
1、內(nèi)容:物體的加速度跟所受合力成正比,跟物體質(zhì)量成反比; 加速度方向跟合力方向相同。
2、公式: F=ma
注意:(1)同時性 (2)同向性
速度公式 :v = v+at
位移公式:x= vt +at2 /2
導(dǎo)出公式:vt 2- v 2 =2ax
例1.一個靜止在水平面上的物體,質(zhì)量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平面向右運動,物體與水平地面間的滑動摩擦力為4.2N。求物體4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。
1.物體的受力情況如何?
2.物體所受的合力如何?
合力為零,加速度為零。
大?。篎合=F-f;方向與拉力F方向相同
3.物體的運動情況中已知哪些量?要求末速度和位移,還差什么量?
已知初速度VO和時間t,要求末速度Vt和位移X,還差加速度a。
借助于牛頓第二定律F合=ma,利用合力來求加速度。
5.本題的解題思路如何?
先受力分析求出合力,再用牛頓第二定律求出加速度,最后用運動學(xué)公式求解。
例1.一個靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是2Kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。
思考:如果物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.2, 其他條件不變。其結(jié)果如何?
一、 從受力確定運動情況
已知物體受力情況確定運動情況,指的是在受力情況已知的條件下,要求判斷出物體的運動狀態(tài)或求出物體的速度、位移等。 處理這類問題的基本思路是:先分析物體受力情況求合力,據(jù)牛頓第二定律求加速度,再用運動學(xué)公式求所求量(運動學(xué)量)。
練習(xí):一木箱質(zhì)量為m,與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)用斜向右下方與水平方向成θ角的力F推木箱,求經(jīng)過t秒時木箱的速度。
思路:已知運動情況求受力。應(yīng)先求出加速度a,再利用牛頓第二定律F合=ma求滑雪人受到的阻力。
解:第一步求a因為V0=2m/s,s=60m,t=5s據(jù)公式求得a = 4m/s2
例2.一個滑雪的人,質(zhì)量m = 75Kg,以v0 = 2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡的傾角θ= 30,在 t = 5s的時間內(nèi)滑下的路程x = 60m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空氣阻力)。
第二步求F合、阻力要對人進(jìn)行受力分析畫受力圖,
第二步求F合、阻力要對人進(jìn)行受力分析畫受力圖
所以:F合=ma=300N
x軸方向:F合=G1-f
y軸方向:F1-G2=0
滑雪人所受的阻力
f=G1- F合
=mgsinθ- F合
=67.5N
解: 根據(jù)運動學(xué)公式:x=v0t+ at2 得: 代入已知量得:a=4m/s2 對人進(jìn)行受力分析,建立坐標(biāo)系, 根據(jù)牛頓第二定律F=ma,得: mgsinθ-F阻=ma 即:F阻=mgsinθ-ma 代入數(shù)值得:F阻=67.5N即:滑雪人受到的阻力是67.5N。
二、從運動情況確定受力
已知物體運動情況確定受力情況,指的是在運動情況(知道三個運動學(xué)量)已知的條件下,要求得出物體所受的力或者相關(guān)物理量(如動摩擦因數(shù)等)。 處理這類問題的基本思路是:先分析物體的運動情況,據(jù)運動學(xué)公式求加速度,再在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上,用牛頓第二定律列方程求所求量(力)。
上題中如果忽略空氣阻力作用,求滑雪板與雪面間動摩擦因數(shù)多大?
如果坡長只有60m,下端是水平雪面,滑雪者在水平面上還能滑多遠(yuǎn)?
如果下坡后立即滑上一個300的斜坡 。請問滑雪者最高能上升多高?
一、 從受力確定運動情況
加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁
牛頓第二定律公式(F=ma)和運動學(xué)公式(勻變速直線運動公式v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2-v02=2ax等)中,均包含有一個共同的物理量——加速度a。 由物體的受力情況,用牛頓第二定律可求加速度,再由運動學(xué)公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其變化;反過來,由物體的運動狀態(tài)及其變化,用運動學(xué)公式可求加速度,再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。 可見,無論是哪種情況,加速度始終是聯(lián)系力和運動的橋梁。求加速度是解決有關(guān)力和運動問題的基本思路,正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關(guān)鍵。
1.基本思路:加速度a是聯(lián)系力和運動的橋梁
(1)確定研究對象;(2)分析受力情況和運動情況, 畫示意圖(受力和運動過程);(3)用牛頓第二定律或運動學(xué)公式 求加速度; (4)用運動學(xué)公式或牛頓第二定律 求所求量。
【練習(xí)1】質(zhì)量為40kg的物體靜止在水平面上, 當(dāng)在400N的水平拉力作用下由靜止開始經(jīng)過16m時, 速度為16 m/s, 求物體受到的阻力是多少?
【練習(xí)2】用彈簧秤拉著一個物體在水平面上做勻速運動, 彈簧秤的示數(shù)是0.40N. 然后用彈簧秤拉著這個物體在水平面上做勻變速運動, 測得加速度是0.85 m/s2, 彈簧秤的示數(shù)是2.10N。這個物體的質(zhì)量是多大?
【練習(xí)3】一個木箱沿著一個粗糙的斜面勻加速下滑, 初速度是零,經(jīng)過5.0 s的時間, 滑下的路程是10m, 斜面的夾角是300,求木箱和粗糙斜面間的動摩擦因數(shù)。(g取10 m/s2)
蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目,一個質(zhì)量為60kg的運動員,從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s,若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)作恒力處理,求此力的大?。╣取10m/s2)。F = 1.5×103N
質(zhì)量為20kg的物體若用20N的水平力牽引它,剛好能在水平面上勻速前進(jìn)。求:(1)若改用50N拉力沿與水平方向成37°的夾角向斜上方拉它,使物體由靜止出發(fā)在水平面上前進(jìn)2.3m時,它的速度多大?(2)在前進(jìn)2.3m時撤去拉力,又經(jīng)過3s鐘,物體的速度多大?(3)物體總共通過多大位移?(g取10m/s2)(1)2.3m/s (2)0 (3)4.95m
例2.一個滑雪的人,質(zhì)量m=75kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下,山坡傾斜角θ=300,在t=5s的時間內(nèi)滑下的路程s=60m,求滑雪人受到的阻力(包括滑動摩擦力和空氣阻力).
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