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1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律力是改变物体运动状态的原因，并不是维力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因持物体运动的原因反映了力和运动的关系反映了力和运动的关系反映了物体之间的相互作用规律反映了物体之间的相互作用规律牛牛顿顿运运动动定定律律的的复复习习力是产生加力是产生加速度的原因速度的原因牛顿第一定律（惯性定律）牛顿第一定律（惯性定律）牛顿第二定律（牛顿第二定律（F=m a）牛顿第三定律（作用力和反作用力定律牛顿第三定律（作用力和反作用力定律)惯性惯性物体本身固有的属性物体本身固有的属性两类问题：两类问题：牛牛顿顿运运动动定定律律的的应应用用(1)已知物体的运动情况，确
2、定物体受力。已知物体的运动情况，确定物体受力。已知物体受力的情况，确定物体运动。已知物体受力的情况，确定物体运动。课课本本例例题题1 一静止在水平地面上的物体，质量是一静止在水平地面上的物体，质量是2kg2kg，在，在6.4N6.4N的水平拉力作用下沿水平地面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向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N4.2N。求物体在求物体在4s4s末的末的速度速度和和4s4s内发生的内发生的位移位移。是不是我们熟悉的某种运动呢？是不是我们熟悉的某种运动呢？一、已知物体受力的情况，确定物体运动。一、已知物体受力的情况，确定物体运动。加速度呢？怎么求？加速
3、度呢？怎么求？初速度为零初速度为零牛顿第二定律牛顿第二定律一、确定一、确定研究对象研究对象;二、受几个力的作用？二、受几个力的作用？三、合力沿什么方向？大小是多少？三、合力沿什么方向？大小是多少？F拉拉Gf fFN受受力力分分析析水平方向：水平方向：F=F拉拉f f=2.2 N竖直方向：竖直方向：FNG=0解：解：a a =m/s=m/s2 2=1.1 m/s=1.1 m/s 2 2 m F F2.22.22 2v v a at t1.1 4 m/s1.1 4 m/s4.4 m/s4.4 m/s1 1 1 12 2 2 21 1 1 12 2 2 2x x a at t2 2 1.14 1.1
4、42 2 m m8.8 m8.8 mF FF F拉拉f f=6.4=6.4-4.2 4.2 N N=2.2=2.2 N Nf fF拉拉GFN根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F Fm a m a 得：得：已知已知:F F拉拉6.4N,f=4.2f=4.2N N,m,m2kg,t=4s,V2kg,t=4s,V0 0=0=0 求求 V V 和和 X X 由物体受力分析得：由物体受力分析得：根据运动学公式得：根据运动学公式得：一个原来静止的物体，质量是一个原来静止的物体，质量是2kg2kg，受到两，受到两个大小都是个大小都是50N50N且互成且互成6060角的力的作用，角的力的作用，此外没有其他的力，
5、此外没有其他的力，3s3s末这个物体的速度是末这个物体的速度是多大？多大？3s3s内物体发生的位移是多少？内物体发生的位移是多少？练练习习F1F2F 60(平行四边形法则平行四边形法则)二力合成二力合成解：解：a a =m/s=m/s2 2=43.3 m/s=43.3 m/s 2 2m F86.686.62 2v v a at t43.3 3m/s3m/s129.9 m/s129.9 m/s1 1 1 12 2 2 21 1 1 12 2 2 2x x a at t2 2 43.33 43.33 2 2 m m194.85 m194.85 mF86.686.6 N根据牛顿第二定律根据牛顿第二定
6、律Fm a m a 得：得：已知：已知：F1 1F2=502=50N,m,m2kg,t=4s.2kg,t=4s.求求 V V 和和 X X 由平行四边形法则得：由平行四边形法则得：根据运动学公式得：根据运动学公式得：若物体受到三个或三个以上的不同方若物体受到三个或三个以上的不同方向作用力时，采用什么方法求合力呢？向作用力时，采用什么方法求合力呢？正正 交交 分分 解解 法法坐标系的建立原则：坐标系的建立原则：（1）尽量多的力在坐标轴上；）尽量多的力在坐标轴上；（2）X轴正方向为加速度方向。轴正方向为加速度方向。课课本本例例题题2一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m m75kg75kg，以，以
