普通物理学第五版02牛顿定律习题答案精品PPT课件
第二牛顿定律-PPT精品

一般认为 t3mb, v vL o
t
m1 m2
画受力图、选取坐标如图
m1gFTm1a m2gFTm2a
FT
0
aFT
y
a m1 m2 g m1 m2
FT
2m1m2 m1 m2
g
a
P1 y
P2 0
(2)若将此装置置于电梯顶部,当 电梯以加速度 av 相对地面向上运动时,
求两物体相对电梯的加速度和绳的张力. 解 以地面为参考系
第二章 牛顿定律
本次课内容 §2-1 牛顿定律 §2-2 物理量的单位和量纲 §2-3 几种常见的力 §2-4 惯性参考系 力学相对性原理 §2-5 牛顿定律的应用举例 课本 pp30—49
§2-1 牛顿定律
一 牛顿第一定律
任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态,
直到外力迫Fv使它0改时变,运动vv状态恒为矢止量.
r 例5 一质量m ,半径 的球体在水中静止释放沉入
水底.已知阻力 Fr 6πrv , 为粘滞系数,求v ( t ) .
解 取坐标如图
m gF B6π rvm a
令 F 0 m g F B b 6 πr
v F B 为浮力
FB
Fr
F0
bv
m
dv dt
dv b (v F0 ) dt m b
F v uv 为常m 量a v m a v ' av av'F v ' ouot'
x
x'
z z'
结论
P
x x'
1)凡相对于惯性系作匀速直线运动的一切参考 系都是惯性系 .
2)对于不同惯性系,牛顿力学的规律都具有相 同的形式,与惯性系的运动无关 .
普通物理学(第五版)牛顿运动定律习题答案

牛顿运动定律习题答案2-1解:当倾角为α时,物体正好匀速下滑。
{mgsina −f =0N −mgcosa =0f =μN →μ=tana 当倾角为β时:mgsinβ−f =ma a=(sin β- tanacosβ)g 斜面长L =ℎsinβ=12at 2 t 2=2ℎasinβ=2ℎsinβ1(sinβ− tanacosβ)g=2ℎcosasinβ(sinβcosα−sinαcosβ)g=2ℎcosagsinβsin (β−α)t =√2ℎcosagsinβsin (β−α)2-2解:(1){T −m A gsinα=m A a m B gsinβ−T =m B a →a =m B gsinβ−m A gsinαm A +m B =60×√32−100×1/260+100×9.8=0.12m/s 2 T=m A a +m A gsinα=520N2-3解:对于货物f max =μmg =ma max 货物的最大加速度a max = μg 火车的最大加速度a′max =− μg v t 2−v 02=2a ′s v t =0 −v 02=−2 μg s =v 022 μg=(303.6)22×0.25×9.8=14.2m2-4解:(1) 2f −Mg =Ma a =0 2f =Mg f =μN N =Mg 2μ=613N (2) a =0.2m/s 2 N =M(g+a)2μ=625N (3) 物体以v =4m/s ,半径l 的圆周运动 2μN −Mg =Mv 2lN =M(g+v 2l)2μ=836N2-5解:T −m A g =m A a A T −m B g =m B a B T =F 2a A =F 2m A−g a B =F 2m B−g (1)当F 1=98N a A =−7.5m/s 2 a B =−4.9m/s 2 T =49N 两者均为负值,表示根本提不起。
第02章牛顿定律.ppt

d v 解 F 3 4 x ma m d t d v d x d v d v m m v 6 v 变量代换 d xd t d x d x dv 34x 6v dx v x 6 v d v ( 3 4 x ) d x
0 0
3 v 3 x 2 x
2
2
vx 3m s 3
o o' ut x' z z'
x x'
13
2-1 牛顿定律
注意
(1) 凡相对于惯性系作匀速直线运 动的一切参考系都是惯性系. (2) 对于不同惯性系,牛顿力学的 规律都具有相同的形式,与惯性系的运 动无关 伽利略相对性原理.
14
2-3 几种常见的力
一
万有引力
m1m2 F G 2 r
m1
m2
r
11 2 2
第 二 章
牛 顿 定 律
1
2-1 牛顿定律
杰出的英国物理学家,经典 物理学的奠基人.他的不朽巨著 《自然哲学的数学原理》总结了 前人和自己关于力学以及微积分 学方面的研究成果,其中含有三 条牛顿运动定律和万有引力定律, 以及质量、动量、力和加速度等 牛顿 Issac Newton 概念.在光学方面,他说明了色 散的起因,发现了色差及牛顿环, (1643-1727) 他还提出了光的微粒说.
