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1、第3课时牛顿运动定律的应用02本讲稿第一页，共十六页一、动力学的两类基本问题一、动力学的两类基本问题 1 1已知物体的受力情况，要求确定物体的运动已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况情况 2 2已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况况物体受力情况物体受力情况加速度加速度牛顿第二定律牛顿第二定律运动学基本公式运动学基本公式物体运动情况物体运动情况本讲稿第二页，共十六页n3 3一般步骤：一般步骤：n（1 1）确定研究对象；）确定研究对象；n（2 2）受力及状态分析；）受力及状态分析；n（3 3）取正方向，列方程；）取正方向，列方程；n（4 4）统一
2、单位，代值求解；）统一单位，代值求解；n（5 5）检验结果）检验结果本讲稿第三页，共十六页例题例题1 1、李强的父亲是一名汽车司机，一次出车时发生交通事故，交警到、李强的父亲是一名汽车司机，一次出车时发生交通事故，交警到现场勘察时，发现李强父亲的汽车在正常行驶线路上留下了一条现场勘察时，发现李强父亲的汽车在正常行驶线路上留下了一条15m15m的的刹车刹车痕迹，于是认定李强父亲超速行驶。李强得知后，查阅了相关痕迹，于是认定李强父亲超速行驶。李强得知后，查阅了相关资料得知该路段与汽车轮胎的资料得知该路段与汽车轮胎的动摩擦因数为动摩擦因数为0.70.7，并看到该路段限，并看到该路段限速标志是速标志是
3、60km/h60km/h,接着他用学过的知识进行了计算，结果证明了他父接着他用学过的知识进行了计算，结果证明了他父亲并不超速。亲并不超速。例题导航例题导航 fas+GN本讲稿第四页，共十六页解解:汽车刹车后受力情况如图所示汽车刹车后受力情况如图所示由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得汽车刹车后做匀减速直线运动汽车刹车后做匀减速直线运动由公式得由公式得因此本讲稿第五页，共十六页例题例题例题例题2 2、.质量为质量为0.5K0.5K的苹果从五楼窗口下落，空气的平的苹果从五楼窗口下落，空气的平的苹果从五楼窗口下落，空气的平的苹果从五楼窗口下落，空气的平均阻力为均阻力为均阻力为均阻力为0.8N0.8N0.
4、8N0.8N，试估算其落地时候的速度。，试估算其落地时候的速度。(g=10(g=10(g=10(g=10/s/s2 2 2 2)解解：由题意得：由题意得：=8.4m/s2对苹果进行受力分析，由牛顿第二定律得mgmgF F阻阻五楼窗口五楼窗口地面地面苹果做初速度为苹果做初速度为0 0的匀加速直线运动的匀加速直线运动h=3.2m4+1.2m=14m2ah28.414Vt=m/s=15.3m/s本讲稿第六页，共十六页n例题例题3 3、一斜面、一斜面ABAB长为长为10 10,倾角为倾角为,一质量为一质量为kgkg的小物体的小物体(大小不计大小不计)从斜面顶端从斜面顶端A A点由静止开始下滑点由静止开
5、始下滑,如图所示如图所示(取取10 m/s2)10 m/s2)(1)(1)若斜面与物体间的动摩擦因若斜面与物体间的动摩擦因 数数为为0.5,0.5,求小物体下滑到斜面底端求小物体下滑到斜面底端B B点点时的速度及所用时间时的速度及所用时间.(2)(2)若给小物体一个沿斜面向下若给小物体一个沿斜面向下 的初速度的初速度,恰能沿斜面匀速下滑恰能沿斜面匀速下滑,则则小物体与斜面间的动摩擦因数小物体与斜面间的动摩擦因数是是多少多少?图图 2q=30 oABm本讲稿第七页，共十六页AG(1)、以小物体为研究对象、以小物体为研究对象,其受力情况如图所示其受力情况如图所示.建立直角坐标系建立直角坐标系.小物
6、体沿斜面即小物体沿斜面即轴方向加速轴方向加速运动运动,设加速度为设加速度为ax,则则ax,物物体在轴方向没有发生位移体在轴方向没有发生位移,没没有加速度则有加速度则ay.解析：解析：q=30 oBmFNxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=yNyxxmaGFFmaFGF=-=-=12m mq qq qm mcossinmgFmaFmgN=-由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：解解 析析把重力把重力沿沿轴和轴和轴方向分解：轴方向分解：本讲稿第八页，共十六页q=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=又又所以：所以：NFFm mm m=设小物体下滑到斜
