高中物理 4.5牛顿第二定律的应用课件 新人教版必修1
牛顿第二定律在动力学问题中的应用涉及两个主要类别:首先,针对第一类问题,即已知物体所受的力,我们需要计算出合力,然后依据牛顿第二定律得出物体的加速度。接着,根据物体的初始条件,运用运动学公式来确定物体的运动轨迹,包括其任意时刻的位置和速度。其次,对于第二类问题,即已知物体的运动状态,我们首先通过运动学公式计算出加速度,然后根据牛顿第二定律来推断或计算物体所受的力。无论属于哪一类问题,确定物体的加速度都是解决问题的关键所在。详见第三章。
牛顿运动定律在解题中的应用,其中第二定律的解题规律分析包括以下几种题型及解题步骤:合外力等于质量乘以加速度,最终速度等于初速度加加速度乘以时间,最终速度的平方减去初速度的平方等于两倍加速度乘以位移。在解题时,若已知力求运动状态,可以选择速度、加速度、位移或时间中的任何一个物理量作为未知数进行求解;若已知运动求受力情况,则可以选择未知力或质量中的任何一个物理量作为未知数进行求解。例如,一个质量为2千克的物体静止在水平地面上,受到6.4牛的水平拉力作用,沿水平地面向右运动。
物体与地面之间的滑动摩擦力数值为4.2牛顿。需要计算物体在4秒末的速度以及在这4秒内所经历的位移。按照牛顿运动定律的解题步骤,首先需明确研究对象和过程,接着分析物体所受的力并绘制受力图,然后分析物体的运动状态并绘制运动轨迹图,最后依据合外力等于质量乘以加速度的原理和运动学公式来列出方程进行求解。一个处于静止状态的木箱,其质量标识为m,且与地面接触时存在动摩擦,摩擦系数为μ。现在开元ky888棋牌官网版,有人以斜向右下方的方式对木箱施加力,该力的方向与水平面形成角度θ。
当力F作用于木箱时,我们需要计算在t秒后木箱的速度。在水平面上开元ky888棋牌官方版,合力F合等于F1减去f,即F1-f,也等于Fcosθ减去f,进而等于ma。在竖直方向上,支持力N等于重力G加上F2,即N=G+F2,也等于G+Fsinθ,同时等于f=µN。速度Vt等于初速度V0加上加速度a乘以时间t,即Vt=V0+at。我们还需要建立一个直角坐标系,其中X方向上的合力F合等于F1-f,即Fcosθ减去f,进而等于ma;Y方向上的支持力N等于G+F2,即G+Fsinθ,同时等于f=µN。
5、N Vt=V0+at=at,练习一、观察图示,有一质量为5Kg的物体正在水平地面上向左方运动。该物体与地面之间存在动摩擦因数u=0.4。当物体向左方的水平速度达到v1=10m/s时,它开始受到一个方向向右的水平拉力F=30N。已知重力加速度g=10m/s²,那么请问:(1)物体速度变化至8m/s,且向右运动,需要经过多长时间?在这段时间里,物体所经历的位移究竟有多少?分析如下:当物体向左水平移动时,它在水平面上会受到一个朝右方向的滑动摩擦力的作用。
物体在水平向右的拉力F作用下,进行匀减速直线运动,直至速度降为0;鉴于水平向右的拉力F大于摩擦力umg,即20N,物体将从静止状态重新启动,并开始向右进行匀加速运动,直至达到题目所规定的速度。一个滑雪者体重为75公斤,初速度为2米每秒开元棋官方正版下载,沿着30度倾斜的山坡以匀加速的方式下滑。在5秒内,他滑行了60米。为了计算滑雪者所受的阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力),我们需要先求出加速度a,然后根据牛顿第二定律F合=ma来求解。
