用牛顿定律解决问题 (二).ppt

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解:
设汽车运动方向为正方向
关闭发动机后：
f阻
x
汽车水平受力如右图(1)
汽车初速 v0=100km/h=27.8m/s
图(1)减速时
汽车末速 v=0
汽车运动时间 t=70s
因有牛此顿，第汽二车定的律加得速汽度车受到a1 的 阻力v为tv0
v0 t
负号表f 阻 示 4 与m 速N 3 1 度 方 a 7 m 向t相0反 v 11 k7 0 g 2 s.0 8 0 m 7/s 4k 3 .m g 7 /s2
独立性
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讨论：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使
物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却 提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？
答：没有矛盾，
(1)从平衡角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为 0，所以加速度也为0；
(2)从力的角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上
微观形变---可突变（轻绳中的拉力、支 持力、压力）
宏观形变---不可突变（弹簧的弹力、橡 皮绳的拉力）
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• 如图所示，质量均为m的A、B两球用轻弹簧 连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静 止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时 A和B两球的瞬时加速度各是多少？
aA=2g，方向竖直向下
aB=0
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• (大纲全国Ⅰ高考·单选)如图所示，轻弹簧上端
与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的
木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，
并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，
设抽出木板的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为

和水球组成的系统其重心有向下的加速度，整个系统将处 于失重状态，故台秤的示数将变小． 答案：A
一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中(如下
图所示)，指针示数变化应是____________．
答案：先减小，后增加，再还原 解析：人蹲下的过程经历了加速向下、减速向下和静
止这三个过程.
一种巨型娱乐器械——“跳楼机”(如图所示)可以使人 体验超重和失重．一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖 直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由
两力的合力与第三力等大、反向求源自，可以据力三角形求 解，也可用正交分解法求解．
解法1 用合成法
取足球作为研究对象，它们受重力G＝mg、墙壁的支 持力F1和悬绳的拉力 F2三个共点力作用而平衡，由共点力 平衡的条件可知，F1和F2的合力F与G大小相等、方向相反， 即F＝G，从图中力的平行四边形可求得：
Fx合＝0 零．即 Fy合＝0
特别提醒： 正确区分“静止”和“v＝0”．物体处于静止状态时， v＝0，a＝0是平衡状态；但是，当v＝0时，物体不一定处
于平衡状态，如自由落体运动初始状态或竖直上抛运动物
体到达最高点时v＝0，但a＝g，不是平衡状态．
如图所示，斗牛将人高高挑起处于静止状态，则下列 说法正确的是 ( )
点评：相对解析法而言，作图法比较直观，本题是定
性比较问题，选用作图法较为方便，平行四边形是由两个 全等的三角形构成，因而在分析动态变化问题时选用三角 形定则更为方便．
(安徽阜阳一中09－10学年高一上学期期末)在固定于
地面的斜面上垂直安放了一个挡板，截面为圆的柱状物体 甲放在斜面上，半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡 板之间，没有与斜面接触而处于静止状态，如图所示．现 在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F，使甲沿

向右的拉力F=30N作用。
g取10m/s2，问(1)经过多长时间物体的时间变为
8m/s向右运动?
(2)这段时间内物体通过的位移是多大?
其方向如何?
υ
F
分析：物体水平向左运动时，受滑动摩擦 力和水平向右的拉力F而做匀减速运动，直 到速度为零，由于水平向右的拉力 F>μmg=20N，物体再由静止开始向右匀加 速，直到速度达到题目中的要求为止，在 物体向左运动的过程中，设其加速度为α1 ， 根据牛顿第二定律α1=(F+μmg)/m =(30+0.4×5×10)/5m/s2 =10m /s2
常数k的说法正确的是：（C D）
A、在任何情况下都等于1
B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D、在国际单位制中，k的数值一定等于1
巩固新知
2.关于物体的质量、加速度和合力之间的关系，下列说
法正确的是 （ D ）
A. 质量较大的物体加速度一定小 B. 受到合力较大的物体加速度一定大 C. 物体所受合力的方向一定与物体的运动方向相同 D. 物体所受合力的方向一定与物体加速度的方向相同
t
由s= 1αt2，所以α = 2s/t2
2
=(2×1000)/10000=0.2m/s2
由牛顿第二定律，求物体所受合外力 F合=mα， F合 =1000000×0.2=200000N 又F合=F牵-F阻，且F阻=0.005G F牵= F合+ F阻=200000 +1000000× 0.005
=2.05×105 N
kx＋μmg＝ma，a随x的增大而增大，故此过程a与v反向，物体的速 度不断减小．综上所述选项B、C正确．
变式训练1

