第三章C牛顿定律的应用.docx
《第三章C牛顿定律的应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第三章C牛顿定律的应用.docx(6页珍藏版)》请在优知文库上搜索。
1、第三章C牛顿定律的应用各种交通工具的启动、运行和制动都跟牛顿定律有关。图3-20是架航天飞机正在安全降落。需要为它提供多长的跑道?这跟它的初速度和加速度有关,其中加速度又跟飞机的受力情况及质量有关。这些都可以运用牛顿定律进行计算。当然这种实际问题的计算比我们现在学习的解题应用要复杂得多。S3-20在日常生活中,牛顿运动定律也有许多简单的实际应用。本节将通过几个实例来讨论它的应用。大家谈说说生活实际中,牛顿定律有哪些应用?一、两类典型问题应用牛顿定律解决实际问题大致可以归结为哪些最基本的类型呢?第一类问题:已知作用于物体上的力,由力学规律来求解该物体的运动情况。第二类问题:已知物体的运动情况,由
2、力学规律来推知作用于物体上的力。对于第类问题,由于已知作用力和物体的质量,可应用牛顿定律求出物体的加速度;如果再知道物体运动的初始条件,应用运动学公式就可求出物体的运动情况:任意时刻的位置和速度,以及运动的轨迹等.对于第二类问题,已知物体运动速度的变化快慢(加速度),可以去推断或者求解物体受到力的情况。第一类问题是运用已知的力学规律,去探究自然界奥秘和做出科学的预见,这是科学技术活动中进行正确分析和设计的基础之发射载人飞船和人造地球卫星到预定的轨道,并能安全降落和回收:在加速器中对粒子加速,都属于第一类课题。它们显示了人们掌握了通过牛顿第二定律可以求加速度,通过科技知识并能创造性地去运用,可以
3、取得多么辉煌的成就。第二类问题在自然科学发展中的作用也显而易见,根据观察到的物体的运动,通过研究和分析,去认识未知的物体内在相互作用的特点或新的规律。如牛顿万有引力定律的发现,卢瑟福原子的核式结构的发现,都属于这类课题“点击通过牛顿第二定律可以求加速度,通过运动学公式也可以求加速度,因此加速度是联系力和运动状态变化的“中介”。S3-21批注fj2:FNN557 N【示例1】枪膛里的子弹,质量为0()2kg,击发后,假定受到燃烧气体对它的推力恒定为5000N,由静止开始做匀加速直线运动,0002s后离开枪口,求此时子弹的速度及枪筒的:1度批注tjlj:v1=300ms,s=0,5m【解答】本题应
4、属于第一类问题,已知子弹的受力,求解子弹的运动情况。质量为0.02kg的子弹受到燃烧气体的推力F=5000N后,从初速度=0的静止状态起做匀加速直线运动,运用牛顿笫二定律可求得子弹的加速度p5000=0O2Vs2=250000ms2在0.002s后离开枪口时,子弹的速度v=2500000.002ms=300m0此时子弹走的路程S就是枪筒的长度,5=1at2250000(0.002)2m=O.5mn【示例2如图3-21所示,在某些紧急情况下,消防队员需从高7m的楼上沿金属管从静止起迅速匀加速竖直滑下。为了安全,其着地速度不应大于6ms,设一消防队员总质量为60kg,他与金属管之间的动摩擦因数为0
5、.4,问他双腿夹紧金属管至少应当用多大的力?(g=104仁【分析】设消防队员的重力为G,摩擦力为R,压力为Fni和Fn2(即夹紧的力)它们是一对平衡力,大小相等均为尸N。末速度为M下降高度为。,他可以看作为质点,受力情况如图3-21右边所示。本题属第二类问题,已知运动状态变化求作用力Fn.【解答】根据牛顿第二定律G-F=ma,其中Ff=ZFN,Pl1Jntg-2Fs=na,可得由运动学规律可知证=2助,即更Ih将式代入式可得到Fn-代入数据后得到445.7-0.82557N。60(10-z)L/Fn=20.4消防队员的腿至少需要用约557N的力夹紧金属管。【讨论】如果消防队员能用570N的力夹
6、管子,则他着地的速度为多大?拓展联想算一算示例2中消防员下滑的时间为多大?如果他先自由下落,达6ms速度后匀速下滑,则夹紧的力为多大?下滑总时间为多大?【示例3】工人用绳索拉铸件,从静止开始在水平面上/F前进。如果铸件的的质量是20kg,铸件与地面间的动摩擦/因数是0.25,工人用60N的力拉动铸件,绳跟水平方向的/7。夹角为37。并保持不变(图3-22)。经4s后松手,问松手-J后铸件还能前进多远?(g=10ms2,cs37o=0.8,sin370,,.,,,=J,批注Uj3:0.39m【分析】由题意可知铸件的运动先后有两个过程,第一个过程是从静止开始运动到松手前,第二个过程是从松手后到停止
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第三 牛顿 定律 应用