用牛顿运动定律解决问题二PPT课件

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牛顿第二定律ppt课件

牛顿第二定律ppt课件

弹力能突变
(形变量微小) 恢复需要时间短
五、瞬时性问题 3.基本思路
①分析原状态下物体受力 ➢ 列方程(平衡;F=ma)
②分析当状态变化瞬间,哪些力变化,哪些力不变
剪断细绳、剪断弹簧、抽出木板、撤去某力等 ③分析状态变化瞬间的F合,利用F合=ma求瞬时a
【例】(多选)甲、乙二个小球均处于静止状态,甲、乙间通过轻
③瞬时性:a与F合对应同一时刻,同时产生、变化、消失。 ④同体性:F=ma中,F、m和a对应同一物体(同一系统)。
物体受到的每一个力都产生加速度,且彼此 ⑤独立性:独立互不影响。
物体的实际加速度是这些加速度的矢量和。
2.加速度二个公式的比较
决定式 a F
大小: a F, a 1
m
m 方向: a与F合方向一致
2.牛顿的定义:使质量为1kg的物体产生1m/s2的 加速度的力叫1N。
3.国际单位制中,牛顿第二定律的表达式 F ma 注:①利用牛二 F ma 计算时,统一为国际单位
②a一般以地面为参考系 ③F一般指合力
三、对牛顿第二定律的理解 1.五个性质 ①因果性:F是产生a的原因。
②矢量性:F=ma是矢量式,应用时应先规定正方向。 a与F合的方向相同
为2m、m,重力加速度为g,将甲与乙间的弹簧剪断瞬间,二个小球
的加速度大小为( BC )
A.a甲=1.5g C.a乙=g
B.a甲=0 D.a乙=0
➢ 合成法 (适用于二力)
利用 F合 ma ,由a的方向确定F合
的方向,以F合为对角线做平行四 边形
【例】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球, 在列车以某一加速度渐渐启动的过程中,细线就会偏 过一定角度并相对车厢保持静止,通过测定偏角的大 小就能确定列车的加速度在某次测定中,悬线与竖直 方向的夹角为θ,求列车的加速度。

人教版高中物理必修一 用牛顿运动定律解决问题(二)1 PPT课件

人教版高中物理必修一 用牛顿运动定律解决问题(二)1 PPT课件
F
F O F3 G
B
F2
例题2:如右图所示,重力为G的电灯通过两根细绳OB与OA悬挂于 两墙之间,细绳OB的一端固定于左墙B点,且OB沿水平方向,细 绳OA挂于右墙的A点。 1.当细绳OA与竖直方向成θ角时,两细绳 OA、OB的拉力FA、FB分别是多大? 分析与解: 根据题意,选择电灯受力分析,它分别受 到重力G,两细绳OA、OB的拉力FA、FB ,可 画出其受力图,由于电灯处于平衡状态,则 两细绳OA、OB的拉力FA、FB 的合力F与重力 大小相等,方向相反,构成一对平衡力。 可得:
4.7用牛顿运动定律 解决问题(二)
课程标准实验教科书 物理1 第四章
我来做一做!
用细棉线将一钩码轻轻提起。
1、钩码静止时,棉线受到的拉力为多少? 说出根据。 2、手拿棉线将钩码突然向上提升,棉线有 何变化?
用牛顿运动定律解决问题(二)
一、共点力的平衡条件
二、超重和失重
学习目标:
• (1)知识与技能 • ①知道什么是物体处于平衡状态及在共点力作用下物体的平衡条件。 • ②知道超重和失重现象的含义,能通过牛顿运动定律对它们进行定量分析, 并能说明一些简单的相关问题。 • ③ 能解答以自由落体为基础的竖直方向的运动学问题。 • (2)过程与方法 • ①通过学生亲手实验,培养其观察能力和分析推理能力。 • ②通过学生自主探究、合作探究,让学生真正参与到知识的形成过程中,让 学生学会学习。 • (3)情感态度与价值观 • ①借助课堂小实验、多媒体课件和丰富的网上资料,激发学生的兴趣,感受 物理与生活、社会与科学技术的相关性,培养学生热爱物理、热爱科学的情感。 • ②搭建学生自我展示的舞台,鼓励学生建立自信,敢于探索、 勇于质疑,学会交流与合作,以达到“我学习,我快乐”的 目的。

4-7用牛顿运动定律解决问题(二)

