牛顿定律运用(定稿)
牛顿三定律的应用
牛顿三定律的应用引言:牛顿三定律是经典力学的基石,它描述了物体受力和运动的关系。
在物理学和工程学等领域中,牛顿三定律被广泛应用于解释自然现象、设计力学系统以及解决实际问题。
本文将介绍牛顿三定律的应用,并以几个具体案例来说明它在实际中的重要性。
第一节:牛顿第一定律的应用(惯性定律)牛顿第一定律也被称为惯性定律,它表明当物体受到合力为零时,物体将保持静止或匀速运动状态。
这一定律的应用非常广泛,以下是两个例子:1.例子一:车辆刹车过程当车辆行驶时,司机突然刹车。
根据牛顿第一定律,车辆将继续前进一小段距离,直到摩擦力使车辆停下。
在这个例子中,物体的惯性使它保持原有的运动状态,而摩擦力才是使其停下的原因。
2.例子二:运动员起跑时的加速运动员起跑时,会用力向后推出。
根据牛顿第一定律,运动员起跑时的反作用力将使他向前加速。
这个例子展示了牛顿第一定律中的“作用力与反作用力相等、方向相反”的关系。
第二节:牛顿第二定律的应用(动量定律)牛顿第二定律描述了物体受力与加速度之间的关系。
它也是我们常说的“力等于质量乘以加速度”。
以下是两个应用牛顿第二定律的例子:1.例子一:物体的自由落体运动物体在重力作用下自由落体时,根据牛顿第二定律,物体的重力与质量成正比,即质量越大,加速度越大。
这解释了为什么两个质量不同的物体在同等重力作用下会以不同的加速度下落。
2.例子二:弹簧振子的运动弹簧振子是通过弹性力恢复到平衡位置的往复运动。
根据牛顿第二定律,恢复力与物体的质量成正比,加速度与恢复力和质量成反比。
因此,质量越大,振子的加速度越小。
第三节:牛顿第三定律的应用(作用力与反作用力)牛顿第三定律表明,对于任何一个物体的作用力,都有一个与之大小相等、方向相反的反作用力作用于另一个物体。
以下是两个应用牛顿第三定律的例子:1.例子一:打击运动在击球运动中,当球员用球棒击球时,球棒对球施加一个作用力,球也对球棒施加一个大小相等、方向相反的反作用力。
牛顿运动定律的综合应用
机器人的移动和操作也遵循牛顿第一定律,通过编程控制机器人的运动轨迹和 姿态,实现各种复杂动作。
02
CATALOGUE
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的基本理解
01
02
03
牛顿第二定律
物体加速度的大小跟它所 受的合力成正比,跟它的 质量成反比,加速度的方 向跟合力的方向相同。
公式
F=ma,其中F代表物体所 受的合力,m代表物体的 质量,a代表物体的加速 度。
轨道力学
火箭发射和卫星入轨需要精确的力学计算,包括牛顿第二定律的应用 ,以确定火箭所需的推力和轨迹。
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牛顿运动定律的综 合应用
contents
目录
• 牛顿第一定律的应用 • 牛顿第二定律的应用 • 牛顿第三定律的应用 • 牛顿运动定律的综合应用案例
01
CATALOGUE
牛顿第一定律的应用
惯性系与非惯性系
惯性系
一个不受外力作用的参考系,物 体在该参考系中保持静止或匀速 直线运动状态。
非惯性系
一个受到外力作用的参考系,物 体在该参考系中不会保持静止或 匀速直线运动状态。
划船
划桨时水对桨产生反作用力,使船前进。
3
走路
脚蹬地面时,地面给人一个反作用力,使人前进 。
牛顿第三定律在科技中的应用
喷气式飞机
通过燃烧燃料喷气产生反作用力,推 动飞机前进。
火箭推进器
电磁炮
通过电磁力加速弹丸,使其获得高速 ,射出后产生反作用力推动炮身运动 。
火箭向下喷射燃气产生反作用力,推 动火箭升空。
03
转向稳定性
汽车在转弯时,向心力(根据牛顿第二定律)的作用使车辆维持在转弯
《牛顿定律的应用》 讲义
《牛顿定律的应用》讲义一、牛顿定律的概述牛顿运动定律是物理学中的重要基石,由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
牛顿第一定律指出,任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
牛顿第二定律表明,物体的加速度与作用在它上面的合力成正比,与物体的质量成反比,其表达式为 F = ma。
牛顿第三定律则阐述了相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
二、牛顿第一定律的应用1、惯性现象在日常生活中,惯性现象无处不在。
当汽车突然启动时,乘客会向后倾倒,这是因为乘客的身体具有保持原来静止状态的惯性;当汽车紧急刹车时,乘客会向前冲,这是因为乘客的身体具有保持原来运动状态的惯性。
同样,在乘坐公交车时,如果车辆急转弯,我们会感到身体向一侧倾斜,这也是惯性在起作用。
2、体育竞技在体育运动中,牛顿第一定律也有广泛的应用。
例如,在跳远比赛中,运动员需要助跑一段距离,这是为了利用惯性在起跳时获得更大的速度和距离。
在投掷标枪、铁饼等项目中,运动员在投掷前的助跑和旋转动作,也是为了增加惯性,从而提高投掷的效果。
3、交通运输在交通运输领域,了解惯性对于保障安全至关重要。
例如,车辆在行驶过程中需要保持适当的车距,以防止前车突然刹车时发生追尾事故。
此外,安全带和安全气囊的设计也是为了减少惯性对乘客造成的伤害。
当车辆发生碰撞时,乘客由于惯性会继续向前运动,安全带可以将乘客束缚在座位上,安全气囊则可以起到缓冲作用,减轻乘客受到的冲击力。
