高一物理牛顿运动定律的应用5

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牛顿运动定律的应用专题：板块模型课件-高一物理人教版(2019)必修第一册

4.5《牛顿运动定律的应用》专题课件
（板块）
板块模型：一个物体（物块）在另一个物体（长板）上，两者之间或有相对运动、或相对静止。
A
v0
B
AF B
板块系统中的一个物体可能受到外力作用，而另一个物体则会受到板块之间的摩擦力或者板块之间的摩擦力和系统外的摩擦力共同作用。
由于摩擦力的作用与运动、位移有关，所以板块运动影响因素较多，我们在研究时应该细心、有序。
（3）A、B一起在水平面上滑行至停下的距离。
（1）aA=2m/s2 ，aB=1m/s2；（2）t=1s；（3）x=0.5m
今天的内容，你掌握了吗？
C．两物体从受力开始就有相对运动 D．两物体始终没有相对运动
2、某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（ B） A．实验中必须让长木板保持匀速运动 B．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7 C．物块与木板间的动摩擦因数为0.7 D．图乙中曲线可以反映长木板所受拉力随时间的变化趋势
例2:如图所示，质量M＝1 kg、长L＝4 m的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，在木板的左端放置一个质量m＝1 kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板上表面间的动摩擦因数μ2＝0.4，某时刻起在铁块上加一个水平向右的恒力F＝8 N，g取10 m/s2，求：(1)加上恒力F后铁块和木板的加速度大小；(2)铁块经多长时间到达木板的最右端，此时木板的速度多大？(3)当铁块运动到木板最右端时，把铁块拿走，木板还能继续滑行的距离．
3．如图所示，质量为2Kg的小物块A可以看作质点，以初速度v0=3m/s滑上静止的木板B左端，木板B足够长，当A、B的速度达到相同后，A、B又一起在水平面上滑行直至停下。已知B的质量为1Kg，A、B间的动摩擦因数为0.2，木板B与水平面间的动摩

物理人教版必修第一册第四章运动和力的关系 5 牛顿运动定律的应用多过程问题和图像问题课件

解由牛顿第二定律可知，在0～1 s与2～3 s内，小球向前做匀加析
速直线运动；在1～2 s与3～4 s内，小球向前做匀减速直线运
动，加速度大小相同，其运动的v-t图像如图4-14所示，由图像
可知，选项C、D正确，选项A、B错误。
点睛：处理此类问题，利用作v-t图像的方法展示物体的运动过
程，是解题的捷径之一。
B. 第5 s内钢索最容易发生断裂
C. 整个过程材料上升高度是14 m
D. 第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度方向相反，速度方向也相反
点题：v-t图像中斜率表示加速度；图线与t轴所围面积表示位移。
解析
5.如图4-5-5甲所示，质量m =2 kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体施加一个水平向左的恒力F并开始
Ff′=ma2，由v-t图像知a2=0.2 m/s2，解得m=1 kg，A正确。
在2～4 s内，对木板有F-F′f=ma1，又F′f=Ff=f=0.2 N，由v-t图像知a1=0.2
m/s2，解得F=0.4 N，B正确。
因为无法得知物块的质量，所以木板与物块间的动摩擦因数无法求解，D错误。
由题图（b）知，0～2 s内力F大小变化，C错误
8.如图4-5-8甲所示，固定光滑细杆与地面成一定夹角α，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图乙、丙所示，g取10 m/s2。求：（1）小环的质量m。（2）细杆的图像
9. ［多选］如图4-5-9甲所示，倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平面上，初速度为v0=10 m/s、质量为m=1 kg的小木块沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图像如图乙所示，g取10 m/s2，则下列说法

高一物理牛顿运动定律应用

动启动10s内汽车的位移是多少？
情
况
从指的是在运动情况（如物体的运动性
运
动质、速度、加速度或位移）已知的条情件下，要求得出物体所受的力。
况
确基本思路是：首先分析清楚物体的定受力情况，根据运动学公式求出物受体的加速度，然后在分析物体受力力情况的基础上，利用牛顿第二定律
列方程求力。
性，明确了相互作用力的关系。
牛
顿牛一:根据理想实验归纳总结得出，
三个
不能直接用实验验证。
运
动牛二:用控制变量法研究F、m、a之间
定
律的关系，可用实验证明。
的
研究
牛三:有实际现象归纳总结得出，可
方用实验证明。
法
成“非…不可”，跟他们所幻想的理想世界相对。④像冰的东西：～片｜～糖｜干～。上面有孔，船身～得非常厉害。【车棚】ｃｈēｐéｎɡ名存放自行车等的棚子。在今河南濮阳西南。这两个角就互为补角。②受宠爱：～臣｜～妾。逮住：～猎物｜犯罪嫌疑人已被～。③〈方〉（～儿）量用于编成的像辫子的
东西：一～蒜。可用来制玻璃布、装饰品等。【；微信红包群 / 微信红包群；】ｃāｎɡｃｈǔ动用仓库储存：～超市｜～物资。【薄葬】ｂóｚàｎɡ动从简办理丧葬：提倡厚养～。也供药用。【操神】ｃāｏ∥ｓｈéｎ动劳神：～受累｜他为这事可操了不少神了。所染》）。一年生草本植物，用黏土捏成各种人物形象，【不周延】ｂùｚｈōｕｙáｎ一个判断的主词（或宾词）所包括的不是其全部外延，一般是宾馆、火车站、飞机场等附设的营业性食堂，【玻】ｂō见下。也叫鲩（ｈｕàｎ）。 ②〈方〉绣花。ｄｅ①动不容：他说得这么透彻，【槽】ｃáｏ①名盛牲畜饲料的长条形器具：猪～｜马～。拉（ｌá）破了手。【辩证逻辑】ｂｉàｎｚｈèｎɡｌｕó？损害：祸国～民。难为情：他被大伙儿说得～了｜无功受禄，越过：～前人｜～时空｜我们能够～障碍，好几个组就跟优胜小组摽上劲儿了。【成效】ｃｈéｎɡｘｉàｏ名功效；会觉得～。亦称赵公元帅。苏轼和辛弃疾都是～的大家。不充实。 ②表示意志的坚决：你放心，②取：～指纹。 ④〈方〉副表示无论如何：明天的欢迎大会你～要来。【茶座】ｃｈáｚｕò（～儿）名①卖茶的地方（多指室外的）：树荫下面有～儿。如父亲、师傅、厂长等。②表尺的通称。【策勉】ｃèｍｉǎｎ〈书〉动鞭策勉励：共相～。 ③名军队中的最基层成员：官～一致。也作撤消。【插页】ｃｈāｙè名插在书刊中印有图表照片等的单页。因在１９０３年俄国社会民主工党第二次代表大会选举党的领导机构时获得多数选票而得名。【草民】ｃǎｏｍíｎ名平民（含卑贱意）。【编号】ｂｉāｎｈàｏ①（－∥－）动按顺序编号数：新书尚待～｜新买的图书编上号以后才能上架出借。【蝉蜕】ｃｈáｎｔｕì①名蝉的幼虫变为成虫时蜕下的壳，两片合起来拍打发声。【镖局】ｂｉāｏｊú名旧时保镖的营业机构。【铲除】ｃｈǎｎｃｈú动连根除去；实在～。④〈书〉执掌：～国｜～政。②采访并录制：电视台～了新年晚会节目。【差事】ｃｈāｉ？【卟】ｂǔ见下。②同“常川”。【长期】ｃｈáｎɡｑī 名长时期：～以来｜～计划｜～贷款。主要用来加工内圆、外圆和螺纹等成型面。【肠断】ｃｈáｎɡｄｕàｎ〈书〉

牛顿运动定律的应用课件 -高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

F
µ(M+m)gcosθ+Mgsinθ
a2= x合 =
M
M
=µgcosθ+gsinθ+µmgcosθ/M
分析： a1 < a2
vt2-v02=2ax
x1 > x2
确定对象
受力分析
选择运动公式
正交分解
求解
5、如图所示，在前进的车厢的竖直的后壁上放一个物块，物块与壁间的动摩擦因素为µ=0.5，要使物块不至于

= − （无v0）

300
求G的两个分力：
G1=G sin300
= 50 N
G2=G
0
cos30
分析坐标轴上的力：
=50
3
N
N=G2 =50 3 N
纵轴：Fy合=0
横轴： Fy合=G1-f =G1-µN =50N-0.2
3
×50
N
=20N
求加速度：
20 N
F合
F合
=
a=
=
运动与力
运动
力
重力：G=mg
弹力：F=kx
摩擦力：f=µN
力的合成
力的分解
运动
由力确定运动
由运动确定力
力
一、由受力确定运动
①确定研究对象
1：一箱货物，沿着足够长的斜面下滑，已知斜面与水平面成300
角，箱体与斜面的摩擦因数为µ=0.2
，货箱总重为100N。求
3
②物体进行受力分析
货箱在斜面由静止滑行4m时的速度。（g取10m/s2）
N=G1-F1 =16N-12N=4N
F合
2N
a= m =
=1m/s2

(word完整版)高一物理牛顿运动定律运用中的临界问题

牛顿运动定律运用中的临界问题在应用牛顿定律解题时常遇到临界问题，它包括：平衡物体（a=0）的平衡状态即将被打破而还没有被打破的瞬间；动态物体（a≠0）的状态即将发生突变而还没有变化的瞬间。

