第5节牛顿运动定律的应用 第四章运动和力的关系 知识点 动力学的两类基本问题 1 新知探究 受力情况 a 运动情况 牛顿第二定律 运动学公式 知识点 动力学的两类基本问题 从受力情况确定运动情况 （1）牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来． （2）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，再通过运动学规律确定物体的运动情况． 1 新知探究 知识点 动力学的两类基本问题 从受力情况确定受力 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． 1 新知探究 新知探究 【探究】如图所示，汽车在高速公路上行驶，如果： (1)汽车做匀加速运动。(2)汽车关闭油门滑行。 试结合上述情况讨论：由物体的受力情况确定其运动的思路是怎样的？ 提示：通过分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律求得加速度，然后由运动学公式求出物体运动的位移、速度及时间等。 知识点 动力学的两类基本问题 1 新知探究 知识点 动力学的两类基本问题 例1:一个静止在水平面上的物体，质量为2kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右运动。物体与地面间的动摩擦因数为0.21。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移？ 1 新知探究 知识点 动力学的两类基本问题 ①确定研究对象，对物体进行受力分析,由物体受力分析得： F合=F1－F2=（6.4－4.2）N=2.2 N ②由牛顿第二定律求解物体加速度 根据牛顿第二定律：F合=ma，得：a=F合/m=2.2/2 m/s2=1.1m/s2 ③根据运动学公式求解速度与位移由：vt =a t，得 vt=1.1×4 m/s=4.4 m/s 由：x=12at2得：x=8.8m ? 1 新知探究 知识点 正交分解法在动力学问题中的应用 正交分解法是解答动力学问题的基本工具，物体受到三个或三个以上不在同一直线上的力时，一般应用正交分解法。 2 新知探究 牛顿第二定律的正交分解形式 知识点 正交分解法在动力学问题中的应用 建立坐标系时通常有两种情况 （1）分解力而不分解加速度：此时我们一般沿a的方向和垂直于a的方向建立坐标系，并规定a的方向为x轴正方向。 （2）分解加速度而不分解力：若物体受的几个力在相互垂直的两个方向上，且加速度不沿这两个方向，此时若分解力会比较繁琐，可以沿这两个相互垂直的方向分解加速度。 2 新知探究 知识点 正交分解法在动力学问题中的应用 【例】如图车厢沿水平方向以加速度a匀加速前进，车厢后面的竖直内壁上一个物体A正好沿壁相对车匀速下滑，求：物块和竖直壁间动摩擦因数为μ。 2 新知探究 a A 知识点 正交分解法在动力学问题中的应用 解：设A物体的质量为mA 对物体A进行受力分析如图所示，建立直角坐标系， 由牛顿第二定律得： X轴：F1=mAa ① Y轴：F2=mAg ② 又因 F2=μF1 ③ 联立以上方程得： μ = g / a 2 新知探究 x y o 知识点 正交分解法在动力学问题中的应用 【例】用倾角θ=30°的传送带传送m=0.5kg的物体，物体与传送带间无滑动，求在下述情况下物体所受摩擦力； （１）传送带静止； （２）传送带以v=3m／s的速度匀速向上运动； （３）传送带以a=2m／s２加速度匀加速向下运动。 2 新知探究 θ 知识点 正交分解法在动力学问题中的应用 解：物体的受力分析如图所示。 （1）传送带静止：物体受沿斜面向上的摩擦力设为f，由物体处于平衡状态得： x轴：f-mgsinθ＝０ 即 f=mgsinθ = 0.5×9.8×0.5 N＝ 2.45N 方向沿斜面向上 2 新知探究 x x y 知识点 正交分解法在动力学问题中的应用 解：（2）传送带匀速斜向上时，物体受沿斜面向上的摩擦力设为f，物体处于平衡状态，同理：f=2.45N 方向沿斜面向上 （3）传送带加速斜向下时： 设摩擦力沿斜面 向下为f， 由牛顿第二定律得： f + mgsinθ = ma， 代入数据解得f = -1.5N 负号说 ... ...
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