三、牛顿第二定律的应用1、物体的加速运动牛顿第二定律告诉我们,当物体受到的合力不为零时,物体将产生加速度。
例如,在举重比赛中,运动员用力举起杠铃,对杠铃施加了一个向上的力,这个力大于杠铃的重力,从而使杠铃产生向上的加速度。
同样,在火箭发射时,火箭发动机产生的强大推力克服了地球的引力和空气阻力,使火箭获得巨大的加速度,从而能够升入太空。
牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用(精选6篇)牛顿运动定律的应用篇1教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇2教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇3教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇4教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇5教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇6教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.。
浅析牛顿定律在实际生活中的应用
浅析牛顿定律在实际生活中的应用
牛顿定律是由英国数学家和物理学家约翰·牛顿于17世纪研究得出的力学定律,他将经典力学中所有的知识揉之成一论,三大定律即为之。
他的定律被誉为自然界的普遍性规律,在实际生活中也有广泛的运用:
(1)宇宙空间飞行:人们在设计宇宙飞船时,需要对物体的移动情况
进行计算,而它们的运动过程就是根据牛顿定律而开展的,从而保证
飞船能够正确的完成任务。
(2)水利工程:用牛顿定律能够算出水体在引水渠、水库等的流速、
流量及运动方式,从而构建水利科技,解决人们的给水问题。
(3)生产机械:对于精密机械来说,要求其运动轨迹必须准确,牛顿
定律可以求出力与运动过程之间的关系,从而为机械节点的运动提供
了参考依据。
物理学牛顿定律的应用
物理学牛顿定律的应用物理学中的牛顿定律是描述物体运动的基本定律之一。
它由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出,包括了物体的运动状态以及所受力的关系。
这一定律被广泛应用于各个领域,包括力学、动力学、工程学等等。
本文将从实际生活和应用角度来介绍牛顿定律的应用。
1. 牛顿第一定律的应用牛顿第一定律,也被称为惯性定律,表明物体在受力作用下保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到外力。
这一定律在日常生活中应用广泛,比如:a) 车辆行驶中的运动状态:当车辆在平稳的路面上行驶时,我们可以观察到车内乘客和物体的运动状态。
根据牛顿第一定律,乘客和物体跟随车辆保持相对静止或匀速直线运动的状态。
b) 滑雪运动:在滑雪过程中,滑雪者会保持滑行的状态,除非受到外力干扰,比如碰撞或转向。
这同样符合牛顿第一定律的描述。
c) 电梯运行中的人体感受:当电梯突然启动或停止时,我们会感受到自身被推或拉的效果。
这是因为人体的惯性使其保持原有的静止或运动状态。
2. 牛顿第二定律的应用牛顿第二定律描述了物体受力和加速度之间的关系,表达为F=ma,其中F代表物体所受力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
基于牛顿第二定律,我们可以看到以下应用:a) 汽车加速:当我们踩下汽车油门时,车辆会产生加速度。
根据牛顿第二定律,所受到的推动力(引擎输出的动力)与汽车的质量和加速度成正比。
b) 物体的运动轨迹:通过施加力来改变物体的速度和方向,进而改变物体的运动轨迹。
如运用牛顿第二定律可以计算出抛体运动物体的运动轨迹,还可以计算出飞机的升力和推力之间的关系。
c) 弹簧振子的周期:对于一个简谐振动的弹簧振子,其振动周期与所施加的力成正比。
根据牛顿第二定律,可以计算出振子回复力与质量和加速度的关系,从而求解振动周期。
3. 牛顿第三定律的应用牛顿第三定律表明任何两个相互作用的物体都会对彼此产生相等大小、方向相反的力。
它有着广泛的应用,其中包括:a) 火箭推进原理:火箭通过燃烧燃料产生的高速喷出物质,从而产生后向的反作用力,推动火箭向前。
《牛顿定律的应用》 讲义
《牛顿定律的应用》讲义一、牛顿定律的概述牛顿运动定律是物理学中的基本定律,由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
牛顿定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律,也被称为惯性定律,指出任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
牛顿第二定律表明,物体的加速度与作用在它上面的合力成正比,与物体的质量成反比,其表达式为 F = ma ,其中 F 是合力,m 是物体的质量,a 是加速度。
牛顿第三定律指出,相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
二、牛顿第一定律的应用在日常生活中,牛顿第一定律有着广泛的应用。
