牛顿运动定律的应用(经典课件)

由此 纽带计算出
受力分析
力的合成或分解、正交 分解求
F合＝ma
出合力
a
运动学公式
运动情况 （v，s，t）
即：由研究对象的受力入手，求得它运动的加速度，然
后再利用运动学公式去求相关的运动物理量
例题二：有一辆汽车质量为1吨，已知发动机正常工 作时的牵引力为800N，汽车行驶时的阻力为300N， 求汽车由静止开始运动10秒内的位移？
4、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方 向或加速度方向为正方向。 5、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列 方程； 6、解方程，对结果进行分析、检验或讨论。
用牛顿运动定律解决传送带问题
例：如图，传送带始终保持V=1m/s的速 度水平向右移动，现将一质量为M=0.5kg 的工件无初速度地放在传送带左端的A点， 已知工件与传送带间的动摩擦系数为0.1， A,B两点间的距离L=2.5m,求物体由A运动 到B所经历的时间。

23.4 5 2
9.2(m
s2)
t
对物体受力分析：
v2
F
a
由 mg-F=ma 得 F=mg-ma
=1.6(N)
mg
3.质量为m＝4 kg的小物块在一个平行于斜面的拉力F＝ 40N的作用下，从静止开始沿斜面向上滑动，如图8所 示。已知斜面的倾角α＝37°，物块与斜面间的动摩擦 因数μ＝0.2，斜面足够长，力F作用5s后立即撤去，求： （1）前5 s内物块的位移大小及物块在5 s末的速率； （2）撤去外力F后4 s末物块的速度。
分析： 本题是一道已知力求运动的题目。
思路： 解题的关键求出加速度a
运动公式
受力分析
求合力F合
加速度a
物体的运动
牛顿第二定律
解题思路：
受力分析
求合力F合
运动公式
加速度a
物体的运动
牛顿第二定律
解：受力分析如右图所示 F合=F- f = 800—300=500N
m=1吨=1000kg
F=800N
a=F合 m = 500/1000 = 0.5 m/s2
解:（1）由v-t 图象可知，物块在6~9s内做匀速运动，
由F-t图象知，6~9s的推力F3=4N
F/N
故Ff=F3=4N
①6
4
v/(ms-1 )
6 3
2 0
t/s 0
36 9
t/s
36 9
（2）由v-t 图象可知，3~6s内做匀加速运动，
由 a vt v0
②
t
得 a=2 m/s2
③
（3）在3~6s内，由牛顿第二定律有：
1．已知物体的受力情况，要求确定物体的 运动情况
处理方法：已知物体的受力情况，可以求 出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以 求出物体的加速度，再利用物体的初始条 件（初位置和初速度），根据运动学公式 就可以求出物体的位移和速度．也就是确 定了物体的运动情况．
2．已知物体的运动情况，要求推断物体 的受力情况
F2 – Ff = ma 且 Ff=μN=μmg 由以上各式求得：
④ ⑤
m=1kg μ=0.4
⑥
复习精要
二、应用牛顿运动定律解题的一般步骤
1、审题、明确题意，清楚物理过程； 2、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个 物体组成的物体组； 3、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力 的示意图；
例三：一个滑雪人，质量为m＝75kg，以 v0＝
2m/s的初速度沿山坡加速滑下，山坡倾角 为30°，在t＝5s的时间内滑下的位移为x ＝60m，求滑雪人受到的阻力。 (g=10N/kg)
分析：本题要求滑雪人所受 的阻力，我们就必须清楚他 的受力情况，因此先对他进 行受力分析：
30°
受力分析
物体一共受到重力G，弹力N，阻力（包括摩擦力和空气 阻力）f
如果需知道物体之间的相互作用力，就需要把物体从 系统中隔离出来将内力转化为外力，分析物体的受力 情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列出方程 ，隔离法和整体法是互相依存，互相补充的，两种方 法互相配合交替应用，常能更有效地解决有关连接体 的问题。
例：如图所示，光滑水平面上并排放置着A， B两个物体，A的质量是5Kg，B的是3Kg， 用F=16N的水平外力推动这两个物体，使 它们共同匀加速直线运动，求A，B间的弹 力大小。
解 (1)分析受力情况画受力图
建立直角坐标系
YN
X
GX f
8
8
G
GY
解： (2)5s末撤去F，物块由于惯性仍向上滑行一 定距离和一段时间。其受力如下：
建立直角坐标系
a N
V
GX
f X
GY Y
G
请计算物块向上 滑行的时间。 （时间不足4S）
则4S末，物块已 经向下滑了。
二、简单连接体问题的处理方法 在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体之间 的相互作用力，并且各个物体具有大小和方向都相同 的加速度，就可以把它们看成一个整体（当成一个质 点），分析受到的外力和运动情况，应用牛顿第二定 律求出加速度（或其他未知量）；
处理方法：已知物体的运动情况，由运 动学公式求出加速度，再根据牛顿第二 定律就可以确定物体所受的合外力，由 此推断物体受力情况．
应用牛顿定律解题规律分析题目流程：
物体受力情况
物体运动情况
牛顿第二定律
F合=ma
加速度
a
运动学基本公式
vt=v0+at x= v0t+at2/2 vt2-v02=2ax
V0=0
t=10s
x

