高中物理 《牛頓第二定律的應(yīng)用》課件3粵教版必修1

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1、一、動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的分類1、第一類：已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況即先由物體的受力情況求出合力，利用牛頓第 二 定律求出物體的加速度，再根據(jù)物體的初始條件利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的運(yùn)動(dòng)情況-即任一時(shí)刻的位置、速度等2、第二類：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況即先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，再由牛頓第二定律推斷或者求出物體的受力情況 但不管哪一類問(wèn)題，確定物體的加速度是解題的關(guān)鍵二、應(yīng)用牛頓第二定律解題規(guī)律分析二、應(yīng)用牛頓第二定律解題規(guī)律分析 題目類型及流程如下：題目類型及流程如下： F合合=maa1、Vt=V0+at20212attVS、3、Vt2-V02=2as1、由左向右是已知力求運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

2、，可將、由左向右是已知力求運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可將V 、a、s、t中任何一個(gè)物理量作為未知量求解中任何一個(gè)物理量作為未知量求解2、由右向左是已知運(yùn)動(dòng)求受力情況，可將未知、由右向左是已知運(yùn)動(dòng)求受力情況，可將未知力力F、m中任何一個(gè)物理量作為未知量求解中任何一個(gè)物理量作為未知量求解例題1：一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2Kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)，物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力是4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。解：對(duì)物體進(jìn)行受力分析畫(huà)圖如右由圖知：F合=F-f=ma a= 2/1 . 122 . 44 . 6smmfFsmatvvt/4 . 441 . 100mat

3、tvs8 . 841 . 121212204s末的速度末的速度4s內(nèi)的位移內(nèi)的位移Ff三三.應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題步驟：應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題步驟：1、明確研究對(duì)象和研究過(guò)程；、明確研究對(duì)象和研究過(guò)程； 2、分析受力情況、畫(huà)出受力示意圖；、分析受力情況、畫(huà)出受力示意圖； 3、分析運(yùn)動(dòng)情況、畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖；、分析運(yùn)動(dòng)情況、畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖； 4、應(yīng)用、應(yīng)用F合合=ma及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程解題。及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程解題。例題：例題：2一靜止木箱質(zhì)量為m，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成角的力F推木箱，求經(jīng)過(guò)t秒時(shí)木箱的速度。水平 方向：F合=F1-f=Fcos -f=ma豎直方

4、向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at=atGFNfF1=FCosF2=FSinGFNfF1=FCosF2=FSin建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系XYX方向：F合=F1-f=Fcos -f=maY方向：N=G+F2=G+Fsin f=N Vt=V0+at=at例、一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m=75kg，以V0=2m/s的初速度沿山坡勻加速地滑下，山坡的傾角=300，在t=5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑動(dòng)摩擦力和空氣阻力)。思路：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力。應(yīng)先求出加速度思路：已知運(yùn)動(dòng)情況求受力。應(yīng)先求出加速度a，再利，再利用牛頓第二定律用牛頓第二定律F合合=ma求

5、滑雪人受到的阻力。求滑雪人受到的阻力。解：第一步求第一步求a因?yàn)閂0=2m/s，s=60m，t=5s據(jù)公式求得a = 4m/s220212attVS、第二步求第二步求F合合阻力阻力要對(duì)人進(jìn)行受力分析畫(huà)受力圖，如下GfN因?yàn)槭莿蚣铀倩?，所以加速度向下，速度向下XYGYGX練習(xí)練習(xí)3.質(zhì)量為質(zhì)量為m4 kg的小物塊在一個(gè)平行于斜面的拉的小物塊在一個(gè)平行于斜面的拉力力F40N的作用下，從靜止開(kāi)始沿斜面向上滑動(dòng)，如的作用下，從靜止開(kāi)始沿斜面向上滑動(dòng)，如圖圖8所示。已知斜面的傾角所示。已知斜面的傾角37，物塊與斜面間的，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，斜面足夠長(zhǎng)，力，斜面足夠長(zhǎng)，力F作用作用

