牛顿运动定律1课件.ppt

第四章 牛顿运动定律 ;牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的关系，着重解决了加速度的大小、方向和决定因素等问题。对于牛顿第二定律，应从以下几个方面加以理解： 1.因果性： 力是产生加速度的原因，加速度是力的作用效果，二者存在因果关系。 2.瞬时性： 加速度与力虽然存在因果性，但这种因果性在时间上却是不分先后的,它们同时产生，同时变化，同时消失。加速度与力一样，变化是不需要过程（时间）的，能发生突变（但加速度的定义式不能反映加速度的这个实质）。功和能，冲量和动量反映的是物体的运动过程。 ;3.矢量性： F=ma是一个矢量式，物体的加速度的方向与它所受的合外力的方向相同（同向性）。应用牛顿第二定律矢量性来解题可使问题简单化。 4.同体性： 加速度和力都是对同一个物体来说的，即质量m是具有加速度a的那部分物体的质量。;5.独立性（力的独立作用原理）： 作用在物体上的每一个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关。合力的加速度就是这些加速度的矢量和。 根据力的独立作用原理，牛顿第二定律可写出分量式。 6.相对性： 物体的加速度必须是相对于地面（或相对于地面静止或匀速直线运动的物体）的参考系而言的，即相对于惯性参考系。 ; 应用牛顿第二定律解题的步骤 1.明确研究对象。可以以某一个物体为对象（隔离法），也可以以几个物体组成的质点组为对象（整体法）。设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan 2.对研究对象进行受力分析和运动情况（包括速度、加速度）分析，并把速度、加速度的方向在受力图上画出来。 3.若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下;做加速运动，用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度），也可用合成法解题。 4.当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解，并注意各阶段之间的联系。 总之，解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。 ; 几种理想化物理模型的弹力变化特点 在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，会经常遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些理想化物理模型。这些理想化物理模型的共同点是：质量忽略不计；同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关。;模型;牛顿第二定律的瞬时性;应用牛顿第二定律瞬时性解题的五个要点：;3.物体在n个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意（n-1）个力的合力必定与第n个力Fn等值反向，是一对平衡力。当Fn突然撤去，物体受到的合力与Fn等值反向，成立的前提条件是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。;;叠放着的两个物体A和B，质量均为2kg，受一竖直向下的、大小为10N的力的作用时，浮在水面上保持静止。当撤去F的瞬间，A对B的压力的大小是多少？（g取10m/s2） ;1.首先以系统为研究对象，在三个力的作用下，系统静止，平衡方程为 F+2mg=F浮。注意：F浮和mg不随F的变化而变化 撤去外力F后，系统受到的合外力大小为F，方向与F相反，竖直向上。由牛二定律得 F=2ma （1）。 2.隔离A，受力分析，A受重力mg和B给它的支持力Fba 。由牛二定律得Fba–mg=ma （2）。 把（1）代入（2），得Fba=mg+ma=mg+F/2=20N+5N=25N;;;;;三、整体法和隔离法并用 首先用整体法求解系统的加速度，然后用隔离法求解系统的内力。 问题：如果系统中的各个物体的加速度不一样，还可以用整体法求解系统的加速度吗？ ;一个质量为m=2kg的小球，被a、b两根绷紧的橡皮条拉着处于静止状态。如果烧断b橡皮条的瞬间，小球的加速度大小为2m/s2。如果先烧断橡皮条a的瞬间，小球的加速度是多少？原来的橡皮条b的拉力是多少？ 如果a和b是不可伸长的轻绳，其他情况都一样，那么，小球的加速度又是多少？原来的绳b的拉力又是多少？ ;理论依据：多个力的平衡 p186页;;一质量为m的小球，用两根细绳AO和BO悬吊，静止于O点，绳AO水平， BO绳与竖直方向成θ角. （1）当剪断水平绳AO的瞬间，求小球的加速度的大小和方向，此时绳BO的拉力又是多少？;两个质量均为m的物块A、B叠放在一个直立着的、劲度系数为k的轻弹簧上面而静止。今用一竖直向下的力压物块A，弹簧又缩短了ΔL（仍在弹性限度内）而静止。若突然撤去此力，则在撤去此力的瞬间A对B的压力多大？ ;小球A和B的质量分别为m和2m，用轻弹簧