牛顿定律的两类问题.pptx
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1、受力受力受力受力分析分析分析分析合力合力加速度加速度运动运动运动运动学量学量学量学量 第一章第一章第一章第一章力的知识力的知识力的知识力的知识 牛顿牛顿牛顿牛顿第二定律第二定律第二定律第二定律 第二章第二章第二章第二章物体的运动物体的运动物体的运动物体的运动动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题 1 1已知受力求运动已知受力求运动已知受力求运动已知受力求运动:分析物体的受力分析物体的受力分析物体的受力分析物体的受力,应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速应用牛顿第二定律求加速度度度度,根据物体的运动特征根据物体的运动特征根据物体的运动特征根据物体的运动特征,应用运
2、动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。应用运动学公式求物体的运动情况。2 2已知运动求力已知运动求力已知运动求力已知运动求力:根据物体的运动情况,求出物体的加速度,根据物体的运动情况,求出物体的加速度,根据物体的运动情况,求出物体的加速度,根据物体的运动情况,求出物体的加速度,应用牛顿第二定律,推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律,推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律,推断或求出物体的受力情况。无论哪类问应用牛顿第二定律,推断或求出物体的受力情况。无论哪类问题,联系力和运动的桥梁是加速度。题,联系力和运动的桥梁
3、是加速度。题,联系力和运动的桥梁是加速度。题,联系力和运动的桥梁是加速度。运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键运用牛顿运动定律解题解决动力学问题的关键是对物体进行是对物体进行是对物体进行是对物体进行受力分析受力分析和和和和运动分析运动分析,受力分析受力分析受力分析受力分析要求(按比例)画出物体的受力图,需要正交要求(按比例)画出物体的受力图,需要正交要求(按比例)画出物体的受力图,需要正交要求(按比例)画出物体的受力图,需要正交分解的进行分解,标出角度来,并且标上加速分解的进行分解,标出角度来,并且标上加速分解
4、的进行分解,标出角度来,并且标上加速分解的进行分解,标出角度来,并且标上加速度方向(正方向);度方向(正方向);度方向(正方向);度方向(正方向);运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所运动分析要求根据物体所受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质受合外力和初速度能确定物体的运动性质不论哪类问题,都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题,都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题,都应抓住力与运动是通过加速不论哪类问题,都应抓住力与运动是通过加速度联系起来的这一关键枢纽度联系起来的这一关键枢纽度联系起来的
5、这一关键枢纽度联系起来的这一关键枢纽专题一已知受力情况求运动专题一已知受力情况求运动根据物体的受力情况求加速度,再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度,再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度,再根据运动学公式求解有根据物体的受力情况求加速度,再根据运动学公式求解有关运动的物理量关运动的物理量关运动的物理量关运动的物理量根据物体的受力情况求解运动情况的一般步骤根据物体的受力情况求解运动情况的一般步骤确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体受确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体受确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体受确定研究对象,对研究对象进行受
