内容正文:
六 牛顿运动定律的应用
zxxk
一、教学内容
F合=ma内涵的分析讲解,匀变速直线运动的七个公式。
F合=ma解决的两类问题。
二、课堂应用举例
课本P54[例题1]一个静止在水平地面的物体,质量m=2kg,在F=6.4N的 水平拉力作用下沿水平地面向右运动,物体与水平面间的动摩擦因数是μ=0.21。求物体在4s末的速度和4s内生的位移。
受力情况
mg
F
N
f
y
x
解:对物体受力分析如图,建立坐标如图示,因物体做初速度为0的匀加速运动,有
x方向:Fx合=F-μN=ma
y方向:Fy合=N-mg=0
代入数据解得 a=1.1m/s
由vt=at=1.1×4=4.4m/s 方向向右
由s=at2/2=1.1×42/2=8.8m 方向向右
总结出应用F合=ma的解题基本步骤。
例1变形
若F与水平方向成300,结果又怎么解?
受力分析
mg
F
N
f
y
x
300
解:对物体受力分析如图,建立坐标如图示,因物体做初速度为0的匀加速运动,有
x方向:Fx合=Fcos300-μN=ma
y方向:Fy合=N+Fsin300 -mg=0
代入数据解得 a= m/s
由vt=at= m/s 方向向右
由s=at2/2= m 方向向右
zxxk
【例2】一名滑雪者,质量m=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下,山坡的倾角θ=300,在t=5s的时间内下滑的路程s=60m,求滑雪者受到的阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力)
受力情况
a
mg
N
f
x
y
α
解:对滑雪者受力分析如图,建立坐标如图示,因物体做初速度为0的匀加速运动,有
由s=v0t+at2/2得 a=2(s-V0t)/t2=4m/s2
x方向:Fx合=mgsinα-f=ma
y方向:Fy合=N-mgcosα=0
代入数据解得 F=67.5N
例2变形
若施加一个F与斜面成角θ的力使一 质量为m的物块以加速度a沿倾角为α 斜面加速上滑,求物块与斜面间的动摩擦因数是多少?(不计空气阻力)
受力情况
a
mg
N
f
x
y
θ
F
α
解:对物块受力分析如图,建立坐标如图示,因物体做匀加速运动,有
x方向: