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课件网) 第四章 运动和力的关系 第5节 牛顿运动定律的应用 1、牛顿第一定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态和静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 表达式: F=ma 方向: a与 F方向瞬时对应 牛顿第二定律内容：物体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。 牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 复习回顾 2、运动学公式 不含x 不含v 不含t 不含a 2 － 2 ＝ 2ax 复习回顾 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？ 思考 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公式解决有关问题。 F合 运动学 公式 运动情况 (v，x，t ？) a 受力情况决定运动情况 F = ma Fy = may Fx = max 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。 从受力确定运动情况 1 【例题1】：运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。 （1）运动员以 3.4 m/s 的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为 0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g 取 10 m/s2。 （2）若运动员仍以 3.4 m/s 的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行 10 m 后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的 90%，冰壶多滑行了多少距离？ （1）选择滑行的冰壶为研究对象。冰壶所受的合力等于滑动摩擦力 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 ＝ － 1FN ＝ － 1mg 根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为 加速度为负值，方向跟 x 轴正方向相反 将 v0 ＝ 3.4 m/s，v ＝ 0 代入 v2 － v02 ＝ 2a1x1，得冰壶的滑行距离为 冰壶滑行了 28.9 m （2）设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v10，则对冰壶的前一段运动有 v102 ＝ v02 ＋ 2a1x10 冰壶后一段运动的加速度为 a2 ＝－ 2 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 第二次比第一次多滑行了 第二次比第一次多滑行2.1 m。 （10 ＋ 21 － 28.9）m ＝ 2.1 m 如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力。 运动情况反映受力情况 F合 （未知力？） 运动学 公式 运动情况 (v，x，t ) a 从运动确定受力 2 【例题2】如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75 kg，以2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为 30°，在5 s的时间内滑下的路程为60 m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10 m/s2。 解:以滑雪者为研究对象。建立如图4.5-5所示的直角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。 根据匀变速直线运动规律，有 其中 v0＝ 2 m/s，t＝5s，x＝60 m，则有 根据牛顿第二定律，有 y 方向 x方向 FN－mgcosθ ＝ 0 mgsinθ－Ff ＝ma 得 FN ＝ mgcosθ Ff ＝m（g sin θ－a） 其中，m ＝ 75 kg，θ ＝ 30°，则有 Ff＝75 N，FN＝650 N 根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支持力大小，为 650 N，方向垂直斜面向下 ... ...