6、力分析,并画出物体受力示意图力示意图力示意图力示意图根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小和方向)共根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小和方向)共根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小和方向)共根据力的合成与分解的方法求出合外力(大小和方向)共线力合成建立符号规则,把矢量运算变成代数运算;非共线线力合成建立符号规则,把矢量运算变成代数运算;非共线线力合成建立符号规则,把矢量运算变成代数运算;非共线线力合成建立符号规则,把矢量运算变成代数运算;非共线力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形定则或正交分解法求解力合成根据平行四边形
7、定则或正交分解法求解根据牛顿第二定律列方程,并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程,并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程,并求出物体的加速度根据牛顿第二定律列方程,并求出物体的加速度结合题目所给的物体运动的初始条件,选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件,选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件,选择运动学公式求出所结合题目所给的物体运动的初始条件,选择运动学公式求出所需的运动学量需的运动学量需的运动学量需的运动学量必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论必要时对结果进行讨论例例例例1.1.将质量为将质量为将质量为将质量为mm的物体以初速度的
8、物体以初速度的物体以初速度的物体以初速度V V0 0从地面竖直向上从地面竖直向上从地面竖直向上从地面竖直向上抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小均为为为为f f,求上升的最大高度和落回地面的速度。,求上升的最大高度和落回地面的速度。,求上升的最大高度和落回地面的速度。,求上升的最大高度和落回地面的速度。mgfa1上上上上升升升升段段段段v下下下下降降降降段段段段mgfa2v例例例例2 2原来作匀速运动的升降机内,有一被伸长的弹簧拉住的,原来作匀速运动的升降机
9、内,有一被伸长的弹簧拉住的,原来作匀速运动的升降机内,有一被伸长的弹簧拉住的,原来作匀速运动的升降机内,有一被伸长的弹簧拉住的,具有一定质量的物体具有一定质量的物体具有一定质量的物体具有一定质量的物体A A静止在地板上,如图静止在地板上,如图静止在地板上,如图静止在地板上,如图所示,现在所示,现在所示,现在所示,现在A A突然被弹簧拉向右方,由此可突然被弹簧拉向右方,由此可突然被弹簧拉向右方,由此可突然被弹簧拉向右方,由此可判断,此时升降机的运动可能是判断,此时升降机的运动可能是判断,此时升降机的运动可能是判断,此时升降机的运动可能是 A.A.加速上升加速上升加速上升加速上升 B.B.减速上升
10、减速上升减速上升减速上升 C.C.加速下降加速下降加速下降加速下降 D.D.减速下降减速下降减速下降减速下降B C解答:当升降机匀速上升时,物体处于平衡状态解答:当升降机匀速上升时,物体处于平衡状态解答:当升降机匀速上升时,物体处于平衡状态解答:当升降机匀速上升时,物体处于平衡状态mgNFf f物体突然被弹簧拉向右方,说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方,说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方,说明最大静摩擦力减小物体突然被弹簧拉向右方,说明最大静摩擦力减小因此支持力因此支持力因此支持力因此支持力N N减小减小减小减小a说明物体(升降机)具有向下的加速度,所以升降说明物体(升降机)具
11、有向下的加速度,所以升降说明物体(升降机)具有向下的加速度,所以升降说明物体(升降机)具有向下的加速度,所以升降机可能向下加速或向上减速,机可能向下加速或向上减速,机可能向下加速或向上减速,机可能向下加速或向上减速,静摩擦力与物体间的正压力无关,都是最大静摩擦力与物体间的正压力成正比物体的运动性质由加速度和初速度两个条件共同决定,注意全面分析问题例例例例3.3.如图所示,在水平铁轨上行驶的车厢里,用细线如图所示,在水平铁轨上行驶的车厢里,用细线如图所示,在水平铁轨上行驶的车厢里,用细线如图所示,在水平铁轨上行驶的车厢里,用细线悬挂一质量为悬挂一质量为悬挂一质量为悬挂一质量为mm的小球,当列车减
12、速时,摆线与竖直的小球,当列车减速时,摆线与竖直的小球,当列车减速时,摆线与竖直的小球,当列车减速时,摆线与竖直方向夹角为方向夹角为方向夹角为方向夹角为,求,求,求,求列车的加速度;列车的加速度;列车的加速度;列车的加速度;车厢的运动性车厢的运动性车厢的运动性车厢的运动性质;质;质;质;细线对小球的拉力细线对小球的拉力细线对小球的拉力细线对小球的拉力V向左匀加速运动或者向右匀减速运动向左匀加速运动或者向右匀减速运动向左匀加速运动或者向右匀减速运动向左匀加速运动或者向右匀减速运动加速度方向水平向左加速度方向水平向左加速度方向水平向左加速度方向水平向左拉力和竖直方向成拉力和竖直方向成拉力和竖直方向
