§4.4牛顿第二定律的简单应用二、应用牛顿第二定律的解题步骤三、实例一、应用牛顿第二定律解题的两类问题上一页下一页退出目录一、牛顿第二定律的简单应用(1)已知物体的受力情况,求物体的运动情况;关键:求加速度a,因为它是连接力与运动的桥梁。(1)确定研究对象,将研究对象从系统中隔离出来;(2)已知物体的运动情况,求物体的受力情况。2.应用牛顿第二定律的解题步骤(2)对研究对象进行受力分析,画出物体受力图;(5)由
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或方程求出未知量。(3)确定物体是做匀速运动还是匀变速运动,v,a,F各自的方向如何;(4)由牛顿第二定律或由运动学公式求出加速度;1.应用牛顿第二定律解题的两类问题上一页下一页退出目录1.已知物体受力情况,求物体运动情况【例1】1992年8月14日,我国“长二捆”火箭在西昌卫星发射中心起飞时,总质量为4.6×10t,起飞推力为6.0×10N,求起飞后5s末火箭上升的速度和距地面的高度(不计空气阻力)。分析:以火箭为研究对象,在不计空气阻力的情况下,火箭受到两个力的作用:竖直向上的推力F和竖直向下的重力G,如下图所示。二、实例上一页下一页退出目录解:根据牛顿第二定律F=ma得合FF合aG.上一页下一页退出目录【例2】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做匀加速运动,物体与水平地面的滑动摩擦力是4.2N,求物体4s末的速度和4s内发生的位移。GF解:画物体受力图,如图所示。FNfF4s末的速度v和4s内发生的位移s为t由牛顿第二定律可知物体的加速度为上一页下一页退出目录2.已知物体运动情况,求物体受力情况【例3】一个滑雪的人,质量为75kg,从静止开始沿倾角为30°的山坡匀加速滑下,在5s的时间内滑下的位移为50m,求滑雪者受到的阻力。分析:滑雪者在运动过程中受到三个力的作用,如图所示。然后把重力G沿平行斜面和垂直斜面方向进行分解。30°解:由运动学公式得由牛顿第二定律得FfGFN1F2F上一页下一页退出目录3.求连结体的受力情况或运动情况【例4】在气垫导轨上用不可伸缩的细绳,一端系在质量为m1的滑块上,另一端系在质量为m2的砝码盘上,如图所示。设导轨与滑块之间、细绳与滑轮之间无摩擦,求滑块的加速度以及细绳的拉力。m1m2aa上一页下一页退出目录FTm1g(1)(2)由式(1)、(2)得FNFTm2g.解:对滑块和砝码盘分别画受力图,根据牛顿第二定律分别对滑块和砝码盘列方程。上一页下一页退出目录练习1.用弹簧秤水平拉质量为0.5kg物体在水平面上做匀速运动,弹簧秤此时的读数是0.4N,当拉物体做匀加速直线运动时,弹簧秤的读数为1.6N,求物体运动的加速度。解:根据题意,画物体受力图。GFFNfF因为物体做匀速直线运动,所以当拉力变大时,物体运动的加速度为上一页下一页退出目录2.质量为m的物体从光滑斜面顶端由静止滑下,已知斜面长0.9m,倾角为30°,求物体从顶端滑到底端所用的时间(g取10m/s)。解:画物体受力图,将重力G分解成平行斜面和垂直斜面的两个分力F和F。由得,物体下滑的时间为30ºGFN1F2F上一页下一页退出目录