1、4.6 牛顿运动定律的应用(一)江苏省姜堰市姜堰中学高一物理备课组2007.12例 1.一个静止在水平地面上的物体 ,质量是2Kg,在 6.4N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4.2N。求物体在 4s末的速度和 4s内发生的位移。FGNf思考 :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?一、 从受力确定运动情况已知物体受力情况确定运动情况,指的是在受力情况已知的条件下,要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移或者时间等。处理这类问题的基本思路是:先分析物体受力情况求出合力,根据牛顿第二定律求出加速度,再利用运动学的有关公式求出要求的速度和位移
2、。 例 2.一个滑雪的人,质量 m = 75Kg,以 v0 = 2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下,山坡的倾角 = 30o, 在 t = 5s的时间内滑下的路程 s = 60m, 求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦和空气阻力)。二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况,指的是在运动情况(如物体的运动性质、速度、加速度或位移)已知的条件下,要求得出物体所受的力或者相关物理量(如动摩擦因数等)。处理这类问题的基本思路是:首先分析清楚物体的受力情况,根据运动学公式求出物体的加速度,然后在分析物体受力情况的基础上,利用牛顿第二定律列方程求解 。 力和运动关系的两类基本问题1、已知物体的受力情
3、况,确定物体的运动情况;2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。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如果坡长只有 60m,下端是水平雪面,滑雪者在水平面上还能滑多远?如果下坡后立即滑上一个 300的斜坡 。请问滑雪者最高能上升多高?更上一层 :加速度 a是联系运动和力的桥梁牛顿第二定律公式( F=ma) 和运动学公式(匀变速直线运动公式 v=v0+at, x=v0t+at2/2, v2 v02=2ax等)中,均包含有一个共同的物理量 加速度 a。由物体的受力情况,利用牛顿第二定律可以求出加速度,再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化;反过来,由物体的运动状态及其
4、变化,利用运动学公式可以求出加速度,再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。可见,无论是哪种情况,加速度始终是联系运动和力的桥梁。 求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路, 正确的 受力分析 和 运动过程分析 则是解决问题的 关键。 物体运动情况加速度 a物体受力情况运动学规律牛顿运动定律简易图表 :受力分析 运动分析关键物理量桥梁纽带牛刀小试: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,一个质量为 60kg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回到离水平网面5.0高处。已知运动员与网接触的时间为 1.2,若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小( g取 10m/s2)。F = 1.5103N