＝2ax
牛顿第二定律F合＝ma，确定了运动和力的关系，使我们能够把物
体的运动情况与受力情况联系起来。
重力 弹力 摩擦力
F合＝ma 桥梁
v＝v0＋at
两类动力学问题
1.两类动力学问题 第一类：已知受力情况求运动情况。 第二类：已知运动情况求受力情况。 2. 解题关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动分析； (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相 互联系的桥梁．
01
从受力确定运动情况
知识要点
已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下， 要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。
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(运动学量)。
【例题】：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3.4 m/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 10 m/s2。 （2）若运动员仍以3.4 m/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？
F 370
θmFf g 【解析】物体受力分析如图所示 由牛顿第二定律，可得:
Fcosθ-µFN=ma
FN
FN+Fsinθ=mg
4s末的速度 4s内的位移
典例分析
汽车轮胎与公路路面之间必须要有足够大的动摩擦因数，才能保证汽车 安全行驶。为检测某公路路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数，需要测试 刹车的车痕。测试汽车在该公路水平直道上以54 km/h的速度行驶时，突 然紧急刹车，车轮被抱死后在路面上滑动，直至停下来。量得车轮在公 路上摩擦的痕迹长度是17.2 m，则路面和轮胎之间的动摩擦因数是多少？ 取 g＝10 m/s2。

31
解析:(1)物体做初速度为零的匀加速直线运动,设其加速度为 a0.
则有
L=
1 2
a0
t02
由牛顿第二定律得 F-Ff=ma0,Ff=μmg
联立以上三式,并代入数据得:μ=0.5. (2)有力作用时,设物体的加速度大小为 a,由牛顿第二定律 得:Fcos 37°-μ(mg-Fsin 37°)=ma
二、动力学两类基本问题
1.由受力情况判断物体的运动情况:处理这类问题 的基本思路是:先求出几个力的合力,由牛顿第二定 律(F 合=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求 出速度或位移.
4
2.由运动情况判断物体的受力情况:处理这类问题的 基本思路是:已知加速度或根据运动规律求出加速度, 再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.
27
(3)选取正方向或建立坐标系.通常以加速 度的方向为正方向或以加速度方向为某一 坐标轴的正方向. (4)求合力 F 合. (5)根据牛顿第二定律 F 合=ma 列方程求解, 必要时还要对结果进行讨论.
28
【例 3】(2013 菏泽模拟) 如图,质量 m=2 kg 的物体 静止于水平地面的 A 处,A、B 间距 L=20 m.用大小为 30 N,沿水平方向的外力拉此 物体,经 t0=2 s 拉至 B 处.(已知 cos 37°=0.8,sin 37°=0.6, 取 g=10 m/s2). (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ; (2)用大小为 30 N,与水平方向成 37°的力斜向上拉此物体, 使物体从 A 处由静止开始运动并能到达 B 处,求该力作用的最 短时间 t.
木块 2 根据牛顿第二定律可得(m+M)g=Ma2,即
mM
a2=
g,因此选项 C 正确,选项 A、B、D 错误.