7、v v0 02m/s2m/s的初速度沿山坡匀加速滑的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角下，山坡的倾角3030，在，在t t5s5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程x x60m60m，求，求滑雪人受到的阻力。滑雪人受到的阻力。二、二、已知物体的运动情况，确定物体受力。已知物体的运动情况，确定物体受力。受力分析受力分析 合力沿什么方向？合力沿什么方向？合力沿斜面向下合力沿斜面向下 受力方向复杂，如受力方向复杂，如何求合力何求合力?建立如图所示的直建立如图所示的直角坐标系角坐标系正交正交分解分解 G GY YG GX X G Gf fF FN NYXX：Gx f f=maY：FNGY=0解：解：
8、G Gx x=Gsinsin F FG Gx xf fm m a a 由运动学公式由运动学公式 x xv v0 0 t t a at t2 2 得得:a a t t2 22 2（x-vx-v0 0t t）由由得得f fGx m ma a=Gsinsin 2 2m m（x xv v0 0t t）(f f 方向沿斜面向上方向沿斜面向上 )1 1 1 12 2 2 2 G GY YG GX X G Gf fF FN NYX根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F Fm a m a 得：得：f f67.5 67.5 N N以加速度方向为正方向以加速度方向为正方向已知：已知：V V0 0=2 m/s,m=2
9、m/s,m75kg,t=5s,X=60m 75kg,t=5s,X=60m 求求 f ft2练练习习一质量为一质量为0.2 kg0.2 kg的物体在一水平拉的物体在一水平拉力作用下沿某一水平面做匀速运动，力作用下沿某一水平面做匀速运动，速度是速度是1 m/s1 m/s。已知物体与水平面间。已知物体与水平面间的动摩擦因数是的动摩擦因数是0.20.2，当该拉力增大，当该拉力增大到到4 N4 N时，作用时，作用3 s3 s末的速度大小是末的速度大小是多少？多少？（g g取取10m/s10m/s2 2）。）。加加加加速速速速度度度度a a a a是是是是联联联联系系系系运运运运动动动动和和和和力力力力的
10、的的的桥桥桥桥梁梁梁梁 牛顿第二定律公式牛顿第二定律公式（F F 合合合合=m=m a a）和运动学和运动学公式（匀变速直线运动：公式（匀变速直线运动：v=vv=v0 0 0 0+a a t t,x=vx=v0 0 0 0 t+1/2 t+1/2 a a t t2 2,v v2 2 2 2v v0 0 0 02 2 2 2=2 2 a a x x 等）中，均包含等）中，均包含有一个共同的物理量有一个共同的物理量加速度加速度a a 。可见，无论是哪种情况，可见，无论是哪种情况，加速度始终是加速度始终是联系运动和力的桥梁联系运动和力的桥梁。求加速度是解决有关求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路
11、运动和力问题的基本思路，正确的受力分析，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。和运动过程分析则是解决问题的关键。应应应应用用用用牛牛牛牛顿顿顿顿运运运运动动动动定定定定律律律律解解解解题题题题的的的的一一一一般般般般步步步步骤骤骤骤解题思路：解题思路：确定研究对象确定研究对象力的合成力的合成与分解与分解F F=m a=m a运动学运动学公式公式受力情况受力情况合力合力F Fa a运动情况运动情况1 1、在分析研究对象的受力情况时，、在分析研究对象的受力情况时，请画出研究请画出研究对象的受力示意图对象的受力示意图。2 2、在分析研究对象的运动情况时，、在分析研究对象的运动情况时，请画出研究请画出研究对象的运动过程简图对象的运动过程简图。3 3、在用牛顿运动定律解题时、在用牛顿运动定律解题时,速度、加速度、位速度、加速度、位移和力的正负号极易出错移和力的正负号极易出错,解题时解题时,一定要注意正一定要注意正方向的规定方向的规定特别提示：特别提示：