v0t

1 2
at 2
=

1/2
×
0.5
×102
= 25m
N f =300N
G
2．已知物体的运动情况，要求推断物体 的受力情况
处理方法：已知物体的运动情况，由运 动学公式求出加速度，再根据牛顿第二 定律就可以确定物体所受的合外力，由 此推断物体受力情况．
第二类问题：
已知物体的运动情况求受力
图象问题
15．（12分）放在水平地面上的一物块，受到方向不 变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物 块速度v与时间t的关系如图所示. 取重力加速度g=10 m/s2.试利用两图线求：
（1）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小； （2）物块在3~6s的加速度大小； （3）物块与地面间的动摩擦因数.
例一：一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，
在10N的推力作用下沿水平地面向右运动，物体与 水平地面间的滑动摩擦力是4N，求物体在4s末的 速度和4s内的位移。
分析： 题目要求4s末的速度和4s内的位移，物体
的初始状态是静止的，在力的作用下应当作匀加 速直线运动，我们就要应用运动学的规律求解问 题——
核心：牛顿第二定律 F=ma
# 把物体的受力和物体的运动情况有机 地结合起来了
# 因此它就成了联系力和运动的纽带
力
F＝ma 运动
# 综合运用牛顿定律就可以来解决一些生活 中的实际问题。
解 题 一般步骤： 步 （1）确定研究对象； 骤 （2）进行受力及状态分析；
（3）取正方向，求合力，列方程； （4）统一单位，解方程； （5）检验结果．
公式：vt＝v0＋at
x＝v0t＋1/2at2
因为v0＝0，所以
vt＝a t
x＝1/2at2
只要加速度a 知道了，问题将迎刃而解。
问题的关键就是要找到加速度 a
总结：已知物体的受力情况，求物体的运动
• 通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体 的受力情况，求物体的运动情况，一般思路为：
研究对象 受力情况
牛顿运动定律知识结构 牛顿运动定律
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
当物体不受外 力或合外力为 零时总保持静 止或匀速直线 运动状态。
物体的加速度 两个物体间的
与合力成正比， 与物体的质量 成反比。
作用力和反作 用力大小相等, 方向相反,作用 在同一直线上
F合 = ma
F=－F ＇
一、动力学的两类基本问题
物 体的受力情况：F合＝G2－f，得：
f＝G2－F合 ＝mg·sin30°－ma ＝75×10× sin30°－75 ×4
总结：已知物体的运动情况，求物体的受力
• 通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体 的运动情况，求物体的受力情况，一般思路为：
运动情况 （v，s，t） 运动学公式
a
想到牛 顿运动
F合＝ma
定律
由此
力的合成或分解
纽带计算出F合，再进一步 受力分析 正交分解
所求的力
即：由研究对象的运动情况入手，求得它运动的加速度，然再利用牛顿第
二定律去求合力，再通过受力分析，结合力的合成或分解，以及正交分解求
出所需要求的力。
例1.一个物体受到竖直向上的拉力,由静止 开始向上运动.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 量是多少?
补充：一个物体在斜面上运动，已知斜面倾角为

求以下情况物体沿斜面的加速度：

(1)若斜面光滑;

(2)若斜面粗糙, 动摩擦因素为 ,物体
沿斜面下滑

(3)若斜面粗糙, 动摩擦因素为 ,物体
沿斜面上滑
跟踪练习
1、一物体以初速度20m/s自倾角为37°的 斜面向上滑动，2.5秒后速度为零，求斜 面与物体间的动摩擦因数。 (g=10N/kg)
9．如图4－31所示，五快质量相同的木快并排放在光
滑的平面上，水平外力F作用在第一快木块上，则第三
快木块对第四快木块的作用力为
，第四快木
块所受合力为