7、的阻力。解:首先,根据初速度V0=2m/s,位移s=60m,时间t=5s,运用公式计算出加速度a为4m/s²。其次,为了求合力F,需要对物体进行受力分析并绘制受力图。由于物体匀加速下滑,加速度方向向下,速度方向也向下。在练习2中,一个质量为5Kg的物体在斜向上方成37°角的拉力F作用下,沿水平桌面向右直线运动,移动了5m的距离,速度从4m/s增加到6m/s。已知物体与桌面间的动摩擦因数u为0.1,要求出作用力F的大小。(重力加速度g=10m/s²)
s2 sin370等于3/5,cos370等于4/5。分析来看,这道题的物理背景涉及一个物体在拉力F的作用下沿直线匀加速运动,该物体在5米的距离内速度从4米每秒提升至6米每秒。这是一个关于已知物体运动状态的问题,目的是求解物体所受的力。解题步骤如下:1。
9、15;5)的结果为2米每秒平方,根据牛顿第二定律,我们可以计算出物体所受的合外力F合,即F合等于质量m乘以加速度a,计算得F合等于5乘以2牛顿,最终结果为10牛顿。对物体承受的力进行详细分析,确立一个直角坐标系,通过力的合成与分解计算出X方向的力Fcos 37°减去摩擦力f等于质量乘以加速度ma,即F合;Y方向的力N加上Fsin 37°减去重力mg等于零,同时根据摩擦力与正压力的关系f=uN,将这三个方程联立起来,解得F等于17.6N。在运用隔离法和整体法分析连接体时,考虑到存在相互作用的两个部分。
在涉及由两个或更多物体构成的较为复杂的连接体时,解决相关问题的核心在于明确研究的目标。首先,采用整体法,即将整个系统视作一个单一实体进行分析;其次,运用隔离法,即把连接体中的特定部分从整体中分离出来单独研究。在使用整体法对连接体进行分析之前,必须确保连接体内各物体的加速度保持一致;在此情况下,连接体内部各物体之间的相互作用力被视为内力,因此在列式计算时可以忽略不计,从而简化了受力分析的过程。于那些不需要深入探讨连接体系统内部状况的情形,通常采取整体法;而对于需要深入了解连接体系统内部结构的问题,则通常选用隔离法。
在探讨系统内部状况时,通常采用隔离技术。在具体解决过程中,这两种方法会相互交替,首先运用整体法来计算加速度,随后再利用隔离法来确定物体间的相互作用力。举例来说,关于超重与失重的现象,超重指的是物体对支撑物的压力(或对悬挂物的拉力)超过了物体本身的重力;而失重则是指物体对支撑物的压力(或对悬挂物的拉力)低于物体所受的重力。特点上,表现为一种向上的加速度;可能的运动方式包括向上加速和向下减速;其次,失重现象的特点是存在向下的加速度;相应的运动形式则是向下加速和向上减速;最后,关于完……
在完全失重的条件下,物体仅受到重力作用,物体间不存在相互作用的力。例如,在竖直上抛或自由落体运动中,我们可以通过以下例题来判断物体m在不同情况下的超重或失重状态:甲、乙、丙、丁、NG。在这些情况中,物体m可能经历超重现象,也可能经历失重现象。总结来说,当物体具有竖直向上的加速度时,它处于超重状态;而当物体具有竖直向下的加速度时,它处于失重状态。这种现象与物体的运动方向无关。(五)在超重与失重的应用领域,人造地球卫星、宇宙飞船以及航天飞机均围绕地球进行着圆形轨道的运行。
地球引力仅能影响物体的运动方向,而不会对其速度的数值产生影响。在航天飞机内部,人员和物体均处于一种无重力状态,即完全失重。由于这种特殊的环境,航天飞机上所有依赖重力的仪器均无法正常运作。例如,弹簧测力计虽然不能用来测量物体的重力,却依然能够准确测定拉力或压力的数值。在地面上,人的最大举重能力为300N,然而在竖直方向匀加速运动的电梯内,此能力将受到限制;在完全失重的科研环境中,液体会形成完美的球形,这有助于制造出理想的滚珠和泡沫金属,从而在巩固练习中提升技能。