牛頓第二定律(超全).ppt

,第四節(jié),牛頓第二定律,知識(shí)回顧：,一、影響加速度的因素：,一定， 越大， 越大,一定， 越大， 越小,結(jié)論1：,結(jié)論2：,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,力和加速度都是矢量，大量的實(shí)驗(yàn)表明，加速度的方向與合外力的方向是一致的。,且物體所獲得的加速度大小僅與物體所受的合外力及其質(zhì)量有關(guān),二、牛頓第二定律：,1.內(nèi)容：物體的加速度跟所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。,國(guó)際上規(guī)定，使質(zhì)量為1kg的物體獲得1m/s2加速度時(shí)，所受的合外力為1N。在國(guó)際單位制中，比例系數(shù)k為1.,k=？,2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：,國(guó)際上規(guī)定：,三、對(duì)牛頓第二定律的理解,F與a都是矢量，且a方向與F 的方向任意時(shí)刻均 ；,矢量性:,a 與 F 同時(shí) ，同時(shí) ，同時(shí) ，為瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。,瞬時(shí)性:,當(dāng)物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用時(shí)，各個(gè)力都滿(mǎn)足F=ma每個(gè)力都獨(dú)立產(chǎn)生各自的加速度，這些加速度的矢量和，即為物體具有的 。,獨(dú)立性:,1.,2.,3.,相同,產(chǎn)生,變化,消失,合加速度,4.同體性：,F=ma中，F(xiàn)，m，a這三個(gè)物理量均是針對(duì) 的。,5.因果關(guān)系：,公式F=ma表明，只要物體所受的合力不為0，物體就會(huì)產(chǎn)生加速即 是產(chǎn)生 的原因,6.合外力F 突變，加速度a 突變，速度v 突變 。,可以,不可以,同一物體,力,加速度,可以,G,N,v,G,N,v,f,合,合,1.水平面,1）光滑,2）粗糙,f,=10N,G=20N,=10N-5N,=5N,x,y,x,y,在y方向上：,思考：如何求合力F？,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在x方向上：,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,f=5N,=10N,F成一定角度,G,N,f,Fx,Fy,)30°,x,y,v,)30°,合,1）粗糙,G=20N,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,30°（,G,N,f,)30°,x,y,Fx,Fy,v,合,f=6N,=20N,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,3.斜面,G,N,v,1）光滑,x,y,Gx,Gy,合,）30°,想一想：,G=20N,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,2）粗糙,v,G,N,f,x,y,Gx,Gy,）30°,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,合,f=6N,v,N,f,）30°,x,y,Gx,Gy,(G=20N,G,合,4）F沿斜面推,f=4N),列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,v,f,）30°,x,y,Gx,Gy,G,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,合,=20N,N,v,N,f,）30°,x,y,Gx,Gy,G,Fx,Fy,5）F沿水平推,(G=20N,f=4N),=20N,合,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,v,N,f,）30°,y,Gx,Gy,G,Fx,Fy,列方程（在y軸上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)）,在y方向上：,在x方向上：,合,x,4.一個(gè)質(zhì)量為m的物體被豎直向上拋出，在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程所受的阻力大小為f，求該物體在上升和下降過(guò)程中的加速度.,上升段,下降段,上升時(shí)，,合,根據(jù)牛頓第二定律：,下降時(shí)，,合,根據(jù)牛頓第二定律：,5.一位工人沿水平方向推一質(zhì)量為45kg的運(yùn)料車(chē)，所用的水平推力為90N，此時(shí)運(yùn)料車(chē)的加速度是1.8m/s2.當(dāng)車(chē)運(yùn)動(dòng)后這位工人不在推車(chē)，運(yùn)料車(chē)的加速度是多少？,分析：推車(chē)時(shí)小車(chē)受4個(gè)力；合力為F-f.