牛顿第二定律应用9.ppt

* * 举例、引入 前面我们学习了牛顿运动定律。知道了，根据 牛顿运动定律可确定物体的运动和力的关系，使我 们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来。 牛顿第二定律的应用 例如:小车在不同的牵引力作用下的运动。 F合=ma a Vt=V0+a t S= V0 t+1/2 a t2 Vt2－V02=2 a s 一、应用牛顿第二定律解题可分为两类题型 一类是：已知物体受力情况，求解物体运动情况； 一类是：已知物体运动情况，求解物体受力情况。 S=(V0+Vt)t/2 牛顿第二定律的应用 关键是求出加速度a 1、已知物体受力情况，求解物体运动情况 ④ 根据牛顿第二定律列方程，求出加速度； ① 确定研究对象 —— 物体或系统； ② 对研究对象进行受力分析，画出物体的受力图； ③ 建立平面直角坐标系，利用正交分解法求合力F合； 分析研究对象的运动情况，画出物体运动的示意图, 应用运动学公式，求出所求运动学的物理量; 解此类问题的一般步骤: 牛顿第二定律的应用 牛顿第二定律的应用 例1:一列静止在站台里的火车，总质量为6.0×105kg。伴随着一声笛响，这列火车从站台缓缓开出，1min20s后显示其速度达到72km/h。若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合外力要多大才能满足加速的 要求？ mg N F合 V0 Vt a S 解：火车的受力情况和运动情况如图所示 牛顿第二定律的应用 选取火车前进方向为正方向，由于做匀回还运动，根据匀变速直线运动的规律得： Vt＝V0＋at 将公式变形后代入数据得 t Vt－V0 80 20－0 ＝ a＝ m/s2＝2.5m/s2 根据牛顿第二定律 F＝ma 得： 火车所受的合外力为： F＝ma＝6.0×105×0.25N＝1.5×105N 连接到第12张 N 例2:一木箱质量为 ｍ，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方的力推木 箱，使木箱在水平面上做匀加速 运动。Ｆ与水平方向成θ角，求 经过ｔ秒时木箱的速度? 牛顿第二定律的应用 y 木箱的受力图 x mg f F1 F2 F θ 分力分别为： F1= Fcosθ F2= Fsinθ a 再建立平面直角坐标系 ——进行正交分解； 首先确定研究对象 ——木箱； 其次分析木箱的受力情况 ——画出受力图； 如右图所示。 分析： θ F 然后根据Vt= V0＋at 得： 由动摩擦力公式得： f=μN ③ 解：以木箱为研究对象；木箱的受力情况如图所示 Fx= F1-f＝ma ? Fy =N-F2-mg＝0 联立①、②、③ 式，解答： 牛顿第二定律的应用 Fcosθ－μ(mg＋Fsinθ) m a＝ ＝ Fcosθ- f= ma? ①?? ﹥ ＝ N-Fsinθ-mg = 0??②? ﹥ Vt= V0＋ Fcosθ－μ(mg＋Fsinθ) m t ● 根据F合=ma 得: Fx=max＝ma Fy=may＝0 X轴： Y轴： 例3:一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角是30°，滑雪板与雪地的动摩擦因数为μ＝0.04，求5s内滑下的位移。 牛顿第二定律的应用 牛顿第二定律的应用 y mg N x a G1 G2 θ f 做初速为零的匀加速直线运动； 建立平面直角坐标系； 分析： 以滑雪人为研究对象； 人受力情况如图所示； 对滑雪人进行受力分析；（如图所示） 以滑雪人为研究对象； 解: 联立①、②、③?式，解得： 在垂直斜面方向(Y轴方向): Fy=N-G2=0 ② 在沿着斜面方向(X轴方向): Fx=G1-f=ma ① f=μN ③? 根据F合=ma 得： 牛顿第二定律的应用 a＝g(sinθ－μcosθ) ＝10×( －0.04× ) ＝4.65m/s2 2 3 2 2 1 2 1 S＝ at2＝×4.65×52＝57m 2 1 连接到第16张 F合＝ma 研究对象 受力分析 a 运动情况 （v，s，t） 受力情况 力的合成或分解、正交 分解求 出合力 运动学公式 由此 纽带计算出 即：由研究对象的受力入手，求得它运动的加速度，然后再利用运动学公式去求相关的运动物理量 牛顿第二定律的应用 总结：已知物体的受力情况，求物体的运动 通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体的受力情况，求物体的运动情况，一般思路为：