比如,当我们乘坐汽车时,如果汽车突然急刹车,我们的身体会向前倾。
这是因为在汽车刹车前,我们和汽车一起向前运动,当汽车急刹车时,我们的身体由于惯性要保持原来的运动状态,所以会向前倾。
再比如,在体育运动中,跳远运动员在起跳前需要助跑。
助跑的目的是利用惯性,在起跳时获得更大的速度,从而跳得更远。
在航天领域,卫星在太空中绕地球运行时,不需要持续的动力来维持其运动状态。
这是因为在没有外力作用的太空中,卫星会按照其初始的速度和方向一直运动下去,符合牛顿第一定律。
三、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律在工程和技术领域有着重要的应用。
例如,在汽车设计中,工程师需要考虑汽车的加速性能。
要提高汽车的加速度,就需要增加发动机的输出功率,或者减小汽车的质量。
在建筑施工中,起重机吊起重物时,需要根据重物的质量和所需的加速度来计算所需的拉力。
通过牛顿第二定律 F = ma ,可以准确地确定起重机所需提供的力,以确保安全和高效地吊起重物。
在体育运动中,例如短跑比赛,运动员的加速能力取决于他们施加在地面上的力以及自身的体重。
通过训练提高腿部力量,运动员可以增加施加的力,从而提高加速度,在比赛中取得更好的成绩。
牛顿第二定律的应用(经典、全面、实用)
t2
1
FN
F阻
t
代入数据可得: F阻=67.5N
F阻 方向沿斜面向上
解:滑雪的人滑雪时受力如图,
将G分解得: F1= mgsinθ F 1-F 阻=m a
① ②
θ mg
2 m ( x - v 0 t)
FN
F1
θ
F阻 F2
由①②③得F阻=F1-m a = mgsinθ-
代入数据可得: F阻=67.5N
37 °
例4:如图所示,传送带与地面倾角为37 ° ,从A到B长度为16m,传送带以v= 20m/s,变:(v= 10m/s)的速率逆时针 转动.在传送带上端A无初速地放一个质量 为m=0.5kg的物体,它与传送带之间的动 摩擦因数为μ=0.5.求物体从A运动到B 所需时间是多少.(sin37°=0.6)
B.tl>t2>t3
C.tl<t2<t3
D.t3>tl>t2
练习 如图,底板光滑的小车上用两 个量程为20N,完全相同的弹簧甲和乙 系住一个质量为1Kg的物体,当小车在 水平路面上匀速运动时,两堂皇秤的读 数均为10N,当小车做匀加速运动时, 甲的读数是8N,则小车的加速度 是 ,方向向 。(左、 右)
A
B
变式训练2:如图所示,一平直的传送带以速度V =2m/s匀速运动,传送带把A处的工件运送到B处, A、B相距L=10m.从A处把工件无初速地放到传送 带上,经时间t=6s能传送到B处,欲用最短时间 把工件从A处传到B处,求传送带的运行速度至少 多大.
A
B
例题分析:
例2:如图所示,一水平方向足够长的传 送带以恒定的速度V=2m/s沿顺时针方向 匀速转动,传送带传送带右端有一与传 送带等高的光滑水平面,一物体以恒定的 速率V’=4m/s沿直线向左滑上传送带,求 物体的最终速度多大?
《牛顿定律的应用》 讲义
《牛顿定律的应用》讲义一、牛顿定律概述牛顿定律是物理学中的基石,由艾萨克·牛顿爵士提出,包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律,也称为惯性定律,指出任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
简单来说,就是物体如果不受力,就会保持原来的状态;如果受力,运动状态就会改变。
牛顿第二定律描述了物体所受的合力与加速度之间的关系。
其表达式为 F = ma,其中 F 是合力,m 是物体的质量,a 是加速度。
这一定律告诉我们,当对物体施加的力越大,它的加速度就越大;物体的质量越大,相同的力作用下加速度就越小。
牛顿第三定律表明,相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
比如,你推墙时,墙也会以同样大小的力推你。
二、牛顿定律在日常生活中的应用1、行走与跑步当我们行走或跑步时,脚向后蹬地,地面给我们一个向前的反作用力,推动我们前进。
这是牛顿第三定律的体现。
如果地面太滑,摩擦力不足,我们就难以获得足够的反作用力,容易滑倒。
2、汽车的启动与制动汽车启动时,发动机产生的牵引力克服摩擦力和空气阻力,使汽车加速前进,这符合牛顿第二定律。
而制动时,刹车系统施加阻力,使汽车减速直至停止,同样遵循牛顿第二定律。
3、体育运动在篮球运动中,投篮时球出手后的飞行轨迹受到重力和空气阻力的影响。
重力使球下落,而球出手时的初速度和方向决定了其运动轨迹。
这可以通过牛顿第二定律来分析和预测。
在举重比赛中,运动员要克服杠铃的重力将其举起。
杠铃的质量越大,运动员需要施加的力就越大,这体现了牛顿第二定律。
4、电梯的运行当我们乘坐电梯上升时,电梯对我们的支持力大于重力,使我们产生向上的加速度。
下降时,支持力小于重力,产生向下的加速度。
这都是牛顿第二定律在起作用。
三、牛顿定律在工程领域的应用1、桥梁建设在桥梁设计中,必须考虑桥梁自身的重量以及车辆通过时产生的力。
牛顿定律的应用举例介绍演示文稿
y
v0
Fr
A
k 0
m2g k2
ln(1
mv0
k
cos
x)
o
Pv
k 0
x
16
第16页,共19页。
例5 一质量 m,半径 r
的球体在水中静止释放沉入水
底.已知阻力 Fr 6πr,ηv
η为粘滞系数,求 v(t).