13、成拉力和竖直方向成 角,沿绳的方向向上角,沿绳的方向向上角,沿绳的方向向上角,沿绳的方向向上mgT例例例例4 4为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离。已知某高速公路的最高限速已知某高速公路的最高限速已知某高速公路的最高限速已知某高速公路的最高限速v=120km/hv=120km/h。假设前方车辆突然停止,。假设前方车辆突然停止,。假设前方车辆突然停止,。假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历后车
14、司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间的时间的时间的时间(即反应时间即反应时间即反应时间即反应时间)t=0.50s)t=0.50s。刹车时汽车受到的阻力大小。刹车时汽车受到的阻力大小。刹车时汽车受到的阻力大小。刹车时汽车受到的阻力大小f f为汽为汽为汽为汽车重力的车重力的车重力的车重力的0.400.40倍。该高速公路上汽车间的距离倍。该高速公路上汽车间的距离倍。该高速公路上汽车间的距离倍。该高速公路上汽车间的距离s s至少应为多少?至少应为多少?至少应为多少?至少
15、应为多少?取重力加速度取重力加速度取重力加速度取重力加速度g=10 m/sg=10 m/s2 2。解:在反应时间内,汽车运动的距离解:在反应时间内,汽车运动的距离解:在反应时间内,汽车运动的距离解:在反应时间内,汽车运动的距离刹车时汽车汽车做匀减速运动,加速度刹车时汽车汽车做匀减速运动,加速度刹车时汽车汽车做匀减速运动,加速度刹车时汽车汽车做匀减速运动,加速度自刹车到停下,汽车运动的距离自刹车到停下,汽车运动的距离自刹车到停下,汽车运动的距离自刹车到停下,汽车运动的距离所求距离所求距离所求距离所求距离考查匀速运动、匀变速直线运动的知识,考查牛顿第二定律。考查考生挖掘隐含条件、分析问题能力和应用
16、知识解题能力,例例例例5.5.质量为质量为质量为质量为10kg10kg的物体在的物体在的物体在的物体在20N20N水平力作用下,从静止水平力作用下,从静止水平力作用下,从静止水平力作用下,从静止开始在光滑水平面上运动,运动开始在光滑水平面上运动,运动开始在光滑水平面上运动,运动开始在光滑水平面上运动,运动5s5s后撤去水平力。求后撤去水平力。求后撤去水平力。求后撤去水平力。求物体从开始运动到物体从开始运动到物体从开始运动到物体从开始运动到10s10s末经过的位移和末经过的位移和末经过的位移和末经过的位移和10s10s末的速度。末的速度。末的速度。末的速度。解:解:解:解:前前前前5s5s内:内
17、:内:内:物体做初速度为零的匀加速运动物体做初速度为零的匀加速运动物体做初速度为零的匀加速运动物体做初速度为零的匀加速运动加速度加速度加速度加速度位移位移位移位移5s5s末速度末速度末速度末速度后后后后5s5s内:内:内:内:物体以物体以物体以物体以10m/s10m/s的速度做匀速运动的速度做匀速运动的速度做匀速运动的速度做匀速运动位移位移位移位移故物体从开始运动到故物体从开始运动到故物体从开始运动到故物体从开始运动到10s10s末经过的位移末经过的位移末经过的位移末经过的位移所以,所以,所以,所以,10s10s末物体的速度为末物体的速度为末物体的速度为末物体的速度为10m/s10m/s例例例
18、例6.6.质量为质量为质量为质量为50kg50kg的木箱的木箱的木箱的木箱,在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成在水平地板上受到一个与水平面成30300 0角斜角斜角斜角斜向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数=0.2,=0.2,拉力拉力拉力拉力F=120N,F=120N,木箱沿水平向右运动,问经过木箱沿水平向右运动,问经过木箱沿水平向右运动,问经过木箱沿水平向右运动,问经过t=0.5st=0.5s,木箱
19、的速度多大?,木箱的速度多大?,木箱的速度多大?,木箱的速度多大?F300F300mgNfFxFya解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律解:根据牛顿第二定律其中其中其中其中木箱的加速度木箱的加速度木箱的加速度木箱的加速度经过经过经过经过t=0.5st=0.5s,木箱的速度,木箱的速度,木箱的速度,木箱的速度在计算滑动摩擦力时,应注意正压力和重力无关在计算滑动摩擦力时,应注意正压力和重力无关例例例例7.7.如图甲所示如图甲所示如图甲所示如图甲所示,一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成一个人用于水平方向成30300 0的斜向下的的斜向下的的斜向下的的