4-7用牛顿运动定律解决问题(二)
和水球组成的系统其重心有向下的加速度,整个系统将处 于失重状态,故台秤的示数将变小. 答案:A
一个人站在体重计的测盘上,在人下蹲的过程中(如下
图所示),指针示数变化应是____________.
答案:先减小,后增加,再还原 解析:人蹲下的过程经历了加速向下、减速向下和静
止这三个过程.
一种巨型娱乐器械——“跳楼机”(如图所示)可以使人 体验超重和失重.一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖 直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由
两力的合力与第三力等大、反向求源自,可以据力三角形求 解,也可用正交分解法求解.
解法1 用合成法
取足球作为研究对象,它们受重力G=mg、墙壁的支 持力F1和悬绳的拉力 F2三个共点力作用而平衡,由共点力 平衡的条件可知,F1和F2的合力F与G大小相等、方向相反, 即F=G,从图中力的平行四边形可求得:
Fx合=0 零.即 Fy合=0
特别提醒: 正确区分“静止”和“v=0”.物体处于静止状态时, v=0,a=0是平衡状态;但是,当v=0时,物体不一定处
于平衡状态,如自由落体运动初始状态或竖直上抛运动物
体到达最高点时v=0,但a=g,不是平衡状态.
如图所示,斗牛将人高高挑起处于静止状态,则下列 说法正确的是 ( )
点评:相对解析法而言,作图法比较直观,本题是定
性比较问题,选用作图法较为方便,平行四边形是由两个 全等的三角形构成,因而在分析动态变化问题时选用三角 形定则更为方便.
(安徽阜阳一中09-10学年高一上学期期末)在固定于
地面的斜面上垂直安放了一个挡板,截面为圆的柱状物体 甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡 板之间,没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示.现 在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿

高一物理《47 用牛顿运动定律解决问题(2)》课件

高一物理《47 用牛顿运动定律解决问题(2)》课件

(g取10 m/s2).
【解析】 人举物体时,其最大举力是确定的,由于电梯做加速
运动,物体有“超重”和“失重”两种情况,其运动可由牛顿 第二定律分析.加速下降时,合外力向下,对物体而言,重力大于 举力.反之,重力小于举力. (1)站在地面上的人,最大举力为 F=m1g=60×10 N=600 N. 在加速下降的电梯内,人的最大举力F仍为600 N,由牛顿第二 定律得m2g-F=m2a,
a=0时,是静止,是平衡状态 v=0 a≠0时,不是静止,不是平衡状态
2.对共点力作用下物体平衡条件的理解 (1)合
=0. ,其中 Fx

Fx合=0 ② Fy合=0
和 Fy

分别是将力进
行正交分解后, 物体在 x 轴和 y 轴上所受的合力.
根据一个物体受三个力作用处于平衡状态,则三个力的 任意二个力的合力大小等于第三个力大小,方向与第三个力 方向相反.在如右图所示中可得出F1与F2的合力F合竖直向 上,大小等于F,由三角函数关系
可得出:F合=F1· 30°=F=mPg,F2=F1· 30°.当F1达到最 sin cos
大值200 N时,mPg=100 N,F2=173 N,在此条件下,BC段绳子即
(1)判断超、失重现象关键是看加速度方向,而不是运动方向.
(2)处于超重状态时,物体可能做向上加速或向下减速运动. (3)处于失重状态时,物体可能做向下加速或向上减速运动.
下列说法正确的是(
)
A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
mg A.F= B.F=mgtan θ tan θ mg C.FN= D.FN=mgtan θ tan θ

牛顿运动定律的应用(19张PPT)课件 2024-2025学年高一物理人教版(2019)必修第一册

牛顿运动定律的应用(19张PPT)课件 2024-2025学年高一物理人教版(2019)必修第一册
公式解决有关问题。
作者编号:43002
新课讲解
1
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。
受力情况决定运动情况
a
F合
F
m
a
运动学
公式
运动情况
(v,x,t ?)
Fx = max
F = ma
Fy = may
作者编号:43002
玩滑梯是小孩子非常喜欢的活动,
在欢乐的笑声中,培养了他们勇敢
的品质。小孩沿着滑梯从顶端滑到
底端的速度与哪些因素有关?
作者编号:43002
学习目标
1、能结合物体的运动情况进行受力分析。
2、知道动力学的两类问题,理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁。
3、掌握解决动力学问题的基本思路和方法,会用牛顿运动定律和运动学
Ff (图 4.5-3)。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,滑动摩擦力 Ff 的方向与运动方向相反,则
Ff = - µ1FN = - µ1mg
根据牛顿第二定律,冰壶的加速度为
Ff
1mg
a1
1 g 0.02 10 m / s 2
m
m
加速度为负值,方向跟 x 轴正方向相反
v102 = v02 + 2a1x10
冰壶后一段运动的加速度为
a2 =- µ2 g =- 0.02×0.9×10 m/s2 =- 0.18 m/s2
滑行 10 m 后为匀减速直线运动,由 v2-v102=2a2 x2 ,v=0,得
v102
v02 2a1 x10
x2

