牛顿定律的应用一学习资料.ppt

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1、牛顿定律的应用一※※掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法※知道运动力学的两类基本问题及其特点※※能够运用牛顿定律和运动学公式解决简单的力学问题如图所示，运动与力总是息息相关，从物体的受力出发，可以了解物体的运动情况．从运动情况可以分析受力情况．1．牛顿第二定律确定了和的关系，使我们能够把物体的运动情况和联系起来．2．根据牛顿定律从物体的受力情况确定情况，在实际中有重要应用．指挥宇宙飞船飞行的科学工作者，根据飞船的受力情况可以确定飞船在．运动力受力情况运动任意时刻的位置和速度3．在实际问题中，常常需要从物体的运动情况来确定．例如，知道

2、了列车的运动情况，根据牛顿运动定律可以确定．又如，根据天文观测知道了月球的运动情况，就可以知道地球对情况．牛顿当初探讨了这个问题，并进而发现了万有引力定律．未知力机车对列车的牵引力月亮的引力(1)动力学有两类问题：一是已知物体的受力情况分析运动情况；二是已知运动情况分析受力情况，程序如下图所示．其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁.(1)正确的受力分析对物体进行受力分析，是求解力学问题的关键，也是学好力学的基础．(2)受力分析的依据①力的产生条件是否存在，是受力分析的重要依据之一．②力的作用效果与物体的运动状态

3、之间有相互制约的关系，结合物体的运动状态分析受力情况是不可忽视的．③由牛顿第三定律(力的相互性)出发，分析物体的受力情况，可以化难为易．(3)受力分析的基本方法①明确研究对象，即对谁进行受力分析．②把要研究的物体从周围物体中隔离出来．③按顺序分析受力情况，画出力的示意图，其顺序为：重力、弹力、摩擦力、其他力.(1)首先要对所确定的研究对象作出受力情况、运动情况分析，把题中所给的物理情景弄清楚，然后由牛顿第二定律，通过加速度这个联系力和运动的“桥梁”，结合运动学公式进行求解．这是用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．(2)解题步骤①确定研究对象

4、．②对物体进行受力分析并画出受力图，对物体进行运动状态分析．③选择正方向或建立直角坐标系，由牛顿第二定律及运动学规律列方程．④计算，求解未知量．某消防员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方式缓冲(如图所示)，使自身重心又下降了0.5m，在着地过程中地面对他双腿的平均作用力估计为(　　)A．自身所受重力的2倍B．自身所受重力的5倍C．自身所受重力的8倍D．自身所受重力的10倍答案：B(1)要注意研究对象的选取，在解决问题时，可以用“隔离法”对某个物体进行研究，也可以用“整体法”对系统一起研究．(2)注意“内力”与“外力”的

5、区别，内力不会改变物体系的运动状态．(3)注意物体所受的合外力F与物体运动加速度a的瞬时对应关系．所以我们分析问题时要特别注意物体所受的力在运动过程中是否发生变化．(4)注意牛顿第二定律中的加速度a是对惯性参考系的，一般我们以地球作为惯性参考系．(5)注意F合＝ma是矢量式，所以在应用时，要选择正方向，一般我们选择合外力的方向即加速度的方向为正方向．一位滑雪者如果以v0＝20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从冲坡开始计时，至3.8s末，雪撬速度变为零．如果雪橇与人的质量为m＝80kg，求滑雪人受到的阻力是多少．(g取10m/s

6、2)解析：可先分析滑雪人在斜坡上的运动情况．初速度为20m/s，末速度为零，运动时间为3.8s.则根据匀变速直线运动的公式，可以求得加速度a.再根据牛顿第二定律，由已知的加速度a，求出物体受到的阻力．如下图建立坐标，以v0方向为x轴的正方向，并将重力进行分解．G1＝Gsin30°，G2＝Gcos30°在x方向上，F3为物体受到的阻力大小；在y方向上，因为物体的运动状态没有变化，所以重力的一个分力G2等于斜坡的支持力FN.G2＝FN沿x方向可建立方程－F3－G1＝ma①答案：20.8N点评：要明确人的重力的下滑分力与阻力的合力产生了加速度．列

7、车质量为500t，以54km/h的速度行驶，如图所示，运动阻力为车重的0.05倍，今欲使列车在200m内停下来，刹车力应多大？答案：3.125×104N解析：列车的质量m＝500t＝5×105kg初速度v＝54km/h＝15m/s对列车分析，由牛顿第二定律kmg＋F＝ma由运动规律v2＝2as代入数据可得，为使列车能在200m内停下来，刹车力至少为F＝3.125×104N.法国人劳伦特·菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演(如图所示)，他从30m高的塔上跳下准确地落入水池中．已知水对他的阻力(包括浮力)是他的重力的3.5倍

8、，他在空中时空气对他的阻力是他的重力的0.2倍．为了保证他的安全，水池的深度至少是多少米？(g＝10m/s2)答案：9.6m点评：正确地分析物体在不同阶段的受力情况是解题的关键．