《物理46用牛顿运动定律解决问题一课件新人教版必修学习教案.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理46用牛顿运动定律解决问题一课件新人教版必修学习教案.ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、一、牛顿第二一、牛顿第二(d r)定律定律1、内容、内容(nirng)：物体的加速度跟所：物体的加速度跟所受合力成正比受合力成正比,跟物体质量成反比跟物体质量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。加速度方向跟合力方向相同。复习复习(fx)：2、公式、公式: F=ma注意：注意：（1）同时性）同时性 （2）同向性）同向性第1页/共26页第一页，共27页。二、运动学公式二、运动学公式(gngsh)速度速度(sd)公式公式 ：v = vo+at位移位移(wiy)公式：公式：x= vot +at2 /2导出公式：导出公式：vt 2 vo 2 =2ax第2页/共26页第二页，共27页。例例1.一个静止在水
2、平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向的水平拉力作用下沿水平面向右运动右运动(yndng)，物体与水平地面间的滑，物体与水平地面间的滑动摩擦力为动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内内发生的位移。发生的位移。问题问题(wnt)：1.物体的受力情况物体的受力情况(qngkung)如何？如何？受力分析如图示：受力分析如图示：GFNf2.物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？竖直方向：竖直方向：合力为零，加速度为零。合力为零，加速度为零。水平方向：水平方向：大小：大小：F合合=Ff；方向与拉力；方向与拉力F方向
3、相同方向相同3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还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？差什么量？已知初速度已知初速度VO和时间和时间t，要，要求末速度求末速度Vt和位移和位移,还差还差加速度加速度a。 =O t=4s t=? =? 第3页/共26页第三页，共27页。解：物体受力如图由图知：F合=Ff=ma a= 2/1 . 122 . 44 . 6smmfFsmatvvt/4 . 441 . 100mattvs8 . 841 . 121212204s末的速度末的速度4s内的位移内的位移GFNfO4.如何如何(rh)求加速求加速度？度？借助于牛顿第二借助于牛顿
4、第二(d r)定律定律F合合=ma，利用合力来求加速，利用合力来求加速度。度。5.本题的解题思路本题的解题思路(sl)如何？如何？先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，最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。后用运动学公式求解。第4页/共26页第四页，共27页。例例1.一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动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体。求物体在在4s末的速度和末的速度和4s内发生内发生(fshng)的位
5、移。的位移。思考思考:如果物体与地面如果物体与地面(dmin)的动摩擦因数的动摩擦因数为为0.2， 其他条件不变。其结果如何？其他条件不变。其结果如何？GFNfO第5页/共26页第五页，共27页。一、一、 从受力确定运动从受力确定运动(yndng)情况情况 已知物体受力情况确定运动情况，指的是已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运动状态或求出物体的速度(sd)(sd)、位移等。、位移等。 处理这类问题的基本思路是：先分析物体处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求
6、加速度受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度(sd)(sd)，再用运动学公式求所求量，再用运动学公式求所求量( (运动学量运动学量) )。 第6页/共26页第六页，共27页。练习：一木箱质量为练习：一木箱质量为m，与水平地面间的动，与水平地面间的动摩擦因数为摩擦因数为，现用斜向右下方与水平方向成，现用斜向右下方与水平方向成角的力角的力F推木箱，求经过推木箱，求经过(jnggu)t秒时木箱秒时木箱的速度。的速度。水平 方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma竖直方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+atGFNfF1=FCosF2=FSinGFNfF1=FCosF2=FSin建立
7、建立(jinl)直角直角坐标系坐标系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at第7页/共26页第七页，共27页。思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿再利用牛顿(ni dn)第二定律第二定律F合合=ma求滑雪人受求滑雪人受到的阻力。到的阻力。解：第一步求a因为(yn wi)V0=2m/s，s=60m，t=5s据公式求得a = 4m/s2例例2.一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m = 75Kg，以，以v0 = 2m/s的初的初速度沿山坡速度沿山坡(shn p)匀加速滑下，
8、山坡匀加速滑下，山坡(shn p)的的倾角倾角= 30o，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（包括摩擦和空气阻力）。求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。2021attV第8页/共26页第八页，共27页。人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合、阻力合、阻力要对人进行受力分析要对人进行受力分析(fnx)画受力图，画受力图，第9页/共26页第九页，共27页。人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合、阻力合、阻力要对人进行要对人进行(jnxng)受力分析画受力分析画受力图受力图所以：所以：F合合=ma=300Nx轴方向：轴
9、方向：F合合=G1f y轴方向：轴方向：F1G2=0滑雪滑雪(hu xu)人所受的阻人所受的阻力力 f=G1 F合合 =mgsin F合合 =67.5N第10页/共26页第十页，共27页。解：解： 根据运动学公式：根据运动学公式：x xv0tv0t at2 at2 得：得： 代入已知量得：代入已知量得：a a4m/s24m/s2 对人进行受力分析对人进行受力分析(fnx)(fnx)，建立坐标系，建立坐标系， 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F Fmama，得：，得： mgsin mgsinF F阻阻mama 即：即：F F阻阻mgsinmgsinmama 代入数值得：代入数值得：F F阻阻67
