《牛頓運(yùn)動(dòng)定律專題》PPT課件

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1、(一)力、加速度、速度關(guān)系:思考:合力與速度有沒有必然聯(lián)系?合力與加速度有沒有必然聯(lián)系?例1、設(shè)雨滴從很高處豎直下落,所受空氣阻力Ff和其速度v成正比.則雨滴的運(yùn)動(dòng)情況是()A.先加速后減速,最后靜止B.先加速后勻速C.先加速后減速直至勻速D.加速度逐漸減小到零BD(二)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析瞬時(shí)加速度問(wèn)題剛性繩(或接觸面):不發(fā)生明顯形變就可以產(chǎn)生彈力,我們認(rèn)為其產(chǎn)生的彈力可以瞬間有或消失。彈性繩(或彈簧):由于其產(chǎn)生彈力時(shí)形變量較大,其彈力不可以在瞬間消失。例2、如圖兩個(gè)質(zhì)量均為m的物體用一根輕彈簧相連,再用一根細(xì)線懸掛在天花

2、板上靜止,當(dāng)剪斷細(xì)線的瞬間,兩物體的加速度各為多大?AB解:剪斷細(xì)繩前后對(duì)兩物體進(jìn)行受力分析:AB剪斷前AB剪斷后由剪斷后受力可得:aA=2gaB=0如圖a所示,一質(zhì)量為m的物體系于長(zhǎng)度分別為l1、l2的兩根細(xì)繩上,l1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為θ,l2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài),現(xiàn)將l2線剪斷,求剪斷瞬間物體的加速度。下面是某同學(xué)對(duì)該題的一種解法:【例3】設(shè)l1線上拉力為T1,l2線上拉力為T2,重力為mg,物體在三力作用下保持平衡:T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ。剪斷線的瞬間,T2突

3、然消失,物體即在T2反方向獲得加速度。因?yàn)閙gtanθ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向。你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎?請(qǐng)?jiān)u價(jià)說(shuō)明。模型分析法【例4】若將圖a中的細(xì)線l1改為長(zhǎng)度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,如圖b所示,其他條件不變,求解的步驟與(1)完全相同,即a=gtanθ,你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎?請(qǐng)說(shuō)明理由。(三)用正交分解法和牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理動(dòng)力學(xué)問(wèn)題:思考:何為正交分解法?如何應(yīng)用正交分解法處理動(dòng)力學(xué)問(wèn)題呢?例5、質(zhì)量為m的物體放在傾角為α的斜面上,物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,如果給物體施加一個(gè)水平的力F,使物體沿

4、斜面向上以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則力F應(yīng)為多大?F分析與解答:對(duì)物體進(jìn)行受力分析:重力、支持力、摩擦力、推力。將力沿平行于斜面和垂直于斜面正交分解,分別在兩個(gè)方向求合力,列方程:FGFNFfα沿斜面方向:Fcosα—mgsinα—Ff=ma垂直斜面方向:FN—mgcosα—Fsinα=0Ff=μFN聯(lián)立三式解得:F=m(a+gsinα+μcosα)/(cosα—μsinα)(四)運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律處理簡(jiǎn)單連接體問(wèn)題思考:如果兩個(gè)物體同時(shí)受一個(gè)動(dòng)力而一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí),要分析它們間的相互作用力,應(yīng)該怎樣去處理呢?例6、如圖所示,A

5、、B兩木塊的質(zhì)量分別為mA、mB,在水平推力F作用下(作用在A上),沿光滑水平面勻加速向右運(yùn)動(dòng),求A、B間的彈力FN。FAB分析與解答:由于兩個(gè)物體一起加速運(yùn)動(dòng),可以先對(duì)整體列一個(gè)方程,然后在對(duì)其中一個(gè)物體列方程,即隔離物體列方程,即可求得物體間的相互作用力,設(shè)加速度為a,分別對(duì)整體和部分受力分析列方程:對(duì)整體:F=(mA+mB)a對(duì)A:F—FN=mAa對(duì)B:FN=mBa聯(lián)立上面任意兩個(gè)方程可得:FN=mBF/(mA+mB)AB【例7】1966年曾在地球上空完成以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的測(cè)定質(zhì)量的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)時(shí)用質(zhì)量為m1的雙子星號(hào)

6、宇宙飛船A去接觸正在軌道上運(yùn)行的質(zhì)量為m2的火箭組B,接觸以后,開動(dòng)A的尾部推進(jìn)器,使A、B共同加速,如圖所示,推進(jìn)器平均推力為897N,從開始到t=7s時(shí)間內(nèi),測(cè)得A、B速度改變量為0.91m/s,且m1=3400kg,則m2=.3、整體隔離法【例8】(2007·江蘇)如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊,其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是μmg?,F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊,使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng),則輕繩對(duì)m的最大拉力為()A.B.C.D.整體隔離法整體

7、隔離法DACBF2mm2mmmm2m2mTμmg而繩子拉力T給C、D系統(tǒng)提供加速度。故拉力最大值:②解:分析可知,加速度到達(dá)最大值的臨界條件是A、B間達(dá)到最大靜摩擦力:①③2、題目中出現(xiàn)“最大”“正好”等詞語(yǔ),一般隱含著臨界問(wèn)題。極限法----臨界狀態(tài)討論1、極限法往往包含有假設(shè),即假設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程達(dá)到極限狀態(tài);(五)簡(jiǎn)單臨界問(wèn)題的分析和求解例9、如圖所示,質(zhì)量為m=4kg的小球掛在小車前壁上,細(xì)線與豎直方向成37°角,要使小球?qū)π≤嚨膲毫偤脼榱愕植幻撾x車壁,求:小車應(yīng)如何運(yùn)動(dòng)?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(

8、g=10m/s2)解答:我們可以先分析當(dāng)小車靜止時(shí)小球的受力:重力,繩的拉力,車壁的支持力,若要使車壁的支持力為零,小球剛好不離開車壁,則繩的拉力和球的重力合力應(yīng)該水平向右,即小車有向右的加速度,表現(xiàn)為向右加速或者是向左減速運(yùn)動(dòng):GFTF對(duì)小球運(yùn)用牛頓第二定律可得:F=ma即

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