牛顿运动定律的应用Word格式文档下载.docx

1、2） 若在 4 秒末撤去拉力，求物体滑行时间。（1）审题分析这个题目就是根据已知的受力情况来求物体的运动情况。前 4 秒内运动情况：物体 由静止在恒力作用下做匀加速直线运动， t=4.0s 。受力情况： F=5.0N ， f=2.0N ， G=N ； 初始条件：vo=0 ;研究对象：m=2.0kg。求解4秒末的速度vt。4秒后，撤去拉力，物 体做匀减速运动，vt=O。G=N、f=2.0N ；初始条件：v o=vt ,求解滑行时间。（2）解题思路研究对象为物体。已知受力，可得物体所受合外力。根据牛顿第二定律可求出物体 的加速度，再依据初始条件和运动学公式就可解出前一段运动的末速度。运用同样的思

2、路也可解答后一段运动的滑行距离。（3）解题步骤 （投影 ）解：确定研究对象，分析过程 （画过程图），进行受力分析（画受力图）。vi=0f Luj f 4=1l!=TI!rt7=?團i前4秒 根据牛顿第二定律列方程:水平方向 F-f=ma竖直方向 N-G=OF-f 5.0-2.0 3叫=at = 4.0m/s= 6. Om / s4秒后竖直方向N-G=O水平方向-f=ma由 + at-25m 冷 v； = vt = 15m / s m 2.0 0tf = = s = 2.04s a 2.5引导学生总结解题步骤：确定对象、分析过程、受力分析、画图、列方程、求解、 检验结果。（4）讨论：若无第一问如

3、何解？实际第一问的结果是第二问的初始条件，所以解题的 过程不变。（5）引申：这一类题目是运用已知的力学规律，作出明确的预见。它是物理学和技术上进行正确分析和设计的基础，如发射人造地球卫星进入预定轨道，带电粒子在电场中 加速后获得速度等都属这一类题目。2已知运动情况求解受力情况例题2（投影）一辆质量为1.0 xi03kg的小汽车正以10m/s的速度行驶，现在让它 在12.5m的距离内匀减速地停下来，求所需的阻力。这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力。 研究对象：汽车m=1.0 xi03kg ;运动情况：匀减速运动至停止 vt=0 , s=12.5m ;vo=10m/s，求阻力f。由运动情况和

4、初始条件，根据运动学公式可求出加速度；再根据牛顿第二定律求出汽车受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力。（3）解题步骤（投影）画图分析据牛顿第二定律列方程:竖直方面 N-G=O水平方面 f=ma=1.0 X1O3X（-4）N=-4.O X10 3Nf为负值表示力的方向跟速度方向相反。=10h/s 4-一F =0H 1 al 4 沪化（4）引导学生总结出解题步骤与第一类问题相同。这一类题目除了包括求出人们熟知的力的大小和方向，还包括探索性运 用，即根据观测到的运动去认识人们还不知道的物体间的相互作用的特点。牛顿发现万 有引力定律，卢瑟福发现原子内部有个原子核都属于这类探索。3应用牛顿第二定律

5、解题的规律分析 （直线运动）题目类型流程如下轻=v 0 + at1,F-f = mas = vDt +vt2 “说=2as由左向右求解即第一类问题，可将 vt、V0、s、t中任何一个物理量作为未知求解。由右向左求解即第二类问题，可将 F、f、m中任一物理量作为未知求解。若阻力为滑动摩擦力，则有 F-（img=ma，还可将卩作为未知求解。女口：将例题2改为一物体正以10m/s的速度沿水平面运动， 撤去拉力后匀减速滑行12.5m，求物体与水平面间动摩擦因数。J m Hii n V q 1U 0 巳外：由vt3 -Vg = 2as a. = = - = 4m/ 吕2s 25据牛顿第二定律 F合=ma

6、 有-（img=ma消去g4.物体在斜向力作用下的运动例题3（投影）一木箱质量为 m，与水平地面间的动摩擦因数为，现用斜向右下方与水平方向成B角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度。（投影）画图分析:f十-| 冋匚节21 1 !|G團3木箱受4个力，将力F沿运动方向和垂直运动方向分解:水平分力为Feos 0竖直分力为Fsin 0据牛顿第二定律列方程竖直方向 N-Fsin 0-G=0 水平万向 Feos 0-f=ma 二者联系 f=迥代入式有Fex 6 - |1 （Fgm 6 +粵）=ni谥脣Fcqe 6 口（mg +Fsin（9）a = m可见解题方法与受水平力作用时相同。（三）巩固练习图41