加速度為1.8m/s2.,不推車(chē)時(shí)小車(chē)受幾個(gè)力？由誰(shuí)產(chǎn)生加速度？,推車(chē)時(shí)，,不推車(chē)時(shí),解:,由牛頓第二定律得:,解得:,F-f=ma,a= （F-f）/m =1.5 m/s2,對(duì)汽車(chē)研究 ,其受力分析如圖.,F合= F-f,FN,G,F,f,汽車(chē)前進(jìn)時(shí)的加速度大小為1.5 m/s2 ，方向與前進(jìn)的方向相同。,例4：質(zhì)量為8103kg的汽車(chē)，在水平的公路上沿直線行駛，汽車(chē)的牽引力為1.45104N，所受阻力為2.5 103N求：汽車(chē)前進(jìn)時(shí)的加速度,五、解題步驟：,1、確定研究對(duì)象。,5、對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)或討論。,4、求合力，列方程求解。,3、選定正方向或建立適當(dāng)?shù)恼蛔鴺?biāo)系。,2、分析研究對(duì)象的受力情況，畫(huà)出受力圖。,五、總結(jié),一、牛頓第二定律,1、內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，這就是牛頓第二定律。,二、對(duì)牛頓第二定律F合=ma的理解,1、獨(dú)立性 2、矢量性 3、瞬時(shí)性 4、同一性,2、數(shù)學(xué)表達(dá)試：,aF/m,F ma,即F=kma，k比例 系數(shù),如果各量都用國(guó)際單位，則k=1，所以F=ma,牛頓第二定律進(jìn)一步表述：F合=ma,三、對(duì)牛頓第二定律F合=ma的運(yùn)用：解題步驟,想一想？,Q:力和運(yùn)動(dòng)之間到底有什么內(nèi)在聯(lián)系？,（1）若F合0，則a ，物體處于_。 （2）若F合恒量，v0=0，則a=_，物體做_ 。 （3）若F合變化，則a隨著_，物體做_。,0,平衡狀態(tài),變化,變速運(yùn)動(dòng),恒量,勻加速直線運(yùn)動(dòng),牛頓第二定律的應(yīng)用,（第1課時(shí)）,1：瞬時(shí)性：加速度和力的關(guān)系是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)， a與 F同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失； 2：矢量性：加速度的方向總與合外力方向相同； 3：獨(dú)立性（或相對(duì)性）：當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，可把物體的加速度看成是各個(gè)力單獨(dú)作用時(shí)所產(chǎn)生的分加速度的合成； 4：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適應(yīng)范圍：是對(duì)宏觀、低速物體而言；,牛頓第二定律的性質(zhì)：,牛頓第二定律的兩類(lèi)基本問(wèn)題 1、已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況。 2、已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況。,受力情況,受力分析，畫(huà)受力圖,處理受力圖，求合力,a,F=ma,運(yùn)動(dòng)情況（s v t a),運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律,初始條件, 解題思路：,例1：一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2Kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)，物體與水平地面間的滑動(dòng)摩擦力是4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。,解：物體的受力如圖所示：,4s內(nèi)的位移,由圖知： F合=F-f=6.4N-4.2N=2.2N,由牛頓第二定律：F=ma,例2：如圖，質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)大小F=5N、與水平方向成=370角的斜向上的拉力(如圖)，已知：g=10m/s2,求： （1）物體在拉力的作用下4s內(nèi)通過(guò)的位移大小 （2）若4s后撤去拉力F，則物體還能滑行多遠(yuǎn)？,由牛頓第二定律，得：,水平方向：Fcos370-f1=ma1 ,豎直方向：Fsin370+N1-G=0 ,又 f1=N1 ,由得：,減速階段：物體m受力如圖，以運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?