《牛頓運動定律專題》PPT課件

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1、(一)力、加速度、速度關(guān)系：思考：合力與速度有沒有必然聯(lián)系？合力與加速度有沒有必然聯(lián)系？例1、設(shè)雨滴從很高處豎直下落，所受空氣阻力Ff和其速度v成正比．則雨滴的運動情況是（）A．先加速后減速，最后靜止B．先加速后勻速C．先加速后減速直至勻速D．加速度逐漸減小到零BD(二)用牛頓運動定律分析瞬時加速度問題剛性繩（或接觸面）：不發(fā)生明顯形變就可以產(chǎn)生彈力，我們認(rèn)為其產(chǎn)生的彈力可以瞬間有或消失。彈性繩（或彈簧）：由于其產(chǎn)生彈力時形變量較大，其彈力不可以在瞬間消失。例2、如圖兩個質(zhì)量均為m的物體用一根輕彈簧相連，再用一根細(xì)線懸掛在天花

2、板上靜止，當(dāng)剪斷細(xì)線的瞬間，兩物體的加速度各為多大?AB解：剪斷細(xì)繩前后對兩物體進行受力分析：AB剪斷前AB剪斷后由剪斷后受力可得：aA=2gaB=0如圖a所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為l1、l2的兩根細(xì)繩上，l1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，l2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)將l2線剪斷，求剪斷瞬間物體的加速度。下面是某同學(xué)對該題的一種解法：【例3】設(shè)l1線上拉力為T1，l2線上拉力為T2，重力為mg，物體在三力作用下保持平衡：T1cosθ＝mg，T1sinθ＝T2，T2＝mgtanθ。剪斷線的瞬間，T2突

3、然消失，物體即在T2反方向獲得加速度。因為mgtanθ=ma，所以加速度a＝gtanθ，方向在T2反方向。你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎？請評價說明。模型分析法【例4】若將圖a中的細(xì)線l1改為長度相同、質(zhì)量不計的輕彈簧，如圖b所示，其他條件不變，求解的步驟與（1）完全相同，即a=gtanθ，你認(rèn)為這個結(jié)果正確嗎？請說明理由。(三)用正交分解法和牛頓運動定律處理動力學(xué)問題：思考：何為正交分解法？如何應(yīng)用正交分解法處理動力學(xué)問題呢？例5、質(zhì)量為m的物體放在傾角為α的斜面上，物體和斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，如果給物體施加一個水平的力F，使物體沿

4、斜面向上以加速度a做勻加速直線運動，則力F應(yīng)為多大?F分析與解答：對物體進行受力分析：重力、支持力、摩擦力、推力。將力沿平行于斜面和垂直于斜面正交分解，分別在兩個方向求合力，列方程：FGFNFfα沿斜面方向：Fcosα—mgsinα—Ff=ma垂直斜面方向：FN—mgcosα—Fsinα=0Ff=μFN聯(lián)立三式解得：F=m(a+gsinα+μcosα)/(cosα—μsinα）(四)運用牛頓運動定律處理簡單連接體問題思考：如果兩個物體同時受一個動力而一起加速運動時，要分析它們間的相互作用力，應(yīng)該怎樣去處理呢？例6、如圖所示，A

5、、B兩木塊的質(zhì)量分別為mA、mB，在水平推力F作用下(作用在A上)，沿光滑水平面勻加速向右運動，求A、B間的彈力FN。FAB分析與解答：由于兩個物體一起加速運動，可以先對整體列一個方程，然后在對其中一個物體列方程，即隔離物體列方程，即可求得物體間的相互作用力，設(shè)加速度為a，分別對整體和部分受力分析列方程：對整體：F=（mA+mB)a對A：F—FN=mAa對B：FN=mBa聯(lián)立上面任意兩個方程可得：FN=mBF/(mA+mB)AB【例7】1966年曾在地球上空完成以牛頓第二定律為基礎(chǔ)的測定質(zhì)量的實驗，實驗時用質(zhì)量為m1的雙子星號

6、宇宙飛船A去接觸正在軌道上運行的質(zhì)量為m2的火箭組B，接觸以后，開動A的尾部推進器，使A、B共同加速，如圖所示，推進器平均推力為897N，從開始到t=7s時間內(nèi)，測得A、B速度改變量為0.91m/s，且m1=3400kg，則m2=．3、整體隔離法【例8】（2007·江蘇）如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg?，F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，使四個木塊以同一加速度運動，則輕繩對m的最大拉力為（）A．B．C．D．整體隔離法整體

7、隔離法DACBF2mm2mmmm2m2mTμmg而繩子拉力T給C、D系統(tǒng)提供加速度。故拉力最大值：②解：分析可知，加速度到達(dá)最大值的臨界條件是A、B間達(dá)到最大靜摩擦力：①③2、題目中出現(xiàn)“最大”“正好”等詞語，一般隱含著臨界問題。極限法----臨界狀態(tài)討論1、極限法往往包含有假設(shè)，即假設(shè)運動過程達(dá)到極限狀態(tài)；（五）簡單臨界問題的分析和求解例9、如圖所示，質(zhì)量為m=4kg的小球掛在小車前壁上，細(xì)線與豎直方向成37°角，要使小球?qū)π≤嚨膲毫偤脼榱愕植幻撾x車壁，求：小車應(yīng)如何運動？（sin37°=0.6,cos37°=0.8）（

8、g=10m/s2）解答：我們可以先分析當(dāng)小車靜止時小球的受力：重力，繩的拉力，車壁的支持力，若要使車壁的支持力為零，小球剛好不離開車壁，則繩的拉力和球的重力合力應(yīng)該水平向右，即小車有向右的加速度，表現(xiàn)為向右加速或者是向左減速運動：GFTF對小球運用牛頓第二定律可得：F=ma即