3.4-3.5 牛顿第三定律 牛顿运动定律的应用—教科版高中物理必修一课件

第三章 牛顿运动定律 第5节：牛顿运动定律的应用 运动 力 牛顿运动定律 1、牛顿第一定律 2、牛顿第二定律 3、牛顿第三定律 关系？ 一、动力学问题的分类 一、动力学问题的分类 二、应用牛顿第二定律解题规律分析 题目类型及流程如下： F合=ma a 1、Vt=V0+at 3、Vt2-V02=2ax 1、由左向右是已知力求运动状态，可将V 、a、x、t 中任何一个物理量作为未知量求解。 2、由右向左是已知运动求受力情况，可将未知力F、m中任何一个物理量作为未知量求解。 受力分析 例1:一个静止在水平面上的物体，质量为2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动。物体与地面间的动摩擦因数为0.21。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移？ 一、从受力确定运动情况 ①确定研究对象，对物体进行受力分析,由物体受力分析可得：f=μN F合 = F－f =（6.4－4.2）N=2.2 N ②由牛顿第二定律求解物体加速度 根据牛顿第二定律：F合 = ma，得： ③根据运动学公式求解速度与位移 4s末的速度 4s内的位移 例题2：一个物体受到竖直向上的拉力，由静止开始运动，已知向上的拉力 F 为 640N ，物体在最初 2s 内的位移为 6m ，问物体的质量为多少？ (已知力、运动求质量） 二、从运动情况确定受力 例3：一个质量为75kg的人，以2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为30o，在5s内滑下60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。　　 二、从运动情况确定受力 解：对人受力分析如图所示，建立直角坐标系，将重力G分解： 设人的加速度为a， 由运动学公式得: 可解得: 代入已知数值可得 a=4 m/s2 根据牛顿第二定律得： X轴上: mgsinθ-f阻=ma 代入数据可解得： f阻=67.5 N 方向沿斜面向上 三.应用牛顿运动定律解题步骤： 1、明确研究对象和研究过程； 2、分析受力情况、画出受力示意图； 3、分析运动情况、画出运动过程示意图； 4、统一单位； 5、应用F合=ma及运动学公式列方程解题。 6、进行必要的讨论或说明。 例题4：一位滑雪者如果以 v0＝20m/s 的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从冲坡开始计时，至 3.8s 末，雪橇速度变为零．如果雪橇与人的质量为 m ＝80kg ，求滑雪者受到的摩擦力为多少．（g＝10m/s2） （已知运动求力） 小结： 应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知物体受力情况求解物体的运动情况;另一类是已知物体的运动情况求解物体的受力情况．但无论是哪一类习题，它们的解题关键都是求加速度，它们的解题方法都遵循基本规律 应用牛顿定律解题 的步骤为: 1、明确研究对象和研究过程； 2、分析受力情况、画出受力示意图； 3、分析运动情况、画出运动过程示意图； 4、建立合适的直角坐标系，统一单位； 5、应用F合=ma及运动学公式列方程解题。 6、进行必要的讨论或说明。 例1. 如图，小车上固定一弯折杆ABC，C端固定一质量为 m的小球已知角 固定。当小车水平向左以加速度a=2g做匀加速运动时，求BC杆对小球的作用力大小。 mg T 注意：杆的弹力不一定沿着杆。 1.物体受两个力时，一般直接利用平行四边形法则。（首先应明确合力的方向） 补充例题: α B C A a 如图，一固定斜面倾角为θ，长度为L，物块m与斜面的动摩擦因数为μ，求物块从斜面顶端加速滑至底端所用的时间t. G N f x y a θ 解：如图所示建立平面直角坐标系，根据牛顿运动定律： 2.物体受三个或三个以上的力，一般采用正交分解法。 例2: 在x轴有： 在y轴有： ① ③ ② 由①②③式可得物块加速度为： 由运动学公式可知： ④ ⑤ 由④⑤式可得物块滑至底端所用的时间： θ θ （分解加速度） 电梯与地面夹角θ=30º。当电梯加速上升时，人对电梯的压力是重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？ a x y G f 点评：分解加速度方便之处在于，减少了矢量的分解， 并避免了分解待求的力。 分析：如图所示建立平面直角坐标系，根据牛顿运动定律： N 例3 在x轴有： 在y轴有： ① ② ③ 由①②③式可得人与梯面间的摩擦力： θ 三、典型题归纳 例. 如图所示，A、B、C、D四质量为m的小球，均处于静止状态， 现分别剪断A、C两小球上方的轻绳。试分析在剪断瞬间各小球的加速度。 mg mg mg mg 解（1）A、B两小球加速度 剪断前： 剪断瞬间： A B C D A B 三、典型题归纳 mg