D牛顿运动定律的应用

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第三章 D 牛顿运动定律的应用
( 3 )哪种运动过程对应超重现象?哪种运动对应失重现象? 当物体加速上升时,拉力大于 重力,物体处于超重 状态; 当物体减速下降时,拉力 大于重力,物体处于超重 状态。 当物体加速下降时,拉力 小于重力,物体处于失重 状态; 当物体减速上升时,拉力 小于重力,物体处于失重 状态。 【思考】超重或失重状态与物体的速度方向有关吗? 2 、力学原理分析
刻由静止开始上升,在0到6s内体重计示数 F 变化如下图, 试求这段时间内电梯上升的高度(g取10m/s2)。
解:这是已知力求运动的类型
受力分析→加速度→运动学量
V/m/s
0– 2s:F合=40N
a=1m/s2 s1=2m
(要牢固掌握基本物理量的基本单位和相关物理学关系式,两者结 合运算即可导出)
示例:质量为200g的物体在0.4N的恒力作用下,由静止开始作直线 运动,试求0.1min的内物体的位移。
解: m 200g 0.2kg
t 0.1min 0.1 60s 6s
a F 0.4 m/s2 2m/s2 m 0.2
为什么上面 4 种运动情况对应不同的超重和失重情况? 由此可见超重或失重状态与物体的速度方向无关, 关键看加速度方向。物体的加速方向向上,物体处于超重状态。
物体的加速方向向下,物体处于失重状态。
【思考分析】长征二号载着神舟六号发射过程中,两位航天员的 超失重情况如何?
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
(阅读 书92页:点击)
物理量
长度
质量
时间
电流
热力学温 度
物质的 量
发光强 度
单位名称 米 千克 秒 安培 开尔文 摩尔 坎德拉
单位符号 m kg s A
K
mol Cd
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
表中前三个为力学中的基本单位
(2)、导出单位:根据物理学公式中其他物理量和基本 物理量之间的关系,推导出其他物理量的单位叫导出单位。
他起跑时产生的水平合力是多少?
解: s 1 at 2
2

a
2s t2
=98m
/
s2
则 F ma 7098 6860N
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
比较以上3题,分析解题过程有什么不同?请你归纳一下一
般解题的思路,其中最关键的是什么?
v= a t
小结:加速度是力和运动之间的桥梁和纽带。F = ma a 确定研究对象 → 作出受力分析并画示意图→
失重:把物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于自身 重力的现象叫做“失重”。
注意:物体处于超重或失重状态时,其本身重力 并没发 生变化!
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
超重和失重现象的研究
1 、物体做什么运动时会发生超重或失重现象?
( 1 )怎样测量重力大小? 秤上的读数是物体的重力吗?
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
1、物理量的单位与国际单位制 国际单位制是一种通用的统一单位制,1960年以
来国际计量会议以米、千克、秒为基础制定了国际单 位制。国际单位制由基本单位和导出单位组成。
(1)、基本单位:选定的几个基本物理量的单位叫基本单位 物理学中选定的基本物理量有七个,相对应基本单位有七个
思考:真的是重力变化了吗?那么,过程中什么量发生了变化?
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
什么叫超重和失重?
3.超重和失重
超重: 通常把物体对支持物的压力或悬挂物的拉力大于 自身重力的现象叫做“超重”。
解释:掌握了惯性定律,在体育运动中合理地利用惯性, 可使肌肉的放松、收缩适时、有节奏,动作更加经济协调, 减少能量消耗,即通常讲的使“巧劲”。如保持一定的速度 比改变速度要容易、省力得多,因此在长距离游泳、赛跑中, 提倡用适宜的较稳定的速度游、跑。在体操中,特别注意动 作的连贯性,尽可能避免频繁地改变运动速度,以减少不必 要的负荷。例如,上举杠铃、单杠及撑杆跳高中的引体向上 动作,如能保持动作的连贯性,则能较容易地完成动作。反 之,动作中途停顿,则会加大动作的难度,甚至会导致动作 的失败。
2、牛顿运动定律的应用
(1)、牛顿第一定律的应用 (2)、牛顿第二定律的应用 (3)、牛顿第三定律的应用
3、斜面问题的解决 方法
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
(3)、牛顿第三定律的应用 设问:你了解在体育运动中需要运用到的牛顿第三定律内容吗?