步骤三
分析数据，得出结论。根据实验数据，分析加速度与力和质量的关系，得出结论并与牛顿第二定 律的理论值进行比较。
05
学生互动与答疑
学生提问环节
总结词
鼓励学生提问，提高课堂参与度
详细描述
在牛顿第二定律的说课中，教师应当鼓励学生主动提问，表达自己的疑惑和见解。这样可以激发学生 的学习兴趣，提高他们的课堂参与度，同时也有助于教师了解学生的学习情况，及时调整教学策略。
在小组实验中，我学会了与他人 合作，合理分工，共同完成任务
。
对未来学习的展望
深入研究牛顿第二定律的应用
加强实验技能训练
我希望在未来的学习中，能够进一步探索 牛顿第二定律在各个领域的应用，例如在 航天、机械、物理等方面的应用。
我希望能够有更多的机会进行实验操作， 提高自己的实验技能和数据处理能力。
拓展知识面
通过本节课的学习，我深入理解 了牛顿第二定律的内容和意义， 掌握了其表述方法和应用范围。
掌握了实验技巧
通过实验操作，我学会了如何正 确使用实验器材，如何控制实验 条件，以及如何处理实验数据。
提高了解决问题的能力
通过分析和解决实验中遇到的问 题，我提高了自己的逻辑思维和
问题解决能力。
培养了团队协作精神
课程目标
01
掌握牛顿第二定律的基本概念和公式。
02
理解牛顿第二定律在分析物体运动状态变化中 的作用。
03
能够运用牛顿第二定律解决实际问题。
02
牛顿第二定律的讲解
牛顿第二定律的内容
总结词
阐述牛顿第二定律的内容，即物体加 速度的大小与作用力成正比，与物体 的质量成反比。
详细描述
解释牛顿第二定律的含义，说明物体 加速度与作用力之间的关系，以及加 速度与物体质量之间的关系，强调加 速度是物体运动状态改变的度量。

第四章
3
运动和力的关系
牛顿第二定律
学习目标
1.理解牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义。
2.理解国际单位制中力的单位。
3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。
如何利用自制简易加速度计粗略测量自己的
加速度呢？
小车质量一定：
拉力F/N 0.5 0.7
回顾
1
1.2
1.5
1.14 1.44 1.87 2.13 2.57
1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的
质量成反比；加速度的方向和作用力的方向相同。
2.表达式：
=
二、牛顿第二定律的应用
例题 1：在平直路面上，质量为1100 kg的汽车在进行研发测试，
当速度达到100 km/h 时取消动力，经过70 s停了下来。汽车受
到的阻力是多少？重新起步加速时牵引力为2000 N，产生的加
（5）实际物体所受的力往往不止一个，式 = 中的F指的
是物体所受的合力合 。
（6）牛顿第二定律是连接运动与力的桥梁。
二、牛顿第二定律的应用
练习：甲、乙两辆小车放在水平桌面上，在相同拉力的作用下，
甲车产生的加速度为1.5 m/ ，乙车产生的加速度为4.5 m/ ，
甲车的质量是乙车的几倍?（不考虑阻力)
同体性：F、m、a对应于同一物体
应
用
的作用力_________。
质量__________.
一、牛顿第二定律的表达式
/ ∙ −2
/ ∙ −2
1
/(−1 )

/
1
a∝
m
a∝F

∝

∝
1 = 1kg ∙ 1m/ 2

小结：物体自由沿斜面运动的时间(1)
1.在等高斜面上自由下滑的时间 加速度a=gsin 斜面长S=h/sin
下滑时间t=(2S/a)1/2= (2h/g sin2)1/2
结论：物体从等高斜面上自由下滑时， 倾角越小，下滑时间越长。
h
2.在等底斜面上自由下滑的时间 加速度a=gsin 斜面长S=L/cos
f=µN
Vt=V0+at=at
例３、一个滑雪的人，质量m=75kg，以V0=2m/s的初速度 沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角ß=300，在t=5s的时间内 滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力 和空气阻力)。
思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利 用牛顿第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。
牛顿第二定律的应用
例题1：一个静止在水平地面上的物体，质量 是2Kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地
Байду номын сангаас
面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦
力是4.2N。求物体4s末的速度和4s内发生的
位移。
解：对物体进行受力分析画图如右
由图知：F合=F-f=ma
f F
a= F f 6.4 4.2 1.1m / s2
70cm，这相当于标准身高男性跳过210m高的
摩天大楼，其跳跃能力远远超过了人们以前
所公认的自然界跳高冠军——跳蚤。当沫蝉
起跳时，加速度可达到4000m/s2。求它起跳
N
时所承受的地面对它的支持力是其体重的多 少倍。（取g=10m/s2)
a F合=N-G=ma
F合 =ma=5×2N=10N 4。分析物体受力情况，建立直角坐标系，由力的合 成与分解求出F
X方向 Fcos 370 -f=ma= F合 Y方向 N+Fsin 370 -mg=0 又 f=uN 联立三式可得F=17.6N