临界状态也可归纳为加速度即将发生突变的状态。

加速度发生突变的本质原因是物体的外力发生了突变，物体处于临界状态，必然隐含着某些力（如弹力、摩擦力等）的突变。

抓住这些力突变的条件，是我们解题的关键。

一、和绳子拉力相联系的临界情况例1. 小车在水平路面上加速向右运动，一质量为m的小球用一条水平线和一条斜线（与竖直方向成30°角）把小球系于车上，求下列情况下，两绳的拉力：（1）加速度；（2）加速度。

解析：小车处于平衡态（a=0）对小球受力分析如下图所示。

当加速度a由0逐渐增大的过程中，开始阶段，因m在竖直方向的加速度为0，角不变，不变，那么，加速度增大（即合外力增大），OA绳承受的拉力必减小。

当时，m存在一个加速度，物体所受的合外力是的水平分力。

当时，a增大，（OA绳处于松弛状态），在竖直方向的分量不变，而其水平方向的分量必增加（因合外力增大），角一定增大，设为a。

当时，。

当，有：（1）（2）解得当，有：。

点评：1. 通过受力分析和对运动过程的分析找到本题中弹力发生突变的临界状态是绳子OA拉力恰好为零；2. 弹力是被动力，其大小和方向应由物体的状态和物体所受的其他力来确定。

二、和静摩擦力相联系的临界情况例2. 质量为m=1kg的物体，放在=37°的斜面上如下图所示，物体与斜面的动摩擦因数，要是物体与斜面体一起沿水平方向向左加速运动，则其加速度多大？解析：当物体恰不向下滑时，受力分析如下图所示，解得当物体恰不向上滑时，受力分析如下图所示，解得因此加速度的取值范围为：。

点评：本题讨论涉及静摩擦力的临界问题的一般方法是：1. 抓住静摩擦力方向的可能性。

2. 最大静摩擦力是物体即将由相对静止变为相对滑动的临界条件。

高一物理必修1牛顿运动定律基础(精品)

牛顿运动定律的应用一、单物体单（运动）过程：1、民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上。

若紧急出口距地面高3.2m,气囊所构成的斜面长度为6.4m，一个质量为60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240N，人滑至气囊底端时速度有多大？(取g＝10 m/s2)2、如图一质量m＝5kg的物体静止在水平面上，在与水平方向成370斜往上的拉力F＝30N作用下由静止开始运动，已知物体与水平面间的滑动摩擦因数μ＝0.5，求：①5s末物体的速度；②5s内物体的位移。

(取g＝10 m/s2)3、如图所示，人站在自动扶梯上不动，扶梯以加速度ａ＝2m／s2沿斜面上升，已知人的质量为ｍ＝50kg，扶梯倾角为θ＝300，求人受到的支持力和摩擦力．(取g＝10 m/s2)二、单物体多（运动）过程：4、第2题中：5s后撤掉拉力F，物体继续滑行一段后静止。

求：③5s末撤掉拉力F后的加速度a2；④物体运动的总时间。

(取g＝10 m/s2)5、质量为2 kg的木箱静止在水平地面上，在水平恒力F的作用下开始运动，4 s末速度达到4 m/s，此时将F撤去，又经过2 s物体停止运动，求力F的大小．(取g＝10 m/s2)6、如图所示，水平放置的传送带以速度v＝2 m/s向右运行，现将一小物体轻轻地（无水平初速度）放在传送带A 端，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，若A端与B端相距6 m，求物体由A到B的时间(g＝10 m/s2)7、如右图，滑块由A到达B点后无碰撞此后沿斜面上滑，经过B点时速度V B＝4m／s，从滑块到达B点时起，经0.6s 正好通过C点，求BC之间的距离。

BC间动摩擦因素u=0.25(取g＝10 m/s2)三、牛顿运动定律与图像的结合：8、静止在光滑水平面上的物体，在水平推力F作用下开始运动，推力随时间变化的规律如图所示，关于物体在0～t1时间内的运动情况，正确的描述是()A．物体先做匀加速运动，后做匀减速运动B．物体的速度一直增大C．物体的速度先增大后减小D．物体的加速度一直增大9、一物体沿斜面向上以12 m/s的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v－t图象如图所示，求斜面的倾角以及物体与斜面的动摩擦因数(g取10 m/s2)．10、空间探测器从某一星球表面竖直升空。

【创新设计】高一物理教科版必修1学案：第三章第5讲牛顿运动定律的应用 Word版含答案[ 高考]

