高中物理牛顿运动定律的应用

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新课标高中物理人教版必修第一二三册教材解读〖牛顿运动定律的应用教材解读〗

5 牛顿运动定律的应用
一、教学目标
1能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体的受力情况确定物体的运动隋况、已知物体的运动情况确定物体的受力情况。

2掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。

3初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响，建立应用科学知识解决实际问题的意识。

二、教材分析
本节是应用牛顿运动定律解决问题，综合了前面所学的基础知识和本章所学的基本规律，因此本节具有承上启下的作用。

将牛顿运动定律的应用分为两种类型：一是从受力确定运动情况，即受力情况已知的条件下，判断出物体的运动状态或求出物体的速度和位移。

处理这类问题的基本思路是：先分析物体的受力情况求出合力，根据牛顿第二定律求出加速度，再利用运动学的有关公式求出要求的速度和位移等运动学量。

二是从运动情况确定受力，即在运动情况如物体的运动性质、速度、加速度或位移已知的条件下，求出物体所受的力。

处理这类问题的基本思路是：首先分析清楚物体的运动学情况，根据运动学公式求出物体的加速度，然后在分析物体受力情况的基础上，利用牛顿第二定律列方程求力。

在本节的教学中，教师应该引导学生体会到加速度是联系运动和力的桥梁和纽带。

在牛顿第二定律公式和运动学公式中，均包含有一个共同的物理量——加速度。

因此，求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。

基于以上分析，本节的教学重点是应用牛顿运动定律解决实际问题，难点是在应用过程中灵活选择方法，比如建立恰当的坐标系进行解题。

1。

高中物理5.牛顿运动定律的应用优秀课件

三、解题步骤：
1.选取研究对象，受力分析，画出受力的示意图。
2.选取适宜的方法进行力的合成，注意规定正方向。
3.根据牛顿定律、运动公式列出方程求解。
说明：有时要对结果进行分析、检验或讨论。
四、几种典型的解题方法：
1.正交分解法
2.整体法和隔离法
3.假设法 4.极限法
5.图象法
五、典型例题：
1.牛顿第一定律的应用以及惯性问题：
牛顿运动定律的应用
运动
关系？
力
1、牛顿第一定律
牛顿运动定律 2、牛顿第二定律
3、牛顿第三定律
超重与失重
一、动力学的两类问题:
1.物体的受力情况
求
运动情况
2.物体的运动情况
求
受力情况
二、解决动力学问题的根本思路:
受力情况 F合 ma a 运动学公式运动情况
运动情况运动学公式 a F合 ma 受力情况
小, 那么加速度 ( B)
A.一定变小
B.一定变大
C.一定不变
D.可能变小, 可能变大, 也可能不变
解: 画出物体P受力图如图示:
F
由牛顿第二定律得
mgsinθ-Fcosθ=ma
保持F的方向不变,使F减小, 那么加速度a一定变大
FN PF
mg
例4 .一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如下图．在物体始终相对于斜面静止的条件下，以下说法中正确的选项是 (B C )
A．当θ 一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小 B．当θ 一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大 C．当a 一定时， θ 越大，斜面对物体的正压力越小 D．当a 一定时， θ 越大，斜面对物体的摩擦力越小

牛顿运动定律在高中物理中地位与作用

牛顿运动定律在高中物理中地位与作用牛顿运动定律是高中物理动力学的核心知识，是经典力学的基础，是天文学的研究基础，是动能定理和动量定理的推导支柱和研究能量问题的重要手段，是电磁学的研究方法的基石，是热学研究的基础，可以说只要是研究宏观低速，在惯性参考系中运动的一切物体，牛顿运动定律都有着不可撼动的重要地位。

对牛顿运动定律的学习是培养学生建立物理观念的重要的途径，同时引导学生建立科学思维，形成科学探究的方法，培养学生的科学态度与责任。

高中物理动力学是理论力学的一个分支学科，它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。

动力学研究的对象的运动速度远小于光速的宏观物体，高中物理学的动力学分支是大学物理学和天文学的研究基础，也是许多工程学科的研究基础。

作为选拔人才功能的高考，在物理学科的考查中更是对牛顿运动定律加大考查力度，是每一年高考物理的必考的重点知识，指导学生学好牛顿运动定律不仅可以为学生高考服务，更是对学生将来的终生发展奠定坚实的知识基础。

在运动学中我们学习了怎样描述物体的运动，但是没有讨论物体为什么会做这种或那种运动，要揭示物体运动原因，就要研究运动和力的关系。

在物理学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动与力的关系的理论，称为运动学；研究运动与力的理论，称做动力学。

运动学是研究动力学的基础，但只有懂得了动力学的知识，才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化是规律，才能够创造条件来控制物体的运动。

