人教版高中物理必修1课件-第4章-4用牛顿第二定律解决问题（一） 17页

§6、用牛顿第二定律解决问题（一） 动力学的两类基本问题 受力 情况 运动 情况a 牛顿第二定律 运动学公式 例1:一个静止在水平面上的物体，质量为 2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向 右运动。物体与地面间的动摩擦因数为 0.21。求物体在4s末的速度和4s内发生的 位移？ 一、从受力确定运动情况 ①确定研究对象，对物体进行受力分析,由物体 受力分析得： F合=F1－F2=（6.4－4.2）N=2.2 N ②由牛顿第二定律求解物体加速度 根据牛顿第二定律：F合=ma，得： a=F合/m=2.2/2 m/s2=1.1m/s2 ③根据运动学公式求解速度与位移 由：vt =a t，得： vt=1.1×4 m/s=4.4 m/s 由： 得： 2 2 1 atx  牛顿第二定律的应用—正交分解法解题 牛顿第二定律的正交分解法解题：物体 受三个或三个以上的不同方向力的作用时， 一般都要用到正交分解法。 坐标系的建立原则： ①加速度尽量放在坐标轴上 ②未知量放在坐标轴上 ③尽量多的力在坐标轴上 总之，怎样方便就怎样建坐标系。 牛顿第二定律的正交表示： Ｆx合 = max ，Ｆy合=may 小试牛刀 § 如图所示：在水平方向运动的小车内用轻绳 悬吊的小球向后偏离竖直方向θ角后相对小 车静止，某时刻小车的速度为v,求小车速度 变为2v所需的时间t以及这段时间内小车的 位移x。 θ v 隐含条件——摩擦力的多变性 § 如图所示，有一质量为m的物体在某 时刻轻放在以v=4m/s匀速向右运动的 传送带上A端，A、B相距12m,已知动 摩擦因数为μ=0.1，求物体从A滑至B端所需时间t。 § （写在作业本上） v A B 例2：一个质量为75kg的人，以2m/s的 处速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角 为30o，在5s内滑下60m，求滑雪人受到 的阻力（包括摩擦和空气 阻力）。　　 §［解］对人受力分析如图所示，建 立直接坐标系，将重力G分解： §设人的加速度为a， §由运动学公式得: § §可解得 §代入已知数值可得 a=4 m/s2 §根据牛顿第二定律得： §X轴上: mgsinθ-f阻=ma §代入数据可解得： § f阻=67.5 N §方向沿斜面向上 例3：如图车厢沿水平方向以加速度a匀加速前进， 车厢后面的竖直内壁上一个物体A正好沿壁相 对车匀速下滑，求：物块和竖直壁间动摩擦因 数为μ。 aA • 解：设A物体的质量为mA • 对物体A进行受力分析如图 所示，建立直角坐标系， • 由牛顿第二定律得： • X轴：F1=mAa ① • Y轴：F2=mAg ② • 又因 F2=μF1 ③ • 联立以上方程得： • μ = g / a x y o 例3：如图车厢沿水平方向以加速度a匀加速前进， 车厢后面的竖直内壁上一个物体A正好沿壁相 对车匀速下滑，求：物块和竖直壁间动摩擦因 数为μ。 变式）如图沿水平方向 匀加速运动的车厢内，一细 线悬挂一质量为m的小球， 细线偏离竖直方向θ角恰好 相对车厢静止，车厢后面的 竖直内壁上一个物体A正好 沿壁相对车匀速下滑，求： 物块和竖直壁间动摩擦因数 为μ （写在作业本上） aA aA θ 例4：用倾角θ=30°的传送带传送m=0.5kg 的物体，物体与传送带间无滑动，求在下 述情况下物体所受摩擦力； （１）传送带静止； （２）传送带以v=3m／s 的速度匀速向上运动； （３）传送带以a=2m／s２ 加速度匀加速向下运动。 θ 解：物体的受力分析如图所示。 （１）传送带静止：物体受沿斜面向上 的摩擦力设为f，由物体处于平衡状态得： x轴：f-mgsinθ＝０ 即 f=mgsinθ = 0.5×9.8×0.5 N＝ 2.45N 方向沿斜面向上 （２）传送带匀速斜向上时，物体受沿 斜面向上的摩擦力设为f，物体处于平衡 状态，同理：f=2.45N 方向沿斜面向上 （３）传送带加速斜向下时： 设摩擦力沿斜面 向下为f， 由牛顿第二定律得： f + mgsinθ = ma， 代入数据解得f = -1.5N 负号说明f方向沿斜面向上。 θ xx y （1）牛顿运动定律分析问题的一般方法 （2）学习物体受力分析的方法（正交分 解）及学会做一般题目。 小结： 作业布置 § 1、总结题型和方法 2、抄题1、2 ; • 1、如图所示，有一质量 • 为m的物体在某时刻轻放 • 在以v=4m/s匀速向右运动(g=10m/s2答案t=5s) • 的传送带上A端，A、B相距12m,已知动摩擦 因数为μ=0.1，求物体从A滑至B端所需时间t。 v A B 2、变式）如图沿水平方向匀加 速运动的车厢内，一细线悬挂一质量 为m的小球，细线偏离竖直方向θ角 恰好相对车厢静止，车厢后面的竖直 内壁上一个物体A正好沿壁相对车匀 速下滑，求：物块和竖直壁间动摩擦 因数为μ(答案μ =1/tanθ) aA θ