牛顿运动定律受力分析经典习题.ppt

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1、理想理想实验实验方法方法伽利略的斜面实验伽利略的斜面实验实验结论:实验结论:力不是维持运动的原因力不是维持运动的原因。内容:当物体内容:当物体不受外力或合外力为零不受外力或合外力为零时总保持时总保持静止静止或或匀速直线运动匀速直线运动状态状态。牛牛顿顿第第一一定定律律惯性惯性定义:物体保持原有运动状态的性质定义:物体保持原有运动状态的性质大小大小:只由质量决定只由质量决定力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因实验实验探究:探究:研究方法:研究方法:实验过程:实验过程:牛牛顿顿第第二二定定律律 瞬时性瞬时性:独立性独立性:矢量性:矢量性:控制变量控制变量实验结论:实验结论:公式公式

2、:F合合=ma应用应用:两类基本问题:两类基本问题:已知受力求运动已知受力求运动已知运动已知运动求受力求受力超重失重:超重失重:超重:超重:a竖直向上竖直向上失重:失重:a竖直向下竖直向下共点力平衡共点力平衡:条件条件F合合=0(牛二的特殊情况)(牛二的特殊情况)力力是是产产生生加加速速度度的的原原因因应用牛顿第二定律解题的应用牛顿第二定律解题的基本思路基本思路力力G=mgf=NF=kx其它力其它力法则法则F合合a运运动动规规律律v0vtxt桥运动运动物理量物理量研究对象是:质量为研究对象是:质量为m的物体的物体FFFABF4、超重和失重(竖直面)、超重和失重(竖直面)1、水平面、水平面2、斜

3、面、斜面3、连接体,传送带、连接体,传送带5、图像中提取信息、图像中提取信息 1.1.质量为质量为50 kg50 kg的木箱放在水平地面上,受到的木箱放在水平地面上,受到F F=75 N=75 N的水平拉力而开始运动,已知木箱与的水平拉力而开始运动,已知木箱与地面间的动摩擦因数为地面间的动摩擦因数为0.10.1。求:。求:(1 1)物体的加速度是多大?)物体的加速度是多大?(2 2)物体)物体5s5s内发生的位移是多少?内发生的位移是多少?2.2.如图所示,质量为如图所示,质量为2kg2kg的物体静止于水平面上,现的物体静止于水平面上,现用用F F=20N=20N,与水平面夹角为,与水平面夹角

4、为37370 0的恒力斜向上拉物体,的恒力斜向上拉物体,物体向右做匀加速直线运动。已知前物体向右做匀加速直线运动。已知前2s2s内物体滑行内物体滑行的距离是的距离是12m12m,此时撤去,此时撤去F F,物体继续向前滑行直到,物体继续向前滑行直到再次静止在水平面上。(再次静止在水平面上。(sin37sin370 0=0.6=0.6,cos37cos370 0=0.8=0.8,g=10m/sg=10m/s2 2)问:)问:(1 1)撤掉)撤掉F F前后两段过程中,物体的加速度前后两段过程中,物体的加速度a a1 1、a a2 2分别为多大?分别为多大?(2 2)物体与水平面之间的动摩擦因数是多少

5、?)物体与水平面之间的动摩擦因数是多少?(3 3)该物体运动总位移是多少?)该物体运动总位移是多少?3.3.物体以物体以v v0 0=20 m/s=20 m/s的初速度从斜面底端冲上倾的初速度从斜面底端冲上倾角为角为3737的斜坡,已知物体沿斜面上滑的最大的斜坡,已知物体沿斜面上滑的最大位移是位移是20m20m。(。(sin37=0.6sin37=0.6,cos37=0.8cos37=0.8,g=10m/sg=10m/s2 2)求:)求:(1)(1)物体上滑过程的加速度物体上滑过程的加速度a a1 1;(2)(2)物体与斜面间的动摩擦因数;物体与斜面间的动摩擦因数;(3)(3)物体下滑过程的加

6、速度物体下滑过程的加速度a a2 2;(4)(4)物体滑到底端的速度物体滑到底端的速度v v是多大?是多大?v0实验:探究加速度与质量与力的关系实验:探究加速度与质量与力的关系1.方法:方法:控制变量法控制变量法2.如何测加速度如何测加速度(1)小车后拖纸带,通过打点计数器求加速度)小车后拖纸带,通过打点计数器求加速度(2)两小车同时释放,通过比较位移比较加速度)两小车同时释放,通过比较位移比较加速度3.如何测合力如何测合力 绳的拉力等于配重的重量绳的拉力等于配重的重量4.为什么木板有倾斜角为什么木板有倾斜角平衡摩擦力平衡摩擦力aF例例1.某位同学探究加速度与力某位同学探究加速度与力的关系,得

