高中物理課件 《用牛頓定律解決問題（二）》2ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,用牛頓運(yùn)動定律解決問題（二）,牛頓定律的應(yīng)用兩類問題：已知運(yùn)動求力已知力求運(yùn)動,解題步驟：1、確定對象分析運(yùn)動2、畫隔離體受力圖3、選取坐標(biāo)系4、列方程解方程5、討論,,例題1如圖所示的皮帶運(yùn)輸機(jī)，設(shè)磚塊與皮帶間的摩擦系數(shù)為，磚塊的質(zhì)量為，皮帶的傾斜角為。求皮帶向上勻速輸送磚塊時，它對磚塊的摩擦力多大？,,,,,,,,,,,,例1用圖,mg,fs,,解：認(rèn)定磚塊進(jìn)行分析。它向上勻速運(yùn)動，因而加速度為零。在上升過程中，它的受力情況如圖所示。,選x軸沿著皮帶方向，則對磚塊用牛頓第二定律，可得x方向的分量式為,由此得磚塊受到的摩擦力為,Y方向的分量式為（則可求出正壓力）,,書中例題2.3（63頁）,例2一個質(zhì)量為的珠子系在線的一端，線的另一端在墻上的釘子上，線長為。先拉動珠子使線保持水平靜止，然后松手使珠子下落。,水平,,求:線擺下角時這個珠子的速率和線的張力,（變力自然坐標(biāo)系）解：對于珠子，在任意時刻，當(dāng)擺下時，牛頓第二定律的法向和切向的分量式為,,運(yùn)動學(xué)關(guān)系式,分析：,,,,,,,,,,,,,,,以乘以（2）式兩側(cè)，可得,由于，所以上式可寫成,兩側(cè)同時積分，由于擺角從0增大到時，速率從0增大到，所以有,,由（1）、（3）、（5）式得線對珠子的拉力為,（4）,（5）,,,,,1）上述結(jié)果是普遍解適用于任意位置2）如特例：,,書中例題2.6（67頁）,三個宇宙速度(67頁)1、第一宇宙速度在地面上發(fā)射一航天器，使之能沿繞地球的圓軌道運(yùn)行所需的最小發(fā)射速度，稱為第一宇宙速度。7.9km/s（第四章具體求解）,2、第二宇宙速度在地面上發(fā)射一航天器，使之能脫離地球的引力所需的最小發(fā)射速度，稱為第二宇宙速度。（11.2千米/秒）見書中例題2.5（67頁）人類要登上月球，或要飛向其他行星，首先必須要脫離地球的引力場，因此，所乘坐航天器的發(fā)射速度必須大于第二宇宙速度。,3、第三宇宙速度在地面上發(fā)射一航天器，使之不但要脫離地球的引力場，還要脫離太陽的引力場所需的最小發(fā)射速度，稱為第三宇宙速度。（16.7千米/秒）,例3（書例題2.7）考慮空氣阻力的落體運(yùn)動（變力直角坐標(biāo)系）已知：,>0,求：,解：,第二步：列牛頓定律方程（原理式）,第一步：畫質(zhì)點(diǎn)m的受力圖,第三步：解上述微分方程1.分離變量2.兩邊分別積分,3.得解,（同學(xué)自解）,例4粗繩的張力（您知道：張力有個分布嗎？）拉緊的繩中任一截面兩側(cè)的兩部分之間的相互作用力稱該截面處的張力----彈性力如圖，質(zhì)量均勻分布的粗繩拉重物。,,,已知：,求：距頂端為,米處繩中的張力,,,,,解：對繩用牛頓第二定律,若,若繩的質(zhì)量忽略，則張力等于外力。,,#,4牛頓定律的適用范圍,慣性系牛頓定律適用的參考系宏觀物體低速運(yùn)動問題,非慣性系中的慣性力一、問題的提出二、平動加速參考系的(平移)慣性力三、勻速轉(zhuǎn)動參考系,一、問題的提出我們知牛頓第二定律必須在慣性系中使用；又知牛頓定律是質(zhì)點(diǎn)力學(xué)的基礎(chǔ)定律。但有些實(shí)際問題只能在非慣性系中解決，怎么方便地使用牛頓第二定律？辦法是：在分析受力時，只需加上某種“虛擬”的力（稱為慣性力）就可在非慣性系中使用牛頓第二定律的形式,二、平動加速參考系的(平移)慣性力,設(shè)：地面參考系為慣性系火車參考系相對地面參考系加速平動加速度為,,質(zhì)點(diǎn)在火車參考系中運(yùn)動的加速度為,在地面參考系中可使用牛頓第二定律,（1）,,在火車參考系中形式上使用牛頓第二定律,（2）,,分析：,1.我們認(rèn)識的牛頓第二定律形式：左邊是合力右邊是質(zhì)量乘加速度合力是相互作用力之和2.非慣性系中“合力”=相互作用力之和+,3.在非慣性系中牛頓第二定律的形式為,就是慣性力,因?yàn)槭窃谄揭品菓T性系中引進(jìn)的慣性力，所以叫平移慣性力,式中,相互作用，,慣性力是參考系加速運(yùn)動引起的附加力，,本質(zhì)上是物體慣性的體現(xiàn)。,它不是物體間的,沒有反作用力，,但有真實(shí)的效果。,二戰(zhàn)中的小故事：,分析：,垂直、近距,?慣性力大,?摩擦力大,,您能改進(jìn)嗎？,例1如圖m與M保持接觸各接觸面處處光滑,求：m下滑過程中，相對M的加速度amM,解：畫隔離體受力圖M相對地面加速運(yùn)動,運(yùn)動加速度設(shè)為,,,,,以M為參考系畫m的受力圖,,,,,以地面為參考系畫M的受力圖,,以地面為參考系對M列方程,以M為參考系（非慣性系）對m列方程,結(jié)果為：,在非慣性系中，只要在受力分析時加上慣性力后，就可形式上使用牛頓定律。,第2章結(jié)束,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,