牛顿运动定律的应用
学习目标:
1、进一步理解牛顿三定律的内容。
2、熟练应用牛顿运动定律处理相关问题。 3、锻炼分析解题能力,熟悉解题步骤。 学法指导:
首先熟练掌握并理解牛顿运动定律的内容,在此基础上结合--相互作用---章节中所学重力、弹力、摩擦力的基本知识,准确无误的对物体进行受力分析,同时对运动学中所学物体运动公式及运动规律再度复习,然后结合典型例题对该部分知识进行应用性训练,达到应用自如的目的。 知识准备与导航:
1、什么是匀变速直线运动?(典型特点)
2、匀变速直线运动的基本公式:速度公式: ;
位移公式: ;
3、三个常用推论: a ;
b ; c ;
4、弹力、摩擦力有无及方向的判断?
5、摩擦力(静摩擦力及滑动摩擦力的计算方法及公式)
注:①认清是动摩擦还是静摩擦之后再进行运算
②摩擦力的方向与物体运动及相对运动方向的关系
6、牛顿第一定律说明的问题:力不是 ;
力是 ;
7、惯性:a:惯性是物体的固有属性,与物体的运动状态、所处位置无关。
b: 是描述物体惯性大小的唯一量度。
8、牛顿第二定律表达式: ;
公式中各物理量的含义?(五个关系:因果,瞬时,矢量,同体,数值) 9、牛顿第三定律:作用力反作用力的关系及与平衡力的异同? 10、对物体受力分析的方法及注意事项。 应用类型思路分析:(牛顿第二定律F=ma)
典型例题解析与欣赏:
例题:一个滑雪的人,质量=75kg,以 v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾
o
角θ=30,在t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力。(包括摩擦和空气阻力)
[来源:学_科_网][解析]:分析 这个题目是,已知运动情况求未知力.滑雪人受到3个力的作用:重力G=mg,方向竖直向下;山坡的支持力F2,方向垂直于山坡,指向滑雪人;阻力F1,方向沿山坡向上.
如图3-11所示的那样,建立平面直角坐标系.把重力G沿x轴和y轴的方向分解,得:G1=mgsinθ,G2=mgcosθ.在垂直于山坡的方向上,物体没有发生位移,没有加速度,G2和F2大小相等,方向相反,彼此平衡.物体所受的合力F等于G1和F1的合力,取沿山坡向下的方向为正方向,则有,F=G1-F1.合力的方向沿山坡向下,使滑雪人产生沿山坡向下的加速度.
滑雪人的加速度可由运动学的公式求得,再根据牛顿第二定律即可求得未知力. 解 已知v0=2m/s,s=60m,t=5s,θ=30°,m=75kg.用运动学
=4m/s
滑雪人所受的阻力可由牛顿第二定律F=G1-F1=ma求得
F1=G1-ma =mgsinθ-ma =67.5N
在实际问题中,常常需要从物体的运动情况来确定未知力.例如,知道了列车的运动情况,根据牛顿运动定律可以确定机车对列车的牵引力.又如,根据天文观测知道了月球的运动情况,就可以知道地球对月球的引力情况.牛顿当初探讨了这个问题,并进而发现了万有引力定律
问题思考:1、受力分析应注意什么问题?
2、分析求合力过程中方法选择的技巧是什么。 3、正交分解法应用时的技巧。
4、应用牛顿运动定律解题的思路。
2
课堂练习:
1、 以15m/s的速度行驶的无轨电车,在关闭电动机后,经过10s停下来。电
3
车的质量是4.0×10kg,求电车所受阻力。
2、 民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动冲气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑到底上。若机舱口下沿距地面3.2m,气囊所构成的斜面长度为4.0m,一个质量60kg的人沿气囊滑下时所受阻力为240N,人滑至气囊底端时速度有多大?
小结:1、利用牛顿运动定律解题常见类型有两个,已知运动情况分析受力情况;
已知受力情况分析运动情况
2、解题过程中对研究对象受力分析为关键环节,准确无误的画出物体所受
的力,避免添和漏的情况,按顺序受力分析。
3、受力情况较复杂的应建立正交坐标系,注意建正交坐标系的法。 4、准确列出方程,注意力的方向。
[来源:学科网ZXXK]
[来源:学*科*网]
[来源:Zxxk.Com]
3.5.2 牛顿运动定律的应用
班级________姓名________学号_____
学习目标:
1. 知道连结体问题。
2. 理解整体法和隔离法在动力学中的应用。 3. 初步掌握连结体问题的求解思路和解题方法。
学习重点: 连结体问题。
学习难点: 连结体问题的解题思路。 主要内容:
一、连结体问题
在研究力和运动的关系时,经常会涉及到相互联系的物体之间的相互作用,这类问题称为“连结体问题”。连结体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统。 F F A B A B
V B A F
二、解连接体问题的基本方法:整体法与隔离法
当物体间相对静止,具有共同的对地加速度时,就可以把它们作为一个整体,
通过对整体所受的合外力列出整体的牛顿第二定律方程。
当需要计算物体之间(或一个物体各部分之间)的相互作用力时,就必须把各个物体(或一个物体的各个部分)隔离出来,根据各个物体(或一个物体的各个部分)的受力情况,画出隔离体的受力图,列出牛顿第二定律方程。
许多具体问题中,常需要交叉运用整体法和隔离法,有分有合,从而可迅速求解。
【例一】如图所示,置于光滑水平面上的木块A和B,其质量为mA和mB。当水平
力F作用于A左端上时,两物体一起作加速运动,其A、B间相互作用力大小为N1;当水平力F作用于B右端上时,两物体一起做加速度运动,其A、B间相互作用力大小为N2。则以下判断中正确的是( ) A.两次物体运动的加速度大小相等 B.N1+N2 [来源学科网Z,X,X,K]【例二】如图,A与B,B与地面的动摩擦因数都是μ,物体A和B相对静止,在 拉力F作用向右做匀加速运动,A、B的质量相等,都是m,求物体A受到的摩擦力。 【例三】如图所示,质量为ml的物体和质量为m2的物体,放在光滑水平面上,用仅 能承受6N的拉力的线相连。ml=2kg,m2=3kg。现用水平拉力 F拉物体ml或m2,使物体运动起来且不致把绳拉断,则F的大小和方向应为( ) A.10N,水平向右拉物体m2 m2 m1 B.10N,水平向左拉物体m1 C.15N,水平向右拉物体m2 D.15N,水平向左拉物体m1 【例四】如图,ml=2kg,m2=6kg,不计摩擦和滑轮的质量,求拉物体ml的细线的拉 力和悬吊滑轮的细线的拉力。 [来源:Zxxk.Com] 【例五】如图所示的三个物体质量分别为m1和m2和m3,带有滑轮的物体放在光 滑水平面上,滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计,为使三个物体无相对运动。水平推力F等于多少? [来源:Z#xx#k.Com][来源学。科。网] 课堂训练: l.如图所示,光滑水平面上有甲、乙两物体用绳拴在一起,受水平拉力F1、F2作 用,已知F1<F2,以下说法中错误的是( ) A.若撤去F1,甲的加速度一定增大 F2 F1 乙 甲 B.若撤去F2,乙的加速度一定增大 C.若撤去Fl,绳的拉力一定减小 D.若撤去F2,绳的拉力一定减小 2.两重叠在一起的滑块,置于固定的、倾角为θ的斜面上,如图所示,滑块A、 B的质量分别为M、m,A与斜面间的动摩擦因数为μ1,B与A之间的动摩擦因数为μ2,已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,滑块B受到的摩擦力( ) A.等于零 B.方向沿斜面向上。