速運動,彈簧秤的示數(shù)是,0.40N.,然后用彈簧秤拉著這個物體在水平面上做勻變速運動,測得加速度是,0.85 m/s,2,彈簧秤的示數(shù)是,2.10N,

11、。,這個物體的質(zhì)量是多大,?,【,答案,】,m,=2 kg,【,練習,3】,一個木箱沿著一個粗糙的斜面勻加速下滑，初速度是零，經(jīng)過,5.0 s,的時間,滑下的路程是,10m,斜面的夾角是,30,0,，求木箱和粗糙斜面間的動摩擦因數(shù)。,(g,取,10 m/s,2,),【,答案,】,=,0.48,練習：,蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目，一個質(zhì)量為,60kg,的運動員，從離水平網(wǎng)面,3.2,高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面,5.0,高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為,1.2,，若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大?。?g,取,1

12、0m/s,2,）。,F=1.510,3,N,質(zhì)量為,20kg,的物體若用,20N,的水平力牽引它，剛好能在水平面上勻速前進。求：,（,1,）若改用,50N,拉力沿與水平方向成,37,的夾角向斜上方拉它，使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進,2.3m,時，它的速度多大？,（,2,）在前進,2.3m,時撤去拉力，又經(jīng)過,3s,鐘，物體的速度多大？,（,3,）物體總共通過多大位移？（,g,取,10m/s,2,）,（,1,）,2.3m,s,（,2,）,0,（,3,）,4.95m,練習：,解題過程,N,G,F,f,解,:,對,物體,受力分析如圖,.,建立如圖所示坐標系,.,根據(jù)牛頓第二定律,.,得,F,合,=

13、F-f=ma,得,a=(6.4-4.2)/2=1.1m/s,2,由,v,t,=at,，,得,v,t,=1.14m/s=4.4m/s,由,s=at,2,，,得,s=1.14,2,=8.8m,1,2,1,2,例,2.,一個滑雪的人，質(zhì)量,m=75kg,，以,v,0,=2m/s,的初速度沿山坡,勻加速,滑,下，山坡傾斜角,=30,0,，在,t=5s,的時間內(nèi)滑下的路程,s=60m,，,求滑雪人受到的,阻力,（包括滑動摩擦力和空氣阻力）,.,N,G,F,f,30,0,G,f,N,G”,G,解題過程,G,G”,G,f,N,根據(jù)牛頓第二定律：,F,合,=ma,，,結(jié)合物體的受力情況：,F,合,=G-f,得：,f=G-ma,=,mgsin,-ma,=67.5N,由運動學公式：,s=v,0,t,+at,2,得：,a=2(s-v,0,t)/t,2,=4m/s,2,1,2,再見,