10、.5N67.5N即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是67.5N67.5N。12a a2（xv0t）t2第11页/共26页第十一页，共27页。二、从运动二、从运动(yndng)(yndng)情况确定情况确定受力受力 已知物体运动(yndng)情况确定受力情况，指的是在运动(yndng)情况（知道三个运动(yndng)学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。 处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动(yndng)情况，据运动(yndng)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(力)。 第12页/共26页第十二页，共27
11、页。上题中如果上题中如果(rgu)忽略空气阻力作用，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?如果坡长只有如果坡长只有60m，下端是水平，下端是水平(shupng)雪面，滑雪者在水平雪面，滑雪者在水平(shupng)面上还能滑多远？面上还能滑多远？如果下坡后立即滑上一个如果下坡后立即滑上一个(y )300的斜的斜坡坡 。请问滑雪者最高能上升多高？。请问滑雪者最高能上升多高？更上一层更上一层：第13页/共26页第十三页，共27页。一、一、 从受力确定从受力确定(qudng)运动情运动情况况二、从运动情况二、从运动情况(qngkung)(qngkung)确定确
12、定受力受力 第14页/共26页第十四页，共27页。加速度加速度a是联系是联系(linx)力和运动的力和运动的桥梁桥梁 牛顿第二定律牛顿第二定律(dngl)公式公式(F=ma)和运动学公和运动学公式式(匀变速直线运动公式匀变速直线运动公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2v02=2ax等等)中，均包含有一个共同的物理量中，均包含有一个共同的物理量加速度加速度a。 由物体的受力情况，用牛顿第二定律由物体的受力情况，用牛顿第二定律(dngl)可可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用及其
13、变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律(dngl)便可确定物体的受力情况。便可确定物体的受力情况。 可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的基运动的桥梁。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解决问本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。题的关键。 第15页/共26页第十五页，共27页。 从受力确定运动从受力确定运动从运动确定受力从运动确定受力 1.基本思路基本思路:加速度加速
14、度a是联系力和运动是联系力和运动(yndng)的桥梁的桥梁所求量所求量所求量所求量第16页/共26页第十六页，共27页。2.解题解题(ji t)步骤：步骤： (1)确定研究对象；确定研究对象；(2)分析分析(fnx)受力情况和运动情况，受力情况和运动情况， 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 求求加速度；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 求求所求量。所求量。第17页/共26页第十七页，共27页。F第18页/共26页第十八页，共27页。第19页/共26页第十九页，共27页。第20页/共2
15、6页第二十页，共27页。练习练习(linx)： 蹦床蹦床(bn chun)(bn chun)是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg60kg的运动的运动员，从离水平网面员，从离水平网面3.23.2高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面回到离水平网面5.05.0高处。已知运动员与网接触的时间为高处。已知运动员与网接触的时间为1.21.2，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力
16、的大小（求此力的大小（g g取取10m/s210m/s2）。）。F = 1.5F = 1.5103N103N第21页/共26页第二十一页，共27页。 质量为质量为20kg的物体若用的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：匀速前进。求：（1）若改用）若改用50N拉力沿与水平方向成拉力沿与水平方向成37的夹角向斜上方的夹角向斜上方(shn fn)拉它，使物体由静止出发在水平面上前进拉它，使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时，它的速度多大？时，它的速度多大？（2）在前进）在前进2.3m时撤去拉力，又经过时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大
17、？钟，物体的速度多大？（3）物体总共通过多大位移？（）物体总共通过多大位移？（g取取10m/s2）（1）2.3ms （2）0 （3）4.95m练习练习(linx)：第22页/共26页第二十二页，共27页。解题解题(ji t)过程过程NGFf解解:对对物体物体,受力分析如图受力分析如图.建立建立如图所示坐标系如图所示坐标系.根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律.得得F合合=F- f=ma,得得a=(6.4-4.2)/2= 1.1m/ s2由由vt=at，得，得vt =1.14m/s=4.4m/s由由s= at2，得，得 s= 1.142=8.8m1212第23页/共26页第二十三页，共27页。例例2
18、.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，山坡倾斜角的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡倾斜角=300，在在t=5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程s=60m，求滑雪人受，求滑雪人受到的阻力到的阻力(zl)（包括滑动摩擦力和空气阻力（包括滑动摩擦力和空气阻力(zl)）.NGFf300GfNG”G第24页/共26页第二十四页，共27页。解题解题(ji t)过程过程GG”GfN根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律： F合合=ma，结合物体的受力情况：结合物体的受力情况：F合合=G-f 得：得：f=G-ma =mgsin -ma =67.5N由运动
19、学公式：由运动学公式：s=v0t+at2 得：得：a=2(s-v0t)/t2=4m/s212第25页/共26页第二十五页，共27页。感谢感谢(gnxi)观看！观看！第26页/共26页第二十六页，共27页。NoImage内容(nirng)总结一、牛顿第二定律。1、内容：物体的加速度跟所受合力成正比,跟物体质量成反比。加速度方向跟合力方向相同。第2页/共26页。合力为零，加速度为零。大小：F合=Ff。已知初速度VO和时间t，要求末速度Vt和位移,还差加速度a。可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。（2）在前进2.3m时撤去拉力(ll)，又经过3s钟，物体的速度多大。解:对物体,受力分析如图.建立如图所示坐标系.。第25页/共26页。感谢观看第二十七页，共27页。