7、面底端时的速度为设小物体下滑到斜面底端时的速度为,所用时间为所用时间为,小物体由静止开始匀加小物体由静止开始匀加速下滑速下滑,则：则：由由)cos(sing-=q qm mq q52/30cos.030(sin10sm =)-2/67.0sm=cossinmmgmga-=q qm mq qasvvt2202+=atvvt+=0由由smsmasv/7.3/1067.022=ssavt5.567.07.3=得得得得解解 析析本讲稿第九页，共十六页(2)小物体沿斜面匀速下滑时小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态处于平衡状态,其加速度其加速度，则在，则在图示的直角坐标系中。图示的直角坐标系中。NFFm
8、 mm m=所以所以又又所以所以,小物体与斜面间的动摩擦因数小物体与斜面间的动摩擦因数58.030tantan=q qm mm mNFFq qq qm mcossinmgFmgFN=0012=-=-=yNyxxmaGFFmaFGFm mq=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=由牛顿第二定律由牛顿第二定律 得：得：解解 析析本讲稿第十页，共十六页若给物体一定的初速度若给物体一定的初速度 当当tg时时,物体沿斜面匀速下滑；物体沿斜面匀速下滑；当当tg（mgcosmgsin）时）时,物体沿斜面减速下滑；物体沿斜面减速下滑；当当tg（mgcosmgsin）时）时,物
9、体沿斜面加速下滑物体沿斜面加速下滑.q=30 oABmFNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=小小 结结 本讲稿第十一页，共十六页例题例题4 4、(06(06杭州二次质检杭州二次质检)神舟六号载人飞船回收阶段完成的最后一个神舟六号载人飞船回收阶段完成的最后一个动作是断开主伞缆绳，启动反推发动机工作，此时返回舱的速度竖直向动作是断开主伞缆绳，启动反推发动机工作，此时返回舱的速度竖直向下，大小约为下，大小约为7m/s7m/s，距地面的高度约为，距地面的高度约为1m1m，落地前一瞬间的速度约，落地前一瞬间的速度约为为1m/s1m/s，空气阻力及因反推火箭工作造成的质量改变均不计，空
10、气阻力及因反推火箭工作造成的质量改变均不计（g=10m/s2g=10m/s2），求：），求：（1 1）反推发动机工作后，返回舱落地前的加速度大小是多少？）反推发动机工作后，返回舱落地前的加速度大小是多少？（2 2）航天员所承受的支持力是实际重力的多少倍？）航天员所承受的支持力是实际重力的多少倍？例题导航例题导航 本讲稿第十二页，共十六页（2 2）对航天员受力分析有）对航天员受力分析有G GF FN NF-mg=maF-mg=maF=ma+mg=34m=3.4mgF=ma+mg=34m=3.4mg本讲稿第十三页，共十六页二、连接体二、连接体例题例题5 5、(04(04全国全国)如图所示，两个用轻
11、线相连的位于光滑水平面上的物如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为块，质量分别为m m1 1和和m m2 2，拉力，拉力F F1 1和和F F2 2方向相反，与轻线沿同一水平直线，方向相反，与轻线沿同一水平直线，且且F F1 1FF2 2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T T。启示：连接体问题的解题关键往往在于整体法和隔离法的灵活应用启示：连接体问题的解题关键往往在于整体法和隔离法的灵活应用解：对整体受力分析有解：对整体受力分析有F F1 1-F-F2 2=(m=(m1 1+m+m2 2)a)a 对对m m1 1受力分析有受力分析有
12、F F1 1-T=m-T=m1 1a a本讲稿第十四页，共十六页例题例题6 6、(04(04吉林吉林)放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力力F F的作用，的作用，F F的大小与时间的大小与时间t t的关系和物块速度的关系和物块速度v v与时间与时间t t 的关系如图所示。的关系如图所示。取重力加速度取重力加速度g g10m/s10m/s2 2。由此两图线可以求得物块的质量。由此两图线可以求得物块的质量m m和物块与地和物块与地面之间的动摩擦因数面之间的动摩擦因数分别为分别为 A A、m m0.5kg0.5kg，0.4 B0.4 B、m m1
13、.5kg1.5kg，2/152/15C C、m m0.5kg0.5kg，0.2 D0.2 D、m m1kg1kg，0.20.2三、结合图像三、结合图像本讲稿第十五页，共十六页四、临界问题四、临界问题例题例题7 7、如图所示，斜面倾角为、如图所示，斜面倾角为=30=30，斜面上边放一个光滑小球，斜面上边放一个光滑小球，用与斜面平行的绳把小球系住，使系统以共同的加速度向左作匀加速运用与斜面平行的绳把小球系住，使系统以共同的加速度向左作匀加速运动，当绳的拉力恰好为零时，加速度大小为动，当绳的拉力恰好为零时，加速度大小为_._.若以共同加速度向若以共同加速度向右作匀加速运动，斜面支持力恰好为零时，加速度的大小为右作匀加速运动，斜面支持力恰好为零时，加速度的大小为_mgmgN NF合合方向：水平向左方向：水平向左mgmgF FF F合合方向：水平向右方向：水平向右本讲稿第十六页，共十六页