由牛頓第二定律得：-f2=mg=ma2 故 a2 =-g=-0.2×10m/s2=-2m/s2,又v=a1t1=0.3×4m/s=1.2m/s，vt=0,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vt2-v02=2as2，得：,應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟： 1、明確研究對(duì)象和研究過(guò)程 2、畫(huà)圖分析研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況；（畫(huà)圖很重要，要養(yǎng)成習(xí)慣） 3、建立直角坐標(biāo)系，對(duì)必要的力進(jìn)行正交分解或合成,并注意選定正方向 4、應(yīng)用 Fx = ma 及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程解題。 Fy = 0 5、對(duì)解的合理性進(jìn)行討論,我來(lái)小結(jié)：,第五節(jié) 牛頓第二定律的應(yīng)用,（第2課時(shí)）,例3:一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量m=75kg，以V0=2m/s的初速度沿山坡勻加速地滑下，山坡的傾角=300，在t=5s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程s=60m，求滑雪人受到的阻力(包括滑動(dòng)摩擦力和空氣阻力)。,解：對(duì)人進(jìn)行受力分析畫(huà)受力圖，如下,因?yàn)椋篤0=2m/s，x=60m，t=5s 取沿鈄面向下方向?yàn)檎?則：根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：,求得a = 4m/s2,再由牛頓第二定律可得：,例4：質(zhì)量為100t的機(jī)車(chē)從停車(chē)場(chǎng)出發(fā)，經(jīng)225m后，速度達(dá)到54km/h，此時(shí)，司機(jī)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，讓機(jī)車(chē)進(jìn)站，機(jī)車(chē)又行駛125m才停止在站上。設(shè)運(yùn)動(dòng)阻力不變，求機(jī)車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)前所受到的牽引力。,解：機(jī)車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況如圖所示,加速階段：v0=0,vt=54km/h=15m/s,s1=225m,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：,由牛頓第二定律得：,減速階段：以運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?v2=54km/h=15m/s，s2=125m，v3=0 故,由牛頓第二定律得：-f=ma2 故阻力大小f= -ma2= -105×(-0.9)N=9×104N,因此牽引力 F=f+ma1=（9×104+5×104）N=1.4×105N,求解兩類(lèi)問(wèn)題的基本思路： 牛頓第二定律反映的是-加速度、質(zhì)量、以及合外力的關(guān)系，而加速度又是運(yùn)動(dòng)的特征量，所以說(shuō)加速度是聯(lián)結(jié)力和運(yùn)動(dòng)的紐帶和橋梁，是解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵。,例5、木塊質(zhì)量為8kg，放在水平地面上，在2N的水平恒力作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)5s，位移為2.5m。求 （1）木塊運(yùn)動(dòng)的加速度 （2）摩擦力的大小 （3）若拉力作用10s后撤去，木塊還能滑行多遠(yuǎn)？,例6.質(zhì)量為m2kg的小物塊以v0=8m/s的初速度沿斜面向上滑動(dòng)，如圖所示。已知斜面的傾角37°，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，斜面足夠長(zhǎng)，求：2s內(nèi)物塊的位移大小及物塊在2s末的速度,第五節(jié) 牛頓第二定律的應(yīng)用,（第3課時(shí)）,例1. 物體由16m高處從靜止開(kāi)始下落，落至地面共用時(shí)間2s，若空氣阻力大小恒定，則空氣阻力是重力的多少倍？（g取10m/s2）,解：物體做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁,發(fā)散思維：若空氣阻力與物體的速度成正比，求最大速度,例2. 蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張蹦緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并作各種空中動(dòng) 作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由落下，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2s，若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小。