解 取坐标如图
mg FB 6πrv ma
令 F0 mg FB;b 6πηr
11
第11页,共19页。
例4 设空气对抛
体成的正阻比力,与即抛Fr体的速kv度,
y v0
质抛k 量射为为角比为例m、系 初.数速 求.为 抛抛体体v0运、的
o
动的轨迹方程.
x
12
第12页,共19页。
解 取如图所示的
Oxy平面坐标系
m dvx dt
kvx
y v0
Fr A Pv
m dvy dt
FB
Fr
t , vL F0 / b(极限速度)
当t 3m b 时
v
y
P
v vL (1 0.05) 0.95vL F0 v
一般认为 t≥3m b , v vL b
o
t
19
第19页,共19页。
(g
a)
FT
2m1m2 m1 m2
(g
a)
ar
ar
a
m1 m2
FT10
y
aF2T2
a1
P1 y
P2 0
6
第6页,共19页。
例2 如图,长为 的l轻 绳,一端系质量为 的小m球,
另一端系于定点 , o 并t 具 有0时水小平球速位度于最,低求位小置球,
牛顿定律的综合应用
牛顿运动定律的综合应用1.超重和失重(1)视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重.(2)超重、失重和完全失重的比较2.整体法和隔离法(1)整体法当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时,可以把系统内的所有物体看成一个整体,分析其受力和运动情况,运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法.(2)隔离法当求系统内物体间相互作用的内力时,常把某个物体从系统中隔离出来,分析其受力和运动情况,再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法.(3)外力和内力如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力.应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力;如果把某物体隔离出来作为研究对象,则内力将转换为隔离体的外力.[自我诊断]1.判断正误(1)超重就是物体的重力变大的现象.()(2)减速上升的升降机内的物体,物体对地板的压力大于重力.()(3)加速上升的物体处于超重状态.()(4)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态.()(5)物体处于超重或失重状态,完全由物体加速度的方向决定,与速度方向无关.()(6)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法.()(7)求解物体间的相互作用力应采用隔离法.()2.如图所示,将物体A放在容器B中,以某一速度把容器B竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器B的底面始终保持水平,下列说法正确的是( )A.在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零B.上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力3.(2017·安徽蚌埠模拟)如图所示,A、B两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F拉A,使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动,这时弹簧长度为L1;若将A、B置于粗糙水平面上,用相同的水平恒力F拉A,使A、B一起做匀加速直线运动,此时弹簧长度为L2.若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是( )A.L2=L1B.L2<L1C.L2>L1D.由于A、B质量关系未知,故无法确定L1、L2的大小关系4.从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球,小球到达最高点的时刻为t1,下落到抛出点的时刻为t2.若空气阻力的大小恒定,则在下图中能正确表示被抛出物体的速率v随时间t的变化关系的图线是( )考点一超重和失重问题1.不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变.2.在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失.3.尽管物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态.4.尽管整体没有竖直方向的加速度,但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度,整体也会出现超重或失重状态.1.(2017·福建莆田模拟)关于超重和失重现象,下列描述中正确的是( )A.电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于超重状态B.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,列车上的乘客处于超重状态C.荡秋千时秋千摆到最低位置时,人处于失重状态D.“神舟”飞船在绕地球做圆轨道运行时,飞船内的宇航员处于完全失重状态2.(多选)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力( )A.t=2 s时最大 B.t=2 s时最小C.t=8.5 s时最大 D.t=8.5 s时最小3.(2017·浙江嘉兴模拟)如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验,风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”.此过程中( )A.地球对人的吸引力和人对地球的吸引力大小相等B.人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力C.人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小D.人被向上“托起”时处于失重状态考点二连接体问题1.处理连接体问题常用的方法为整体法和隔离法.2.涉及隔离法与整体法的具体问题类型(1)涉及滑轮的问题若要求绳的拉力,一般都必须采用隔离法.例如,如图所示,绳跨过定滑轮连接的两物体虽然加速度大小相同,但方向不同,故采用隔离法.(2)水平面上的连接体问题①这类问题一般多是连接体(系统)各物体保持相对静止,即具有相同的加速度.解题时,一般采用先整体、后隔离的方法.②建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则,或者正交分解力,或者正交分解加速度.