高中物理必修一 4.6牛顿运动定律的应用 课件19张PPT

牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律知识结构
牛顿运动定律
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
当物体不受外力或合外力为零时总保持静止或匀速直线运动状态。
物体的加速度与合力成正比，与物体的质量成反比。????合=????????
?
两个物体间的作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上????=?????＇
?
知识回顾
《牛顿运动定律》
力
物体的运动
牛顿运动定律确立了力和运动的关系
一、用动力学方法测质量
由牛顿第二定律????＝????????可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。
?
太空中质量的测量
二、动力学的两类问题
（一）已知物体的受力情况
运动情况
求
（二）已知物体的运动情况
求
受力情况
1、解决问题的基本思路：
受力情况
a
运动情况
运动情况
a
受力情况
2、解题步骤：
2.受力分析，画出受力的示意图
3.建立坐标系，选择运动方向或加速度方向为正方向
4.根据牛顿定律、运动公式列出方程
5.解方程，对结果进行分析、检验或讨论
1.选取研究对象（哪个物体或哪几个物体组成的系统）
例题1：某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，在列车以某一加速度渐渐启动的过程中，细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度如图所示。在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，求列车的加速度。
θ
典例讲解
分析：列车在加速行驶的过程中，小球始终与列车保持相对静止状态，所以，小球的加速度与列车的加速度相同。对小球进行受力分析，根据力的合成法则求解合力。再根据牛顿第二定律，求出小球的加速度，从而获得列车的加速度。
解：方法1：选择小球为研究对象。设小球的质量为m，小球在竖直平面内受到重力mg、绳的拉力FT，如图所示。在这两个力的作用下，小球产生水平方向的加速度a。这表明，FT与mg的合力方向水平向右，且F＝mgtanθ
根据牛顿第二定律，小球具有的加速度为
g tanθ
FT
F
G
O
θ
方法2：小球在水平方向上做匀加速直线运动，在竖直方向上处于平衡状态。建立如图所示的直角坐标系。将小球所受的拉力FT分解为水平方向的Fx和竖直方向的Fy。
在竖直方向有：
Fy－mg＝0 Fy＝Ftcosθ
FTcosθ＝mg （1）
Fy
FT
Fx
G
O
y
x
θ
在水平方向有：
Fx＝FTsinθ
FTsinθ＝ma（2）
（1）（2）式联立，可以求得小球的加速度为
a＝gtanθ
列车的加速度与小球相同，大小为gtanθ，方向水平向右。
(1)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.
(2)若给小物体一个沿斜面向下
的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,
则小物体与斜面间的动摩擦因数????是多少?
?
????=?????????????
?
A
B
m
例题2：一斜面AB长为10ｍ,倾角为30°,一质量为２kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(ｇ取10 m/s2)
A
G
解：(1) 以小物体为研究对象,其受力情况如图所示，建立直角坐标系。
????=?????????????
?
B
m
N
x
y
f
sin
G
q
G1=
cos
G
q
G2=
由牛顿第二定律得：
把重力G沿????轴和????轴方向分解：
?
又：
由以上三式得：
?????????????????????????????=????????
?
????=????????????????????????
?
????=????????
?
????=??????????????????????????????????????????????????????????=????.????????????/????????
?
x
设小物体下滑到斜面底端时的速度为v,所用时间为t,小物体由静止开始匀加速下滑, 则：
由：
由：
得
????=?????????????
?
A
B
m
N
G
y
f
sin
G
q
G1=
cos
G
q
G2=
?????????????????????????=????????????
?
????=????????????=3.7m/s
?
????????=????????+????????
?
????=????????=????.????????
?
(2)小物体沿斜面匀速下滑时,处于平衡状态,其加速度????=????，则在图示的直角坐标系中。
?
由牛顿第二定律得：
又：
????=?????????????
?
A
B
m
N
G
y
f
sin
G
q
G1=
cos
G
q
G2=
x
所以,小物体与斜面间的动摩擦因数
????=????????????????????????????=????????????????????????
?
????=????????
?
????=????????=????????????????=?????????????????????
?
规律总结：
若给物体一定的初速度
① 当????＝tanθ时,物体沿斜面匀速下滑；
② 当????＞tanθ（????mgcosθ＞mgsinθ）时,
物体沿斜面减速下滑；
③ 当????＜tanθ （????mgcosθ＜mgsinθ）时,
物体沿斜面加速下滑。
?
????=?????????????
?
A
B
m
N
G
y
f
sin
G
q
G1=
cos
G
q
G2=
x
书写笔记
1、一质量为????、倾角为????的楔形木块，静止在水平桌面上，与桌面的动摩擦因素为????，一物块质量为????，置于楔形木块的斜面上，物块与斜面的接触是光滑的，为了保持物块相对斜面静止，可用一水平力????推楔形木块，如图示，此水平力的大小等于 。
?
θ

课堂练习
(m+M)g(μ+ tanθ)
2、如图所示, 位于光滑固定斜面上的小物体P受到一水平向右的推力的作用。已知物块P沿斜面加速下滑。现保持F的方向不变, 使其减小, 则加速度 ( )
A.一定变小
B.一定变大
C.一定不变
D.可能变小, 可能变大, 也可能不变
F
P
B
课堂练习
谢 谢