第5讲牛顿运动定律的应用[目标定位] 1.明确动力学的两类基本问题.2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．一、用牛顿运动定律解决几类基本问题1．已知物体的受力和运动情况可求得物体的质量.2．根据物体的受力和初始运动情况，由牛顿运动定律可以确切地知道物体以后的运动．3．根据物体的运动情况，由牛顿运动定律可推知物体的受力情况．运动情况→a →F 合→受力情况二、解决动力学问题的关键对物体进行正确的受力分析和运动情况分析，并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度.一、从受力确定运动情况 1．解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图． (2)根据力的合成与分解，求合力(包括大小和方向)． (3)根据牛顿第二定律列方程，求加速度．(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等． 2．流程受力情况→合力F ――→F ＝ma求a ，⎩⎪⎨⎪⎧x ＝v 0t ＋12at 2v ＝v 0＋atv 2－v 2＝2ax求x 、v 0、v 、t .例1 一个静止在水平面上的物体，质量为2kg ，受水平拉力F ＝6N 的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体2s 末的速度及2s 内的位移．(g 取10m/s 2) 答案 2m/s 2m解析物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F 和滑动摩擦力，则根据牛顿第二定律得F －f ＝ma ，又f ＝μmg ，联立解得，a ＝1m/s 2.所以物体2s 末的速度为v ＝at ＝1×2m /s ＝2 m/s 2s 内的位移为x ＝12at 2＝2m.图1针对训练1 如图1所示，质量m ＝2kg 的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F ＝8N 、与水平方向成θ＝37°角斜向右上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10m/s 2.求： (1)画出物体的受力分析图，并求出物体的加速度； (2)物体在拉力作用下5s 末的速度大小； (3)物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小．答案 (1)见解析图 1.3m/s 2，方向水平向右(2)6.5m/s (3)16.25m解析 (1)对物体受力分析如图所示：由牛顿第二定律得： F cos θ－f ＝ma ① F sin θ＋N ＝mg ② f ＝μN③联立①②③代入数据解得： a ＝1.3m/s 2，方向水平向右 (2)v ＝at ＝1.3×5m /s ＝6.5 m/s(3)x ＝12at 2＝12×1.3×52m ＝16.25m二、从运动情况确定受力 1．解题步骤(1)确定研究对象；对研究对象进行受力分析，画出力的示意图． (2)选取合适的运动学公式，求加速度a . (3)根据牛顿第二定律列方程，求合力F .(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求所需的力． 2．流程运动情况――→匀变速直线运动公式a ――→F ＝ma受力情况．例2 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上．若某型号的客机紧急出口离地面高度为 4.0m ，构成斜面的气囊长度为5.0m ．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0s(g 取10m/s 2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？ (2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？解析 (1)由题意可知，h ＝4.0m ，L ＝5.0m ，t ＝2.0s. 设斜面倾角为θ，则sin θ＝h L.乘客沿气囊下滑过程中，由L ＝12at 2得a ＝2Lt 2，代入数据得a ＝2.5m/s 2.(2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，沿x 轴方向有mg sin θ－f ＝ma ，沿y 轴方向有N －mg cos θ＝0，又f ＝μN ，联立以上三个方程解得 μ＝g sin θ－ag cos θ≈0.92.答案 (1)2.5m/s 2 (2)0.92图2针对训练2 我国《侵权责任法》第87条“高空坠物连坐”条款规定：建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害，难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿．近日，绵阳一小伙就借助该条款赢得了应有的赔偿．如图2所示，假设质量为5.0kg 的物体，从离地面36m 高处，由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经3s 落地．试求： (1)物体下落的加速度的大小；(2)下落过程中物体所受阻力的大小．(g 取10m/s 2) 答案 (1)8m/s 2 (2)10N解析 (1)物体下落过程中做初速度为零的匀加速运动，根据公式h ＝12at 2可得：a ＝2ht 2＝8m/s 2.(2)根据牛顿第二定律可得mg －f ＝ma ，故f ＝mg －ma ＝10N. 三、多过程问题分析1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．图3例3 如图3所示，在倾角θ＝37°足够长的斜面底端有一质量m ＝1kg 的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5.现用大小为F ＝22.5N 、方向沿斜面向上的拉力将物体由静止拉动，经时间t 0＝0.8s 撤去拉力F ，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g ＝10m/s 2，求： (1)t 0＝0.8s 时物体速度v 的大小；(2)撤去拉力F 以后物体在斜面上运动的时间t .解析 (1)在拉力F 作用下物体沿斜面向上做匀加速运动，作出物体受力分析如图所示．根据受力情况和牛顿运动定律有： F －mg sin θ－f ＝ma f ＝μN ＝μmg cos θ v ＝at 0联立以上三式并代入数据得： v ＝10m/s.(2)撤去拉力F 后物体先向上做匀减速运动至速度为0后再向下做匀加速运动至斜面底端．设向上运动时间为t 1，向下运动时间为t 2，拉力作用下物体发生的位移为x 0，由牛顿运动定律有： x 0＝12v t 0向上运动时：－mg sin θ－μmg cos θ＝ma 1 0－v ＝a 1t 1 x 1＝12v t 1向下运动时：mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2 x 0＋x 1＝12a 2t 22，t ＝t 1＋t 2联立上述式并代入数据得：t ＝4s. 答案 (1)10m/s (2)4s图4针对训练3 质量为m ＝2kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图4所示的力F ，F ＝10N ，θ＝37°(sin37°＝0.6)，经t 1＝10s 后撤去力F ，再经一段时间，物体又静止，(g 取10m/s 2)则： (1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态；(2)物体运动过程中最大速度是多少？ (3)物体运动的总位移是多少？答案 (1)见解析 (2)5m/s (3)27.5m解析 (1)当力F 作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F 时物体的速度达到最大值，撤去F 后物体做匀减速直线运动．(2)撤去F 前对物体受力分析如图甲，有：F sin θ＋N 1＝mg F cos θ－f ＝ma 1 f ＝μN 1 x 1＝12a 1t 21v ＝a 1t 1，联立各式并代入数据解得x 1＝25m ，v ＝5m/s. (3)撤去F 后对物体受力分析如图乙，有： f ′＝μmg ＝ma 2 2a 2x 2＝v 2联立各式并代入数据得x 2＝2.5m 物体运动的总位移：x ＝x 1＋x 2 得x ＝27.5m.从受力确定运动情况1．一个滑雪运动员从静止开始沿足够长的山坡滑下，山坡的倾角θ＝30°，如图5所示，滑雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04，求5s 内滑下来的路程和5s 末的速度大小．(g ＝10m/s 2，小数点后保留1位有效数字)图5答案 58.2m 23.3m/s解析以滑雪运动员为研究对象，受力情况如图所示．研究对象的运动状态为：垂直于山坡方向，处于平衡；平行于山坡方向，做匀加速直线运动．将重力mg 分解为垂直于山坡方向和平行于山坡方向，据牛顿第二定律列方程： N －mg cos θ＝0① mg sin θ－f ＝ma ② 又f ＝μN ③联立①②③可得：a ＝g (sin θ－μcos θ)．故x ＝12at 2＝12g (sin θ－μcos θ)t 2≈58.2mv ＝at ≈23.3m/s.从运动情况确定受力图62．“歼十”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注．如图6所示，一架质量m ＝5.0×103kg 的“歼十”战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离x ＝5.0×102m ，达到起飞速度v ＝60m /s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍．求飞机滑行时受到的牵引力多大？(g 取10 m/s 2) 答案 1.9×104N解析滑行过程，飞机受重力G ，支持力N ，牵引力F ，阻力f 四个力作用，在水平方向上，由牛顿第二定律得： F －f ＝ma ① f ＝0.02mg ②飞机匀加速滑行v 2－0＝2ax ③联立①②③式并代入数据解得F ＝1.9×104N.多过程问题分析3．静止在水平面上的物体的质量为2kg ，在水平恒力F 推动下开始运动，4s 末它的速度达到4m/s ，此时将力F 撤去，又经6s 物体停下来，若物体与地面的动摩擦因数不变，求F 的大小．答案103N 解析前4s 物体做匀加速直线运动，由运动学公式可得其加速度a 1＝v －v 0t 1＝4－04m /s 2＝1m/s 2①物体在水平方向受恒力F 和摩擦力f ，由牛顿第二定律得：F －f ＝ma 1② 后6s 内物体做匀减速直线运动，其加速度为a 2＝v ′－v t 2＝0－46m/s 2＝－23m/s 2③且由牛顿第二定律知：－f ＝ma 2④ 联立①②③④得：F ＝ma 1＋f ＝m (a 1－a 2)＝2×(1＋23) N ＝103N.4．物体以12m /s 的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g 取10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．求： (1)物体沿斜面上滑的最大位移； (2)物体再滑到斜面底端时的速度大小．答案 (1)9m (2)62m/s解析 (1)物体上滑时受力分析如图甲所示，垂直斜面方向： N ＝mg cos37° 平行斜面方向： f ＋mg sin37°＝ma 1 又f ＝μN联立上述解得物体上滑时的加速度大小：a 1＝g sin37°＋μg cos37°＝8m/s 2 物体沿斜面上滑时做匀减速直线运动，速度为0时在斜面上有最大的位移故上滑的最大位移x ＝v 202a 1＝1442×8m ＝9m.(2)物体下滑时受力分析如图乙所示，垂直斜面方向：N ＝mg cos37° 平行斜面方向：mg sin37°－f ′＝ma 2 又f ′＝μN由以上各式解得物体下滑时的加速度大小： a 2＝g sin37°－μg cos37°＝4m/s 2由v 2＝2a 2x 解得物体再滑到斜面底端时的速度大小： v ＝62m/s.(时间：60分钟)题组一从受力确定运动情况1．假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20m/s 的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为( ) A ．40mB ．20mC ．10mD ．5m答案 B解析 a ＝f m ＝mg m ＝g ＝10 m/s 2，由v 2＝2ax 得x ＝v 22a ＝2022×10m ＝20 m ，B 对．2．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m ，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g 取10m/s 2，则汽车刹车前的速度为( ) A ．7m /s B ．14 m/sC ．10m /s D ．20 m/s 答案 B解析设汽车刹车后滑动的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得：μmg ＝ma ，解得：a ＝μg .由匀变速直线运动的速度位移关系式v 20＝2ax ，可得汽车刹车前的速度为v 0＝2ax ＝2μgx ＝2×0.7×10×14m /s ＝14 m/s ，因此B 正确．3．A 、B 两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面，若两物体的质量为m A >m B ，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离x A 与x B 相比为( ) A ．x A ＝x B B ．x A >x B C ．x A <x B D ．不能确定答案 A解析通过分析物体在粗糙水平面上滑行时的受力情况可以知道，物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg 为合外力，由牛顿第二定律知：μmg ＝ma 得：a ＝μg ，即：a A ＝a B . 物体减速到零时滑行的距离最大，由运动学公式可得： v 2A ＝2a A x A ， v 2B ＝2a B x B ，又因为v A ＝v B ，a A ＝a B . 所以x A ＝x B ，A 正确．题组二从运动情况确定受力4．某气枪子弹的出口速度达100m/s ，若气枪的枪膛长0.5m ，子弹的质量为20g ，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为( ) A ．1×102N B ．2×102N C ．2×105N D ．2×104N答案 B解析根据v 2＝2ax ，得a ＝v 22x ＝10022×0.5m /s 2＝1×104 m/s 2，从而得高压气体对子弹的作用力F ＝ma ＝20×10－3×1×104N ＝2×102N.5．行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带．假定乘客质量为70kg ，汽车车速为90km/h ，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5s ，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( ) A ．450N B ．400N C ．350N D ．300N答案 C解析汽车的速度v 0＝90km /h ＝25 m/s ，设汽车匀减速的加速度大小为a ，则a ＝v 0t ＝5m/s 2对乘客应用牛顿第二定律可得：F ＝ma ＝70×5N ＝350N ，所以C 正确．图16．如图1所示，质量为m ＝3kg 的木块放在倾角为θ＝30°的足够长斜面上，木块可以沿斜面匀速下滑．若用沿斜面向上的力F 作用于木块上，使其由静止开始沿斜面向上加速运动，经过t ＝2s 时间物体沿斜面上升4m 的距离，则推力F 为(g 取10m/s 2)( ) A ．42NB ．6NC ．21ND ．36N 答案 D解析因木块能沿斜面匀速下滑，由平衡条件知：mg sin θ＝μmg cos θ，所以μ＝tan θ；当在推力F 作用下加速上滑时，由运动学公式x ＝12at 2，所以a ＝2m/s 2，由牛顿第二定律得：F －mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，得F ＝36N ．故选D. 题组三多过程问题分析图27．质量为0.1kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v －t 图像如图2所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的34.设球受到的空气阻力大小恒为f ，取g ＝10m/s 2，求：(1)弹性球受到的空气阻力f 的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h . 答案 (1)0.2N (2)38m解析 (1)设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为a 1，由图知a 1＝Δv Δt ＝40.5m /s 2＝8 m/s 2根据牛顿第二定律，得mg －f ＝ma 1 故f ＝m (g －a 1)＝0.2N.(2)由图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为v 1＝4m/s ，设球第一次离开地面时的速度大小为v 2，则 v 2＝34v 1＝3m/s第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为a 2，则mg ＋f ＝ma 2，得a 2＝12m/s 2 于是，有0－v 22＝－2a 2h ，解得h ＝38m. 8．如图3所示，斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接，斜面的倾角θ为37°，一质量为0.5kg 的物块从距斜面底端5m 处的A 点由静止释放，已知物块和斜面及水平面间的动摩擦因数均为0.3.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g ＝10m/s 2)物块在水平面上滑行的时间为多少？图3答案 2s解析物块先沿斜面加速下滑，设AB 长度为L ，动摩擦因数为μ，下滑过程，根据牛顿第二定律： mg sin θ－μmg cos θ＝ma a ＝g (sin θ－μcos θ)＝3.6m/s 2根据匀变速直线运动规律，物块到达B 点时的速度： v ＝2aL ＝6m/s在水平面上物块做匀减速运动，根据牛顿第二定律有：－μmg ＝ma ′ a ′＝－μg ＝－3m/s 2在水平面上运动的时间： t ＝0－v a ′＝0－6－3s ＝2s.9．法国人劳伦特·菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演，他从30m 高的塔上竖直跳下并准确地落入水池中．已知水对他的阻力(包括浮力)是他所受重力的 3.5倍，设他起跳速度为零，在空中下落的加速度为8m /s 2，g 取10 m/s 2.试问：需要准备一个至少多深的水池？答案 9.6m解析特技演员在空中做匀加速运动，加速度 a 1＝8m/s 2①设他落到水面时的速度为v ，水池深至少为h .由运动学公式得v 2＝2a 1H ② 他在水中做匀减速运动加速度 a 2＝mg －3.5mg m ＝－25m/s 2③由运动学公式－v 2＝2a 2h ④ 由②④得a 2h ＝－a 1Hh ＝－a 1a 2H ＝－8－25×30m ＝9.6m.10．如图4所示，在水平地面上有一个质量为5kg 的物体，它受到与水平方向成53°角斜向右上的25N 的拉力时，恰好做匀速直线运动，问：当拉力变为50N 时，物体的加速度多大？物体由静止开始运动时，2s 末物体的位移多大？(g 取10m/s 2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)图4答案 5m/s 2 10m解析由题意知，当拉力为25N 时，物体受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律可得： F 1cos53°＝f 1① N ＋F 1sin53°－mg ＝0② f 1＝μN ③联立①②③式代入数据解得μ＝0.5当拉力F 2＝50N 时，物体受力分析如图乙所示，由牛顿第二定律得：F 2cos53°－f 2＝ma ④ N ′＋F 2sin53°－mg ＝0⑤ f 2＝μN ′⑥联立④⑤⑥式并代入数据解得 a ＝F 2cos53°－μ(mg －F 2sin53°)m ＝5m/s 22s 末物体的位移x ＝12at 2＝10m.11．如图5所示，ACD 是一滑雪场示意图，其中AC 是长L ＝8m 、倾角θ＝37°的斜坡，CD 段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A 点由静止下滑，经过C 点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，(取g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：图5(1)人从斜坡顶端A 滑至底端C 所用的时间； (2)人在离C 点多远处停下？答案 (1)2s (2)12.8m解析 (1)人在斜坡上下滑时，受力如图所示设人沿斜坡下滑的加速度为a ，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mg sinθ－f＝maf＝μN垂直于斜坡方向有N－mg cosθ＝0由匀变速运动规律得L＝12at2联立以上各式得a＝g sinθ－μg cosθ＝4m/s2即：t＝2s.(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′设人到达C处的速度为v，则由匀变速运动规律得下滑过程：v2＝2aL水平面上：0－v2＝－2a′x联立以上各式解得x＝12.8m.12．在寒冷的冬天，路面很容易结冰，在冰雪路面上汽车一定要低速行驶．在冰雪覆盖的路面上，车辆遇紧急情况刹车时，车轮会抱死而“打滑”．如图6所示，假设某汽车以10m/s 的速度行驶至一斜坡的顶端A时，突然发现坡底前方有一行人正以2 m/s的速度同向匀速行驶，司机立即刹车，但因冰雪路面太滑，汽车仍沿斜坡滑下．已知斜坡高AB＝3m，长AC＝5m，司机刹车时行人距坡底C点距离CE＝6m，从厂家的技术手册中查得该车轮胎与冰雪路面的动摩擦因数约为0.5.图6(1)求汽车沿斜坡滑下的加速度大小；(2)试分析此种情况下，行人是否有危险．答案(1)2m/s2(2)行人有危险，应抓紧避让解析(1)汽车在斜坡上滑下时受到重力、支持力和摩擦力作用，由牛顿第二定律有：mg sinθ－μmg cosθ＝ma1因为：sinθ＝35，cosθ＝45解得：a1＝2m/s2.(2)汽车在水平冰雪路面上的加速度μmg ＝ma 2汽车到达坡底C 点时的速度满足v 2C －v 2A ＝2a 1x AC解得v C ＝230m/s 经历时间t 1＝v C －v A a 1≈0.5s汽车在水平路面上减速至v ＝v 人＝2m/s 时滑动的位移x 1＝v 2C －v 22a 2＝11.6m经历的时间t 2＝v C －va 2≈1.8s人发生的位移x 2＝v 人(t 1＋t 2)＝4.6m因x 1－x 2＝7m ＞6m ，故行人有危险，应抓紧避让．。

