大学物理2-4 牛顿定律的应用举例.ppt

1)确定研究对象进行受力分析;
(隔离物体,画受力图)
2)取坐标系;
3)列方程(一般用分量式);
4)利用其它的约束条件列补充方程;
5)先用文字符号求解,后带入数据计算结果.
解题的基本思路:
(1)如图所示滑轮和绳子的质量均不计,. 求重物释放后,物体的加速度和绳的张力.
解以地面为参考系
画受力图、选取坐标如图
例1 阿特伍德机
例2 设有一质量为m=2500kg的汽车,在平直的高速
公路上以每小时120km的速度行驶。若欲使汽车平稳地
停下来,驾驶员启动刹车装置,刹车阻力是随时间线性
增加的,即,其中b=。试问此车经过多
长时间才停下来。
解:
已知,
以汽车运动方向为轴正向
根据牛顿第二定律,得
根据定义,
则
得
例3 高台跳水游泳池水的深度,为保证跳水运动员从10m高台跳入游泳池中的安全,~ 。为什么要做这样的规定呢?设运动员在水中所受浮力与重力近似相等,所受阻力,其中b为水的阻力系数,b=,水的密度,取A= 。运动员到达池底的安全速度。
解:
建立坐标系:
取水面为坐标原点,向下为y轴正方向
运动员的运动过程先是自由落体
到达水面时的速度
落入水中后,运动员作减速运动
0
y
Fr
令
则
根据牛顿第二定律,得
由于
上式可写成
两边积分,
得
若该运动员的质量为m=50kg,
将各物理量代入,得
0
y
Fr
安全速度
例4 如图所示(圆锥摆),长为的细绳一端固定在天花板上,另一端悬挂质量为的小球,小球经推动后,在水平面内绕通过圆心的铅直轴作角速度为的匀速率圆周运动. 问绳和铅直方向所成的角度为多少?空气阻力不计.
解
越大, 也越大
利用此原理,可制成蒸汽机的调速器(如图所示).
解
例5 如图长为的轻绳,一端系质量为的小球,另一端系于定点, 时小球位于最低位置,并具有水平速度,求小球在任意位置的速率及绳的张力.
作业: 2-7, 2-8, 2-13
预****第三章 3-1质点和质点系的动量定理
3-2动量守恒定律