(3)斜面体与上面物体组成的连接体的问题当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,解题时一般采用隔离法分析.3.解题思路(1)分析所研究的问题适合应用整体法还是隔离法.①处理连接体问题时,整体法与隔离法往往交叉使用,一般的思路是先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力;②对于加速度大小相同,方向不同的连接体,应采用隔离法进行分析.(2)对整体或隔离体进行受力分析,应用牛顿第二定律确定整体或隔离体的加速度.(3)结合运动学方程解答所求解的未知物理量.[典例1] 如图所示,物块A和B的质量分别为4m和m,开始A、B均静止,细绳拉直,在竖直向上拉力F=6mg作用下,动滑轮竖直向上加速运动.已知动滑轮质量忽略不计,动滑轮半径很小,不考虑绳与滑轮之间的摩擦,细绳足够长,在滑轮向上运动过程中,物块A和B的加速度分别为( )A.aA=g,aB=5g B.aA=aB=gC.aA=g,aB=3g D.aA=0,aB=2g1.(多选)如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的光滑斜面上,用始终平行于斜面向上的恒力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,为了增加轻线上的张力,可行的办法是( )A.增大A物的质量 B.增大B物的质量C.增大倾角θ D.增大拉力F2. 如图所示,质量为M、中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m的小铁球,现用一水平向右的推力F推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角,则下列说法正确的是( )A.小铁球受到的合外力方向水平向左B.凹槽对小铁球的支持力为C.系统的加速度为a=gtan αD.推力F=Mgtan α考点三动力学中的图象问题1.常见的图象有v-t图象,a-t图象,F-t图象,F-a图象等.2.图象间的联系加速度是联系v-t图象与F-t图象的桥梁.3.图象的应用(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线,要求分析物体的运动情况.(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线,要求分析物体的受力情况.(3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析.4.解答图象问题的策略(1)弄清图象坐标轴、斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义.(2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式,进而明确“图象与公式”、“图象与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断.1.(多选)如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示.若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出( )A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度2.(2017·河南郑州第一次质量预测)甲、乙两球质量分别为m1、m2,从同一地点(足够高)同时由静止释放.两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量).两球的v-t图象如图所示.落地前,经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2.则下列判断正确的是( )A.释放瞬间甲球加速度较大B.=C.甲球质量大于乙球质量D.t0时间内两球下落的高度相等3.(2017·广东佛山二模)广州塔,昵称小蛮腰,总高度达600 m,游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台.若电梯简化成只受重力与绳索拉力,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t图象如图所示.则下列相关说法正确的是( )A.t=4.5 s时,电梯处于失重状态B.5~55 s时间内,绳索拉力最小C.t=59.5 s时,电梯处于超重状态D.t=60 s时,电梯速度恰好为零考点四动力学中的临界、极值问题1.临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点.(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语,表明题述的过程存在着“起止点”,而这些起止点往往就对应临界状态.(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点.(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等,即是求收尾加速度或收尾速度.2.解决动力学临界、极值问题的常用方法极限分析法、假设分析法和数学极值法.考向1:极限分析法把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的.[典例2] 如图所示,一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后,两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B.若滑轮有一定大小,质量为m且分布均匀,滑轮转动时与绳之间无相对滑动,不计滑轮与轴之间的摩擦.设细绳对A和B的拉力大小分别为FT1和FT2,已知下列四个关于FT1的表达式中有一个是正确的.请你根据所学的物理知识,通过一定的分析,判断正确的表达式是( )A.FT1=B.FT1=C.FT1=D.FT1=考向2:假设分析法临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题.。
牛顿定律应用最新版
二、运动学公式 速度公式:v = v0 + at 位移公式:x = v0t + at2/2 导出公式:v2 - v02 = 2ax
[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4s内发生的位移。
fOF
竖直方向:合力为零,加速度为零。
水平方向:大小:F合=F-f;
G
方向与拉力F方向相同。
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?
已知初速度v0和时间t, 要求末速度vt和位移x,
v0=0
还差加速度a。
t=4s x=?
vt=?
4. 如何求加速度?