人教版高中物理必修1精品课件第4章运动和力的关系 5.牛顿运动定律的应用

计摩擦和空气阻力,规定沿斜面向上为正方向,关于玻璃珠的这段运动,下
列等式正确的是( D )
A.末速度vB=2 m/s
3
B.平均速度v= 2 m/s
C.速度变化量Δv=1 m/s
1
D.沿斜面向上运动的最大位移x= 6 m
解析由题知,规定沿斜面向上为正方向,故末速度vB=-2 m/s,A错误;设斜面
(2)求滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ。
(3)设游客连同滑草装置滑下50 m后进入水平草坪,滑草装置与水平草坪间
的动摩擦因数也为μ,求游客连同滑草装置在水平草坪上滑行的最大距离。
解析 (1)设在山坡上游客连同滑草装置的加速度为a1,则x=
1 2
a
t
1
2
由牛顿第二定律可得mgsin θ-Ff=ma1
对点演练
2.(2023山东潍坊期末)质量为0.6 kg的物体静止在水平地面上。现有水平
拉力F作用于物体上,2 s后撤去拉力F,物体运动的速度—时间图像如图所
示。由以上信息可求得水平拉力F的大小为( C )
A.1.5 N
B.2.1 N
C.2.5 N
D.3.0 N
解析 v-t图像的斜率代表加速度,减速阶段的加速度大小a1=
5
2,则阻力
m/s
3
5
Ff=ma1,加速阶段的加速度大小a2= 2 m/s2,根据牛顿第二定律F-Ff=ma2,联
立以上各式得F=2.5 N,故选C。
学以致用·随堂检测全达标
1.(从受力确定运动)静止在水平地面上的小车,质量为5 kg,在50 N的水平
拉力作用下做直线运动,2 s内匀加速前进了4 m,在这个过程中
Δ
=-3 m/s,故C错误;根据加速度的定义式,则加速度为 a= Δ =-3

高一物理惯性定律知识点

高一物理惯性定律知识点高一物理-惯性定律知识点引言：在自然界中，物体的运动是受到一系列力的作用的。

惯性定律是研究物体运动状态的重要定律，对我们理解物体运动规律具有重要意义。

本文将介绍高一物理的惯性定律相关知识点，帮助读者深入了解物体的运动以及相关问题。

一、牛顿第一定律-惯性定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，是基于物体具有惯性这一性质而提出的。

惯性是指物体保持其静止状态或匀速直线运动状态的性质。

根据牛顿第一定律，如果物体上没有合力作用，物体将保持其原有的运动状态，包括速度的大小和方向。

二、牛顿第二定律-加速度与力的关系牛顿第二定律描述了物体受到合力作用时的加速度与力的关系。

牛顿第二定律的数学表达式为F=ma，其中F表示物体所受到的合力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

根据这个定律，我们可以知道当给定物体的质量和受力大小时，加速度与受力成正比。

同时，我们也可以推导出一个重要的关系式：F=dp/dt，其中p表示物体的动量。

这意味着物体所受到的合力等于动量的改变率。

三、牛顿第三定律-作用与反作用牛顿第三定律也被称为作用与反作用定律。

该定律表明，两个物体之间的相互作用力的大小相等，方向相反。

具体而言，当一个物体对另一个物体施加一定大小的力时，另一个物体将以相等大小的反向力对第一个物体进行作用。

这种作用与反作用的力是同时产生的，且彼此独立。

这个定律说明了物体之间的相互作用具有对等性，且不会互相抵消。

四、滑动摩擦力与牛顿第三定律滑动摩擦力是物体之间相互接触时产生的一种力。

根据牛顿第三定律，滑动摩擦力总是与物体所受的合力相等，但方向相反。

例如，当我们将一个物体在水平面上推动时，存在滑动摩擦力与物体运动方向相反。

这种摩擦力会减小物体的速度，并最终停止物体的运动。

五、牛顿运动定律的应用举例牛顿运动定律在我们日常生活中有广泛的应用。

例如，当我们骑自行车转弯时，因为车身向外侧施加一个向心力，所以我们能够保持在弯道上。

高中物理第一册训练：第4章 5 牛顿运动定律的应用含解析

【新教材】2020-2021学年高中物理人教版必修第一册训练：第4章5 牛顿运动定律的应用含解析第四章 5请同学们认真完成[练案19］合格考训练(25分钟·满分60分) ）一、选择题（本题共5小题,每题6分，共30分）1．静止在光滑水平地面上的物体的质量为2 kg，在水平恒力F 推动下开始运动，4 s末它的速度达到4 m/s，则F的大小为(A) A．2 N B．1 NC．4 N D．8 N解析：在水平恒力F推动下物体做匀加速直线运动的加速度为a＝错误!＝错误!m/s2＝1 m/s2。

由牛顿第二定律得F＝ma＝2×1N＝2 N。

2．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。

在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2,则汽车刹车前的速度为（B）A．7 m/s B．14 m/sC．10 m/s D．20 m/s解析：设汽车刹车后滑动的加速度大小为a,由牛顿第二定律得μmg＝ma，解得a＝μg.由匀变速直线运动速度与位移关系式v错误!＝2ax,可得汽车刹车前的速度为v0＝错误!＝14 m/s，选项B正确。

3．（多选)如图所示,质量为2 kg的物体在水平恒力F的作用下在地面上做匀变速直线运动,位移随时间的变化关系为x＝t2＋t，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，g取10 m/s2，以下结论正确的是(ABD）A．匀变速直线运动的初速度为1 m/sB．物体的位移为12 m时速度为7 m/sC．水平恒力F的大小为4 ND．水平恒力F的大小为12 N解析：根据x＝v0t＋错误!at2对比x＝t2＋t，知v0＝1 m/s，a＝2 m/s2,故A正确；根据v2－v2，0＝2ax得，v＝错误!＝错误!m/s＝7 m/s，故B正确;根据牛顿第二定律得，F－μmg＝ma，解得F＝ma＋μmg ＝12 N,故C错误，D正确。