例如运动学只是使我们能够描述天体是怎样运动的，动力学则使我们能够把人造卫星和宇宙飞船送上太空，使人类登上月球，甚至奔向火星。

动力学的奠基者是英国科学家牛顿，他在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中提出了三条运动定律，后人把它们总称为牛顿运动定律。

牛顿运动定律确定了力与运动是关系，它们是整个动力学的核心。

关于力与运动的关系，是一个延绵了两千年的问题。

公元前三世纪古希腊著名的哲学家、科学家、教育家亚里士多德认为“物体的运动需要力来维持”，例如马拉车，车才会持续地运动，马停止拉车，车就停止运动，他的观点与人们的生活经验相符合，以至于在此后两千多年的时间里，人们把他的观点奉为经典，没有人怀疑。

高中物理必修二第四章—4.6牛顿运动定律的应用之一(已知受力)

④加速度已知时，可取某个未知力为x正方向，建立直角坐标系。
第四步：根据牛顿第二定律列方程求解。
∑Fx= ma；或 ∑Fx= max
∑Fy= 0
∑Fy= may
强调：
⑴必须严格按照 F合=ma 的形式列牛顿第二定律的原始方程。等式的左边是一个求合力的表达式，
等式的右边只能是ma，是合力的作用效果。方程
a
由运动学公式vt2-v02=2as2，得：
物体的滑行距离
G
s2

0

v
2 2
2a2

0 1.22 m 0.36m
2 (2)
例题6：质量为m＝4kg的小物块在一个平行于斜面的拉力F＝40N的作用下，从静止开始沿斜面向上滑动，如图所示。已知斜面的倾角α ＝370，物块与斜面间的动摩擦因数μ ＝0.25，斜面足够长，力F作用 4s后立即撤去，求： ⑴前4s内物块的位移大小及物块在4s末的速率; ⑵撤去外力F后4s末物块的速度和4s内物体的位移。 (g=10m/s2, sin370=0.6, cos370=0.8)
解：⑴在物体向左运动的过程中，其加速度为a1 ，根据牛顿第二定律有：
F+μmg=ma1 ， a1=(F+μmg)/m =10m/s2
物⑵体物t1体向=v向左1/左运a1的动=位速1s移度为减：为零s1所用v0t时1 间12为a1tt112，则5m
物体向右的加速度为a2，则:
F－μmg= ma2
第三步：根据牛顿第二定律求出物体的加速度。
第四步：结合题中给定的物体的初速度，确定运动性质。（a与速度方向相同，物体做加速直线运动，a 与运动方向相反，物体做减速直线运动）
第五步：利用运动学公式求解运动的物理量（速度、位移、时间）。

人教版2019高中物理4.5牛顿运动定律的应用(共34张PPT)

＝2ax
牛顿第二定律F合＝ma，确定了运动和力的关系，使我们能够把物
体的运动情况与受力情况联系起来。
重力弹力摩擦力
F合＝ma 桥梁
v＝v0＋at
两类动力学问题
1.两类动力学问题第一类：已知受力情况求运动情况。第二类：已知运动情况求受力情况。 2. 解题关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动分析； (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁．
01
从受力确定运动情况
知识要点
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)。
【例题】：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10m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？
F 370
θmFf g 【解析】物体受力分析如图所示由牛顿第二定律，可得:
Fcosθ-µFN=ma
FN
FN+Fsinθ=mg
4s末的速度 4s内的位移
典例分析
汽车轮胎与公路路面之间必须要有足够大的动摩擦因数，才能保证汽车安全行驶。为检测某公路路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数，需要测试刹车的车痕。测试汽车在该公路水平直道上以54 km/h的速度行驶时，突然紧急刹车，车轮被抱死后在路面上滑动，直至停下来。量得车轮在公路上摩擦的痕迹长度是17.2 m，则路面和轮胎之间的动摩擦因数是多少？取 g＝10 m/s2。

2023学年新教材高中物理第四章运动和力的关系：牛顿运动定律的应用pptx课件新人教版必修第一册

典例示范例2 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s内通过8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103 kg，汽车运动过程中所受的阻力大小不变，求： (1)关闭发动机时汽车的速度大小； (2)汽车运动过程中所受到的阻力大小； (3)汽车牵引力的大小．
(1)冰壶与冰面之间的摩擦力； (2)30 s内冰壶的位移大小．
答案：(1)3.8 N (2)40 m
5.牛顿运动定律的应用
必备知识•自主学习
关键能力•合作探究
新课程标准
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．
核心素养目标
科学思维
科学探究
科学态度与责任
真实情境下，应用牛顿运动定律解决综合问题．利用生产生活中的实际问题，探究、论证运动和力的关系．感受物理和生活、科学、技术的联系，培养探索自然的内在动力．
(1)人(含滑板)从斜坡上滑下的加速度为多大； (2)若由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为L＝20.0 m，则人(含滑板)从斜坡上滑下的距离应不超过多少．
答案：(1)2 m/s2 (2)50 m
探究点二从运动情况确定受力导学探究
房屋屋顶的设计要考虑很多因素，其中很重要的一点是要考虑排水问题，如果某地降雨量较大，为了使雨滴能尽快地淌离房顶，设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动．

针对训练1 如图所示，在海滨游乐场里有一种滑沙运动．某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来．如果人和滑板的总质量m＝60 kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，斜坡的倾角θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2.求：

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.