（ g取10m/s2 ）,解：運(yùn)動(dòng)員與彈性網(wǎng)接觸前的速度大小,運(yùn)動(dòng)員與彈性網(wǎng)接觸后的速度大小,規(guī)定豎直向上為正方向，運(yùn)動(dòng)員的加速度,牛頓第二定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式都是矢量方程物體在共線力作用下做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，建立符號(hào)規(guī)則，化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算,發(fā)散思維：本題還有沒(méi)有更簡(jiǎn)解法？,解：在02s內(nèi)，電梯勻加速上升，其加速度,根據(jù)牛頓第二定律,解出鋼繩所受的拉力,在26s內(nèi)，電梯勻速上升，鋼繩拉力,在69s內(nèi)，電梯勻減速上升，其加速度,根據(jù)牛頓第二定律,解出鋼繩所受的拉力,根據(jù)vt圖像確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，由圖像斜率求出物體的加速度，然后根據(jù)牛頓第二定律求力的情況,答: mg，豎直向上；,與豎直方向夾角,a方向,F合方向,例5.如圖示，傾斜索道與水平方向夾角為，已知tan=3/4，當(dāng)載人車(chē)廂勻加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對(duì)廂底的壓力為體重的1.25倍，這時(shí)人與車(chē)廂相對(duì)靜止，則車(chē)廂對(duì)人的摩擦力是體重的 A. 1/3倍 B.4/3倍 C. 5/4倍 D.1/4倍,解：將加速度分解如圖示,對(duì)人進(jìn)行受力分析,A,例6.一傾角為300的斜面上放一木塊，木塊上固定一支架，支架末端用絲線懸掛一小球，木塊在斜面上下滑時(shí)，小球相對(duì)于斜面靜止共同運(yùn)動(dòng)。當(dāng)細(xì)線沿豎直方向 與斜面方向垂直 沿水平方向時(shí)滑塊下滑的加速度和絲線對(duì)小球的拉力。,解：細(xì)線沿豎直方向時(shí),細(xì)線與斜面方向垂直時(shí),細(xì)線與斜面方向平行時(shí),例7.在如圖所示的升降機(jī)中，物體m靜止于固定的斜面上，當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，與原來(lái)相比 A.物體受到斜面的支持力增加 B.物體受到的合力增加 C.物體受到的重力增加 D.物體受到的摩擦力增加,A B D,作圖法是解決動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題的有效方法,例8.如圖所示，質(zhì)量為m的光滑小球A放在盒子B內(nèi)，然后將容器放在傾角為的斜面上，在以下幾種情況下，小球?qū)θ萜鰾的側(cè)壁的壓力最大的是 A小球A與容器B一起靜止在斜面上； B小球A與容器B一起勻速下滑； C小球A與容器B一起以加速度a加速上滑； D小球A與容器B一起以加速度a減速下滑.,C D,解:(A)(B) 小球與容器一起處于平衡狀態(tài),(C)(D)小球與容器的加速度大小均為a，方向均沿斜面向上,例9. 質(zhì)量為m的物體放在傾角為的斜面上，物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，如果沿水平方向加一個(gè)力F，使物體沿斜面向上以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求力F多大？,解：根據(jù)牛頓第二定律,聯(lián)立式解出水平推力,例1. 將質(zhì)量為m的物體以初速度V0從地面豎直向上拋出，設(shè)在上升和下降過(guò)程中所受空氣阻力大小均為f，求上升的最大高度和落回地面的速度。,上升段,下降段,例2原來(lái)作勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)，有一被伸長(zhǎng)的彈簧拉住的，具有一定質(zhì)量的物體A靜止在地板上，如圖 所示，現(xiàn)在A突然被彈簧拉向右方，由此可 判斷，此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)可能是 A.加速上升 B.減速上升 C.加速下降 D.減速下降,B C,解答：當(dāng)升降機(jī)勻速上升時(shí)，物體處于平衡狀態(tài),物體突然被彈簧拉向右方，說(shuō)明最大靜摩擦力減小,因此支持力N減小,說(shuō)明物體（升降機(jī)）具有向下的加速度，所以升降機(jī)可能向下加速或向上減速，,靜摩擦力與物體間的正壓力無(wú)關(guān)，都是最大靜摩擦力與物體間的正壓力成正比物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由加速度和初速度兩個(gè)條件共同決定，注意全面分析問(wèn)題,例3. 