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4.6用牛顿运动定律解决问题(一)
x=60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)
Hale Waihona Puke 更上一层:此题中如果忽略空气阻力作 用,如何求滑雪板与雪面间 动摩擦因数?
x
y
FN
F阻
Gx
θ
Gy
θ
G
我的课堂我收获
物体的受力情况
物体的运动情况
牛顿第二定律
加速度
桥梁
运动学基本公式
2、运用牛顿运动定律解题的一般步骤:
分清哪类问题
1、确定研究对象。
气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜
面,人员可沿斜面滑行到地上。若气囊所构成的 斜面长度为L=8m,斜面与地面所成夹角为30o 。 质量为m=60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力 f=240N,求人滑至气囊底端的时间t 。 (g=10 m/s2)
mg sin 300 f ma
代入数值得:a 1m s 2
4s内发生的位移。
问题:
N
1.物体的受力情况如何?
f
F
2.物体所受的合力如何?
G 3.物体的运动情况中已知哪些量?要求末速度和位移, 还差什么量?
V O =O
t=4s
X=?
V t=?
4.如何求加速度? 借助于牛顿第二定律F合=ma,利用合力来求加速度。
解:由图知:F合=F-f=ma
N
f
F
a F f 6.4 4.2 m / s2 1.1m / s2
2、分析研究对象的受力情况,必要时画 受力的示意图。
3、分析研究对象的运动情况,必要时画 运动过程简图。
4、利用牛顿第二定律或运动学公式求加 速度。
5、利用运动学公式或牛顿第二定律进一 步求解要求的物理量。
【练习1】质量为0.5 kg的物体在与水
平面成37°角的斜向上拉力F作用下,沿 水平桌面静止向右做直线运动,经过0.5 m的距离,速度为2m/s,已知物体与桌面间 的动摩擦因数μ=0.1,求作用力F的大小.
解:以物体为研究对象,受力分析,建立坐标系如图
所示, 取速度方向为正方向
a v2 22 m/s2 4m/s2 2x 20.5
根据牛顿第二定律:Fcos37 Ff ma(1)
竖直方向没有加速度,所以:
正
FN Fsin37 G 0(2)
a
FN y
v
而Ff μFN(3)
Fsin37º
F
有(1)(2)(3)式可得: Ff
x
t2
25
由牛顿第二定律F合 = ma得:Gx - F阻 = ma F阻 = Gx – ma = mgsin300 - ma = 67.5N
y
FN
F阻
Gx
θ
Gy
θ
G
从运动情况确定受力
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=300,在t=5s的时间内滑下的路程
G
时间L 就12 at是2 生命!
代入数值得:t 4s
课后作业
1.一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下 滑, 初速度是零,经过5.0 s的时间, 滑下 的路程是10m, 斜面的夹角是300,求木箱 和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10 m/s2)
2.质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它,刚好 能在水平面上匀速前进。求: (1)若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜 上方拉它,使物体由静止出发在水平面上前进2.3m时, 它的速度多大? (2)在前进2.3m时撤去拉力,又经过3s钟,物体的速 度多大? (3)物体总共通过多大位移?(g取10m/s2)
O
m
2
G
4s末的速度 vt at 1.1 4m / s 4.4m / s
4s内的位移 x 1 at2 1 1.1 42 m 8.8m
2
2
若该路段限速45km/h,测 出刹车痕迹为14m,试着估 算卡车是否超速?
(测得轮胎与水泥地面的动 摩擦因素为0.7)
二、从运动情况确定受力
物体受 力情况
牛顿第 二定律
加速度 a
运动学 公式
物体运 动情况
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=300,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)
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=300,在t=5s的时间
x=60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)
解:如图所示,对人进行受力分析并建立直 角坐标系,将重力正交分解,在与山坡垂直 的方向,没有发生位移,没有加速度,所以 FN = Gy,F合 = Gx - F阻
由x
v0t
1 2
at 2得
a 2(x v0t) 2(60 2 5) m s2 4 m s2
导出公式:vt 2- vo 2 =2ax
加速度a
2、牛顿第二定律:F=ma
第四章 牛顿运动定律
一、 从受力确定运动情况
物体受 力情况
牛顿第 二定律
加速度 a
运动学 公式
物体运 动情况
例1.一个静止在水平面上的物体,质量是2kg,在
6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动,物体与水
平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体4s末的速度和
人教版高一物理必修一
《用牛顿运动定律解决问题(一)》
月球与地球的平均距离是384400公里
合外力不为零
力 产生加速度 运动状态改变
牛顿第二定律
加速度和力的关系
F=ma
(1)瞬时性 (2)同向性(3) 同体性(4)因果性(5)独立性
一、牛顿第二定律确定了运动和力的关系
1、运动学公式
速度公式 :v = vo+at 位移公式:x= vot +at2 /2
N
F f
G
▪
F ma μmg c os 37 μs in37
37°
x
x Fcos37º X
=0. 5 4+0. 1 0. 510 N 0. 8+0. 1 0. 6
2.9N
G
【练习2】一架”歼-15”飞机质量为m=2×104kg,
在水平跑道上由静止运动L=160m,获得起飞速度
为V=40m/s。飞机在此过程中受到的平均阻力大小
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)
y
分析:
1.滑雪者受到哪些力的作用?你能 分析出合力的方向吗?
2.如何建立直角坐标系?
x
3.滑雪者运动的加速度为多大?方向 呢?
FN
F阻 Gx
θ
Gy
θ
G
从运动情况确定受力
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=300,在t=5s的时间内滑下的路程
为f=2×104N。假设飞机质量恒定,可视为质点,
航母处于静止状态。求飞机的发动机的牵引力F大
小。
0
v
L
V 2 0 2aL
FN
f
V
G
代入数值得:a 5 m s2
F F -f ma
代入数值得:F 1.2105 N
【练习3】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