牛顿运动定律的应用ppt课件

问题
牛顿第二定律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。因此，它在许多基础科学和工程技术中都有广泛的
应用。中学物理中我们只研究一些简单的实例。
从受力确定运动情况
如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，
再通过运动学的规律确定物体的运动情况。
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
角坐标系，滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。
1 2
根据匀变速直线运动规律，有 x v0t at
2
其中 v0＝ 2 m/s，t＝5s，x＝60 m，则有
2( x v0t )
2
a

4
m
/
s
t2
根据牛顿第二定律，有
y 方向
FN－mgcosθ ＝ 0
x方向
mgsinθ－Ff ＝ma
从运动情况确定受力
外力；
律的应用
从运动情况确
定受力
④ 选取正方向，由牛顿第二定
律、运动学公式列方程求解。
谢谢观看
A．物体经10 s速度减为零
B．物体经2 s速度减为零
C．物体的速度减为零后将保持静止
D．物体的速度减为零后将向右运动
课堂小练
2．如图所示，质量为m＝3 kg的木块放在倾角θ＝30°的足够长的固定斜面
上，木块可以沿斜面匀速下滑。若用沿斜面向上的力F作用于木块上，使其由
静止开始沿斜面向上加速运动，经过t＝2 s时间木块沿斜面上滑4 m的距离，
得
FN ＝ mgcosθ
Ff ＝m（g sin θ－a）
其中，m ＝ 75 kg，θ ＝ 30°，则有
Ff＝75 N，FN＝650 N
根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支
持力大小，为 650 N，方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为 75 N，
方向沿山坡向上。
从运动情况确定受力
动摩擦因数为0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g取10m/s2 。
（2）若运动员仍以3.4m/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？
从受力确定运动情况
问题讨论
①本题中的研究对象是谁？
②研究对象受多少个力的作用？画出正确的受力分析示意图。
运动学公式
牛顿第二定律
受力情况
求
求
求
加速度
合力
力
课堂小练
1.(多选)如图所示，质量为m＝1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，
当物体运动的速度为v0＝10 m/s时，给物体施加一个与速度方向相反大小为2 N
的恒力F，在此恒力F作用下(g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( BC )
研究对象运动情况是怎样的？画出运动过程的示意简图。
③分析已知条件，应该如何求加速度？
④如何确定研究对象最终的运动情况？
从受力确定运动情况
解：（1） 选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等于滑动摩擦力Ff，设冰
壶的质量为m，以冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系，
FN
FN
Ff
分析受力情况求合力
G
G
滑动摩擦力Ff 的方向与运动方向相反，则 Ff =-µ1F N = -µ1mg
根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为
−µ1
a1= =
=-μ1g


=-0.02 ×10 m/s2=-0.2 m/s2牛顿第二定律求加速度源自加速度方向与x 轴方向相反。
将 v0 = 3.4 m/s，v = 0 代入 v2 - v02 = 2a1x1，x1=-
02
21
=-
3.42
2×(−0.2)
运动学公式求位移
m=28.9 m
从受力确定运动情况
(2)设冰壶滑行10m后的速度为v10，则对冰壶的前一段运动有
v102＝v02 ＋ 2a1x10
冰壶后一段运动的加速度为
a2＝-µ2g＝-0.02×0.9×10m/s2＝-0.18m/s2
滑行10m后为匀减速直线运动，由v2－v102＝2a2x2，v＝0，得
【例题 2】如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75 kg，以2 m/s 的初速度沿
山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为 30°，在5 s的时间内滑下的路程为60 m。求
滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10 m/s2。
从运动情况确定受力
【解析】以滑雪者为研究对象，建立如图所示的直
二定律求加速度，再用运动学公式求所求量。
从受力确定运动情况
【例题 1】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3.4m/s 的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的
射出时的初速度是v0 ，上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的 k
倍，那么 v0 和 k 分别等于(
D
)
A．30 m/s,1
B．30 m/s,0
C．60 m/s,0.5
D．60 m/s,1
课堂小结
c
从受力确定
① 明确研究对象；
运动情况
② 受力分析和运动状态分析；
③ 力的合成和分解，确定合
牛顿运动定
2
10
02 +2110 3.42 +2×(−0.2×10)
x2＝- ==22
22
2×(−0.18)
m=21 m
第二次比第一次多滑行了（10＋21－28.9）m＝2.1m
第二次比第一次多滑行了2.1m。
从受力确定运动情况
从受力确定运动情况解题思路
受力情况
牛顿第二定律
运动学公式
求
求
求
合力
加速度
速度、位移、时间
重力
匀变速直线运动 速度
v v0 at
1 2
x v0 t at
2
2ax v 2 v0
2
时间
运动情
况
位移
果
F = ma
受力情
况
弹力
摩擦力
因
已知外力
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。
从运动情况确定受力
则推力F的大小为(g取10 m/s2)( D )
A．42 N
B．6 N
C．21 N
D．36 N
课堂小练
3．元宵节期间人们燃放起美丽的烟火以庆祝中华民族的传统节日，按照设
计，某种型号的装有烟花的礼花弹从专用炮筒中射出后，在3 s末到达离地面
90 m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案。假设礼花弹从炮筒中竖直向上
1．已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛
顿第二定律求出物体所受的合外力，进而知道物体受到其他力的情况．
2. 处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式
求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求
所求量(力)。
从运动情况确定受力
从运动情况确定受力解题思路
4.5牛顿运动定律的应用
学习目标
1.掌握用牛顿运动定律解决两类问题。
2.理解加速度是解决动力学问题的桥梁。
3.掌握解决动力学问题的基本思路和方法。
问题
为了尽量缩短停车时间，旅客按
照站台上标注的车门位置候车。列车
进站时总能准确地停靠在对应车门的
位置。让力与运动的关系在生活中完
美呈现。这是如何做到的呢？