4-7用牛顿运动定律解决问题(二)

4-7用牛顿运动定律解决问题(二)

第四章
7.用牛顿运动定律解决问题(二)
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
解法 3 用相似三角形求解
第四章
7.用牛顿运动定律解决问题(二)
成才之路 ·物理 ·人教版 · 必修1
取足球作为研究对象,其受重力 G、墙壁的支持力 F1、 悬绳的拉力 F2,如图所示,设球心为 O,由共点力的平衡条 件可知,F1 和 G 的合力 F 与 F2 大小相等、方向相反,由图 F AO 1 可知,三角形 OFG 与三角形 AOB 相似,所以G= AB= cosα F2=G/cosα=mg/cosα F1 OB G =AB=tanα F1=Gtanα=mgtanα。
第四章
7.用牛顿运动定律解决问题(二)
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(3)在完全失重状态下,平常由重力产生的一切物理现象 都会完全消失,比如物体对桌面无压力,单摆停止摆动,浸 在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器,也不能 再使用,如天平、液体气压计等。
第四章
7.用牛顿运动定律解决问题(二)
第四章
7.用牛顿运动定律解决问题(二)
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考点题型设计
第四章
7.用牛顿运动定律解决问题(二)
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题型 1
物体的平衡
沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在 A 点(如图),
足球的质量为 m, 网兜的质量不计, 足球与墙壁的接触点为 B, 悬绳与墙壁的夹角为 α, 求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持 力。
匀速直线运动 状态,则该物体处于平衡状态。
3.平衡条件: 共点力作用下物体的平衡条件是 合力为零,即 F 合=0。
第四章

牛顿第二定律及两类基本问题-PPT课件

牛顿第二定律及两类基本问题-PPT课件
31
解析:(1)物体做初速度为零的匀加速直线运动,设其加速度为 a0.
则有
L=
1 2
a0
t02
由牛顿第二定律得 F-Ff=ma0,Ff=μmg
联立以上三式,并代入数据得:μ=0.5. (2)有力作用时,设物体的加速度大小为 a,由牛顿第二定律 得:Fcos 37°-μ(mg-Fsin 37°)=ma
二、动力学两类基本问题
1.由受力情况判断物体的运动情况:处理这类问题 的基本思路是:先求出几个力的合力,由牛顿第二定 律(F 合=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求 出速度或位移.
4
2.由运动情况判断物体的受力情况:处理这类问题的 基本思路是:已知加速度或根据运动规律求出加速度, 再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.
27
(3)选取正方向或建立坐标系.通常以加速 度的方向为正方向或以加速度方向为某一 坐标轴的正方向. (4)求合力 F 合. (5)根据牛顿第二定律 F 合=ma 列方程求解, 必要时还要对结果进行讨论.
28
【例 3】(2013 菏泽模拟) 如图,质量 m=2 kg 的物体 静止于水平地面的 A 处,A、B 间距 L=20 m.用大小为 30 N,沿水平方向的外力拉此 物体,经 t0=2 s 拉至 B 处.(已知 cos 37°=0.8,sin 37°=0.6, 取 g=10 m/s2). (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ; (2)用大小为 30 N,与水平方向成 37°的力斜向上拉此物体, 使物体从 A 处由静止开始运动并能到达 B 处,求该力作用的最 短时间 t.
木块 2 根据牛顿第二定律可得(m+M)g=Ma2,即
mM
a2=
g,因此选项 C 正确,选项 A、B、D 错误.