6、5s后立即撤后立即撤去，求：（去，求：（1）前）前5 s內(nèi)物塊的位移大小及物塊在內(nèi)物塊的位移大小及物塊在5 s末的末的速率；速率； （2）撤去外力）撤去外力F后后4 s末物塊的速度。末物塊的速度。 8 解解 (1)分析受力情況畫(huà)受力圖分析受力情況畫(huà)受力圖G 8 NfX建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系YGYGX 解： (2)5s末撤去F，物塊由于慣性仍向上滑行一定距離和一段時(shí)間。其受力如下：GNfVa建立直角坐標(biāo)系建立直角坐標(biāo)系XYGYGX請(qǐng)計(jì)算物塊向上滑行的時(shí)間。（時(shí)間不足4S）則4S末，物塊已經(jīng)向下滑了。 GNfVaYGYGXX物塊向下滑時(shí)，物塊向下滑時(shí)，a的大小改變。的大小改變。VV0at(時(shí)

7、間時(shí)間t應(yīng)該是應(yīng)該是4s減去物減去物塊上滑的時(shí)間塊上滑的時(shí)間注意：建立直角坐系的關(guān)鍵：X軸與加速度軸與加速度a同向。同向。 但不必但不必 建立時(shí)也不用建立。建立時(shí)也不用建立。牛頓第二定律的應(yīng)用牛頓第二定律的應(yīng)用臨界問(wèn)題臨界問(wèn)題你你會(huì)會(huì)嗎？嗎？牛頓定律應(yīng)用牛頓定律應(yīng)用 在應(yīng)用牛頓定律解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，當(dāng)物體的加速度不同時(shí)，物體可能處于不同狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”.“最小”.“剛好”.“恰好”等詞語(yǔ)時(shí)，往往出現(xiàn)臨界現(xiàn)象臨界問(wèn)題 1 解題關(guān)鍵：找出臨界狀態(tài)，確定臨界條件。 2 常用方法：（1）假設(shè)法 （2）極限法習(xí)題精選 例例1 如圖所示，傾角為如圖所示，傾角為的光滑斜面體上有一個(gè)小球的光滑斜

8、面體上有一個(gè)小球m被平行于斜面被平行于斜面 的細(xì)繩系于斜面上，斜面體放在水平面上。的細(xì)繩系于斜面上，斜面體放在水平面上。 1要使小球?qū)π泵鏌o(wú)壓力，求斜面體運(yùn)動(dòng)的加速度范圍，并說(shuō)明其方要使小球?qū)π泵鏌o(wú)壓力，求斜面體運(yùn)動(dòng)的加速度范圍，并說(shuō)明其方向。向。 2要使小球?qū)K無(wú)拉力，且小球相對(duì)斜面靜止，求斜面體運(yùn)動(dòng)的加速要使小球?qū)K無(wú)拉力，且小球相對(duì)斜面靜止，求斜面體運(yùn)動(dòng)的加速度范圍，并說(shuō)明其方向。度范圍，并說(shuō)明其方向。 3若已知若已知=60，m=2kg,當(dāng)斜面體以當(dāng)斜面體以a=10m/s2向右做勻加速運(yùn)動(dòng)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力多大？（時(shí)，繩對(duì)小球的拉力多大？（g=10m/s2)m 解解（1）

9、假設(shè)小球?qū)π泵鎰偤脹](méi)壓力時(shí)，假設(shè)小球?qū)π泵鎰偤脹](méi)壓力時(shí)， 受力如圖甲，受力如圖甲， Tsin-mg=0 Tcos=ma0 a0=g.cot 所以斜面向右運(yùn)動(dòng)的加速度所以斜面向右運(yùn)動(dòng)的加速度 agcot時(shí)，小球?qū)π泵鏌o(wú)壓力時(shí)，小球?qū)π泵鏌o(wú)壓力 （2）假設(shè)小球?qū)K剛好無(wú)拉力）假設(shè)小球?qū)K剛好無(wú)拉力 時(shí)，受力如圖乙時(shí)，受力如圖乙 a0=gtan 方向水平向左方向水平向左 所以斜面向左運(yùn)動(dòng)的加速度所以斜面向左運(yùn)動(dòng)的加速度 a=gtan小球?qū)π泵鏇](méi)壓力。小球?qū)π泵鏇](méi)壓力。mymg 甲TNmg （3）當(dāng)小球?qū)π泵鎰偤脹](méi)壓力時(shí)）當(dāng)小球?qū)π泵鎰偤脹](méi)壓力時(shí)a0=gcot= 而而a=10m/s2a0，此時(shí)小球以飄