7、 如图4所示,质量为4 kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为 0.5,物体受到大小为 20 N，与水平方向成30角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多大？（ g取10 m/s 2）解析:以物体为研究对象，其受力情况如图5 所示，建立平面直角坐标系把 F沿两坐标轴方向分解，则两坐标轴上的合力分别为Fx F cos FFy Fn F sin G，物体沿水平方向加速运动，设加速度为a , y轴方向上物体没有运动，故amax ma, Fy may 0所以 F cos F ma, FN F sin又有滑动摩擦力F Fn以上三式代入数据可解得物体的加速度 a=0.

8、58 m/s 2小结:当物体的受力情况较复杂时，根据物体所受力的具体情况 和运动情况建立合适的直角坐标系，利用正交分解法来解2.一斜面AB长为10 m ,倾角为3 0，一质量为2 kg的小物体 （大小不计）从斜面顶端 A点由静止开始下滑，如图6所示（g取10m/s 2）用时间.，则小物体与斜面间的（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动摩擦因数口是多少？解析：（1）以小物体为研究对象，其受力情况如图7所示,建立 直角坐标系，把重力G沿x轴和y轴方向分G mg cos ,G2 mg sin 小物体沿斜面即 x轴方 向加速运动，设加速度为a ，则a x =a，物体在y轴方向没

9、有发生 位移,没有加速度则a y =0，由牛顿第二定律得，.Fx G2 F max、Fy Fn G! may所以mg sin F maFn mg cos又F Fnmg sin mg cosa g（sin cos ）2 210 （sin 30 0.5 cos30 ）m/s 0.67m/s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由 vt v0 2as 得v . 2as 2 0.67 10m/s 3.7m/ s由vt vo at得s 5.5s0.67（2）小物体沿斜面匀速下滑时，处于平衡状态，其加速度a = 0，则在图7的直角坐标中ax 0,ay 0,由牛顿第二定

10、律，得FxG2FFyFnGi又Fmgsi nmgcos所以，小物体与斜面间的动摩擦因数tan tan30 0.58若给物体一定的初速度，当tg B时，物体沿斜面匀速下滑；当口tg （ ung cos 0 mg sin B）时，物体沿斜面减速下滑；当 口 tg 0 （ ung cos 0 mg sin B）时，物体沿斜面加速下滑3.静止在水平地面上的物体的质量为 2 kg，在水平恒力F推动下开始运动，4 s末它的速度达到4 m/s，此时将F撤去，又经6 s物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变求F的大小.物体的整个运动过程分为两段 ，前4 s物体做匀加速运动，后6 s物体做匀减速运动前4s内

11、物体的加速度为a1 V 0 4m/s2 1m/s2ti 4设摩擦力为Fg由牛顿第二定律得F F ma1后6 s内物体的加速度为a2 匕丄m/s2 2m/s2t2 6 3F ma2由可求得水平恒力 F的大小为F m（a1 a2） 2 （1 2）N 3.3N3解决动力学问题时，受力分析是关键，对物体运动情况的分析同样重要，特别是像这类运动过程较复杂的问题，更应注意对运动过程的分析 在分析物体的运动过程时，一定弄清整个运动过程中物体的加速度是否相同 ，若不同，分析受力时要注意前后必须分段处理，加速度改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量 过程中哪些力发生了变化，哪些力没发生变化4.如图8所示，质量为2

12、 m的物块A和质量为m的物块B与地面的摩擦均不计在已知水平推力 F的作用下,A、B做加速 运动A对B的作用力为多大？取A、B整体为研究对象，其水平方向只受一个力 F的作用根据牛顿第二定律知：F=（2 m+ m ） aa = F/3 m取B为研究对象，其水平方向只受 A的作用力Fi,根据牛顿第二定律知F i = ma故 F i = F /3对连结体（多个相互关联的物体）问题，通常先取整体为研究对象 ，然后再根据要 求的问题取某一个物体为研究对象 （四）课堂小结（引导学生总结）1应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动情况；一类是已知 运动情况求解受力。2不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确 定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程，进而求解验证效果。在解题过程中，画 图是十分重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不 可少的步骤。3在斜向力作用下，可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解，转化为受水平力的情形。解题方法相同。五、说明1 本课以高中物理课本第