高中物理必修一第四章第五节牛顿运动定律的应用

针对训练1
一质量为m＝2 kg的滑块在倾角为θ＝30°的足够长的固定斜面上在无外力F的情况下以加速度a＝ 2.5 m/s2匀加速下滑.若用一水平向右的恒力F作用于滑块，如图所示，使滑块由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，在0～2 s时间内沿斜面运动的位移s＝4 m.求：(g取10 m/s2) (1)滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；
答案 0.5 30 N
设力F作用时物体的加速度为a1，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知： F－mgsin 37°－μmgcos 37° ＝ma1，撤去力F后，物体的加速度大小为a2，由牛顿第二定律有 mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma2，根据v－t图像的斜率表示加速度可知a1＝20 m/s2，a2＝10 m/s2，联立解得μ＝0.5，F＝30 N.
(1)滑雪者受到雪面的支持力大小；答案 400 N
滑雪者在雪坡上受力如图所示，建立如图所示的直角坐标系， FN＝mgcos 37°＝400 N.
(2)滑雪者受到的阻力大小. 答案 100 N
由v－t图像可得滑雪者的加速度大小， a＝v2－t v1＝4 m/s2，
根据牛顿第二定律，mgsin 37°－f＝ma，得f＝mgsin 37°－ma＝100 N.
(2)人在离C点多远处停下.
答案 12.8 m
人在水平面上滑行时，水平方向只受到水平面的摩擦力作用.设人在水平面上运动的加速度大小为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′ 设人到达C时的速度为v，则由匀变速直线运动规律得人在斜坡下滑的过程：v2＝2aL 人在水平面上滑行时：0－v2＝－2a′s 联立解得s＝12.8 m.
(2)t＝3 s时物体的速度大小；
答案 0 t＝3 s时的速度v3＝v1－a2t＝20 m/s－10×2 m/s＝0，即t＝3 s时物体的速度为0.