如圖所示，在水平鐵軌上行駛的車(chē)廂里，用細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的小球，當(dāng)列車(chē)減速時(shí)，擺線與豎直方向夾角為，求列車(chē)的加速度；車(chē)廂的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；細(xì)線對(duì)小球的拉力,向左勻加速運(yùn)動(dòng)或者向右勻減速運(yùn)動(dòng),加速度方向水平向左,拉力和豎直方向成角，沿繩的方向向上,瞬時(shí)加速度的分析問(wèn)題,分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵分析瞬時(shí)前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度。,有兩種模型：,剛性繩（或接觸面）：是一種不需要發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷（或脫離）后，其中彈力立即發(fā)生變化，不需要形變恢復(fù)的時(shí)間。,彈簧（或橡皮繩）：特點(diǎn)是形變量大，形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)問(wèn)題中，其彈力可以看成不變。,一條輕彈簧上端固定在天花板上,下端連接一物體A,A的下邊通過(guò)一輕繩連接物體B.A,B的質(zhì)量相同均為m,待平衡后剪斷A,B間的細(xì)繩,則剪斷細(xì)繩的瞬間,物體A的加速度和B的加速度?,如圖,兩個(gè)質(zhì)量均為m的重物靜止,若剪斷繩OA,則剪斷瞬間A和B的加速度分別是多少?,0,質(zhì)量皆為m的A,B兩球之間系著一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的輕彈簧,放在光滑水平臺(tái)面上,A球緊靠墻壁,今用力F將B球向左推壓彈簧,平衡后,突然將力F撤去的瞬間A,B的加速度分別為多少？.,兩物體P,Q分別固定在質(zhì)量可以忽略不計(jì)的彈簧的兩端,豎直放在一塊水平板上并處于平衡狀態(tài),兩物體的質(zhì)量相等,如突然把平板撤開(kāi),在剛撤開(kāi)的瞬間P,Q的加速度各是多少?,如圖, 質(zhì)量為m的小球處于靜止?fàn)顟B(tài),若將繩剪斷,則此瞬間小球的加速度是多少?,B,m,A,連結(jié)體問(wèn)題：,連結(jié)體：兩個(gè)(或兩個(gè)以上)物體相互連 結(jié)參與運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。,隔離法：將各個(gè)物體隔離出來(lái)，分別對(duì)各個(gè)物體根據(jù)牛頓定律列式，并要注意標(biāo)明各物體的加速度方向，找到各物體之間的速度制約關(guān)系。 整體法：若連結(jié)體內(nèi)(即系統(tǒng)內(nèi))各物體的加速度相同，又不需要系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力時(shí)，可取系統(tǒng)作為一個(gè)整體來(lái)研究，,整體法與隔離法交叉使用：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度時(shí)，應(yīng)先把連接體當(dāng)成一個(gè)整體列式。如還要求連接體內(nèi)物體相互作用的內(nèi)力，則把物體隔離，對(duì)單個(gè)物體根據(jù)牛頓定律列式。,例題:光滑的水平面上有質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體 靜止靠在一起(如圖) ,現(xiàn)對(duì)m1施加一個(gè)大小為 F 方向向右的推力作用。求此時(shí)物體m2受到物體 m1的作用力F1, 解法一 ：,分別以m1、m2為隔離體作受力分析,對(duì)m1有 ：F F1 = m 1a （1）,對(duì)m2有: F1 = m2 a （2）,聯(lián)立（1）、（2）可得,F1 =, 解法二 ：,對(duì)m1、m2視為整體作受力分析,有 ：F = （m 1+ m2）a （1）,對(duì)m2作受力分析,聯(lián)立（1）、（2）可得,F1 =,有 ：F1 = m2 a （2）,例題:光滑的水平面上有質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體 靜止靠在一起(如圖) ,現(xiàn)對(duì)m1施加一個(gè)大小為 F 方向向右的推力作用。求此時(shí)物體m2受到物體 m1的作用力F1,求m1對(duì)m2的作用力大小。,用水平推力F向左推 m1、m2間的作用力與原來(lái)相同嗎？,對(duì)m2受力分析：,思考：,例.質(zhì)量為M的斜面放置于水平面上，其上有質(zhì)量為m 的小物塊，各接觸面均無(wú)摩擦力，將水平力 F加在M上，要求m與M不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，力F應(yīng)為多大?,解:以m為對(duì)象；其受力如圖：由圖可得：,A,B,C,D,5.