20、斜向下的推力推力推力推力F F推一个重推一个重推一个重推一个重G=200NG=200N的箱子匀速前进,箱子与地面之的箱子匀速前进,箱子与地面之的箱子匀速前进,箱子与地面之的箱子匀速前进,箱子与地面之间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为=0.4=0.4(g g取取取取10m/s10m/s2 2),求:求:求:求:.推力推力推力推力F F的大小。的大小。的大小。的大小。.若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,如
21、图乙所示,推力作用时间这个静止的箱子,如图乙所示,推力作用时间这个静止的箱子,如图乙所示,推力作用时间这个静止的箱子,如图乙所示,推力作用时间t=3.0st=3.0s后后后后撤去,箱子最远运动多长距离?撤去,箱子最远运动多长距离?撤去,箱子最远运动多长距离?撤去,箱子最远运动多长距离?FF300甲甲乙乙F300NfFxGFy解:解:解:解:箱子处于平衡状态箱子处于平衡状态箱子处于平衡状态箱子处于平衡状态箱子先做初速度为零的匀加速运动箱子先做初速度为零的匀加速运动箱子先做初速度为零的匀加速运动箱子先做初速度为零的匀加速运动撤去推力后,箱子先做匀减速运动直至停下来撤去推力后,箱子先做匀减速运动直至
22、停下来撤去推力后,箱子先做匀减速运动直至停下来撤去推力后,箱子先做匀减速运动直至停下来300例例例例8.8.一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾一个滑雪的人从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾角是角是角是角是30300 0,滑雪板和雪地间的动摩擦因数是,滑雪板和雪地间的动摩擦因数是,滑雪板和雪地间的动摩擦因数是,滑雪板和雪地间的动摩擦因数是0.040.04,求,求,求,求5s5s内下滑的路程?内下滑的路程?内下滑的路程?内下滑的路程?f f300N Nmgmg30300 0解:人沿山坡向下做初速度解:人沿山坡向
23、下做初速度解:人沿山坡向下做初速度解:人沿山坡向下做初速度为零的匀加速运动为零的匀加速运动为零的匀加速运动为零的匀加速运动5s5s内下滑的路程内下滑的路程内下滑的路程内下滑的路程例例例例9.9.质量为质量为质量为质量为2kg2kg的物块,以的物块,以的物块,以的物块,以22m/s22m/s的初速度沿着一个很的初速度沿着一个很的初速度沿着一个很的初速度沿着一个很长的倾角为长的倾角为长的倾角为长的倾角为30300 0的斜面向上滑,若物块与斜面间的动摩的斜面向上滑,若物块与斜面间的动摩的斜面向上滑,若物块与斜面间的动摩的斜面向上滑,若物块与斜面间的动摩擦因数为擦因数为擦因数为擦因数为0.30.3,求
24、:,求:,求:,求:.物块沿斜面上滑的最大距离。物块沿斜面上滑的最大距离。物块沿斜面上滑的最大距离。物块沿斜面上滑的最大距离。.物块从最高点滑回到起点时的速度多大?物块从最高点滑回到起点时的速度多大?物块从最高点滑回到起点时的速度多大?物块从最高点滑回到起点时的速度多大?300300N Nf fmgmg30300 0a1v解:解:解:解:物块沿斜面向上做匀减速运动物块沿斜面向上做匀减速运动物块沿斜面向上做匀减速运动物块沿斜面向上做匀减速运动根据根据根据根据物块沿斜面上滑的最大距离物块沿斜面上滑的最大距离物块沿斜面上滑的最大距离物块沿斜面上滑的最大距离300N Nf fmgmg30300 0a2
25、v物块沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动物块沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动物块沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动物块沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动根据根据根据根据求出物块从最高点滑回到起点时的速度求出物块从最高点滑回到起点时的速度求出物块从最高点滑回到起点时的速度求出物块从最高点滑回到起点时的速度例例例例10.10.一物体放在倾角为一物体放在倾角为一物体放在倾角为一物体放在倾角为 的斜面上,向下的斜面上,向下的斜面上,向下的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑,如图所示,轻轻一推,它刚好能匀速下滑,如图所示,轻轻一推,它刚好能匀速下滑,如图所示,轻轻一推,它刚好能匀速下滑,如图所示,
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