物理①必修4.6《用牛顿运动定律解决问题(一)》PPT课件.ppt
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1、用牛顿运动定律用牛顿运动定律解决问题解决问题( (一一) )一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律 1、内容:、内容: 物体加速度的大小跟作用力成正比物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质跟物体的质量成反比量成反比; 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。复习:复习:2、公式、公式: F=ma注意注意:(1)同时性)同时性 (2)同向性)同向性二、运动学公式二、运动学公式速度公式速度公式 :v = vv = vo o+at+at位移公式:位移公式:x= vx= vo ot +att +at2 2 /2/2导出公式:导出公式:v v 2 2 v vo o 2 2 =2ax
2、 =2ax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。问题:问题:1.物体的受力情况如何?物体的受力情况如何?受力分析如图示:受力分析如图示:GFNf2.物体所受的合力如何?物体所受的合力如何?竖直方向:竖直方向:合力为零,加速度为零。合力为零,加速度为零。水平方向:水平方向:大小:大小:F合合=Ff;方向与拉力;方向与拉力F方向相同方向相
3、同3.物体的运动情况中已知哪些量?要求末速度和位移,物体的运动情况中已知哪些量?要求末速度和位移,还差什么量?还差什么量?已知初速度已知初速度VO和时间和时间t,要,要求末速度求末速度Vt和位移和位移,还差还差加速度加速度a。 =O t=4s t=? =? 解:物体受力如图由图知:F合=Ff=ma a= 2/1 . 122 . 44 . 6smmfFsmatvvt/4 . 441 . 100mattvs8 . 841 . 121212204s末的速度末的速度4s内的位移内的位移GFNfO4.如何求加速度?如何求加速度?借助于牛顿第二定律借助于牛顿第二定律F合合=ma,利用合力来求加速度。,利用
4、合力来求加速度。5.本题的解题思路如何?本题的解题思路如何?先受力分析求出合力,再用牛顿第二定律求出加速度,先受力分析求出合力,再用牛顿第二定律求出加速度,最后用运动学公式求解。最后用运动学公式求解。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,其他其他条件不变。其结果如何?
5、条件不变。其结果如何?GFNfO一、 从受力确定运动情况 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,要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。 处理这类问题的基本思路是:先分析物体受力情况求合力,据牛顿第二定律求加速度,再用运动学公式求所求量(运动学量)。 练习:练习:一木箱质量为一木箱质量为m,与水平地面间的动摩擦,与水平地面间的动摩擦因数为因数为,现用斜向右下方与水平方向成,现用斜向右下方与水平方向成角的力角的力F推木箱,求经过推木箱,求经过ts时木箱的速度。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
6、 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=maY方向:N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at解题过程解题过程解解:对对物体物体,受力分析如图受力分析如图.建立如图所示坐标系建立如图所示坐标系.根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律.得得F合合=F- f=ma,得得a=(6.4-4.2)/2= 1.1m/ s2由由v=at,得,得vt=1.14m/s=4.4m/s由由X=at2,得,得 x= 1.142=8.8m2121NGFf思路:已知运动情况求受力。应先求出加速度思
7、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。解:第一步求第一步求a因为V0=2m/s,x=60m,t=5s据公式求得a = 4m/s2例例2.一个滑雪的人,质量一个滑雪的人,质量m = 75Kg,以,以v0 = 2m/s的初的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角= 30o,在,在 t = 5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程x = 60m,求滑雪人受到的阻,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。力(包括摩擦和空气阻力)。2021attV人)30ofGG1G2yxa第二步求
8、第二步求F合合、阻力、阻力要对人进行受力分析画受力图,第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要对人进行受力分析画受力图要对人进行受力分析画受力图所以:所以:F合合=ma=300Nx轴方向:轴方向:F合合=G1f y轴方向:轴方向:NG2=0滑雪人所受的阻力滑雪人所受的阻力 f=G1 F合合 =mgsin F合合 =67.5NyxGG1G2Nf)30 解:解: 根据运动学公式:根据运动学公式:x xv v0 0t t atat2 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 F
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