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1、6、用牛顿运动定律解决问题、用牛顿运动定律解决问题(一一)牛顿第一定律牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止动状态或静止 状态,状态,除非作用在它上面的力除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。迫使它改变这种状态。牛牛顿顿三三个个运运动动定定律律的的内内容容及及公公式式牛顿第二定律牛顿第二定律:物体加速度的大小跟它:物体加速度的大小跟它受到的合力成正比,跟它的质量成反比,受到的合力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。加速度的方向跟作用力的方向相同。即:即:F合合=ma牛顿第三定律牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与两个物体之间的作用力
2、与反作用力总是大小相等,方向相反反作用力总是大小相等,方向相反,作用作用在同一直线上。在同一直线上。即:即:F=-F牛一牛一:明确了力的概念明确了力的概念,指出了力是物体运指出了力是物体运动状态发生改变的原因动状态发生改变的原因,即力是产生加速度即力是产生加速度的原因。的原因。牛牛顿顿三三个个运运动动定定律律的的意意义义牛二牛二:揭示加速度是力作用的结果揭示加速度是力作用的结果,揭示了揭示了力、质量、加速度的定量关系。力、质量、加速度的定量关系。牛三牛三:揭示了物体间力的作用的相互性,揭示了物体间力的作用的相互性,明确了相互作用力的关系。明确了相互作用力的关系。牛一牛一:根据理想实验归纳总结得
3、出,根据理想实验归纳总结得出,不能直不能直接用实验验证。接用实验验证。牛牛顿顿三三个个运运动动定定律律的的研研究究方方法法牛二牛二:用用控制变量法控制变量法研究研究F、m、a之间的之间的关系,可用实验证明。关系,可用实验证明。牛三牛三:由实际现象归纳总结得出,可用由实际现象归纳总结得出,可用实验证明。实验证明。牛顿三个运动定律是一个整体,是动力学的牛顿三个运动定律是一个整体,是动力学的基础,牛顿第二定律是以牛顿第一定律为基基础,牛顿第二定律是以牛顿第一定律为基础,由实验总结得出的础,由实验总结得出的。牛顿三个运动定律的联系牛顿三个运动定律的联系力和运动的力和运动的关系关系两类基两类基本问题本问
4、题1、已知物体的受力情况,、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况。确定物体的运动情况。2、已知物体的运动情况,、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。确定物体的受力情况。从受力确定运动情况从受力确定运动情况 指的是在受力情况已知的条件下,要求判断指的是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和位移。出物体的运动状态或求出物体的速度和位移。基本思路基本思路是:先分析物体的运动情况是:先分析物体的运动情况求出合力求出合力,根据牛顿第二定律求出根据牛顿第二定律求出加速度加速度,再利用运动学的,再利用运动学的有关公式求出要求的有关公式求出要求的速度和位移速度和位移。练练1.
5、一辆载货的汽车一辆载货的汽车,总质量为总质量为4.010 Kg,运动中所受阻力恒为运动中所受阻力恒为1.610 N,在不变的牵引,在不变的牵引力作用下由静止启动,若牵引力为力作用下由静止启动,若牵引力为.810 N,问:启动,问:启动10s后汽车的速度达到多少?启后汽车的速度达到多少?启动动10s内汽车的位移是多少?内汽车的位移是多少?a=0.8m/s2X=40mV=8m/s333从运动情况确定受力从运动情况确定受力 指的是在运动情况(如物体的运动性质、速度、指的是在运动情况(如物体的运动性质、速度、加速度或位移)已知的条件下,要求得出物加速度或位移)已知的条件下,要求得出物体所受的力。体所受
6、的力。基本思路基本思路是:首先分析清楚物体的是:首先分析清楚物体的受力情况受力情况,根据运动学公式求出物体的根据运动学公式求出物体的加速度加速度,然后在分,然后在分析物体受力情况的基础上,利用牛顿第二定律析物体受力情况的基础上,利用牛顿第二定律列方程列方程求力求力。变式练习变式练习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,山坡的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡倾角倾角=30,在,在t=5s末速度达到末速度达到v=22m/s,求,求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦和空气阻滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦和空气阻力,)。力,)。0a=4m/s2f=
7、67.5N动力学第一类基本问题动力学第一类基本问题受力受力情况情况两两大大问问题题的的分分析析流流程程合力合力F合合加速度加速度a运动运动情况情况动力学第二类基本问题动力学第二类基本问题可见,无论是哪种情况,加速度始终是联系可见,无论是哪种情况,加速度始终是联系运动和力的桥梁。运动和力的桥梁。求加速度是解决有关运动求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路,和力问题的基本思路,正确的正确的受力分析受力分析和和运运动过程分析动过程分析则是解决问题的则是解决问题的关键。关键。解题步骤解题步骤1 1、确定研究对象;、确定研究对象;2 2、分分析析研研究究对对象象的的受受力力情情况况,必必要要时时画画受
8、受力示意图;力示意图;3 3、分分析析研研究究对对象象的的运运动动情情况况,必必要要时时画画运运动过程简图;动过程简图;4 4、利利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速度;度;5 5、利利用用运运动动学学公公式式或或牛牛顿顿第第二二定定律律进进一一步步求解要求的物理量。求解要求的物理量。练习1 1、质质量量为为20kg20kg的的物物体体若若用用20N20N的的水水平平力力牵牵引它,刚好能在水平面上匀速前进。求:引它,刚好能在水平面上匀速前进。求:(1 1)若若改改用用50N50N拉拉力力沿沿与与水水平平方方向向成成3737的的夹夹角角向向斜斜上上方方拉拉它它,使使
9、物物体体由由静静止止出出发发在水平面上前进在水平面上前进8m8m时,它的速度多大?时,它的速度多大?(2 2)在在前前进进8m8m时时撤撤去去拉拉力力,又又经经过过5s5s,物物体的速度多大?体的速度多大?(3 3)物物体体总总共共通通过过多多大大位位移移?(g g取取10m/s10m/s2 2)(1)4ms (2)0 (3)16m2 2:质量质量2kg的物体静止地放在水平面上,它的物体静止地放在水平面上,它们之间的动摩擦因数为们之间的动摩擦因数为=0.2,现对物体施加现对物体施加大小为大小为20N,方向水平向右的力方向水平向右的力F,物体运动物体运动2s后撤去外力后撤去外力F,到物体停下来,物体共行进到物体停下来,物体共行进的总路程是多少?的总路程是多少?(g=10m/s2)