四個(gè)相同的木塊并排放在光滑的水平地面上, 當(dāng)用力F推A使它們共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí), A對(duì)B的作用力是多少?,6.如圖所示,在光滑的地面上,水平外力F拉動(dòng)小車(chē)和木塊一起做加速運(yùn)動(dòng),小車(chē)質(zhì)量為M,木塊質(zhì)量為m,設(shè)加速度大小為a,木塊和小車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ,則在這個(gè)過(guò)程中,木塊受到的摩擦力大小是:,a,F,A,µmg,B.ma,C,mF/(M+m),D,F-Ma,7.如圖:m1m2,滑輪質(zhì)量和摩擦不計(jì),則當(dāng)將兩物體由靜止釋放后,彈簧秤的讀數(shù)是多少?,8.在氣墊導(dǎo)軌上用不可伸縮的細(xì)繩，一端系在質(zhì)量為m1 的滑塊上，另一端系在質(zhì)量為m2 的鉤碼上，如圖所示。設(shè)導(dǎo)軌與滑塊之間、細(xì)繩與滑輪之間 無(wú)摩擦，求滑塊的加 速度以及細(xì)繩的拉力。,如圖所示，A、B兩物體用輕繩連接，置于光滑水平面上，它們的質(zhì)量分別為M和m，且Mm，現(xiàn)以水平力F分別拉A和B，AB間繩的拉力T1和T2分別為多少？,傳送帶問(wèn)題,水平傳送帶問(wèn)題的演示與分析,傳送帶問(wèn)題的實(shí)例分析,學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、突破,傳送帶問(wèn)題總結(jié),難點(diǎn)：傳送帶與物體運(yùn)動(dòng)的牽制。關(guān)鍵是受 力分析和情景分析 疑點(diǎn):牛頓第二定律中a是物體對(duì)地加速度，運(yùn)動(dòng)學(xué)公式中S是物體對(duì)地的位移，這一點(diǎn)必須明確。,例題分析：,例1:如圖所示為水平傳送帶裝置，繃緊的皮帶始終保持以=3m/s（變：1m/s）的速度移動(dòng)，一質(zhì)量m=0.5kg的物體（視為質(zhì)點(diǎn)）。從離皮帶很近處輕輕落到一端A處。若物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因素µ=0.1。AB兩端間的距離為L(zhǎng)=2.5m。試求：物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程所需的時(shí)間為多少？,例題分析：,分析：題目的物理情景是，物體離皮帶很近處輕輕落到A處，視初速度為零，當(dāng)物體剛放上傳送帶一段時(shí)間內(nèi)，與傳送帶之間有相對(duì)滑動(dòng)，在此過(guò)程中，物體受到傳送帶的滑動(dòng)摩擦力是物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，物體處于相對(duì)滑動(dòng)階段。然后當(dāng)物體與傳送帶速度相等時(shí),物體相對(duì)傳送帶靜止而向右以速度做勻速運(yùn)動(dòng)直到B端，此過(guò)程中無(wú)摩擦力的作用。,FN,f=ma,mg=ma,v=at,x=at2/2,t=3s,x=4.5m,t=,變式訓(xùn)練1:如圖所示為水平傳送帶裝置，繃緊的皮帶始終保持以=1m/s的速度移動(dòng)，一質(zhì)量m=0.5kg的物體（視為質(zhì)點(diǎn)）。從離皮帶很近處輕輕落到一端A處。若物體與皮帶間的動(dòng)摩擦因素µ=0.1。AB兩端間的距離為L(zhǎng)=2.5m。試求：物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程所需的時(shí)間為多少？,變式訓(xùn)練2:如圖所示，一平直的傳送帶以速度=2m/s勻速運(yùn)動(dòng)，傳送帶把處的工件運(yùn)送到處，、相距=10m.從處把工件無(wú)初速地放到傳送帶上，經(jīng)時(shí)間6s能傳送到處，欲用最短時(shí)間把工件從處傳到處，求傳送帶的運(yùn)行速度至少多大,例題分析：,例2:如圖所示，一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度=2m/s沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面,一物體以恒定的速率V=4m/s沿直線向左滑上傳送帶,求物體的最終速度多大?,例3:一傳送帶裝置示意如圖，傳送帶與地面傾角為37 °，以4m/s的速度勻速運(yùn)行,在傳送帶的低端A處無(wú)初速地放一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶間動(dòng)摩擦因素=0.8,A、B間長(zhǎng)度為25m, 求： （1）說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（相對(duì)地面） （2）物體從A到B的時(shí)間為多少？ （sin37°0.6）,例4:如圖所示，傳送帶與地面傾角為37 ° ，從到長(zhǎng)度為16m，傳送帶以20m/s，變：（ 10m/s）的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在傳送帶上端無(wú)初速地放一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.