5. 本题的解题思路如何?
N
fOF
G
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。
f
5. 本题的解题思路如何?
N
OF
G
4. 如何求加速度?
N
借助于牛顿第二定律F合=ma,
利用合力来求加速度。
fOF
5. 本题的解题思路如何?
先受力分析求出合力,再用牛顿第 G 二定律求出加速度,最后用运动学公式求解。
f=µN
vt=v0+at
[例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=30,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
对人进行受力分析,建立坐标系,根据牛
牛顿三定律及应用
牛顿三定律及应用牛顿三定律是经典力学的重要基础,对于理解物体的运动以及力的相互作用具有关键性的作用。
本文将重点介绍牛顿三定律及其在实际应用中的具体运用。
第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,表明一个物体如果没有受到外力作用,其状态将保持不变。
换句话说,物体将一直保持静止或匀速直线运动的状态。
这意味着,物体的速度和方向会保持恒定直到有外力改变其状态。
理解牛顿第一定律的一个应用是,在车辆启动或刹车时,乘客体验到的惯性会导致身体向前或向后倾斜。
这是因为当车辆加速或减速时,乘客的身体会保持原来的状态,直至受到外力改变状态。
这一现象也解释了为什么在转弯时,车辆上的乘客会向相反方向倾斜。
第二定律:力的等效定律牛顿第二定律描述了力与物体运动的关系。
它表明,当一个物体受到外力作用时,其加速度与作用力成正比,与物体质量成反比。
数学上可以表示为F=ma,其中F代表作用力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
牛顿第二定律的应用广泛。
例如,在物体静止的情况下,我们可以通过施加引力或推力来使其运动起来。
此外,第二定律也提供了解释为什么质量较大的物体需要更大的力才能产生相同的加速度。
第三定律:作用力与反作用力牛顿第三定律指出,任何作用力都会引发一个大小相等、方向相反的反作用力。
简单来说,作用力与反作用力是一对相互作用的力,它们作用于不同的物体上。
这两个力的大小相等,方向相反。
一个常见的例子是摩擦力。
当我们在桌面上将纸片推出时,我们施加的推力会产生一个反向的摩擦力,阻碍纸片的运动。
牛顿第三定律解释了为什么我们需要施加足够大的力才能克服摩擦力推动物体。
总结牛顿三定律是力学研究的基础,揭示了物体运动和力的相互作用的本质。
通过理解这些定律,我们可以更好地解释和预测物体在外力作用下的行为。
在实际应用中,牛顿三定律帮助我们理解和设计各种机械系统、交通工具和建筑结构。
它们也被广泛应用于工程学、物理学和其他科学领域的研究。
总之,牛顿三定律是一个重要且广泛应用于力学研究的基础理论。
物理课上如何应用牛顿定律解决实际问题
物理课上如何应用牛顿定律解决实际问题一、牛顿定律的介绍与应用背景在物理学中,牛顿定律是解决力学问题的基础。
它由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪提出,被广泛应用于实际问题的求解中。
牛顿定律的核心思想是力的概念,通过确定物体所受的力和物体所产生的运动状态之间的关系,可以解决各种实际物理问题。
二、牛顿定律解决实际问题的基本原理牛顿第一定律,也被称为惯性定律,指出当一个物体不受外力作用时,其静止或匀速直线运动的状态将保持不变。
这个定律的主要应用是解决摩擦力问题。
例如,在物理课上,我们经常需要计算施加在运动物体上的摩擦力,通过牛顿第一定律,可以根据物体的质量和施加在物体上的外力来计算出摩擦力的大小。
基于这个原理,我们可以更好地理解物体运动的特性,并有效解决实际中的各种运动问题。
牛顿第二定律,也被称为加速度定律,规定了力、质量和加速度之间的关系。
根据这个定律,当施加在物体上的净力发生变化时,物体将产生加速度。
这个定律的应用非常广泛,例如在汽车制动过程中,我们可以通过牛顿第二定律计算出需要施加的制动力大小。
另外,牛顿第二定律还可以用来解决弹性力、摩擦力和重力等问题,进一步拓展了物理应用领域。
牛顿第三定律,也被称为作用与反作用定律,规定了力的相互作用。
根据这个定律,任何作用力都会产生一个等大反向的反作用力。
这个定律的应用非常广泛,例如在弹射器设计中,我们可以利用牛顿第三定律来计算所需的弹射力度。
此外,牛顿第三定律还可以解决物体碰撞和交互作用等问题,为实际物理问题的解决提供了重要依据。
三、牛顿定律在实际问题中的应用案例1. 火箭发射火箭发射是牛顿定律在实际问题中的一个重要应用。
火箭通过喷射高速气流产生的反作用力来推动自身运动。
根据牛顿第三定律,喷气口喷出的气流会产生一个等大反向的推力,使火箭获得加速度,并顺利脱离地球引力,进入太空。
在火箭设计中,我们需要根据质量和所需的加速度来计算所需的喷气速度和推力,以确保火箭能够顺利发射。
牛顿定律的应用
1.超重现象 当物体具有 向上 的加速度时,这个物体 向上 对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力) 它所受的重力,称为超重现象.
2.失重现象 当物体具有 向下 的加速度时,这个物体 对支持物的压力(或对悬挂绳的拉力) 小于 它所受的重力,称为失重现象. 当a=g时,F=0,此为 完全失重 状态.
1.研究物理问题时把所研究的对象作为 一个整体来处理的方法称为 法. 整体 2.研究物理问题时把所研究的对象从整 体中隔离出来进行独立研究,最终得出结 隔离 论的方法称为 法.
v0+0 解析: 汽车开始做匀加速直线运动 t. 解析:(1)汽车开始做匀加速直线运动 x0= 2 1 2x0 解得 v0= =4 m/s. t1 0-v0 - (2)汽车滑行减速过程加速度 a2= =-2 汽车滑行减速过程加速度 =- m/s2 t2 由牛顿第二定律有- 由牛顿第二定律有-Ff=ma2 解得 Ff=4×103 N × (3)开始加速过程中加速度为 a1 开始加速过程中加速度为 1 2 x0= a1t , 2 由牛顿第二定律有: - 由牛顿第二定律有:F-Ff=ma1 解得 F=Ff+ma1=6×103 N. = ×
答案: 答案:B 图9
3.如图10所示,质量为M的框架放在水 平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上, 下端固定一个质量为m的小球,小球上下 振动时,框架始终没有跳起,当框架对地 面压力为零瞬间,小球的加速度大小为 ( )
图10
解析:弹簧的弹力与框架的重力平衡,故 小球受的合外力为(M+m)g,对m由牛顿 第二定律得:(M+m)g=ma,所以该瞬 间a= g. 答案:D
►变式3:如图5所示,光滑水平面上并排 放置着A、B两个物体,mA=5 kg,mB= 3 kg,用F=16 N的水平外力推动这两个 物体,使它们共同做匀加速直线运动,求 A、B间弹力的大小.