10、離斜面，此時(shí)小球以飄離斜面 如圖所示，如圖所示， Tsin =ma Tcos =mg 解得解得T=20 =45O2/3310smmmg TyxN2跟蹤練習(xí)跟蹤練習(xí) 1 如下圖所示，一輛卡車后面用輕繩拖著質(zhì)量為m的物體A,A與地面之間的摩擦不計(jì)。 (1)當(dāng)卡車以加速度a1= 加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩的拉力為 則A對(duì)地面的壓力多大？ （2）當(dāng)卡車的加速度a=g時(shí)，繩的拉力多大？g21mg65解析解析:(1)對(duì)對(duì)A受力分析如圖受力分析如圖,T= mg,N0Tcos =ma1 cos = =530 N=mgTsin= mgmgTNmg655331 (2)當(dāng)車的加速度較大時(shí)，當(dāng)車的加速度較大時(shí)，A將飄離將飄離地面

11、，當(dāng)車剛好離開(kāi)地面時(shí)受力如地面，當(dāng)車剛好離開(kāi)地面時(shí)受力如 a0=gcot=0.75g a2=ga0，此時(shí)，此時(shí)A已飄離地面已飄離地面 T= (mg)2+(ma2)2 T= 2 mgmgT 例例 2 一大木箱放在平板車的后面，到駕駛室的距離一大木箱放在平板車的后面，到駕駛室的距離L=1.6m，木箱與車板間的動(dòng)摩，木箱與車板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為擦因數(shù)為=0.484，平板車一速度，平板車一速度v0=22.0m/s勻速行駛，駕駛員突然剎車，使車均勻勻速行駛，駕駛員突然剎車，使車均勻減速。為不讓木箱撞擊駕駛室，從開(kāi)始剎車到完全停下，至少要經(jīng)過(guò)多少時(shí)間？減速。為不讓木箱撞擊駕駛室，從開(kāi)始剎車到完全停下，至少要

12、經(jīng)過(guò)多少時(shí)間？（g=10m/s 2 提示提示: 剎車加速度過(guò)大時(shí)，木箱會(huì)在木板上向前滑動(dòng)，這時(shí)車和木箱的剎車加速度過(guò)大時(shí)，木箱會(huì)在木板上向前滑動(dòng)，這時(shí)車和木箱的加速度大小滿足加速度大小滿足a車車a箱箱，因而，當(dāng)車停下時(shí)，木箱還向前滑動(dòng)，兩者的，因而，當(dāng)車停下時(shí)，木箱還向前滑動(dòng)，兩者的v-t圖像如圖圖像如圖所示。所示。0vt車車箱箱平板車的加速度不能超過(guò)多大平板車的加速度不能超過(guò)多大?能否求出平板車剎車時(shí)最大制動(dòng)力能否求出平板車剎車時(shí)最大制動(dòng)力?勻勻 速速mgFN加加 速速加加 速速mgFNf靜靜減減 速速減減 速速mgFNf靜靜A車車AM 靜止靜止A車車A箱箱 靜止靜止靜止靜止止止s1s2s3

13、s4V=22m/sV1解析解析:設(shè)車的加速度為設(shè)車的加速度為a s車車=v2/2a 木箱的加速度木箱的加速度a木木=g s木木=v2/2 g當(dāng)木箱與車剛好不相撞時(shí)當(dāng)木箱與車剛好不相撞時(shí) s木木= s車車+L a車車=5m/s2 t=v/ a車車=4.4s 跟蹤練習(xí)跟蹤練習(xí)2 小木箱小木箱abcd的質(zhì)量的質(zhì)量M=180g，高，高l=0.2m，其頂部離擋板，其頂部離擋板E的的豎直距離豎直距離h=0.8m，在木箱內(nèi)放有一個(gè)質(zhì)量，在木箱內(nèi)放有一個(gè)質(zhì)量m=20g的小物體的小物體P（可視為質(zhì)（可視為質(zhì)點(diǎn)），通過(guò)輕細(xì)繩拉靜止木箱能向上運(yùn)動(dòng)，木箱與擋板點(diǎn)），通過(guò)輕細(xì)繩拉靜止木箱能向上運(yùn)動(dòng)，木箱與擋板E碰撞后，物體碰撞后，物體P不會(huì)和木箱頂不會(huì)和木箱頂ad相碰相碰,求拉力求拉力FT的取值范圍的取值范圍(取取g=10m/s2).Lh54頁(yè)創(chuàng)新拔高頁(yè)創(chuàng)新拔高1題題Lh54頁(yè)創(chuàng)新拔高頁(yè)創(chuàng)新拔高1題題FABCV