牛顿定律的运用VIP专享VIP免费

5.牛顿运动定律的运用一.牛顿三定律回顾•第一定律：定性指出了物体运动和受力之间的关系，即：力是改变物体运动状态的根本原因•第二定律：定量指出了物体运动和受力之间的关系，即：力产生加速度的根本原因，F=ma•第三定律：定量指出了物体间发生相互作用时所遵循的力学规律，即F=-F'何为牛顿运动定律的运用？给定的已知量运用公式和相关规律得出未知量二.动力学两类基本问题广义1.已知受力情况，求运动情况2.已知运动情况，求受力情况狭义1.已知恒力，求匀变速运动2.已知匀变速运动，求恒力F=ma受力情况受力分析力的分解力的合成运动情况第一类基本问题第二类基本问题求解第一类问题的一般步骤和方法•1.确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力示意图•2.根据力的合成和分解，求出物体所受的合外力（大小和方向）•3.根据牛顿第二定律（F=ma）列方程，求出物体的加速度a•4.结合给定的物体运动的初始条件，选择适当的运动学公式，求出所需运动参量，并分析讨论结果是否正确三.典型例题展示：已知受力，求运动•例1已知质量m=4kg的物体，在一个平行于斜面向上的拉力F=40N作用下，从静止开始沿斜面向上运动，如图所示，已知斜面足够长，倾角α=37°物体与斜面间的动摩擦因素μ=0.2，力F作用了5s，求物体在5s内的位移和在5s末的速度（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）解：第1步：确定研究对象，进行受力分析，并画出示意图第2步：由力的合成分解求合力x：F合=F－f－G1y：N=G2f=μNG1=GsinαG2=GcosαG=mg第3步：由F=ma列方程，求加速度a由牛顿第二定律F=ma得：F合=ma解得：a=2.4m/s由由第4步：由运动学公式求所运动参量课堂活动•质量m=2kg的物体，在水平恒力F=4N作用下，在水平地面以4m/s的速度作匀速直线运动。（g=10m/s2）求撤去恒力F直到物体停下来，物体的位移是多少？求解第二类问题的一般步骤和方法•1.确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力示意图•2.根据物体运动情况，由运动学公式求出物体加速度a•3.根据牛顿第二定律（F=ma）列方程，求出物体所受的合外力•4.结合力的合成和分解，根据某些给定条件，从而求出未知力或者与力相关的物理量四.典型例题展示：已知运动，求解受力•例2如图所示，质量m=0.5kg的物体在与水平面成30°角的拉力作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过0.5m的距离速度由0.4m/s变为0.6m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因素μ=0.1，求力F的大小。（g=10m/s2）NfmgFyFxyx解：第1步：确定研究对象，进行受力分析，并画出示意图第2步：由运动情况和运动学公式求出加速度a分析可知物体做匀变速直线运动由得第3步：根据F=ma列方程，求出物体所受合外力由牛顿第二定律F=ma得F合=ma=Fcos30-μ(mg-Fsin30)第4步：根据力的合成分解求解所未知量x：F合=Fx－fy：mg=N+Fyf=μNFx=Fcos30°,Fy=Fsin30°解得：F=0.66N•一物体静止在水平地面上，若给物体施加一水平推力F，使其做匀加速直线运动，物体与地面间的动摩擦因素0.4，物体质量为10kg，在开始运动后的6s内发生的位移是18m，求所施加的力F的大小（g=10m/s2）课堂活动五.课后练习•某物体做直线运动的v－t图像如图所示，据此判断(F表示物体所受合力，x表示物体的位移)四个选项中正确的是（）