牛顿运动定律的应用(经典课件)
用牛顿运动定律解决传送带问题
例:如图,传送带始终保持V=1m/s的速 度水平向右移动,现将一质量为M=0.5kg 的工件无初速度地放在传送带左端的A点, 已知工件与传送带间的动摩擦系数为0.1, A,B两点间的距离L=2.5m,求物体由A运动 到B所经历的时间。
y G1
f
30°
G
x
Nv
G2
由于物体是沿着山 体方向即斜面方向 滑动,所以合力方 向为沿斜面向下, 将重力分解为垂直 于斜面向下的G1和 沿斜面向下的G2
解题过程
解:由运动学公式:s=v0t+0.5at2 得: a=2(s-v0t)/t2=2x(60-
2x5)/52=4m/s 根据牛顿第二定律:F合=ma,结合
由此 纽带计算出
受力分析
力的合成或分解、正交 分解求
F合=ma
出合力
a
运动学公式
运动情况 (v,s,t)
即:由研究对象的受力入手,求得它运动的加速度,然
后再利用运动学公式去求相关的运动物理量
例题二:有一辆汽车质量为1吨,已知发动机正常工 作时的牵引力为800N,汽车行驶时的阻力为300N, 求汽车由静止开始运动10秒内的位移?
公式:vt=v0+at
x=v0t+1/2at2
因为v0=0,所以
vt=a t
x=1/2at2
只要加速度a 知道了,问题将迎刃而解。
问题的关键就是要找到加速度 a
总结:已知物体的受力情况,求物体的运动
• 通过刚才题目的分析和解答,对于已知物体 的受力情况,求物体的运动情况,一般思路为:
牛顿定律的应用
上运动,推力F与小环速度v随时间变化的规律如
图所示,(g=10m/s2) 求:
(1)小环的质量。
F
(2)细杆与地面间的倾角θ。
-1) 1
0 2 4 6t/s 0 2
t/s
谢谢聆听! 敬请指正!
(二)但有时以正交的力方向作为坐标轴的方向。
目的是减少正交分解的物理量简化解题过程。由于此时 加速度方向不沿坐标轴方向,故要将加速度正交分解。利用 牛二定律的独立性,在Y轴方向、X轴方向均列牛二方程。
五、图象类试题
例、固定光滑杆与地面成一定倾角,在杆上套有
一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向
四、正交分解时直角坐标系的方向
(一)一般是以加速度a的方向作为X轴的正方向
目的是使沿正半轴方向的力为正值,沿负半轴方向的力 为负值,将求某一坐标轴方向的合力由矢量运算转化成了代 数运算,这样根据牛二定律列方程求出的a为正值。因此, 对物体的运动状态分析后确定物体的加速度a的方向就很重 要,正交分解时分解力不分解加速度。列方程时,Y轴方向 列的是平衡方程,X轴方向列的是牛二方程。
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姓名:
牛顿定律
1、质量为10g 的子弹,以300m/s 的速度水平射入一块竖直固定的木板,把木板打穿,子弹穿出的速度为200m/s,木板厚度为10cm,求子弹对木板的平均作用力.
2、静止在水平面上的质量为5kg 的物体,受到沿水平方向20N 的拉力作用,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,求5s 内物体发生的位移是多少?
3、如图所示,水平放置的传送带以速度v=2m/s 向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A 端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,若A 端与B 端相距4m,求物体由A 到B 的时间和物体到B 端时的速度
4、以15m/s 的速度行驶的汽车,关闭发动机后10s 汽车停下来,若汽车的质量为4×103kg,则汽车在滑行中受到的阻力是( )
A.6×103N
B.6×102N
C.60N
D.6N
5、物体静止在光滑的水平面上,从某时刻起受到如图所示的水平拉力F 作用,则物体的运动情况应是
( )
A.物体先做初速为零的匀加速运动,后做匀减速运动
B.物体先做变加速运动,后做变减速运动
C.物体先做加速度越来越大的加速运动,再做加速度越来越小的加速运动,且到T 时
刻速度达到最大值
D.在T 时刻,物体的速度又变为零
6、力A 单独作用一个物体时产生的加速度为3m/s 2,力B 单独作用于此物体时产生的加速度为4m/s 2,两力同时作用于该物体产生的加速度不可能是( )
A.1m/s 2
B.5m/s 2
C.4m/s 2
D.8m/s 2
7、在一个以加速度g 自由落下的密闭电梯内,有一人同时相对电梯由静止释放一只铅球和一只氢气球,则电梯内的人将会看到( )
A.铅球坠落到电梯底板,氢气球上升到电梯顶板
B.铅球仍在人释放的位置,与人相对静止,而氢气球上升到电梯顶板
C.铅球坠落到电梯底板,氢气球仍在人释放的位置,与人相对静止
D.铅球和氢气球均在人释放的位置,与人相对静止
8、电梯内有一物体,质量为m,用细绳挂在电梯的天花板上,当电梯以g 6
1的加速度竖直减速上升时,细绳对物体的拉力是( ) A.mg 61 B.mg 65 C.mgD.mg 6
7
9、两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m 1:m 2=1:2,速度之比为v 1:v 2=2:1,当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离是s 1,乙车滑行的最大距离是s 2,设两车与路面间的动摩擦因数相同,不计空气阻力,则( )
A.s1:s2=1:2
B.s1:s2=1:1
C.s1:s2=2:1
D.s1:s2=4:1
10、如图所示,C 是水平地面,A 、B 是两个长方形物块,F 是作用在物块B 上沿水平方向的力,物体A 和B 以相同的速度做匀速直线运动,由此可知,A 、B 间的滑动摩擦因数μ1和B 、C 间的滑动摩擦因数μ2有可能的是( )
A.μ1=0,μ2=0
B.μ1=0,μ2≠0
C .μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0
11、一物体从长为10m 、高为0.5m 的斜面顶端由静止开始滑下,设物体与
斜面间的动摩擦因数为0.2,则它从斜面顶端滑到底端所用时间t=_____s;