求物體從運(yùn)動(dòng)到所需時(shí)間是多少.（sin37°0.6）,總結(jié),傳送帶問(wèn)題的分析思路： 初始條件相對(duì)運(yùn)動(dòng)判斷滑動(dòng)摩擦力的大小和方向分析出物體受的合外力和加速度大小和方向由物體速度變化再分析相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)判斷以后的受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。 難點(diǎn)是當(dāng)物體與皮帶速度出現(xiàn)大小相等、方向相同時(shí)，物體能否與皮帶保持相對(duì)靜止。一般采用假設(shè)法，假使能否成立關(guān)鍵看F靜是否在0- Fmax之間,練習(xí)1：圖1，某工廠用傳送帶傳送零件， 設(shè)兩輪圓心的距離為S，傳送帶與零件的 動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，傳送帶的速度為V， 在傳送帶的最左端P處，輕放一質(zhì)量為m 的零件，并且被傳送到右端的Q處,設(shè) 零 件運(yùn)動(dòng)一段與傳送帶無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，則傳 送零件所需的時(shí)間為多少?,習(xí)題,練習(xí)2：如圖2所示，傳送端的帶與地面 的傾角=370 ，從A端到B長(zhǎng)度為16m，傳 送帶以v10m/s的速度沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn) 動(dòng)，在傳送帶上端A處無(wú)初速地放置一個(gè) 質(zhì)量為0.5kg的物體，它與傳送帶之間的 動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5，求物體從A端運(yùn)動(dòng)到 B端所需的時(shí)間是多少？,習(xí)題,動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題,雨滴從高空由靜止落下,若雨滴下落時(shí)空氣對(duì)其的阻力隨雨滴下落的速度增大而增大, 試正確做出反映雨滴下落運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化情況的圖象,F,已知:F=kt. 試畫(huà)出物體的摩擦力隨時(shí)間變化的圖像,臨界問(wèn)題,1.如圖所示，質(zhì)量為m的小球用細(xì)繩掛在傾角為37°的光滑斜面頂端，斜面靜止時(shí)，繩與斜面平行，現(xiàn)斜面向左加速運(yùn)動(dòng)。,(1)當(dāng)a1=g時(shí)，細(xì)繩對(duì)小球的拉力多大？ (2)當(dāng)a2=2g呢？,TcosNsin=ma Tsin+Ncos=mg解得T=mgsin+macos 當(dāng)a1=g時(shí)，T1=1.4mg；當(dāng)a2=2g時(shí)，T2=2.2mg,錯(cuò)解分析：斜面向左做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著加速度的增大，小球?qū)π泵鎵毫p小，當(dāng)加速度等于4g/3時(shí)，小球?qū)π泵鎵毫榱?，加速度大?g/3時(shí)，小球飄起來(lái)原方程不再成立。,正確分析：（1）小球恰好對(duì)斜面無(wú)壓力作用時(shí)，加速度為a，由 mgcot=ma0，得a0=4g/3 （2） 當(dāng)a1=g時(shí)，T1=1.4mg； （3）當(dāng)a2=2g時(shí)，小球脫離斜面，最后得出,，其中是T2與水平方向的夾角。,2.靜摩擦力 兩物體恰好不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩物體間摩擦力為最大靜摩擦力,2.如圖，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上。A、B質(zhì)量分別為mA=6kg，mB=2kg，A，B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.2，開(kāi)始時(shí)F=10N，此后逐漸增加，在增大到45N的過(guò)程中，則 ,A.當(dāng)拉力F12N時(shí)，兩物體均保 持靜止?fàn)顟B(tài) B.兩物體開(kāi)始沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng) 拉力超過(guò)12N時(shí)，開(kāi)始相對(duì)滑動(dòng) C.兩物體間從受力開(kāi)始就有相對(duì) 運(yùn)動(dòng) D.