物理:4.7《用牛顿运动定律解决问题(二)》课件(新人教版必修1)

物理:4.7《用牛顿运动定律解决问题(二)》课件(新人教版必修1)

学点1 学点 共点力的平衡条件
⑴平衡状态:如果一个物体在力的作用下,保持静止或匀速 平衡状态:如果一个物体在力的作用下, 直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。 直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。 ⑵共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。 共点力作用下物体的平衡条件是合力为0 ⑶平衡条件的四个推论 若物体在两个力同时作用下处于平衡状态, ①若物体在两个力同时作用下处于平衡状态,则这两个力大小 相等、方向相反,且作用在同一直线上,其合力为零, 相等、方向相反,且作用在同一直线上,其合力为零,这就是初中 学过的二力平衡。 学过的二力平衡。 物体在三个共点力作用下处于平衡状态, ②物体在三个共点力作用下处于平衡状态,任意两个力的合力 与第三个力等大、反向。 与第三个力等大、反向。 物体在n个非平行力同时作用下处于平衡状态时 个非平行力同时作用下处于平衡状态时, 个力必定 ③物体在 个非平行力同时作用下处于平衡状态时,n个力必定 共面共点,合力为零,称为n个共点力的平衡 其中任意(n-1)个力 个共点力的平衡, 共面共点,合力为零,称为 个共点力的平衡,其中任意 个力 的合力必定与第n个力等大 反向,作用在同一直线上。 个力等大、 的合力必定与第 个力等大、反向,作用在同一直线上。 当物体处于平衡状态时, ④当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体的合力均为零。
学点2 学点 超重和失重 (1)实重:物体实际所受的重力。物体所受重力不会因 实重:物体实际所受的重力。 物体运动状态的改变而变化。 物体运动状态的改变而变化。 视重:当物体在竖直方向有加速度时( (2)视重:当物体在竖直方向有加速度时(即ay≠0), ), 物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力, 物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力, 此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。 此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。 说明: 说明:正因为当物体竖直方向有加速度时视重不再等于 实重,所以我们在用弹簧测力计测物体重力时, 实重,所以我们在用弹簧测力计测物体重力时,强调应在静止 或匀速运动状态下进行。 或匀速运动状态下进行。 (3)对超重现象的理解 ) 特点: ①特点:具有竖直向上的加速度 运动形式:物体向上加速运动或向下减速运动 物体向上加速运动或向下减速运动。 ②运动形式 物体向上加速运动或向下减速运动。 说明:当物体处于超重状态时,只是拉力( 说明:当物体处于超重状态时,只是拉力(或对支持物的 压力)增大了,是视重的改变,物体的重力始终未变。 压力)增大了,是视重的改变,物体的重力始终未变。
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平衡状态:静止状态或匀速直线运动状态,叫做平衡状态。 共点力的平衡条件:由牛顿第一定律和牛顿第二定律知:物体不 受力或合力为零时将保持静止状态或匀速直线运动状态——平衡状态。 共点力下平衡的条件是合力等于零即:F合=0。
物体平衡的两种模型:
FN FN
F
f
G
G
二力平衡的条件是两个力大小相等、方向相反在同一 条直线上。
通过对超重与失重现象的观察,进一步提高观察能力。 通过对超重与失重现象的分析,掌握对该实验现象进行分析和归 纳的方法。
(3)情感态度与价值观
通过对生活现象的分析,体会“生活处处 皆学问”,感受生活的美好。 通过对宇航员飞天过程的了解,体会他们 坚强的毅志力。
教学重难点
教学重点
对超重与失重现象的受力情况与运动形式的认识。
教学难点
如何在生活中利用或避免生活中超重与失重现象。
本节导航
1、共点力的平衡条件 2、超重和失重 3、从动力学看自由落体运动
1、共点力的平衡条件
共点力:物体所受各力的作用点在物体上的同一点或力的作用线 相交于一点的几个力叫做共点力。
B
A
F2
F3 O
C
F1
F1 F2
θ G
能简化成质点的物体受到的各个力可视为共点力
这辆汽车规定载重 5吨,现在实际拉 10吨,它“超重” 了。
神州五号加速升空阶段,杨利伟要接受 超重的考验,到了太空要吃失重之苦。
“失重超重”都直接涉及到离我们遥远而神秘的航天业中,是否
? 失重超重在我们日常生活中难以看到
例题
N
(1)如图,人的质量为m,当电梯 以加速度a加速上升时,人对地板的压 力N’是多大?
解:力的合成法:
对球受力分析:F=G F1=F/cosθ =G/cosθ F2=Ftanθ =Gtanθ
F1
F
F2
θ G
力的分解法: 对球受力分析: F1x=F1sinθ F1y=F1cosθ=G F1=G/cosθ F2=F1x=F1sinθ =Gsinθ/cosθ=Gtanθ
F1y
F1x
F2
G
va
G
N/
解:人为研究对象,人在升降机中受到两个力作用:重力G 和地板的支持力N由牛顿第二定律得N-mg = m a 故:N = mg + m a,人受到的支持力N大于人受到的重力G。 由牛顿第三定律得:压力N’大于重力G。
知识要点
1. 超重:物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(视重)大于物 体所受重力的现象。
3. 重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC三根细绳悬挂处于静 止状态,已知细绳OA处于水平, OB与竖直方向成60°角,求细绳OA、 OB和OC张力的大小。
解:对物体受力分析,对绳子O点受力分析
F=F1’=F1=G F2=F/cos 600 =2G F3=Ftan 600
F
600 B
A
F2
F3 O
知识要点
2. 失重:物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(视重)小于物 体所受重力的现象。
3. 完全失重:当升降机以加速度 a = g竖直加速下降时,物体对支持物 的压力或对悬挂物的拉力(视重)为零的现象。
4. 视重:物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 (1)视重大于重力 超重 (2)视重小于重力 失重 (3)视重等于重力 静止或匀速状态 (4)视重等于零 完全失重
力进行分解(一般采用正交分解法),从而把三力平 F1 衡转化为四力平衡模型。这种方法称为分解法。
当物体受三个以上共点力平衡时,一般采用分 解法。
F1x
F1y F2
G
例题
1. 如图所示,三角形支架O点下方挂一重物G=50N,已知θ=300,求轻 杆OA,OB所受弹力。
解:力的分解法
A
G
FA Sin 100N
例题
如图,人的质量为m,当电梯以加
N
速度a加速下降时,人对地板的压力N’
是多大?
v
G N’
解:人为研究对象,人在升降机中受到两个力作用:重力G 和地板的支持力N由牛顿第二定律得 mg-N = m a 故:N = mg - m a,人受到的支持力N小于人受到的重力G, 由牛顿第三定律得:压力N’小于重力G。
F1’
3G
C F1 G
4.重力为G的物体用如图所示的OA、OB、OC三根细绳悬挂 处于静止状态,已知细绳OA处于水平,OB与竖直方向成60°角,求 细绳OA、OB和OC张力的大小。
解:分解法:物体受力
分析:F1=G对绳子O点受力 分析F2x=F2sin 600
F2y=F2cos 600