末速度v t =________m/s
12、在水平面上有一质量为4kg 的物体,在水平拉力F 的作用下由静止开始运动,10s 后拉力减为F 3
1,该物体的速度图象如图所示,则水平拉力F=______N,物体与地面间的动摩擦因数μ=
13、如图所示,在车厢顶上吊一小球,小球悬线与竖直方向夹角a,行车速度方向如
图所示,质量为m 的物体相对车厢静止,则物体受到摩擦力大小为_______,方向为
________.
14、一个质量为24kg 的气象气球,以20m/s 的速度匀速上升,当气球上升到50m
高处时掉下一个 4.0kg 的重物经3s 后,气球和重物之间的距离是多少?(g 取
10m/s 2)
15、一质量为2kg 的物体在4N 的水平拉力作用下由静止开始在水平面上运动,已知物体与水平面之间的动摩擦因数为0.1求:
(1)运动后通过0.5m 位移时,物体的速度有多大?
(2)为使它在运动0.5m 位移时的速度大小恰好等于0.5m/s,可同时再对物体施加一个竖直向下的力F,则F 为多大?(g 取10m/s 2)
16、站在电梯上的人,当电梯竖直减速下降时,下面说法中正确的是( )
A.电梯对人的支持力小于人对电梯的压力
B.电梯对人的支持力大于人对电梯的压力
C.电梯对人的支持力等于人对电梯的压力
D.电梯对人的支持力大于人的重力
17、下列几种情况中,升降机绳索拉力最大的是( )
A.以很大速度匀速上升
B.以很小速度匀速下降
C.上升时以很大的加速度减速
D.下降时以很大的加速度减速
18、把一个质量为0.5kg 的物体挂在弹簧秤下,在电梯中看到弹簧秤的示数是3N,g 取10m/s 2,则可知电梯的运动情况可能是( )
A.以4m/s 2的加速度加速上升
B.以4m/s 2的加速度减速上升
C.以4m/s 2的加速度加速下降
D.以4m/s 2的加速度减速下降
19、关于超重和失重,下列说法中正确的是( )
A.超重就是物体受的重力增加了
B.失重就是物体受的重力减少了
C.完全失重就是物体一点重力都不受了
D.不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的
20、某人站在升降机底板上的台秤上,他从台秤的示数看到自己的体重减少了20%,则由此可以判断
升降机的运动情况可能是( )
A.升降机以a=0.2g匀加速上升
B.升降机以a=0.2g匀减速上升
C.升降机以a=0.2g匀加速下降
D.升降机以a=0.2g匀减速下降
21、在升降机中要使用天平来称物体的质量,下列判断正确的是( )
A不论升降机做何种运动,都可以用天平称物体的质量
B.只有在升降机做匀速运动时才能用天平称物体的质量
C.当升降机具有方向向下、大小为g的加速度时,不能用天平称物体的质量
D.当升降机具有方向向上、大小为g的加速度时,不能用天平称物体的质量
22、在以加速度a匀加速上升的升降机中,有一个质量为m的人,对于此人,下列说法中正确的是(
)
A.人对地球的引力为m(g+a),方向向上
B.人对电梯的压力为m(g+a),方向向下
C.此人所受的重力为m(g+a),方向向下
D.此人的视重为m(g+a)
23、一个质量为m=70kg的人站在电梯中体重计上称体重,当电梯静止时,体重计读数为_____N;当电梯以a=g的加速度向下做减速运动时,体重计上的读数为_____N.
24、某人在以2.5m/s2的加速度下降的升降机里最多能举80kg的物体,他在地面最多能举起______kg 的物体若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起40kg的物体,则此升降机上升的加速度大小为_______(g取10m/s2)
25、弹簧秤的秤钩上挂一个质量为1kg的物体,在下列情况下,弹簧秤的读数各为多大?(g取10m/s2)
(1)以0.2m/s2的加速度沿竖直方向匀加速上升;
(2)以0.2m/s2的加速度沿竖直方向匀减速下降;
(3)以0.1m/s2的加速度沿竖直方向匀减速上升;
(4)以0.1m/s2的加速度沿竖直方向匀加速下降
26、一电梯从静止开始上升,挂在电梯顶板下的弹簧稃上悬吊着一个质量为3kg的物体,前5s内弹簧秤示数为36N,第2个5s内,弹簧秤示数为30N,最后5s内弹簧秤示数为24N,且第15s末电梯停止.你能从观察到的这些数据求出电梯上升的高度吗?(取g=10m/s2)
27、下列说法正确的是( )
A.凡是大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力必是一对作用力与反作用力
B.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力
C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力必定是一对作用力与反作用力
D.相互作用的一对力究竟称哪一个力是作用力是任意的
28、一辆静止的马车在马的拉力下开始运动,下列说法正确的是( )
A.只会存在马拉车的力,不会存在车拉马的力
B.先有马拉车的力,然后才有车拉马的力
C.马拉车的力大于车拉马的力,所以车向前运动
D.马拉车与车拉马的力同时产生,大小相同,方向相反。