在走、跑、跳等动作中,人体所获得的动力是人蹬地过程中, 地面给人体的反作用力。
秤上的读数不是物体的重力,秤上的读数是物体对秤的压力N`。
N=G
N = N`
秤上的读数称为“视重”
( 2 )怎样判断是否处于超重或失重状态?
当物体加速上升时,有:N一G = ma 得:N = G+ma 即:N>G
物体就处于超重状态。
物体还有什么样的运动加速度向上呢?
减速下降。
同理判断是否处于失重状态 当物体加速下降时,有:G一N = ma 得:N = G一ma 即:N<G 物体就处于失重状态。 物体还什么样的运动加速度向下哪? 减速上升。
1 at2 s= 2
v = 2as
解释:在体育运动中,牛顿第二定律的应用是很广泛的。这 是由于人体的各种动力性的动作几乎都具有加速度,有加速就 必然有力的作用。公式中质量m在实践中是比较容易测定的。问 题的焦点往往集中在解决F和a上,如果我们能确切地知道二者 中的一个,那么,根据公式,另一个就十分容易确定了。因此 ,确定F、a往往是解决问题的关键。实践中,还可用运动学方 法确定加速度。
2、牛顿运动定律的应用
(1)、牛顿第一定律的应用 (2)、牛顿第二定律的应用 (3)、牛顿第三定律的应用
3、斜面问题的解决
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
作业:
练习册中86页中的 1 , 2 , 4 , 5 , 6 , 7,8题。
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
第 二 章 牛顿运动定律
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
示例:
质量为1Kg的物体,从倾角为37°的斜
面上无初速滑下,物体与斜面间的动摩擦力
为4N,则5s内物体下滑的最大距离和速度
各为多少?若物体达到16m/s的速度需要多
长时间?(g=10m/s2) X轴:mgsin - f = ma Y轴:N – mgcos = 0
解释:要获得较大的反作用力作为人体运动 的动力,必须加大人的蹬地力。这又取决于人体 肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉活动 是主动的。为了提高人体运动效果,最重要的是 提高肌肉收缩速度和力量,以加大蹬地力从而得 到一个大的反作用力,使人体运动状态发生变化。
为了寻求更大的对人体作用的地面反作用力,实践中采用 一些措施,创造某种良好的作用条件。
问题:5、
活动I:阅读书92页关于“火星探测器失事原因”的STS材料。 讨论:火星探测器酿成大祸的原因是什么? 由于历史原因各国往往会使用各自的单位制,使同一物理量
用不同单位表示时会有不同受力数值,阻碍了科技发展和经济交 往,因此,物理量必须有单位,单位必须统一,为此制定了国际 通行的单位制——国际单位制。
解释:要获得较大的反作用力作为人体运动 的动力,必须加大人的蹬地力。这又取决于人体 肌肉活动引起的对地面作用力的大小。肌肉活动 是主动的。为了提高人体运动效果,最重要的是 提高肌肉收缩速度和力量,以加大蹬地力从而得 到一个大的反作用力,使人体运动状态发生变化。
为了寻求更大的对人体作用的地面反作用力,实践中采用 一些措施,创造某种良好的作用条件。
D 牛顿运动定律的应用
(新课教学)
上大市北附中 吕德库
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
问题:
1、物理量的单位与国际单位制
(1)、基本单位:选定的几个基本物理量的单位叫基本单位 物理学中选定的基本物理量有七个,相对应基本单位有七个
(2)、导出单位:根据物理学公式中其他物理量和基本物理 量之间的关系,推导出其他物理量的单位叫导出单位。
第三章 D 牛顿运动定律的应用
见书93页示例2分析 (1)与上题相比情景有何变化? (物体还受到阻力,要求速度) (2)如何去求速度? (先求出加速度,再根据相关的运动学公式求出速度) (3)能按照你前面所总结的步骤处理吗?