为原点,竖直向上为y轴。
(1)物体在上抛过程中, 根据牛顿定律有
dv v v d mg kmv m m dt dy
2
31
依据初始条件对上式积分有
d y v 0
y
v
0
vdv 2 g kv
32
2 k v 1 g y ln 2 2k g kv0
普通物理学第五版02牛顿定律习题答案

解题思路与技巧
解题思路
首先理解牛顿第一定律的基本概念,即惯性。然后分析题目中的物理情境,判 断物体是否受到外力作用,以及外力对物体的运动状态有何影响。最后根据牛 顿第一定律得出结论。
解题技巧
在解题过程中,要特别注意区分外力和惯性。外力是改变物体运动状态的原因, 而惯性是物体保持其运动状态不变的性质。同时,要掌握摩擦力和阻力的概念 及其对物体运动状态的影响。
习题答案
• 题目1:一个在平直轨道上行驶的火车,关闭发动机后逐渐停下来,请问火车受 到的阻力与火车前进方向是什么关系?
• 答案:阻力与火车前进方向相反。根据牛顿第一定律,火车在关闭发动机后, 如果没有阻力作用,将保持匀速直线运动。然而,由于阻力作用,火车逐渐减 速并停下来。因此,阻力必须与火车前进方向相反。
04 牛顿定律的应用
习题答案
题目1
一个质量为2kg的物体在光滑的水平面上受到一个大小 为10N的外力作用,求物体的加速度。
答案
根据牛顿第二定律,$F = ma$,得$a = frac{F}{m} = frac{10}{2} = 5m/s^2$。
题目2
一个质量为5kg的物体在斜面上静止,受到一个与斜面成 30°的外力作用,求物体的加速度。
1. 题目
一质量为2kg的质点,在力F=2N的作用下,由静止开始运动, 求质点在2秒末的速度。
习题答案
答案
2m/s
2. 题目
一质量为1kg的质点,在力矩M=2N·m的作用下,围绕原点做匀速圆周运动,求质点转动一周的时间 。
习题答案
答案:2s
3. 题目:一质量为5kg的物体,在水平地面上受到大小为10N的水平推 力作用,求物体在2秒末的速度。
案例2
第二章牛顿运动定律精品PPT课件

此种方法更简单。
N
m oM
F
mg
则外力 F (m M )a (m M )gtg
由牛顿第三定律,m对M的压力与N大小
相等方向相反,数值为 N mg / co。s
第二类问题:求极值问题。
例:质量为m的物体在摩擦系数为 的平
面上作匀速直线运动,问当力与水平面所
成角多大时最省力?
解:受力分析, 建立坐标系,物 体受重力,地面 的弹力,外力和 摩擦力,列受力 方程。
则,合力与动量的变化率有关系:
F
dP dt
F
dP dt
两式统一 的证明
在 与运牛动顿力无学关范,围所F内以 由常ma于见质到关量测系量是:FmdddddvdtPttmvv
dm dt
dm
dt
0
F ma
三、牛顿第三定律
内容 作用与反作用
重要概念
施力与受力同时出现同时消失
对参考系无特殊要求(由牛顿创造性发现的) 四、牛顿定律适用范围
由牛顿第二定律
F
ma
m
dv dt
Fn
ma n
m v2 r
on T
l P
mg v0
mg sin ma
有
T mg cos ma
由(1)式右边上下同乘
n
m dv
dt mv
2
r
d
(1) (2)
mg sin m dv d dt d
其中: d , v l
dt
两边同乘l: vdv gl sin d
例:质量为 m 的物体,在 F=F0kt 的外 力作用下沿 x 轴运动,已知 t=0 时, x0=0,v0=0, 求:物体在任意时刻的加速度 a,速度 v 和位移 x 。 解: F ma a F F0 kt dv
2第2章牛顿定律PPT课件

fd
1 C Av2
2
求:物体在流体中下落的最大速率(终极速率)
9
fd
解: fd
1 C Av2
2
kv2
k 1 C A 建坐标系
2
dv mg fd m dt
mdv mg kv2 dt
dv 1 k
v2
gdt
mg
1 2
1
1
k mg v 1
1 k mg
v
dv
gdt
mg
y
mg k ln 1 v k mg mg k ln 1 v k mg 2gt c
例: 力
1牛[顿] = 1千克米/秒2
1N 1kg m s2 F MLT2
2.4 几种常见的力
7
万有引力
一、重力 P mg
g GmE R2
二、弹力 (垂直接触面)
F
G
m1m2 r2
er
正压力 支持力 拉力 张力
弹簧的弹力 f kx (虎克定律)
三、摩擦力
(平行接触面,与相对运动或相对运动趋势方向相反)
m为惯性质量
F外
dp dt
分 量 式
Fx
dpx dt
Fy
dp y dt
分 量 式
Fz
dpz dt
三、牛顿第三定律
F外 ma
4
Fx max Fy may Fz maz
平 面
Ft
mat
m
dv dt
曲
线 运 动
Fn
man
m
v2
对于每一个作用,总有一个相等的反作用与之相反;或
说,两个物体对各自对方的相互作用总是相等的,而且指向 相反的方向。
《牛顿第二定律》-完整ppt课件
列几种描述中,正确的是 [
]
• A.接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越大 速度越来越小,最后等于零
• B.接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度 先增加后减小直到为零
• C.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处, 加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处
(2)若在3s末给物体再加上一个大小也是2N,方向水平向左 的拉力F2,则物体的加速度是多大?(0)
(3)3s后物体的加速度为0,那是不是说3s后F1不再产生加速 度了呢?
物体受到几个力的作用时,每 个力各自独立地使物体产生一个 加速度,就像其他力不存在一样, 这个性质叫做力的独立性原理。 物体的加速度等于各个分力分别 产生的加速度的矢量和。
(sin37° =0.6,cos37° =0.8, g=10m/s2 。)
35
拓展题:
1.光滑水面上,一物体质量为1kg,初速度为0,从0时刻开始 受到一水平向右的接力F ,F随时间变化图如下,要求作出速 度时间图象。
3 F/N
2
1
0
t/s
1 2 34
v(m/s)
3
2
1
0
1
2 34
t(s)
36
• 2、如图所示,一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质
16
练习二:
质量为1kg 的物体受到两个大小 分别为2N 和4N 的共点力作用。则物 体的加速度大小可能是 A、5m/s2 B、3m/s2 C、2m/s2
D答、案2:ABC
17
例1:光滑水平面上有一个物体,质量是2㎏,
受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这
普通物理学第五版第2章牛顿定律答案ppt课件
结束 目录
2 xg Lg = La
当
x=
2 3
L
a=
1 3
g
a
=
(
2
x L
L )g = ddtv=
dv dx
dx dt
=
ddxvv
v
0 v dv
=
2 3
b
La
dx
=
2 3
b
L
(
2x L
mv
mv 5
=
t
5
F
dt
=
t
5
10
5(t
5) dt
= 10t
5 2
(
t
5 )2
t
5
v5 = 25m/s
dx dt
=
v
=10t
5 2
(
t
5)2+ v5 50
=10t
5 2
(
t
5)2 25
7
x 7 x 5 = 5 10t
5 2
(
t
5)2 25 dt
x 7= 5t 2
5 6
(
t
5) 25t 3 ppt精选版
求证:当B C
=
2 3
L
时,a =
1 3
g
v=
2g L
(
2 9
L
2
+b
L
b 2)
证:在任意时刻 t
AB =L x B C = x T mL (L x )g = mL (L x )a mL xg T = mL x a
2 xg L g = La ppt精选版
T
B
a
C
牛顿二定律PPT课件
三、a的定义式和决定式:
1、定义式a=△v/ △t ,反映的是速度变化 快慢的物理量,速度变化量△v的大小由 加速度a和时间△t决定。
2、由牛顿第二定律可知a=F/m,加速度 a由物体所受合外力F和质量m决定;
(1)确定研究对象(在有多个物体存在的复杂问 题中,确定研究对象尤其显得重要)。 (2)分析研究对象的受力情况,画出受力图。 (3)选定正方向或建立直角坐标系。通常选加 速度的方向为正方向,或将加速度的方 向作 为某一坐标轴的正方向。这样与正方向相同 的力(或速度)取正值;与正方向相反的力(或 速度)取负值。
复习巩固:
1.物体运动状态改变的含义是什么?
物体运动状态的改变就是指速度发生了 变化,即物体产生加速度。
2.使物体运动状态发生改变的原因是什么? 力是改变物体运动状态的原因,
即:力是产生加速度的原因.
3.惯性的大小表达了物体运动状态改变的难易程度。
__质__量___ 是物体惯性大小的唯一量度。
4、实验结论: a Fa 1 m
牛顿第二定律更一般的表述:
物体的加速度跟所受的合力成 正比,跟物体的质量成反比;加速度 的方向跟合力的方向相同.
F合 ma
思考:
1、在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中, 哪些是矢量,哪些是标量?
m 是标量,F 和 a 是矢量。
2、这两个矢量的方向关系是怎么样?
“力是产生加速度的原因”,故加速度 a 的方向和合力 F 的方向是一致的。
牛顿第二定律:
(1)内容:
物体的加速度的大小跟它受到的作用力成正比,
跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
大学物理第2章牛顿运动定律解读ppt课件
m a
G
a d mg B K
dt
m
设 t 0 时,小球初速度为零,此时加速度
有最大值
g
B m
当小球速度 逐渐增加时,加速度逐渐减小,当 增加
到足够大时a, 趋近于零此时 近于一个极限速度, 称为收尾速度,T用 表示,令
a d 0
R
dt
第一定律引进了二个重要概念
• 惯性 —— 质点不受力时保持静止或匀速直线运动状
态的的性质,其大小用质量量度。
• 力 —— 使质点改变运动状态的原因
质点处于静止或匀速直线运动状态时:
Fi 0 ( 静力学基本方程 )
二. 牛顿第二定律
某时刻质点动量对时间的变化率正比与该时刻作用在质点上
所有力的合力。
静摩擦力为 fmax=µ0 N( µ0 为最大静摩擦系数,N 为正压力)
2. 滑动摩擦力 两物体相互接触,并有相对滑动时,在两物体接触处出现 的相互作用的摩擦力,称为滑动摩擦力。
f μ N ( µ 为滑动摩擦系数)
*3. 物体运动时的流体阻力 当物体穿过液体或气体运动时,会受到流体阻力,该阻力 与运动物体速度方向相反,大小随速度变化。
例: 已知小球质量为 m ,水对小球的浮力为B,水对小球
运动的粘滞阻力为 R K ,式中的K 是与水的粘滞性、小 球的半径有关的常数,计算小球在水中由静止开始的竖直
沉降的速度。 解:对小球进行受力分析
取向下为正方向,由牛顿第二定律:
R
B
G B R ma
mg B K ma
第2章 牛顿运动定律
上图为安装在纽约联合国总部的傅科摆
质点动力学
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结束 目录
已知: mA= 20kg mB= 10kg
F1 = 98N F2 = 196N
F3 = 392N F4 = 784N
求:aA aB T
解:
T mAg = mAaA
T mBg = mBaB
T
=
F 2
aA=
F 2mA
g
aB=
F 2mB
g
T T
aA A
m Ag
F
T T
B aB
mBg
结束 目录
(1) 当:F1 =98N
T
=
F4 2
= 392N
9.8 = -29.4m/s2
结束 目录
2-6 图中A为定滑轮,B为动滑轮,三个
物体m1=200g,m2=100g,m3=50g, 求:(1)每个物体的加速度;
(2)两根绳子中
的张力 T1与T2. 假定滑 轮及绳的质量以及摩 擦均可忽略不计。
A
T1 B
m1
T2
m2
m3
结束 目录
(sinβ
1
tga cosβ )
=
sinβ
2h cosa (sinβ cosa sinacosβ
)g
=
2h cosa
g sinβ sin (β
a)
t=
2h cosa
g sinβ sin (β
a)
结束 目录
2-2 A、B两个物体,质量分别为mA= 100kg,mB=60kg,装置如图所示。两斜面 的倾角分别为α=300和 β =600。如果物体 与斜面间无摩擦,滑轮和绳的质量忽略不计,
2-29 2-30 2-31 2-32 2-33 2-34 2-35
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结束
结束
2-1 质量为m的物体沿斜面向下滑动。 当斜面的倾角为α 时,物体正好 匀速下滑。
问:当斜面的倾角增大到 β 时,物体 从高为 h 处由静止沿到底部需要多少时间?
N
fm
β mg
结束 目录
已知:a β h m
求: t
4m),为使砌块不从钳子口滑
出 ,至少必须对砌块施加多
大正压力?
结束 目录
已知:M = 50kg m = 0.4 l = 4m v= 4m/s
求:(1 ) a = 0 N = ? (2 )a = 0.2m/s2 N = ?
f
f
解:(1 ) 2f Mg =M a
N
N
a = 0 2f =Mg
f = mN
= 98N
结束 目录
(3) 当:F3 =392N
aA=
392 2×20
aB=
392 2 ×10
9.8 = 0
T
=
F3 2
=
392N
9.8 = -9.8m/s2
表示A不动,B以9.8m/s2加速上升。
(4) 当:F4 = 784N
aA=
784 2×20
aB=
784 2×10
9.8 = 9.8m/s2
牛
顿
定 律
习
题
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牛顿定律习题
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2-22 2-23 2-24 2-25 2-26 2-27 2-28
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已知:m = 0.25 v0 =30km/h 求:s
解:对于货物
fmax =m mg = mamax 货物的最大加速度 amax = m g 火车的最大加速度 a´max = m g
v
2
t
v
2 0
=
2
a´s
vt = 0
v
2 0
=
2m g
s
=
v
2 0
2m g
=
2×
(
30 3.6
)2
0.25× 9.8
结束 目录
2-5 一滑轮两边分别挂着A和B两物体,
它们的质量分别为 mA= 20kg,mB= 10kg, 今用力 F 将滑轮提起(如图),当下分别等
于 (1)98N, (2)196N,
(3)392N, (4)784N时, 求:物体 A和 B的
F
加速度以及两边绳中
的张力(滑轮的质量
与摩擦不计)。
AB
已知:m1=200kg m2=100kg m3=50kg 求:(1) a1 a2 (2) T1 T2
解: T1 T1
T2
T2
a1
(a2 a1) (a2+a1)
m1g T2 T2 m2g
m3 g
m1g T1 = m1a1 m2g T2 = m2 (a2 a1) T2 m3 g = m3 (a2+a1)
=14.2m
结束 目录
2-4 用一种钳子夹住一块质量M=50kg
的棍凝土砌块起吊(如图).已知钳子与砌
块接触处的最大静摩擦系数为0.4。如果:
(1)钳子匀速上升,
(2)钳子以0.2m/s2的加速度上升,
(3)钳子在沿水平方向以
4m/s的速度行驶时 ,上端
悬挂点突然停止运动(设悬挂 点到砌块重心之间的距离l = l
问:
(1)系统将向哪边运动? (2)系统的加速度是多大? (3)绳中的张力多大?
A
a
B
β 结束 目录
已知:mA=100kg mB=60kg
a =300 β=600
A
a
B
β
求: a T
解:(1) T mAg sina = mAa
mBg sinβ T = mBa
a=
mBg sinβ mAg sina
mA+ mB
Nf
解:当倾角为α时 ,
h
物体正好匀速下滑。 β mg
mg sina f = 0 N mg cosa = 0
f =m N
m = tga
当倾角为β时:
mg sinβ f = ma
a = (sinβ tga cosβ )g
结束 目录
斜面长
L=
h
sinβ
=
1 2
at 2
t
2=
a
2h
sinβ
=
2h
sinβ
aA=
98 2×20
aB=
98 2 ×10
9.8 =-7.5m/s2 9.8 = -4.9m/s2
aA= aB=0
T
=
F1 2
=
49N
两者均为负值,表示根本提不起。
(2) 当:F2 = 196N
aA=
196 2×20
aB=
98 2×10
9.8 =-4.9m/s2 9.8 = 0
aA= aB=0
T
=
F2 2
T
A
mAg Ta
B
mBg
=
60 ×
3 2
100×
1 2
60 +100
×9.8 =
0.12m/s2
结束 目录
(2) T = mAa+ mAg sina
1 = 100×0.2 +100×9.8 × 2 =12+ 490 = 520N
结束 目录
2-3 一辆铁路平车装有货物,货物与车 底板之间的静摩擦系数为0.25,如果火车以 30km/h的速度行驶。问要使货物下发生滑 动,火车从刹车到完全静止所经过的最短路 程是多少?
N
Mg = 2m
= 613N
Mg
(2 ) a = 0.2m/s2
N
=
M (g +a) 2m
=
50
(9.8 + 0.2 2× 0.4
)
=
625N 结束
目录
(3)物体以v =4m/s,半径 l 的圆周运动
2m N
Mg
=
M
v2 l
N
=
M (g+ 2m
v l
2
)
=
50(9.8+ 442) 2×0.4
= 836N