约4110字。
牛顿运动定律的应用
学习目标:
1、进一步理解牛顿三定律的内容。
2、熟练应用牛顿运动定律处理相关问题。
3、锻炼分析解题能力,熟悉解题步骤。
学法指导:
首先熟练掌握并理解牛顿运动定律的内容,在此基础上结合--相互作用---章节中 所学重力、弹力、摩擦力的基本知识,准确无误的对物体进行受力分析,同时对运动学中所学物体运动公式及运动规律再度复习,然后结合典型例题对该部分知识进行应用性训练,达到应用自如的目的。
知识准备与导航:
1、什么是匀变速直线运动?(典型特点)
2、匀变速直线运动的基本公式:速度公式: ;
位移公式: ;
3、 三个常用推论: a ;
b ;
c ;
4、弹力、摩擦力有无及方向的判断?
5、摩擦力(静摩擦力及滑动摩擦力的计算方法及公式)
注:①认清是动摩擦还是静摩擦之后再进行运算
②摩擦力的方向与物体运动及相对运动方向的关系
6、牛顿第一定律说明的问题:力不是 ;
力是 ;
7、惯性:a:惯性是物体的固有属性,与物体的运动状态、所处位置无关。
b: 是描述物体惯性大小的唯一量度。
8、牛顿第二定律表达式: ;
公式中各物理量的含义?(五个关系:因果,瞬时,矢量,同体,数值)
9、牛顿第三定律:作用力反作用力的关系及与平衡力的异同?
10、对物体受力分析的方法及注意事项。
应用类型思路分析:(牛顿第 二定律F=ma)
典型例题解析与欣赏:
例题:一个滑雪的人,质量=75kg,以 v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30o,在t=5s的时间内滑下的路程x=60m,求滑雪人受到的阻力。(包括摩擦和空气阻力)
[解析]:分析 这个题目是,已知运动情况求未知力.滑雪人受到3个力的作用:重力G=mg,方向竖直向下;山坡的支持力F2,方向垂直于山坡,指向滑雪人;阻力F1,方向沿山坡向上.
如图3-11所示的那样,建立平面直角坐标系.把重力G沿x轴和y轴的方向分解,得:G1=mgsinθ,G2=mgcosθ.在垂直于山坡的方向上,物体没有发生位 移,没有加速度,G2和F2大小相等,方向相反,彼此平衡.物体所受的合力F等于G1和F1的合力,取沿山坡向下的方向为正方向,则有,F=G1-F1.合力的方向沿山坡向下,使滑雪人产生沿山坡向下的加速度.
滑雪人的加速度可由运动学的公式求得,再根据牛顿第二定律即可求得未知力.
解 已知v0=2m/s,s=60m,t=5s,θ=30°,m=75kg.用运动学
=4m/s2
滑雪人所受的阻力可由牛顿第二定律F=G1-F1=ma求得
F1=G1-ma
=mgsinθ-ma
=67.5N
在实际问题中,常常需要从物体的运动情况来确定未知力.例如,知道了列车的运动情况,根据牛顿运动定律可以确定机车对列车的牵引力.又如,根据天文观测知道了月球的运动情况,就可以知道地球对月球的引力情况.
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