(4)能用力的合成法求三个力的合力吗?有没有更简便的方法?
示例:某短跑运动员的体重为70kg,起跑时能以1/7s冲出1m远,请问
象这种建立正交 坐标系求解平衡 问题的方法,称
f=4N
为正交分解法
a=2m/s2 s=25m; v=10m/s; t=8s
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
(3)、牛顿第三定律的应用 设问:你了解在体育运动中需要运用到的牛顿第三定律内容吗?
在走、跑、跳等动作中,人体所获得的动力是人蹬地过程中, 地面给人体的反作用力。
G
mm
方向沿斜面向下
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第三章 B 牛顿第二定律(2)
用牛顿第二定律解题的基本步骤: 1.明确研究对象。 2. 受力情况分析。 3. 运动情况(加速度)分析。 4.建立坐标系(让加速度在坐标轴上或更多的
量在轴上 ) 。 5.根据牛顿第二定律在轴上列方程。 6.求解,验证。
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
问题:3、请举一些涉及“单位”的日常生活实例进行讨论,进
一步感受物理量单位的重要性。 设问:在日常生活中,如果只讲大小(数值)而不用单位,
行吗?
问题;4、设问:是否有了单位就可以直接描述和比较了吗?
比如3公里和2000米,哪个更长些?你是怎样比较的?为什么? (只有将单位统一后才能比较)
例如,选择坚硬的场地、在跑鞋、跳鞋上安上钉子,起跳 时用跳穴或起跑器等。
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
体验探究【课堂实践】 ( 1 )用手托住几本书(要重一些),并保持静止,感受书本的 重力大小;让手从静止开始突然向上运动,再从静止开始突然向 下运动。
在此过程中有何感受? ( 2 )用弹簧秤将钩码系住,手提另一端,先保持静止,再突然 上升。观察弹簧秤的读书如何变化,试说说原因。
问题:结合完全失重的力学特征,分析哪些情况下产生完全 失重现象?
( 1 )自由落体; ( 2 )竖直上抛; ( 3 )绕地飞行;
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
4、超重与失重现象的利与弊
(1)超重现象与人的生理反应(2)失重环境的利用
5、运用超重和失重知识解决实际问题
一小孩质量 m=40kg,站在电梯内称重,电梯从 t=0 时
例如,选择坚硬的场地、在跑鞋、跳鞋上安上钉子,起跳 时用跳穴或起跑器等。
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
小结:
1、物理量的单位与国际单位制
(1)、基本单位:选定的几个基本物理量的单位叫基本单位 物理学中选定的基本物理量有七个,相对应基本单位有七个
(2)、导出单位:根据物理学公式中其他物理量和基本物理 量之间的关系,推导出其他物理量的单位叫导出单位。
s 1 at 2 1 2 62 m 36m
2
2
只要把各物理量都换算成统一的国际单位,计算过程就简便了。
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
2、牛顿运动定律的应用
(1)、牛顿第一定律的应用 设问:你知道在体育运动中常遇到的惯性问题吗?
如在短跑起跑后,人体跑速不能立即达到最大跑速,而 在冲刺之后,人体也不能立即停下来。这都是惯性的缘故。
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
问题:为什么水瓶自由下落时水就不喷射出来? 3、完全失重现象 完全失重状态:物体对支持物的压力或悬挂物的拉力等于零
的状态. 完全失重时物体对悬挂物的拉力为什么为零? 由牛顿第二定律得:有:N一G = ma 得:N = G+ma
由于: a = g 即:N = 0 物体就处于完全失重状态。 力学特征: a = g
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第三章 D 牛顿运动定律的应用
(2)、牛顿第二定律的应用
书93页示例1分析
步骤:
(1)确定研究对象:运动员
FN
(2)对研究对象受力分析:重力,弹力
(3)建立坐标Baidu Nhomakorabea,求出合力大小
(4)列方程,求出物体的加速度:
a F mg sin g sin 10 0.5m/s2 5m/s2
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