4.5 牛顿运动定律的应用 课件

4.5牛顿运动定律的应用,为了尽量缩短停车时间，旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢？,牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的的方向跟作用力的方向相同。F指的是物体所受的合力m为物体的质量a是物体的加速度，注意方向力和运动情况联系在一起。,一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量。,解题的一般步骤：（1）确定研究对象，构建模型：（2）对这个物体进行受力分析：（3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式顺序：yxmgFNTT1T2)amgFNF牵Ff,水平或竖直方向：F合=运动方向的力-反向的力建立坐标系：x、y轴：F合=运动方向的力-反向的力（5）根据牛顿第二定律列方程F合=ma速度公式：vt=vo+at导出公式：vt2－v02=2ax（6）画运动草图，应用运动学公式求未知（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合位移公式：,例题1:运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。（1）运动员以3.4m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2。（2）若运动员仍以3.4m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？分析(1)由解题步骤来求解即可。（2）注意第一阶段的末速度是第二阶段的初速度。,（1）确定研究对象，构建模型：（2）对这个物体进行受力分析：解：mgFN①竖直向下的重力mg；②地面对物体向上的支持力FN；③水平向左的摩擦力Ff。（3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式Ff物体向右减速运动；所以在竖直方向没有发生位移，没有加速度，所以重力mg和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡。即y轴方向：mg=FN（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合,在x轴方向：F合=运动方向的力-反向的力=0－Ff（5）根据牛顿第二定律列方程F合=ma。-Ff=ma1Ff=μFNa1=-0.2m/s2-μmg=ma1（6）画运动草图，应用运动学公式：导出公式：vt2－v02=2a1x1代入数据得：x1=28.9m,（2）同理，设冰壶滑行10m后的速度为v10，则对冰壶的前一段运动有v102＝v02＋2a1x10冰壶后一段运动的加速度为a2＝－µ2g＝－0.02×0.9×10m/s2＝－0.18m/s2滑行10m后为匀减速直线运动，由v2－v102＝2a2x2，v＝0，得第二次比第一次多滑行了（10＋21－28.9）m＝2.1m,二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定就可以确定物体所受的力。处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。和前面的在第四第五步，相反。,（1）确定研究对象，构建模型：（2）对这个物体进行受力分析：解：①竖直向下的重力mg；②垂直斜面向上的支持力FN；③沿斜面向上的阻力Ff。例题2、一个滑雪的人，质量m=75Kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=30o，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）。mgFNFf（3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式yxmgsin30omgcos30o（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合,在x轴方向有：F合=运动方向的力-反向的力=mgsin300－Ff（5）根据牛顿第二定律列方程F合=ma。物体沿斜面向下加速运动；所以在y轴方向没有发生位移，没有加速度，所以重力分力mgcos300和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡。即y轴方向有：mgcos300=FN（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合,（6）画运动草图，应用运动学公式：t=5sＸ=60m位移公式：代入数据得：把a=4代入得：,可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁。求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。受力情况合力Fa运动情况,一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况。处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量。二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定就可以确定物体所受的力。处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。