資源簡介 (共19張PPT)第四章 運動和力的關系第5節(jié) 牛頓運動定律的應用1、牛頓第一定律內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)和靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。表達式: F=ma方向: a與 F方向瞬時對應牛頓第二定律內(nèi)容:物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比; 加速度的方向跟作用力的方向相同。牛頓第三定律內(nèi)容:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。復習回顧2、運動學公式不含x不含v不含t不含a2 - 2 = 2ax復習回顧玩滑梯是小孩子非常喜歡的活動,在歡樂的笑聲中,培養(yǎng)了他們勇敢的品質(zhì)。小孩沿著滑梯從頂端滑到底端的速度與哪些因素有關?思考1、能結(jié)合物體的運動情況進行受力分析。2、知道動力學的兩類問題,理解加速度是解決兩類動力學問題的橋梁。 3、掌握解決動力學問題的基本思路和方法,會用牛頓運動定律和運動學公式解決有關問題。F合運動學公式運動情況(v,x,t ?)a受力情況決定運動情況F = maFy = mayFx = max如果已知物體的受力情況,可以由牛頓第二定律求出物體的加速度,再通過運動學的規(guī)律確定物體的運動情況。從受力確定運動情況1【例題1】:運動員把冰壺沿水平冰面投出,讓冰壺在冰面上自由滑行,在不與其他冰壺碰撞的情況下,最終停在遠處的某個位置。按比賽規(guī)則,投擲冰壺運動員的隊友,可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面,減小冰面的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運動。(1)運動員以 3.4 m/s 的速度投擲冰壺,若冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)為 0.02,冰壺能在冰面上滑行多遠?g 取 10 m/s2。(2)若運動員仍以 3.4 m/s 的速度將冰壺投出,其隊友在冰壺自由滑行 10 m 后開始在其滑行前方摩擦冰面,冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?90%,冰壺多滑行了多少距離?(1)選擇滑行的冰壺為研究對象。冰壺所受的合力等于滑動摩擦力 Ff (圖 4.5-3)。設冰壺的質(zhì)量為 m ,以冰壺運動方向為正方向建立一維坐標系,滑動摩擦力 Ff 的方向與運動方向相反,則Ff = - 1FN = - 1mg根據(jù)牛頓第二定律,冰壺的加速度為加速度為負值,方向跟 x 軸正方向相反將 v0 = 3.4 m/s,v = 0 代入 v2 - v02 = 2a1x1,得冰壺的滑行距離為冰壺滑行了 28.9 m(2)設冰壺滑行 10 m 后的速度為 v10,則對冰壺的前一段運動有v102 = v02 + 2a1x10冰壺后一段運動的加速度為a2 =- 2 g =- 0.02×0.9×10 m/s2 =- 0.18 m/s2滑行 10 m 后為勻減速直線運動,由 v2-v102=2a2 x2 ,v=0,得第二次比第一次多滑行了第二次比第一次多滑行2.1 m。(10 + 21 - 28.9)m = 2.1 m如果已知物體的運動情況,根據(jù)運動學公式求出物體的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律就可以確定物體所受的力。運動情況反映受力情況F合(未知力?)運動學公式運動情況(v,x,t )a從運動確定受力2【例題2】如圖,一位滑雪者,人與裝備的總質(zhì)量為75 kg,以2 m/s 的初速度沿山坡勻加速直線滑下,山坡傾角為 30°,在5 s的時間內(nèi)滑下的路程為60 m。求滑雪者對雪面的壓力及滑雪者受到的阻力(包括摩擦和空氣阻力),g取10 m/s2。解:以滑雪者為研究對象。建立如圖4.5-5所示的直角坐標系。滑雪者沿山坡向下做勻加速直線運動。根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律,有其中 v0= 2 m/s,t=5s,x=60 m,則有根據(jù)牛頓第二定律,有y 方向x方向FN-mgcosθ = 0mgsinθ-Ff =ma得FN = mgcosθFf =m(g sin θ-a)其中,m = 75 kg,θ = 30°,則有Ff=75 N,F(xiàn)N=650 N根據(jù)牛頓第三定律,滑雪者對雪面的壓力大小等于雪面對滑雪者的支持力大小,為 650 N,方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小為 75 N,方向沿山坡向上。一、 從受力確定運動情況二、從運動情況確定受力物體運動情況運動學公 式加速度 a牛頓第二定律物體受力情況物體運動情況運動學公 式加速度a牛頓第二定律物體受力情況動力學的兩類基本問題加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁牛頓第二定律公式(F=ma)和運動學公式(勻變速直線運動v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2-v02=2ax等)中,均包含有一個共同的物理量——加速度a。由物體的受力情況,用牛頓第二定律可求加速度,再由運動學公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其變化;反過來,由物體的運動狀態(tài)及其變化,用運動學公式可求加速度,再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。可見,無論是哪種情況,加速度始終是聯(lián)系力和運動的橋梁。求加速度是解決有關力和運動問題的基本思路,正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關鍵。兩類問題的解題步驟明確研究對象受力分析和運動過程分析選取正方向或建立坐標系確定合力列方程求解根據(jù)問題需要和解題方便,選擇某個物體或幾個物體構成的系統(tǒng)為研究對象畫好受力示意圖、情景示意圖,明確物體的運動性質(zhì)和運動過程通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標的正方向若物體只受兩個力作用,通常用合成法;若受3個或3個以上的力,一般用正交分解法根據(jù)牛頓第二定律或列方程求解,必要時對結(jié)果進行討論1.假設汽車緊急制動后,受到的阻力與汽車所受重力的大小差不多。當汽車以20 m/s的速度行駛時,突然制動,它還能繼續(xù)滑行的距離約( )A.40 m B.20 mC.10 m D.5 mB2. 質(zhì)量為 2 kg 的物體從高處下落,設空氣阻力恒定,其經(jīng)過某一位置時的速度是 5 m/s,再經(jīng) 2 s 測得的速度為 15 m/s,求空氣的阻力。( g = 10 m/s2 )解析:物體的運動示意圖如圖所示對物體受力分析,如圖由牛頓第二定律 mg-F=ma得 F=10 N應用牛頓運動定律解題的基本思路力G=mgF=μFNF=kx其他力F合a運動規(guī)律v0vxt橋運動物理量v = v0 + atx = v0t + at2v 2- v02 = 2ax受力情況F1、F2…運動情況v0、s…F合a力的合成與分解牛頓第二定律運動學公式受力情況決定運動情況運動情況反映受力情況 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