牛顿第二定律的应用

(共16张PPT)
F
求 a
vt=v0+at
x= v0t+at2/2
vt2-v02=2ax
运动学
相互作用
(力学)
牛顿第二定律 （F合=m a）
理论基础
操作方法
温 故 知 新
a
受力分析
力的合成
力的分解
求合力
　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。
Ff
F
G
FN
1.已知什么求什么？
2.宏观指导思想是什么？
3.如何求加速度？
4.本题的解题思路如何？
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。
解：物体受力如图
由牛顿第二定律：F－Ff= ma
a=
4s末的速度
4s内的位移
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。
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。
物体受
力情况
牛顿第
二定律
加速度
a
运动学
公 式
物体运
动情况
题型特点
解题流程
基本思路
解：木箱受力如图：将F正交分解，则：
练习：一木箱质量为ｍ=10Kg，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2，现用斜向右下方Ｆ=100N的力推木箱，使木箱在水平面上做匀加速运动。Ｆ与水平方向成θ=37O角，求经过ｔ=5秒时木箱的速度。
FN
mg
Ff
F
θ
F1
F2
F2= F sinθ ②
F1= F cosθ ①
Ff＝μFN ⑤
由①②③④⑤ ⑥得
竖直方向： ③
水平方向： ④
v ＝at ⑥
代入数据可得： v ＝２４m/s
例题2一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。
θ
F2
F1
θ
mg
F阻
FN
1.已知什么求什么？
2.宏观指导思想是什么？
3.如何求加速度？
4.本题的解题思路如何？
先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
例题2一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。
解：
θ
F2
F1
θ
mg
F阻
FN
F1= mgsinθ ②
根据牛顿第二定律:F1－F阻＝m a ③
1
2
由x＝v0 t＋ at2 得
a ＝ ①
t2
2（x －v0t）
由①②③
得F阻＝F1－ma = mgsinθ-
t2
2 m（x －v0t）
F阻 方向沿斜面向上
滑雪的人滑雪时受力如图，将G分解得：
代入数据可得： F阻＝67.5N
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（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（如动摩擦因数等）。
先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
物体运
动情况
物体受
力情况
牛顿第
二定律
加速度
a
运动学
公 式
题型特点
解题流程
基本思路
去总结
约μ=0.1
242m
41m
θ
F2
F1
θ
mg
F阻
FN
例题2一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。
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
如果坡长只有60m，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？
如果下坡后立即滑上一个300的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？
题型拓展：
一、 从受力确定运动情况
二、从运动情况确定受力
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
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
动力学的两类基本问题
解题思路：
力的合成与分解
F合= m a
运动学公式
受力情况
合力F合
a
运动情况
1、确定研究对象。
2、分析研究对象的受力情况，必要时画受力的示意图。
3、分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图。
4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。
5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。
应用牛顿运动定律解题的一般步骤
下课
例题3:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1
m1
m2
F
[m1]
F
F1
[m2]
F1
FN1
[ 解法一 ]：
分别以m1、m2为研究对象作受力分析
FN2
m1g
m2g
对m1有 ：F – F1 = m 1a （1）
对m2有: F1 = m2 a （2）
联立（1）、（2）可得
F1 =
m1
m2
F
[m2]
F1
FN2
[ 解法二 ]：
对m1、m2视为整体作受力分析
m2g
有 ：F = （m 1+ m2）a （1）
对m2作受力分析
联立（1）、（2）可得
F1 =
FN
（m1 + m2）g
F
有 ：F1 = m2 a （2）
例题3:光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体 静止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向右的推力作用。求此时物体m2受到物体 m1的作用力F1
在动力学中连结体问题的处理方法：
连结体：两个(或两个以上)物体相互连　　　结参与运动的系统。
隔离法：将各个物体隔离出来，分别对各个物体根据牛顿定律列式，并要注意标明各物体的加速度方向，找到各物体之间的速度制约关系。
整体法：若连结体内(即系统内)各物体的加速度相同，又不需要系统内各物体间的相互作用力时，可取系统作为一个整体来研究，
整体法与隔离法交叉使用：若连接体内各物体具有相同的加速度时，应先把连接体当成一个整体列式。如还要求连接体内物体相互作用的内力，则把物体隔离，对单个物体根据牛顿定律列式。
回两总结
如果磨擦系数为u,求m1对m2的作用力大小。
m1 m2
m2g
F1
FN
Ff
对m2受力分析：
回两总结
m
M
θ
F
例４.质量为M的斜面放置于水平面上，其上有质量为m
的小物块，各接触面均无摩擦力，将水平力 F加在M上，要求m与M不发生相对滑动，力F应为多大
解:以m为对象；其受力如图：由图可得：
回两总结