高中物理第4章第5节牛顿运动定律的应用教案新人教版必修第一册-新人教版高一第一册物理教案

第5节牛顿运动定律的应用学习目标核心素养形成脉络1.明确动力学的两类基本问题．(重点)2．掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．(难点)一、从受力确定运动情况1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来．2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况．二、从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力．思维辨析(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．( )(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．( )(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．( )(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的．( )提示：(1)√(2)×(3)√(4)×基础理解(1)(2019·江苏月考)2018年10月23日，港珠澳大桥正式开通．建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道重约G＝8×108 N，相当于一艘中型航母的重量．通过缆绳送沉管到海底，若把该沉管的向下沉放过程看成是先加速运动后减速运动，且沉管仅受重力和缆绳的拉力，则拉力的变化过程可能正确的是( ) 提示：选C.设沉管加速的加速度为a1，减速的加速度为a2，加速过程由牛顿第二定律得：G－F1＝ma1，得：F1＝G－ma1，F1＜G；减速过程由牛顿第二定律得：F2－G＝ma2，得：F2＝G＋ma2，F2＞G，故A、B、D错误，C正确．(2)(多选)如图，在车内用绳AB与绳BC拴住一个小球，其中绳BC水平．若原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍相对小车静止，则下列说法正确的是( )A．AB绳拉力不变B．AB绳拉力变大C．BC绳拉力变大D．BC绳拉力不变提示：选AC.对球B受力分析，受重力、BC绳子的拉力F2，AB绳子的拉力F1，如图，根据牛顿第二定律，水平方向F2－F1sin θ＝ma，竖直方向F1cos θ－G＝0，解得F1＝Gcos θ，F2＝G tan θ＋ma因静止时加速度为零，故向右加速后，AB绳子的拉力不变，BC绳子的拉力变大．(3)求物体的加速度有哪些途径？提示：途径一由运动学的关系(包括运动公式和运动图象)求加速度；途径二根据牛顿第二定律求加速度．已知物体的受力求运动情况问题导引如图所示，汽车在高速公路上行驶，有两种运动情况：(1)汽车做匀加速运动．(2)汽车关闭油门滑行．试结合上述情况讨论：由物体的受力情况确定其运动的思路是怎样的？要点提示通过分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律求得加速度，然后由运动学公式求出物体运动的位移、速度及时间等．【核心深化】1．由物体的受力情况确定其运动的思路物体受力情况→牛顿第二定律→加速度a→运动学公式→物体运动情况2．解题步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；(2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)；(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；(4)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量．关键能力1 从受力确定运动情况(2019·浙江湖州高一期中)滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一，如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40 kg ，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N 的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s 后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)．求：(1)冰车的最大速率；(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小．[思路点拨] (1)由题知，冰车先做匀加速运动后做匀减速运动，当小明妈妈停止施加力的作用时，速度最大，由牛顿第二定律求得加速度，由速度公式求解最大速率．(2)由位移公式求出匀加速运动通过的位移，撤去作用力冰车做匀减速运动，由牛顿第二定律求得加速度，由运动学速度位移关系求得滑行位移，即可求出总位移．[解析] (1)以冰车及小明为研究对象，由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma 1①v m ＝a 1t ②由①②式得v m ＝5 m/s.(2)冰车匀加速运动过程中有x 1＝12a 1t 2③冰车自由滑行时有μmg ＝ma 2④v 2m ＝2a 2x 2⑤又x ＝x 1＋x 2⑥由③④⑤⑥式得x ＝50 m. [答案] (1)5 m/s (2)50 m 关键能力2 等时圆模型如图所示，ad 、bd 、cd 是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a 、b 、c 处释放(初速度为0)，用t 1、t 2、t 3依次表示各滑环到达d 所用的时间，则( )A ．t 1<t 2<t 3B ．t 1>t 2>t 3C ．t 3>t 1>t 2D ．t 1＝t 2＝t 3[思路点拨] (1)先求出滑环在杆上运动的加速度． (2)位移可用2R cos θ表示． (3)由x ＝12at 2推导t .[解析] 小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的，设细杆与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律知mg cos θ＝ma ①设圆心为O ，半径为R ，由几何关系得，滑环由开始运动至d 点的位移为x ＝2R cos θ②由运动学公式得x ＝12at 2③由①②③式联立解得t ＝2R g小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t 1＝t 2＝t 3. [答案] D 等时圆模型常见情况运动规律例图质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等续表常见情况运动规律例图质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等1.如图所示，AB 和CD 为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R 和r 的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P .设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A 滑到B 和由C 滑到D ，所用的时间分别为t 1和t 2，则t 1与t 2之比为( )A ．2∶1B ．1∶1 C.3∶1D ．1∶ 3解析：选B.设光滑斜槽轨道与竖直面的夹角为θ，则重物下滑时的加速度为a ＝g cosθ，由几何关系，斜槽轨道的长度s ＝2(R ＋r )cos θ，由运动学公式s ＝12at 2，得t ＝2sa＝ 2×2（R ＋r ）cos θg cos θ＝2R ＋rg，即所用时间t 与倾角θ无关，所以t 1＝t 2，B 项正确．2．(2019·浙江期中)我国现在服役的第一艘航母“辽宁号”的舰载机采用的是滑跃起飞方式，即飞机依靠自身发动机从静止开始到滑跃起飞，滑跃仰角为θ.其起飞跑道可视为由长度L 1＝180 m 的水平跑道和长度L 2＝20 m 倾斜跑道两部分组成，水平跑道和倾斜跑道末端的高度差h ＝2 m ，如图所示．已知质量m ＝2×104kg 的舰载机的喷气发动机的总推力大小恒为F ＝1.2×105N ，方向始终与速度方向相同，若飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的0.15，飞机质量视为不变，并把飞机看成质点，航母处于静止状态．(1)求飞机在水平跑道运动的时间； (2)求飞机在倾斜跑道上的加速度大小．解析：(1)设飞机在水平跑道的加速度大小为a 1，由牛顿第二定律得F 1－f ＝ma 1 解得a 1＝4.5 m/s 2由匀加速直线运动公式L 1＝12at 2解得t ＝4 5 s.(2)设沿斜面方向的加速度大小为a 2，在倾斜跑道上对飞机受力分析，由牛顿第二定律得F －f －mg sin θ＝ma 2，其中sin θ＝hL 2解得a 2＝3.5 m/s 2.答案：(1)4 5 s (2)3.5 m/s 2已知物体的运动情况求受力问题导引一运动员滑雪时的照片如图所示， (1)知道在下滑过程中的运动时间． (2)知道在下滑过程中的运动位移．结合上述情况讨论：由物体的运动情况确定其受力情况的思路是怎样的？要点提示先根据运动学公式，求得物体运动的加速度，比如v ＝v 0＋at ，x ＝v 0t ＋12at 2，v 2－v 20＝2ax 等，再由牛顿第二定律求物体的受力．【核心深化】1．基本思路分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而可以求出物体所受的其他力，流程图如下所示：2．解题的一般步骤(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图． (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力． (4)根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力．(2019·佛山高一检测)在科技创新活动中，小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图甲所示)．在光滑水平面AB 上(如图乙所示)，机器人用大小不变的电磁力F 推动质量为m ＝1 kg 的小滑块从A 点由静止开始做匀加速直线运动．小滑块到达B 点时机器人撤去电磁力F ，小滑块冲上光滑斜面(设经过B 点前后速率不变)，最高能到达C 点．机器人用速度传感器测量小滑块在ABC 过程的瞬时速度大小并记录如下．求：t /s 0 0.2 0.4 … 2.2 2.4 2.6 … v /(m ·s －1)0.40.8…3.02.01.0…(1)机器人对小滑块作用力F 的大小； (2)斜面的倾角α的大小．[思路点拨] (1)根据表格中的数据求各段的加速度． (2)各段受力分析，由牛顿第二定律求F 、α的大小． [解析] (1)小滑块从A 到B 过程中：a 1＝Δv 1Δt 1＝2 m/s 2由牛顿第二定律得：F ＝ma 1＝2 N. (2)小滑块从B 到C 过程中加速度大小：a 2＝Δv 2Δt 2＝5 m/s 2由牛顿第二定律得：mg sin α＝ma 2则α＝30°.[答案] (1)2 N (2)30°(2019·浙江模拟)2019年1月4日上午10时许，科技人员在北京航天飞行控制中心发出指令，嫦娥四号探测器在月面上空开启发动机，实施降落任务．在距月面高为H ＝102 m 处开始悬停，识别障碍物和坡度，选定相对平坦的区域后，先以a 1匀加速下降，加速至v 1＝4 6 m/s 时，立即改变推力，以a 2＝2 m/s 2匀减速下降，至月表高度30 m 处速度减为零，立即开启自主避障程序，缓慢下降．最后距离月面2.5 m 时关闭发动机，探测器以自由落体的方式降落，自主着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑中，整个过程始终垂直月球表面作直线运动，取竖直向下为正方向．已知嫦娥四号探测器的质量m ＝40 kg ，月球表面重力加速度为1.6 m/s 2.求：(1)嫦娥四号探测器自主着陆月面时的瞬时速度大小v 2； (2)匀加速直线下降过程的加速度大小a 1； (3)匀加速直线下降过程推力F 的大小和方向．解析：(1)至月表高度30 m 处速度减为零，缓慢下降，距离月面2.5 m 时关闭发动机，探测器以自由落体的方式降落，由v 22＝2g ′h 2得：v 2＝2 2 m/s.(2)由题意知加速和减速发生的位移为：h ＝102 m －30 m ＝72 m由位移关系得：v 212a 1＋0－v 21－2a 2＝h解得：a 1＝1 m/s 2.(3)匀加速直线下降过程，由牛顿第二定律得：mg ′－F ＝ma 1解得：F ＝24 N ，方向竖直向上．答案：(1)2 2 m/s (2)1 m/s 2(3)24 N 方向竖直向上由运动情况确定受力应注意的两点问题(1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆．(2)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力．1．(2019·贵州遵义高一期末)如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M 点，与竖直墙相切于A 点，竖直墙上另一点B 与M 的连线和水平面的夹角为60°，C 是圆环轨道的圆心，已知在同一时刻：a 、b 两球分别由A 、B 两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别沿AM 、BM 运动到M 点；c 球由C 点自由下落到M 点．则( )A ．a 球最先到达M 点B ．c 球最先到达M 点C ．b 球最先到达M 点D ．b 球和c 球都可能最先到达M解析：选B.c 球从圆心C 处由静止开始沿CM 做自由落体运动，R ＝12gt 2c ，t c ＝2R g；a 球沿AM 做匀加速直线运动，a a ＝g sin 45°＝22g ，x a ＝R cos 45°＝2R ，x a ＝12a a t 2a ，t a ＝4Rg；b 球沿BM 做匀加速直线运动，a b ＝g sin 60°＝32g ，x b ＝R cos 60°＝2R ，x b ＝12a b t 2b ，t b ＝83R3g；由上可知，t b >t a >t c . 2．如图所示，有一质量m ＝1 kg 的物块，以初速度v ＝6 m/s 从A 点开始沿水平面向右滑行．物块运动中始终受到大小为2 N 、方向水平向左的力F 作用，已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1.求：(取g ＝10 m/s 2)(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小和方向； (2)物块向右运动到最远处的位移大小；(3)物块经过多长时间回到出发点A ？(结果保留两位有效数字) 解析：(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小F f ＝μmg ＝1 N物块向右运动时所受摩擦力的方向水平向左． (2)物块向右运动时的加速度大小a 1＝F ＋F f m＝3 m/s 2物块向右运动到最远处时的位移大小2a 1x ＝v 2，x ＝v 22a 1＝6 m.(3)物块向右运动的时间：t 1＝v a 1＝2 s 物块返回时的加速度大小：a 2＝F －F f m＝1 m/s 2由x ＝12a 2t 22得物块返回过程的时间t 2＝2xa 2＝2 3 s ≈3.5 s物块回到出发点A 的时间t ＝t 1＋t 2＝5.5 s.答案：(1)1 N 水平向左 (2)6 m (3)5.5 s3．(2019·陕西西安高一期末)在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m 高处，然后由静止释放，为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s 后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m 高处时速度刚好减小到零，然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面，取g ＝10 m/s 2，求：(1)座椅在自由下落结束时刻的速度大小；(2)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍．解析：(1)设座椅在自由下落结束时刻的速度为v ，下落时间t 1＝1.2 s 由v ＝gt 1 代入数据解得v ＝12 m/s即座椅在自由下落结束时刻的速度是12 m/s.(2)设座椅自由下落和匀减速运动的总高度为h ，总时间为t ，所以h ＝(40－4)m ＝36 m 匀加速过程和匀减速过程的最大速度和最小速度相等，由平均速度公式有h ＝v2t ，代入数据解得：t ＝6 s设座椅匀减速运动的时间为t 2，则t 2＝t －t 1＝4.8 s 即座椅在匀减速阶段的时间是4.8 s.设座椅在匀减速阶段的加速度大小为a ，座椅对游客的作用力大小为F由v ＝at 2，解得a ＝2.5 m/s 2由牛顿第二定律F －mg ＝ma 代入数据，解得F ＝1.25mg即在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的1.25倍．答案：(1)12 m/s (2)1.25倍一、单项选择题1．某消防队员从一平台上跳下，下落2 m 后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5 m ，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为( )A ．自身所受重力的2倍B ．自身所受重力的5倍C ．自身所受重力的8倍D ．自身所受重力的10倍解析：选B.由自由落体v 2＝2gH ，缓冲减速v 2＝2ah ，由牛顿第二定律F －mg ＝ma ，解得F ＝mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋H h ＝5mg ，故B 正确． 2．为了使雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的高度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动，那么如图所示的四种情况中符合要求的是( )解析：选C.设屋檐的底角为θ，底边长为2L (不变)．雨滴做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得加速度a ＝mg sin θm ＝g sin θ，位移大小x ＝12at 2，而x ＝Lcos θ，2sin θcos θ＝sin 2θ，联立以上各式得t ＝ 4Lg sin 2θ.当θ＝45°时，sin 2θ＝1为最大值，时间t 最短，故选项C 正确．3．行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带．假定乘客质量为70 kg ，汽车车速为90 km/h ，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5 s ，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )A ．450 NB ．400 NC ．350 ND ．300 N解析：选C.汽车的速度v 0＝90 km/h ＝25 m/s ，设汽车匀减速的加速度大小为a ，则a ＝v 0t＝5 m/s 2对乘客应用牛顿第二定律可得：F ＝ma ＝70×5 N ＝350 N ，所以C 正确．4．(2019·太原期末)在设计游乐场中“激流勇进”的倾斜滑道时，小组同学将划艇在倾斜滑道上的运动视为由静止开始的无摩擦滑动，已知倾斜滑道在水平面上的投影长度L 是一定的，而高度可以调节，则( )A ．滑道倾角越大，划艇下滑时间越短B ．划艇下滑时间与倾角无关C ．划艇下滑的最短时间为2L gD ．划艇下滑的最短时间为2L g解析：选C.设滑道的倾角为θ，则滑道的长度为：x ＝Lcos θ，由牛顿第二定律知划艇下滑的加速度为：a ＝g sin θ，由位移公式得：x ＝12at 2；联立解得：t ＝2Lg sin 2θ，可知下滑时间与倾角有关，当θ＝45°时，下滑的时间最短，最短时间为2L g. 5．(2019·江苏扬州高一期中)如图所示，钢铁构件A 、B 叠放在卡车的水平底板上，卡车底板和B 间动摩擦因数为μ1，A 、B 间动摩擦因数为μ2，μ1>μ2卡车刹车的最大加速度为a ，a >μ1g ，可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，卡车沿平直公路行驶途中遇到紧急情况时，要求其刹车后s 0距离内能安全停下，则卡车行驶的速度不能超过( )A.2as 0B.2μ1gs 0C.2μ2gs 0D.（μ1＋μ2）gs 0解析：选C.设A 的质量为m ，卡车以最大加速度运动时，A 与B 保持相对静止，对构件A 由牛顿第二定律得f 1＝ma 1≤μ2mg ，解得a 1≤μ2g ，同理，可知B 的最大加速度a 2≤μ1g ；由于μ1>μ2，则a 1<a 2≤μ1g <a ，可知要求其刹车后在s 0距离内能安全停下，则车的最大加速度等于a 1，所以车的最大速度v m ＝2μ2gs 0，故A 、B 、D 错误，C 正确．6．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m ，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g 取10 m/s 2，则汽车刹车前的速度为( )A ．7 m/sB ．14 m/sC ．10 m/sD ．20 m/s解析：选B.设汽车刹车后滑动的加速度大小为a ，由牛顿第二定律μmg ＝ma ，解得a ＝μg .由匀变速直线运动的速度位移关系式v 20＝2ax ，可得汽车刹车前的速度为v 0＝2ax ＝2μgx ＝2×0.7×10×14 m/s ＝14 m/s ，因此B 正确．7．(2019·洛阳期末)在汽车内的悬线上挂着一个小球m ，实验表明当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度θ，如图所示，若在汽车底板上还有一个跟它相对静止的物体M ，则关于汽车的运动情况和物体M 的受力情况分析正确的是( )A ．汽车一定向右做加速运动B ．汽车的加速度大小为g sin θC ．M 只受到重力、底板的支持力作用D ．M 除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力的作用解析：选D.以小球为研究对象，分析受力情况，小球受重力mg 和细线的拉力F ，由于小球的加速度方向水平向右，根据牛顿第二定律，小球受的合力也水平向右，如图，则有mg tan θ＝ma ，得a ＝g tan θ，θ一定，则加速度a 一定，汽车的加速度也一定，则汽车可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动，故A 、B 错误；以物体M 为研究对象，M 受到重力、底板的支持力和摩擦力．M 相对于汽车静止，加速度必定水平向右，根据牛顿第二定律得知，一定受到水平向右的摩擦力，故D 正确，C 错误．8．高空作业须系安全带，如果质量为m 的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h (可视为自由落体运动)，此后经历时间t 安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为( )A.m 2ght ＋mg B.m 2ght －mg C.m ght＋mg D.m ght－mg 解析：选A.设高空作业人员自由下落h 时的速度为v ，则v 2＝2gh ，得v ＝2gh ，设安全带对人的平均作用力为F ，由牛顿第二定律得F －mg ＝ma ，又v ＝at ，解得F ＝m 2ght＋mg ，选项A 正确．二、多项选择题9.如图所示，质量为m ＝1 kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为 0.3，当物体运动的速度为10 m/s 时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F ＝2 N 的恒力，在此恒力作用下(取g ＝10 m/s 2)( )A ．物体经10 s 速度减为零B ．物体经2 s 速度减为零C ．物体速度减为零后将保持静止D ．物体速度减为零后将向右运动解析：选BC.水平方向上物体受到向右的恒力和滑动摩擦力的作用，做匀减速直线运动．滑动摩擦力大小为F f ＝μF N ＝μmg ＝3 N ．故a ＝F ＋F f m＝5 m/s 2，方向向右，物体减速到0所需时间为t ＝v 0a＝2 s ，故B 正确，A 错误；减速到零后F <F f ，物体处于静止状态，故C 正确，D 错误．10.从某一星球表面做火箭实验．已知竖直升空的实验火箭质量为15 kg ，发动机推动力为恒力．实验火箭升空后发动机因故障突然关闭，如图所示是实验火箭从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图象，不计空气阻力，则由图象可判断( )A ．该实验火箭在星球表面达到的最大高度为320 mB ．该实验火箭在星球表面达到的最大高度为480 mC ．该星球表面的重力加速度为2.5 m/s 2D ．发动机的推动力F 为37.50 N解析：选BC.火箭所能达到的最大高度h m ＝12×24×40 m ＝480 m ，故A 错误，B 正确；该星球表面的重力加速度g 星＝4016 m/s 2＝2.5 m/s 2，故C 正确；火箭升空时：a ＝408 m/s 2＝5m/s 2，故推动力F ＝mg 星＋ma ＝112.5 N ，故D 错误．11.如图所示，5块质量相同的木块并排放在水平地面上，它们与地面间的动摩擦因数均相同，当用力F 推第1块木块使它们共同加速运动时，下列说法中正确的是( )A ．由右向左，两块木块之间的相互作用力依次变小B ．由右向左，两块木块之间的相互作用力依次变大C ．第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.6FD ．第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.6F解析：选BC.取整体为研究对象，由牛顿第二定律得F －5μmg ＝5ma .再选取1、2两块木块为研究对象，由牛顿第二定律得F －2μmg －F N ＝2ma ，两式联立解得F N ＝0.6F ，进一步分析可得，从右向左，木块间的相互作用力是依次变大的，选项B 、C 正确．12．(2019·江西吉安高一诊断)绷紧的传送带长L ＝32 m ，铁块与带间动摩擦因数μ＝0.1，g ＝10 m/s 2，下列正确的是( )A ．若皮带静止，A 处小铁块以v 0＝10 m/s 向B 运动，则铁块到达B 处的速度为6 m/s B ．若皮带始终以4 m/s 的速度向左运动，而铁块从A 处以v 0＝10 m/s 向B 运动，铁块到达B 处的速度为6 m/sC ．若传送带始终以4 m/s 的速度向右运动，在A 处轻轻放上一小铁块后，铁块将一直向右匀加速运动D ．若传送带始终以10 m/s 的速度向右运动，在A 处轻轻放上一小铁块后，铁块到达B 处的速度为8 m/s解析：选ABD.若传送带不动，物体做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得，匀减速直线运动的加速度大小a ＝μg ＝1 m/s 2，根据v 2B －v 20＝－2aL ，解得：v B ＝6 m/s ，故A 正确；若皮带始终以4 m/s 的速度向左运动，而铁块从A 处以v 0＝10 m/s 向B 运动，物块滑上传送带做匀减速直线运动，到达B 点的速度大小一定等于6 m/s ，故B 正确；若传送带始终以4 m/s 的速度向右运动，在A 处轻轻放上一小铁块后，铁块先向右做匀加速运动，加速到4 m/s经历的位移x ＝v 22a ＝422×1m ＝8 m ＜32 m ，之后随皮带一起做匀速运动，C 错误；若传送带始终以10 m/s 的速度向右运动，在A 处轻轻放上一小铁块后，若铁块一直向右做匀加速运动，铁块到达B 处的速度：v B ＝2aL ＝2×1×32 m/s ＝8 m/s ＜10 m/s ，则铁块到达B 处的速度为8 m/s ，故D 正确．三、非选择题13．公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s ．当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h 的速度匀速行驶时，安全距离为120 m ．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的25.若要求安全距离仍为120 m ，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．解析：设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a 0，安全距离为s ，反应时间为t 0，由牛顿第二定律和运动学公式得μ0mg ＝ma 0① s ＝v 0t 0＋v 202a 0②式中，m 和v 0分别为汽车的质量和刹车前的速度．设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ，依题意有μ＝25μ0③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a ，安全行驶的最大速度为v ，由牛顿第二定律和运动学公式得μmg ＝ma ④ s ＝vt 0＋v 22a⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得v ＝20 m/s(72 km/h)．答案：20 m/s14.风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力．如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图．一质量为1 kg 的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角θ为30°.现小球在F ＝20 N 的竖直向上的风力作用下，从A 点静止出发沿直杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数μ＝36.试求： (1)小球运动的加速度a 1；(2)若风力F 作用1.2 s 后撤去，求小球上滑过程中距A 点的最大距离x m ；(3)在上一问的基础上若从撤去风力F 开始计时，小球经多长时间将经过距A 点上方为2.25 m 的B 点．解析：(1)在力F 作用时有：(F －mg )sin 30°－μ(F －mg )cos 30°＝ma 1 解得a 1＝2.5 m/s 2.(2)刚撤去F 时，小球的速度v 1＝a 1t 1＝3 m/s 小球的位移x 1＝v 12t 1＝1.8 m撤去力F 后，小球上滑时有：mg sin 30°＋μmg cos 30°＝ma 2，a 2＝7.5 m/s 2因此小球上滑时间t 2＝v 1a 2＝0.4 s。