3 2
牛顿第 二定律
加速度 a
运动学 公式
运动学 公式
物体运 动情况
物体运 动情况
第四章 牛顿运动定律
教学目标
(1)知识与技能
知道什么是超重和失重现象。 理解产生超重和失重现象的条件。 理解超重和失重现象的实质。 培养学生应用牛顿第二定律分析、解决实际问题的能力。 了解超重和失重现象在生活中的应用。
(2)过程与方法
F2

F2 2
F2y
A F3 O
F2
600 B
F2x F1’
C F1
G
合成法:物体受力分析:F2y F3 = F2x
F2 2G
=F1’=G

3 2
F2

3G
F2 2
F2y
A F3 O
F1’
600 B
F2x
C F1
G
2、超重和失重
生活中常说的“超重”、“失重”
这个小伙子15岁,身 高1.5米,质量是100 公斤,他“超重”了
导入新课
牛顿第一定律 惯性定律,惯性

反映物体在不受力时的运动规
顿律
运 牛顿第二定律 F=ma
动 定
反映了力和运动的关系
律 牛顿第三定律 F=-F’ (作用力和反作用力定律)
反映了物体之间的相互作用规律
(1)从受力确定运动情况
物体受 力情况
牛顿第 二定律
加速度 a
(2)从运动情况确定受力
物体受 力情况
研究物体平衡的基本思路和基本方法有两种:
(1)合成法
很多情况下物体受到三个力的
作用而平衡,其中任意两个力的合 力必定跟第三个力等大反向。
F1
平行四边形定则作出其中任意
两个力的合力来代替这两个力,从
而把三力平衡转化为二力平衡。这
种方法称为合成法。
F F2
G
(2)分解法 物体受三个共点力平衡时,也可以把其中一个
B
FB

G
tan
50
3N
θO G
用正交分解法得平衡方程:
FB-FACosθ =0
FASinθ -G=0
A
解得:
B
FA

G
Sin
100N
FB

G
tan
50
3N
FA
θO
G
2. 如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一重力为G的光滑小球,球被竖直 挡板挡住不下滑,求:斜面和挡板对球的弹力大小。
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