7、到如图三条直线,的关系,得到如图三条直线,分析哪条直线符合实验要求,分析哪条直线符合实验要求,其它两条形成的原因是什么?其它两条形成的原因是什么?例例.一水平传送带长度为一水平传送带长度为12m12m,以,以4m/s4m/s的速度做匀速运的速度做匀速运动,已知某物体与传送带间的动摩擦因数为动,已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.20.2,则从,则从把该物体由轻轻地放到传送带的把该物体由轻轻地放到传送带的A A端,端,(g(g取取10m/s10m/s2 2),求:求:(1 1)物体的加速度)物体的加速度(2 2)物体的加速时间和加速位移)物体的加速时间和加速位移(3 3)从)从A A端到端到B

8、 B端所需要的时间?端所需要的时间?vAB传送带问题:传送带问题:电梯的顶部挂一个弹簧秤,秤下端挂了一个重电梯的顶部挂一个弹簧秤,秤下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为物,电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为10 N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变,在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为为8 N,关于电梯的运动(如图所示),以下说,关于电梯的运动(如图所示),以下说法正确的是法正确的是(g取取10 m/s2)()A电梯加速上升电梯加速上升,a=4m/s2B电梯加速下降电梯加速下降,a=4m/s2C电梯减速上升电梯减速上升,a=2m/s2D电梯减速下降电梯减速下降,a=2

9、m/s2超重失重问题:超重失重问题:1.某物体在水平地面上,受到水平拉力作用,其某物体在水平地面上,受到水平拉力作用,其v-t间图像如图所示,求间图像如图所示,求(1)物体质量(物体质量(2)物体)物体与地面之间动摩擦因数;(与地面之间动摩擦因数;(3)物体)物体6s末速度。末速度。vtFt24246246123100/N m/s 图像类问题:图像类问题:1、火车在水平轨道上做匀变速运动,其车顶悬、火车在水平轨道上做匀变速运动,其车顶悬挂一个质量为挂一个质量为m的小球,细线与竖直方向成的小球,细线与竖直方向成角,角,求火车的加速度和绳的拉力。求火车的加速度和绳的拉力。TGTXa体会a的方向:T

10、y 2、(1)火车在水平轨道上做匀变速运动,一个质火车在水平轨道上做匀变速运动,一个质量为量为m的小球在两绳牵引下随车的小球在两绳牵引下随车向右向右加速加速运动,运动,细线与竖直方向成细线与竖直方向成角,求绳的拉力。角,求绳的拉力。T1T2GT1xT1ya 2、(2)在两绳牵引下在两绳牵引下向上加速向上加速运动的小球,运动的小球,求绳的拉力。求绳的拉力。T1T2GaT1xT1y 3 3、如图所示,质量为、如图所示,质量为m的物体放在倾角为的物体放在倾角为的的斜面上,随同斜面一起以加速度斜面上,随同斜面一起以加速度a加速上升,求,加速上升,求,斜面给物体的支持力和摩擦力。斜面给物体的支持力和摩擦

11、力。GNfaF 4、如图所示,质量、如图所示,质量M=1Kg的小环穿在斜杆上,的小环穿在斜杆上,斜杆与水平方向成斜杆与水平方向成=300的角,环与杆间的动摩的角,环与杆间的动摩擦因数为擦因数为 ,小环受到,小环受到竖直向上竖直向上的拉力的拉力F=20N,则小环沿杆上滑的加速度是多少?,则小环沿杆上滑的加速度是多少?GFfNF/aFxFy5、如图所示,电梯与水平面夹角为、如图所示,电梯与水平面夹角为300,当电当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?少倍?300 6、如图所

12、示光滑斜面,用与斜面平行的绳栓一、如图所示光滑斜面,用与斜面平行的绳栓一个小球,运动过程中秋与斜面保持相对静止。求个小球,运动过程中秋与斜面保持相对静止。求(1)斜面以多大的加速度,向哪运动时,球对斜面以多大的加速度,向哪运动时,球对斜面无压力;(斜面无压力;(2)斜面以多大的加速度向哪运)斜面以多大的加速度向哪运动时,球对细线无拉力;动时,球对细线无拉力;TFGFGNaa1.A、B两个物体如图放置,质量分别为两个物体如图放置,质量分别为m1、m2,B物体放在光滑水平地面上,给物体放在光滑水平地面上,给B一个水平一个水平推力,推力,A、B一起向右运动,求一起向右运动,求A、B间的摩擦间的摩擦力