兩物體間始終沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),首先以A，B整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有 F=(mA+mB)a 再以B為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有 f = mBa 當(dāng)f為最大靜摩擦力時(shí)，由得a=6m/s2，F(xiàn)=48N 由此可以看出當(dāng)F48N時(shí)A，B間的摩擦力都達(dá)不到最大靜摩擦力，也就是說(shuō)，A，B間不會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。所以D選項(xiàng)正確。,3.兩物體分離 注意兩物體分離的臨界條件：加速度、速度相等，接觸但相互作用的彈力為零,例.一個(gè)彈簧秤放在水平面地面上，Q為與輕彈簧上端連在一起的秤盤(pán)，P為一重物，已知P的質(zhì)量M=10.5kg，Q的質(zhì)量m=1.5kg，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)k=800N/m，系統(tǒng)處于靜止，如圖所示。現(xiàn)給P施加一個(gè)豎直向上的力F，使它從靜止開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知在前0.2s時(shí)間內(nèi)F為變力，0.2s后F為恒力。求F的最大值與最小值。（取g=10m/s2）,【分析與解】,0.2s以后F為恒力，說(shuō)明在t=0.2s時(shí)刻P、Q分離，此時(shí)F最大。因?yàn)镻、Q脫離前，二者一起勻加速運(yùn)動(dòng)，它們受到的合外力保持不變，因此，t=0時(shí)刻F最小。,設(shè)開(kāi)始彈簧被壓縮的形變量為x1， 對(duì)P、Q整體，由牛頓第二定律有 kx1=(M+m)g t=0.2s時(shí)彈簧的形變量為x2， 對(duì)Q，由牛頓第二定律有 kx2mg=ma ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有x1x2=at2/2 聯(lián)立解得 a=0.6m/s2 對(duì)P、Q整體，在開(kāi)始，由牛頓第二定律有 Fmin+kx1（M+m）g=（M+m）a 得Fmin =72N 對(duì)P，在分離瞬間，由牛頓第二定律有 FmaxMg=Ma 得Fmax=168N,假 設(shè) 法,假設(shè)法是對(duì)于待求解的問(wèn)題，在與原題所給 條件不相違的前提下，人為的加上或減去某 些條件，以使原題方便求解。求解物理試題 常用的有假設(shè)物理情景，假設(shè)物理過(guò)程，假 設(shè)物理量等，利用假設(shè)法處理某些物理問(wèn)題， 往往能突破思維障礙，找出新的解題途徑， 化難為易，化繁為簡(jiǎn)。,通過(guò)本節(jié)訓(xùn)練，著重掌握用假設(shè)法確定某個(gè)力的三種方法。 我們?cè)诜治鑫锢憩F(xiàn)象時(shí)，常常出現(xiàn)似乎是這又似乎是那，不能一下子就很直觀地判斷時(shí)，往往用似設(shè)法去分析可迅速得到正確的結(jié)果。 利用假設(shè)法分析受力的三種方法： 方法一：首先假定此力不存大，察看物體會(huì)發(fā)生怎樣的運(yùn)動(dòng)，然后再確定此力應(yīng)在什么方向，物體才會(huì)產(chǎn)生題目所給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 方法二：假定此力沿某一方向，用運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)算，若算得是正值，說(shuō)明此力與假定的方向相同，否則相反。 方法三：在力的作用線上定出坐標(biāo)軸的正方向，將此力用正號(hào)運(yùn)算，若求得是正值，說(shuō)明此力與坐標(biāo)軸同向，否則相反。,例題精析 例1、 如圖2102所示，甲、乙兩物體質(zhì)量分別為m1=2kg, m2=3kg，疊放在水平桌面上。已知甲、乙間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0.6，物體乙與水平面間的動(dòng)摩因數(shù)為2=0.5，現(xiàn)用水平拉力F作用于物體乙上，使兩物體一起沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果運(yùn)動(dòng)中F突然變?yōu)榱?，則物體甲在水平方向上的受力情況（g取10m/s2） A大小為12N，方向向右 B大小為12N，方向向左 C大小為10N，方向向右 D大小為10N，方向向左,例2、 如圖2105所示，傾角為的斜面和傾角為的斜面具有共同的頂點(diǎn)P，在頂點(diǎn)上安裝一個(gè)輕質(zhì)小滑輪，重量均為W的兩物塊A、B分別放在兩斜面上，由一根跨過(guò)滑輪的細(xì)線連接著，已知傾角為的斜面粗糙，物塊與斜面間摩擦因數(shù)為；傾角為的斜面光滑，為了使兩物塊能靜止在斜面上，試列出、必須滿(mǎn)足的關(guān)系式。,例3、如圖所示，質(zhì)量分別為,的滑動(dòng)摩擦系數(shù)分別為,沿傾角為的斜面下滑，下述三種情況中桿內(nèi)是否存在彈力：(1),若存在彈力，試求出彈力的大小和方向,的物體A、B與斜面間,，它們以桿相連，共同,