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1、一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1、内容：、内容：物体的加速度跟所受合力物体的加速度跟所受合力成正比成正比,跟物体质量成反比跟物体质量成反比;加加速度方向跟合力方向相同。速度方向跟合力方向相同。复习：复习：2、公式、公式:F=ma二、运动学公式二、运动学公式速度公式速度公式：v=vo+at位移公式：位移公式：x=vot+at2/2导出公式：导出公式：vt 2 vo 2=2ax解：物体受力如图由牛顿第二定律得：FFf=ma 则a=4s末的速度末的速度4s内的位移内的位移GFFNFfO例例1.一个静止在水平面上的物体，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
2、平面向右运动，物体与水的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内发生的位移内发生的位移。一、一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况 已知物体受力情况确定运动情况，指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、位出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。移等。处理这类问题的基本思路是：先分处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况析物体受力情况求合力求合力，据牛顿第二定律，据牛顿第二定律求加速度求加速度
3、，再用运动学公式，再用运动学公式求所求量求所求量(运运动学量动学量)。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况例例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内发生的位移。内发生的位移。思考思考:如果物体
4、与地面的动摩擦因数为如果物体与地面的动摩擦因数为0.2，其他条件不变。其结果如何？其他条件不变。其结果如何？GFFNFfO练练习习：一一木木箱箱质质量量为为m，与与水水平平地地面面间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为，现现用用斜斜向向右右下下方方与与水水平平方方向向成成角角的的力力F推木箱，求经过推木箱，求经过t秒时木箱的速度。秒时木箱的速度。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建立直角坐标系建立直角坐标系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma
5、Y方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at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，再利用牛顿第二定律再利用牛顿第二定律F合合=ma求滑雪人受到的阻力。求滑雪人受到的阻力。g=9.8m/s2 解：解：根据运动学公式：根据运动学公式：x xv v0 0t t 1/2 at1/2 at2 2 得：得：代入已知量得：代入已知量得：a a4m/s4m/s2 2 对人进行受力分析，建立坐标系，对人进行受力分析，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：mgsinmgsinF F阻阻mama 即：即：F F阻阻mgsi
6、nmgsinmama 代入数值得：代入数值得：F F阻阻67.5N67.5N即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是67.5N67.5N。a a2（xv0t）t2F阻阻FNGq=30 q=30 o oAB人人FNGxym mFsinGq qG1=cosGq qG2=二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的是已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件在运动情况（知道三个运动学量）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）。（如动摩擦因数等）。处理这类问题的基
7、本思路是：先分析物体处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式的运动情况，据运动学公式求加速度求加速度，再在分，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程方程求所求量求所求量(力力)。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大雪面间动摩擦因数多大?如果坡长只有如
8、果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？雪者在水平面上还能滑多远？如果下坡后立即滑上一个如果下坡后立即滑上一个300的斜坡的斜坡。请问。请问滑雪者最高能上升多高？滑雪者最高能上升多高？更上一层更上一层：(u=0.10)242m27.97m一、一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况物体运物体运
9、物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公 式式式式加速度加速度加速度加速度 a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题加速度加速度a是联系力和运动的桥梁是联系力和运动的桥梁 牛牛顿顿第第二二定定律律公公式式(F=ma)和和运运动动学学公公式式(匀匀变变速速直直线线运运动动公公式式v=v0+at,x=v0t+at2/2,v2v02=2ax等等)中中，均包含有一个共同的物理量均包含有一个共同的物理量加速度加速度a。由由物物体体的的受受力力情情况况，用用牛牛顿顿第第二二定定
10、律律可可求求加加速速度度，再再由由运运动动学学公公式式便便可可确确定定物物体体的的运运动动状状态态及及其其变变化化；反反过过来来，由由物物体体的的运运动动状状态态及及其其变变化化，用用运运动动学学公公式式可可求求加加速速度度，再再由由牛牛顿顿第第二二定定律律便便可可确确定定物体的受力情况。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。运动的桥梁。求加速度是解决有关力和运动问题的求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，基本思路，正确的正确的受力分析受力分析和和运动过程分析运动过程分析则是解则是解决问题的决问题的关键。关键。物物体
11、体运运动动分分析析物物体体受受力力分分析析运动学运动学公公 式式牛顿第牛顿第二定律二定律加速度加速度 a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:加速度加速度a是联系力和运动的桥梁是联系力和运动的桥梁所求量所求量所求量所求量2.解题步骤：解题步骤：(1)确定确定研究研究对象对象；(2)分分析析受受力力情情况况和和运运动动情情况况，画画示意图示意图(受力和运动过程受力和运动过程)；(3)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 求加速度求加速度；(4)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 求求所求量所求量。【练练习习1】质质量量为
12、为40kg的的物物体体静静止止在在水水平平面面上上,当当在在400N的的水水平平拉拉力力作作用用下下由由静静止止开开始始经经过过16m时时,速速度度为为16 m/s,求求物体受到的阻力是多少物体受到的阻力是多少?g=10m/s2 F【答案答案】80N【练练习习2】用用弹弹簧簧秤秤拉拉着着一一个个物物体体在在水水平平面面上上做做匀匀速速运运动动,弹弹簧簧秤秤的的示示数数是是0.40N.然然后后用用弹弹簧簧秤秤拉拉着着这这个个物物体体在在水水平平面面上上做做匀匀变变速速运运动动,测测得得加加速速度度是是0.85 m/s2,弹弹簧簧秤秤的的示示数数是是2.10N。这这个个物物体体的的质质量量是是多多
13、大大?g=10m/s2【答案答案】m=2 kg 质质量量为为20kg的的物物体体若若用用20N的的水水平平力力牵牵引引它它，刚好能在水平面上匀速前进。求：刚好能在水平面上匀速前进。求：（1）若若改改用用50N拉拉力力沿沿与与水水平平方方向向成成37的的夹夹角角向向斜斜上上方方拉拉它它，使使物物体体由由静静止止出出发发在在水水平平面面上上前进前进2.3m时，它的速度多大？时，它的速度多大？（2）在在前前进进2.3m时时撤撤去去拉拉力力，又又经经过过3s钟钟，物物体的速度多大？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
14、）4.95m巩固练习巩固练习巩固练习巩固练习(一一一一)例例3：质质量量为为100t的的机机车车从从停停车车场场出出发发，经经225m后后，速速度度达达到到54kmh，此此时时，司司机机关关闭闭发发动动机机，让让机机车车进进站站，机机车车又又行行驶驶125m才才停停在在站站上上设设运运动动阻阻力力不不变变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力求机车关闭发动机前所受到的牵引力加速加速(a1)减速减速(a2)加速阶段的初求速度加速阶段的初求速度和加速位移已知，即和加速位移已知，即可求得这一阶段的加可求得这一阶段的加速度速度a1，应用牛顿第应用牛顿第二定律可得这一阶段二定律可得这一阶段机车所受的合力机车所受的合力.减速阶段的初求速度和减减速阶段的初求速度和减速位移也已知，因而又可速位移也已知，因而又可由运动学公式求得该阶段由运动学公式求得该阶段的加速度的加速度a2，进进而由牛顿第二定律求得阻而由牛顿第二定律求得阻力力.由第一阶段求得的合力得到机车牵引力的大小由第一阶段求得的合力得到机车牵引力的大小(1)加速阶段所以：由牛顿第二定律得：(2)减速阶段 所以减速运动加速度的大小为 得阻力大小为 因而