13、的大小。力的大小。FAB连接体问题:连接体问题:1.先整体(先整体(A、B):对整体列牛顿第二定律对整体列牛顿第二定律求共同加速度求共同加速度a2.再隔离再隔离A:对对A列牛顿第二定律列牛顿第二定律2.如图所示,质量为如图所示,质量为2m的物块的物块A和质量为和质量为m的物的物块块B与地面的摩擦均不计与地面的摩擦均不计.在已知水平推力在已知水平推力F的作的作用下,用下,A、B做加速运动做加速运动.A对对B的作用力为多大的作用力为多大?1.先整体先整体(AB):对整体列牛顿第二定律:对整体列牛顿第二定律 求共同加速度求共同加速度a2.再隔离再隔离(B):(受力个数少的物体)(受力个数少的物体)对

14、对B列牛顿第二定律,求相互作用力列牛顿第二定律,求相互作用力连接体连接体是指运动中几个物体叠放在一起,或并排是指运动中几个物体叠放在一起,或并排放在一起,由绳子、细杆等联系在一起的物体组放在一起,由绳子、细杆等联系在一起的物体组连接体问题的一般解法:连接体问题的一般解法:1.将连接体各部分单独隔离,分别作为研究对象,将连接体各部分单独隔离,分别作为研究对象,受力分析受力分析2.按照相互垂直方向将力正交分解,列出方程求按照相互垂直方向将力正交分解,列出方程求解解大多数情况下,先整体大多数情况下,先整体,根据牛顿第二定律求出加根据牛顿第二定律求出加整体速度,再局部隔离,求出要求的量整体速度,再局部

15、隔离,求出要求的量弹簧类问题弹簧类问题:1.如图所示,如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一如图所示,如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是的这一全过程中,下列说法中正确的是A小球刚接触弹簧瞬间速度最大小球刚接触弹簧瞬间速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C从小球接触弹簧到到达最低点,速度先增大后减小从小球接触弹簧到到达最

16、低点,速度先增大后减小D从小球接触弹簧到到达最低点,加速度先减小后增大从小球接触弹簧到到达最低点,加速度先减小后增大CD ABC图32.一根一根轻质弹轻质弹簧上端固定,簧上端固定,弹弹簧的下端位置簧的下端位置为为C点,在点,在下端挂一个下端挂一个质质量量为为m的物体,物体的大小可以忽略。静的物体,物体的大小可以忽略。静止止时时物体位于物体位于A点,将物体向下拉至点,将物体向下拉至B点后点后释释放,关于物放,关于物体的运体的运动动情况,下面情况,下面说说法正确的是法正确的是()A.物体由物体由B到到A的运的运动过动过程中,加速度一直在减小程中,加速度一直在减小B.物体由物体由B到到A的运的运动过

17、动过程中,速度一直在增大程中,速度一直在增大C.物体由物体由B到到C的运的运动过动过程中,加速度一直在增大程中,加速度一直在增大D.物体由物体由B到到C的运的运动过动过程中,速度先减小后增大程中,速度先减小后增大AB1.刚性绳:认为是一种不发生明显形变就能产刚性绳:认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断后弹力立即消失,不需要生弹力的物体,剪断后弹力立即消失,不需要形变恢复时间。一般题目中所给的细绳、轻杆形变恢复时间。一般题目中所给的细绳、轻杆和接触面在不加特殊说明时均可按此模型处理。和接触面在不加特殊说明时均可按此模型处理。2.弹簧(或橡皮条):此种物体的特点是形变大弹簧(或橡皮条):此种物体的特点是形变大恢复原状要很长时间,在瞬时问题中,其弹力大恢复原状要很长时间,在瞬时问题中,其弹力大小往往可以看成是不变的小往往可以看成是不变的瞬时分析:瞬时分析:2m3.如图所示,用两根轻弹簧吊住两个质量分别如图所示,用两根轻弹簧吊住两个质量分别为为m和和2m的两个小球,处于静止状态,求当烧的两个小球,处于静止状态,求当烧断细线的瞬间,两个小球的加速度分别是多少断细线的瞬间,两个小球的加速度分别是多少?(?(烧断细线的瞬间弹簧的弹力不变烧断细线的瞬间弹簧的弹力不变)m2mmTmgFF2mg

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