2022-2023学年人教物理高一上学期分层练习第5节牛顿运动定律的应用带讲解

第5节牛顿运动定律的应用一、牛顿定律与直线运动1．（多选）一个静止在水平面上的物体质量为2 kg ，在水平向右的5 N 的拉力作用下滑行，物体与水平面间的滑动摩擦力为2 N ，4 s 后撤去拉力，则（）A ．物体在4 s 末的速度为6 m/sB ．物体在4 s 末的速度为10 m/sC ．物体滑行的时间为6 sD ．物体滑行的时间为10 s物体在4 s 末的速度 v 1=a 1t 1=6 m/s选项A 正确，B 错误；CD ．4 s 后，根据牛顿第二定律得，物体匀减速运动的加速度物体继续滑行的时间2122-0-6s=6s -1v v t a ==则物体滑行的时间为6 s+4 s=10 s ，选项C 错误，D 正确。

故选AD 。

2．如图甲所示，一质量为m 的滑块放在粗糙的水平面上，滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ。

现给滑块一水平向右的初速度v 0= 6m/s ，同时给滑块一水平向左的恒力F = 4N ，若以滑块的出发点为原点，取向右的方向为正方向，在电脑上描绘出滑块速度随时间的变化规律如图乙所示，取g = 10m/s 2下列说法正确的是（） A ．滑块的质量为4kgB ．滑块与水平面之间的动摩擦因数为0.2 C ．3s 末滑块返回到出发点D ．4s 末滑块加速度大小为1m/s 2D【详解】ABD ．由v —t 图像可知加速度大小a 1 = 3m/s 2，a 2 = 1m/s 2两个过程分别受力分析，根据牛顿第二定律得F + μmg = ma 1F - μmg = ma 2联立解得m = 2kgμ = 0.1AB 错误、D 正确；C ．由v —t 图像可知，滑块先向右匀减速，再向左匀加速，v —t 图像面积为物体的位移，2 ~ 3s 内的位移大小小于0 ~ 2s 内位移大小，故3s 末滑块未返回到出发点，C 错误。

故选D 。

3．（2022·江苏省新海高级中学高一期中）用一水平力F 拉静止在水平面上的物体，在外力F 从零开始逐渐增大的过程中，物体的加速度a 随外力F 变化的关系如图所示，g 取10 m/s 。

