(共13张PPT)
第五节 牛顿运动定律的应用
温故知新
一、牛顿第一定律内容:一切物体总保持匀速直线运动状态和静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
表达式: F=ma
二、运动学公式
速度公式 :v = vo+at
位移与速度关系:vt 2- vo 2 =2ax
方向: a与 F方向瞬时对应
位移公式:
匀变速运动中:
牛顿第二定律内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比; 加速度的方向跟作用力的方向相同。
牛顿第三定律内容:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
一、牛顿第一定律内容:
牛顿第二定律内容:
牛顿第三定律内容:
玩滑梯是小孩子非常喜欢的活动,在欢乐的笑声中,培养了他们勇敢的品质。小孩沿着滑梯从顶端滑到底端的速度与哪些因素有关?
思考:
例1.一个静止在水平面上的物体,质量是2kg,在6.4N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4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。
受力分析如图示:
思考:
1、求解速度V、位移X所用到的公式
2、求解速度V、位移X共同要求的物理量
3、求加速度a的公式及如何求解物体的加速度a
先思考后同桌讨论(2分钟)
已知受力求运动
例1.一个静止在水平面上的物体,质量是2kg,在6.4N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4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的位移。
规范解题步骤
解:物体受力如图 设拉力方向为正方向
由牛顿第二定律得:F-f=ma
4s末的速度
4s内的位移
已知受力求运动
[变式1]静止在水平地面上的质量为2 kg物体,在水平恒力F=6N推动下开始运动,推动4 s后将F 撤去,如果物体与地面的动摩擦因数为0.2,求全程位移大小。
画受力示意图并解答
a2 x2
思考:
1、全程的位移通过几段来求?
2、求解每段位移要知道哪些物理量,共同求的物理量是?
3、求加速度a的公式及如何求解物体的加速度a
t=4s a1 x1
先思考后小组讨论(3分钟)
已知受力求运动
[变式1]静止在水平地面上的质量为2 kg物体,在水平恒力F=6N推动下开始运动,推动4 s后将F 撤去,如果物体与地面的动摩擦因数为0.2,求全程位移大小。
画受力示意图并解答
解:设推力方向为正方向
推力撤后
t=4s a1 x1
a2 x2
已知受力求运动
总结一、已知受力求运动情况
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:明确研究对象,对其受力分析并用牛顿第二定律求加速度a,再用运动学公式求所求量(运动学量)。
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
例题2:一个滑雪者,质量是75 kg,以v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°,在t=5 s的时间内滑下的路程x=60 m,求滑雪者受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。 (g=9.8m/s2)
解题思路:
(1)确定研究对象---人
(2)对研究对象进行受力分析,并画出物体受力示意图;
(3)根据相应的运动学公式,求出物体的加速度
(4)根据牛顿第二定律列方程求出物体所受的力
垂直斜面方向:合力为零,加速度为零。
(5)根据力的合成和分解的方法,求出所需的力
沿着斜面方向:
思考:
1、要想知道阻力先要干什么?正交分解后发现合外力及加速度在哪个轴?Y轴满足什么条件?
2、通过已知量运用哪个公式求解加速度。
先思考后同桌讨论(2分钟)
已知运动求受力
例题2:一个滑雪的人,质量是75 kg,以v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°,在t=5 s的时间内滑下的路程x=60 m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。
规范解题步骤
解:以滑雪者为研究对象进行受力分析
由运动学公式得:
由牛顿第二定律得:
方向沿斜面向上
已知运动求受力
总结二、从运动情况确定受力
已知物体运动情况确定受力情况,指的是在运动情况已知的条件下,要求判断出物体的受力情况。
处理这类问题的基本思路是:明确研究对象,对其受力分析,并用运动学公式求加速度a, 利用牛顿第二定律的桥梁作用,借助受力分析求得所需要的力。
物体运
动情况
运动学
公 式
加速度
a
牛顿第
二定律
物体受
力情况
练习2.如图所示,一个滑雪人,质量m=50kg,从静止开始沿倾角θ=37°的斜坡自由滑下,若已知滑雪板与雪面动摩擦数为0.05,经过5秒后下滑路程多少?此时速度又是多少?(不计空气阻力)
x方向: mgsinθ-Ff=ma ①
y方向: FN-mgcosθ=0 ②
Ff=μFN ③
联立得:a=g(sinθ-μcosθ)=5.6m/s2
解:物体受力如图
思考:
1、与例题2有差别吗?
2、如何求解加速度?要想求解加速度未知量有几个?如何求解摩擦力?
3、求解路程、速度运用哪些公式。
先思考后小组讨论(3分钟)
运动情况
受力情况
研究对象
第一类问题:已知受力情况求运动情况
第二类问题:已知运动情况求受力情况
课堂小结
应用牛顿运动定律解决两类问题: