1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律. .一、牛顿第二定律一、牛顿第二定律1、内容：、内容：物体的加速度跟所受合力物体的加速度跟所受合力成正比成正比,跟物体质量成反比跟物体质量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。加速度方向跟合力方向相同。复习：复习：2、公式、公式: F=ma注意：注意：（1）同时性）同时性 （2）同向性）同向性. .二、运动学公式二、运动学公式速度公式速度公式 ：v = vo+at位移公式：位移公式：x= vot +at2 /2导出公式：导出公式：vt 2 vo 2 =2ax. .例例1.一个静止在水平面上的物体，质量是一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在，在6.4N
2、的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水的水平拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力为平地面间的滑动摩擦力为4.2N。求物体。求物体4s末的速度和末的速度和4s内发生的位移。内发生的位移。问题：问题：1.物体的受力情况如何？物体的受力情况如何？受力分析如图示：受力分析如图示：GFNf2.物体所受的合力如何？物体所受的合力如何？竖直方向：竖直方向：合力为零，加速度为零。合力为零，加速度为零。水平方向：水平方向：大小：大小：F合合=Ff；方向与拉力；方向与拉力F方向相同方向相同3.物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，物体的运动情况中已知哪些量？要求末速度和位移，还差什
3、么量？还差什么量？已知初速度已知初速度VO和时间和时间t，要，要求末速度求末速度Vt和位移和位移,还差还差加速度加速度a。 =O t=4s t=? =? . .解：物体受力如图由图知：F合=Ff=ma a= 2/1 . 122 . 44 . 6smmfF4s末的速度末的速度4s内的位移内的位移mattvs8 . 841 . 12121220GFNfO4.如何求加速度？如何求加速度？借助于牛顿第二定律借助于牛顿第二定律F合合=ma，利用合力来求加速度。，利用合力来求加速度。5.本题的解题思路如何？本题的解题思路如何？先受力分析求出合力，再用牛顿第二定律求出加速度，先受力分析求出合力，再用牛顿第二
4、定律求出加速度，最后用运动学公式求解。最后用运动学公式求解。. .例例1.一个静止在水平地面上的物体一个静止在水平地面上的物体,质量是质量是2Kg,在在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体。求物体在在4s末的速度和末的速度和4s内发生的位移。内发生的位移。思考思考:如果物体与地面的动摩擦因数为如果物体与地面的动摩擦因数为0.2， 其他条件不变。其结果如何？其他条件不变。其结果如何？mattvs8 . 841 . 12121220GFNfO. .一、一、 从受力确定运动情况从受力确定运动情况
5、处理这类问题的基本思路是：处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况先分析物体受力情况求合力求合力，据牛顿，据牛顿第二定律第二定律求加速度求加速度，再用运动学公式，再用运动学公式求所求量求所求量( (运动学量运动学量) )。 . .思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度思路：已知运动情况求受力。应先求出加速度a，再利用牛顿第二定律再利用牛顿第二定律F合合=ma求滑雪人受到的阻力。求滑雪人受到的阻力。解：第一步求第一步求a因为V0=2m/s，s=60m，t=5s据公式求得a = 4m/s2例例2.一个滑雪的人，质量一个滑雪的人，质量m = 75Kg，以，以v0 = 2m/s的初的初速度沿山坡
6、匀加速滑下，山坡的倾角速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角= 30o，在，在 t = 5s的时间内滑下的路程的时间内滑下的路程x = 60m，求滑雪人受到的阻，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。力（包括摩擦和空气阻力）。2021attV. .人)30ofGG1G2yxa第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要对人进行受力分析画受力图，. .第二步求第二步求F合合、阻力、阻力要对人进行受力分析画受力图要对人进行受力分析画受力图所以：所以：F合合=ma=300Nx轴方向：轴方向：F合合=G1f y轴方向：轴方向：F1G2=0滑雪人所受的阻力滑雪人所受的阻力 f=G1 F合合 =mgsin F合合
7、=67.5N人)30ofGG1G2yxa. .解：解： 根据运动学公式：根据运动学公式：x xv v0 0t t atat2 2 得：得： 代入已知量得：代入已知量得：a a4m/s4m/s2 2 对人进行受力分析，建立坐标系，对人进行受力分析，建立坐标系， 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律F Fmama，得：，得： mgsinmgsinF F阻阻mama 即：即：F F阻阻mgsinmgsinmama 代入数值得：代入数值得：F F阻阻67.5N67.5N即：滑雪人受到的阻力是即：滑雪人受到的阻力是67.5N67.5N。12a a2（xv0t）t2NoImage. .二、从运动情况确定受力二
8、、从运动情况确定受力 处理这类问题的基本思路是：先分处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式析物体的运动情况，据运动学公式求加速求加速度度，再在分析物体受力情况的基础上，用，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程牛顿第二定律列方程求所求量求所求量( (力力) )。 . .上题中如果忽略空气阻力作用，求滑上题中如果忽略空气阻力作用，求滑雪板与雪面间动摩擦因数多大雪板与雪面间动摩擦因数多大?如果坡长只有如果坡长只有60m，下端是水平雪面，下端是水平雪面，滑雪者在水平面上还能滑多远？滑雪者在水平面上还能滑多远？如果下坡后立即滑上一个如果下坡后立即滑上一个300的斜坡的
9、斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高？请问滑雪者最高能上升多高？更上一层更上一层：. .一、一、 从受力确定运动情况从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 . .质量为质量为40kg的物体静止在水的物体静止在水平面上平面上, 当在当在400N的水平拉力作用下由的水平拉力作用下由静止开始经过静止开始经过16m时时, 速度为速度为16 m/s, 求求物体受到的阻力是多少物体受到的阻力是多少?F80N. .用弹簧秤拉着一个物体在水平面用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动上做匀速运动, 弹簧秤的示数是弹簧秤的示数是0.40N. 然后然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变用弹簧
10、秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动速运动, 测得加速度是测得加速度是0.85 m/s2, 弹簧秤的弹簧秤的示数是示数是2.10N。这个物体的质量是多大。这个物体的质量是多大? m=2 kg. .一个木箱沿着一个粗糙的斜面一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，匀加速下滑， 初速度是零，经过初速度是零，经过5.0 s的时的时间间, 滑下的路程是滑下的路程是10m, 斜面的夹角是斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取取10 m/s2)s matv vt/ 4 . 4 4 1 . 1 00 =0.48. .练习：练习： 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性
11、网上蹦蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为一个质量为60kg的运动员，从离水平网面的运动员，从离水平网面3.2高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面回到离水平网面5.0高处。已知运动员与高处。已知运动员与网接触的时间为网接触的时间为1.2，若把在这段时间内，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（力的大小（g取取10m/s2）。）。F = 1.5103N. . 质量为质量为20kg的物体若用的物体若用20N的水平力牵引它，的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求：刚好能在水平面上匀速前进。求：（1）若改用）若改用50N拉力沿与水平方向成拉力沿与水平方向成37的夹角的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进前进2.3m时，它的速度多大？时，它的速度多大？（2）在前进）在前进2.3m时撤去拉力，又经过时撤去拉力，又经过3s钟，物钟，物体的速度多大？体的速度多大？（3）物体总共通过多大位移？（）物体总共通过多大位移？（g取取10m/s2）（1）2.3ms （2）0 （3）4.95m练习：练习：. .