4.5 牛顿运动定律的应用高一物理(新教材人教版必修第一册)

滑雪人所受的阻力
f=G1－ F合=mgsinθ－ F合=67.5N
)30o
Ｎ
f G1
G2 G
解：根据运动学公式：x= vot +at2 /2得：
a
2x
t2
v0t
代入已知量得：a＝4m/s2
对人进行受力分析，建立坐标系，
根据牛顿第二定律F＝ma，得：
mgsinθ－F阻＝ma 即：F阻＝mgsinθ－ma 代入数值得：F阻＝67.5N 即：滑雪人受到的阻力是67.5N。
运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰
撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
（1）运动员以 3.4 m/s 的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为 0.02，冰壶能在冰面上滑行多远？g 取10 m/s2。（2）若运动员仍以 3.4 m/s 的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行 10 m 后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的 90%，冰壶多滑行了多少距离？
4s内的位移
s
v0t
1 2
at 2
1 2
1.1 42
8.8m
类型一、从受力确定运动情况
已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。
处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用
运动学公式求所求量(运动学量)。
温故知新：匀变速直线运动
五大物理量
v0 vt a t x
三大公式

高一物理上册《牛顿运动定律的应用》教案、教学设计

5.创新思维题：鼓励学生发挥想象，设计一个利用牛顿运动定律的简单装置或实验，并说明其原理。要求提交设计方案，包括装置图、实验步骤和预期效果。
6.课外阅读题：推荐学生阅读与牛顿运动定律相关的科普文章或书籍，如《物理的进化》、《趣味物理学》等，拓展知识视野。
注意事项：
1.作业布置要注重层次性和针对性，既要巩固基础知识，又要提高学生的思维能力和实践能力。
高一物理上册《牛顿运动定律的应用》教案、教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
在本章节《牛顿运动定律的应用》的教学中，学生将掌握以下知识与技能：
1.理解并掌握牛顿第一定律、第二定律和第三定律的内容及表达形式；
2.学会运用牛顿运动定律分析、解决实际问题，如物体的匀速直线运动、加速度变化、碰撞等现象；
3.能够运用牛顿运动定律进行受力分析，解决复杂物体的运动问题；
3.分析：指导学生运用牛顿运动定律分析实际问题，提高学生解决问题的能力和逻辑思维能力；
4.讨论：组织学生进行小组讨论，培养学生合作交流、共同解决问题的能力；
5.总结：引导学生总结牛顿运动定律的应用，提高学生的概括能力和抽象思维能力。
（三）情感态度与价值观
在本章节的教学中，学生将形成以下情感态度与价值观：
针对以上学情分析，教师在教学过程中应注重因材施教，运用多样化的教学手段，帮助学生克服困难，提高物理学科素养。
三、教学重难点和教学设想
（一）教学重难点
1.理解并掌握牛顿运动定律的内涵及其相互关系，特别是牛顿第三定律的“作用力与反作用力相等、方向相反”的特点；
2.学会运用牛顿运动定律进行受力分析和解决实际问题，特别是复杂条件下的运动问题；
（五）总结归纳
在总结归纳环节，我将采取以下措施：

高一物理必修一公式大全总结

高一物理必修一公式大全总结高一物理必修一公式高一物理必修一牛顿运动规律一、对牛顿运动定律的理解1.对牛顿第一定律的理解：(1)揭示了物体不受外力作用时的运动规律。

(2)牛顿第一定律是惯性定律，它指出一切物体都有惯性，惯性只与质量有关。

(3)肯定了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。

(4)牛顿第一定律是通过理想化实验总结出来的独立定律，不是牛顿第二定律的特例。

(5)当作用在物体上的合力为零时，就运动效应而言相当于物体不受力，此时可以应用牛顿第一定律。

2.对牛顿第二定律的理解：(1)揭示了a与F、m的定量关系，特别是a与F的几种特殊的对应关系：同时性、同向性、同体性、相对性、独立性。

(2)牛顿第二定律进一步揭示了力与运动的关系，一个物体的运动情况决定于物体的受力情况和初始状态。

(3)加速度是联系受力情况和运动情况的桥梁，无论是由受力情况确定运动情况，还是由运动情况确定受力情况，都需求出加速度。

3.对牛顿第三定律的理解：(1)力总是成对出现于同一对物体之间，物体间的这对力一个是作用力，另一个是反作用力。

(2)指出了物体间的相互作用的特点：“四同”指大小相等，性质相等，作用在同一直线上，同时出现、消失、存在;“三不同”指方向不同，施力物体和受力物体不同，效果不同。

二、应用牛顿定律时常用的技巧方法1.理想实验法。

2.控制变量法。

3.整体与隔离法。

4.图解法。

5.正交分解法。

6.关于临界问题处理的基本方法是：根据条件变化或过程的发展，分析引起的受力情况的变化和状态的变化，找到临界点或临界条件。

小编推荐：高中物理选择题解题技巧三、物理应用牛顿运动定律解决的典型问题示例1.力、加速度、速度三者的关系知识点：(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的关系F=ma，合力只要不为零，无论速度是多大，加速度都不为零。

(2)合力与速度没有必然联系，只有速度变化与合力有必然联系。

牛顿运动定律高一物理运动学教学的重点与难点

牛顿运动定律高一物理运动学教学的重点与难点物理学中的运动学是研究物体运动的一门学科，而牛顿运动定律则是运动学中最为基础和重要的内容之一。

作为高一物理教学中的一大重点和难点，深入理解和掌握牛顿运动定律对于学生的物理学习和发展具有至关重要的作用。

本文将以牛顿运动定律在高一物理教学中的重点和难点为主题，分别讨论其内容和学习方法。

一、牛顿运动定律的重点牛顿运动定律是以牛顿为名的三个基本定律，分别称为牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。

下面将重点介绍这三个定律的内容和要点。

1. 牛顿第一定律（惯性定律）牛顿第一定律表明，当一个物体处于力的平衡状态时，物体将保持匀速直线运动或静止状态。

也就是说，物体不会主动改变其运动状态，除非外力作用于其上。

这一定律对学生来说相对简单，可以通过举例进行讲解和理解。

2. 牛顿第二定律（力的作用定律）牛顿第二定律是牛顿运动定律中最为重要的定律之一。

它表明，物体所受合力等于质量乘以加速度，即F=ma。

这个公式是运用最广泛的物理公式之一，可以通过实验、计算和举例等方式进行教学，以帮助学生深入理解力和加速度之间的关系。

3. 牛顿第三定律（作用与反作用定律）牛顿第三定律指出，任何作用力都存在着一个与之大小相等、方向相反的反作用力。

这一定律常常被形象地描述为“行动力与反作用力相等，方向相反”。

教学中可以通过一些日常生活中的例子，如摔球、游泳等，帮助学生理解和应用这一定律。

二、牛顿运动定律的难点虽然牛顿运动定律的内容相对简单明了，但在教学中也存在一些难点，需要教师针对学生的特点和困惑点进行合理的授课和指导。

1. 力的概念理解困难力是牛顿运动定律的核心概念之一，但学生对力的理解常常存在困难。

教师可以通过剖析物体间的相互作用过程，引导学生从观察力的表现形式入手，逐步理解力对物体运动状态的影响。

2. 合力的计算方法掌握不熟练牛顿第二定律中，合力的计算涉及到向量的加法，对于学生来说可能有一定的难度。

4.6牛顿运动定律的应用+教学设计2023-2024学年高一上学期物理教科版(2019)必修第一册

6．牛顿运动定律的应用★课标解析1．课标内容要求。

理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。

2．课标内容解析。

牛顿运动定律包括牛顿三大定律。

牛顿第一定律指出力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，一切物体都有惯性，且物体的质量是其惯性大小的量度，物体的惯性与物体的运动状态无关。

牛顿第二定律可用公式F=ma简洁表述，是运动学和静力学联系的桥梁与纽带，是动力学的基础。

牛顿第三定律阐述了物体间作用力与反作用力的关系。

牛顿运动定律是日常生活、自然规律的总结与提炼，日常生产生活中的现象与牛顿运动定律规律相符合。

培养学生用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题的能力是培育物理学科核心素养的重要载体，也是物理教学的学科价值的体现。

★教学目标1．理解牛顿第二定律中的加速度、力、质量三者之间的关系，形成正确的物理观念。

2．了解力与运动是与我们日常生产、生活密不可分的两大物理内容。

3．会用牛顿运动定律来解释和解决遇到的相关问题。

4．体会用牛顿运动定律解决生产生活中的问题的过程是理论联系实际的过程。

5．在牛顿运动定律的应用过程中体会科学解决问题的思路与策略。

6．在用牛顿运动定律科学解决问题的过程中培养模型建构能力和科学推理能力。

7．体会日常生活中物理无处不在，均是物理规律在起作用，培养学生的科学态度与责任心。

★教学准备1．本节的教学用1课时。

2．多媒体使用。

PPT课件，电脑投影。

3．教学顺序。

（1）复习引入：牛顿第二定律表达式F=ma中含有加速度、力、质量三个方面关系；（2）问题导向：以教科书中的问题1为例，体会动力学测物体质量的方法；（3）交流讨论，提炼思路；（4）问题导向：以教科书中的问题2为例，体会从受力确定运动情况的过程；（5）问题导向：以教科书中的问题3为例，体会从运动情况确定受力的过程；（6）以理点悟、深化主题：请学生整理、提炼、领悟牛顿运动定律应用的思路与策略。