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

沪教版高中物理必修1(高一)上3-d《牛顿运动定律的应用》ppt课件10

问题:结合完全失重的力学特征，分析哪些情况下产生完全失重现象？
（ 1 ）自由落体；（ 2 ）竖直上抛；（ 3 ）绕地飞行；
第三章 D 牛顿运动定律的应用
4、超重与失重现象的利与弊
（1）超重现象与人的生理反应（2）失重环境的利用
5、运用超重和失重知识解决实际问题
一小孩质量 m=40kg，站在电梯内称重，电梯从 t=0 时
第三章 D 牛顿运动定律的应用
(2)、牛顿第二定律的应用
书93页示例1分析
步骤：
（1）确定研究对象：运动员
FN
（2）对研究对象受力分析：重力，弹力
（3）建立坐标系，求出合力大小
（4）列方程，求出物体的加速度：
a F mg sin g sin 10 0.5m/s2 5m/s2
G
mm
方向沿斜面向下
（要牢固掌握基本物理量的基本单位和相关物理学关系式，两者结合运算即可导出）
示例：质量为200g的物体在0.4N的恒力作用下，由静止开始作直线运动，试求0.1min的内物体的位移。
解： m 200g 0.2kg
t 0.1min 0.1 60s 6s
a F 0.4 m/s2 2m/s2 m 0.2
（阅读书92页：点击）
物理量
长度
质量
时间
电流
热力学温度
物质的量
发光强度
单位名称米千克秒安培开尔文摩尔坎德拉
单位符号 m kg s A
K
mol Cd
第三章 D 牛顿运动定律的应用
表中前三个为力学中的基本单位
（2）、导出单位：根据物理学公式中其他物理量和基本物理量之间的关系，推导出其他物理量的单位叫导出单位。

高中物理人教大纲版第一册：3.9 牛顿运动定律的适用范围1

九、牛顿运动定律的适用范围从容说课自从17世纪以来,以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展,取得了巨大的成就。

经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用.经典力学和天文学相结合,建立了天体力学、经典力学和工程力学实际相结合，建立了应用力学：如水利学、材料力学、结构力学等等.从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气流动到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到火车、飞机等现代化交通工具的出现；从投出的篮球到发射导弹、人造卫星、宇宙飞船.所有这些都服从经典力学的规律、经典力学的结果，在如此广阔的领域里与实际相符合，证明了牛顿运动定律的正确性.随着科学的不断发展，人们却发现对于微观粒子和高速运动问题,经典力学并不能很好的解释他们的运动规律。

这些都说明，经典力学同其他物理定律一样,是有适用范围的.经典力学只适用宏观低速问题.20世纪初著名的物理学家爱因斯坦在狭义相对论中指出：物体的质量随速度的增大而增大。

而在经典力学中,质量是固定不变的。

并用相对论对经典力学不适用于高速运动作了介绍。

本节课的教学目标定位如下：1．知道牛顿运动定律的适用范围。

2．了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用.3．知道质量与速度的关系,知道调整运动中必顺考虑质量随速度的变化.本节的教学重点为：牛顿运动定律的适用范围.本节的教学难点为：调整运动的物体。

速度与质量之间的关系。

本节内容较少,也比较抽象，可在学生自觉基础上加以指导,也可适当介绍“狭义相对论"。

本节课的教学程序安排如下:复习牛顿运动定律→导入新课;阅读、讨论、点拨讲解，并辅之以录像资料,探讨牛顿运动定律的适用范围。

教学目标一、知识目标1。

知道牛顿运动定律的适用范围。

2.了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用。

3。

知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时间的变化。

二、能力目标培养学生的自学能力和分析概括能力.三、德育目标通过对牛顿运动定律适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围.教学重点牛顿运动定律的适用范围.教学难点高速运动的物体，速度和质量之间的关系。

高中物理牛顿运动定律的应用_牛顿运动定律的应用之“滑块_木板模型”

高中物理牛顿运动定律的应用-牛顿运动定律的应用之“滑块-木板模型”一、模型特征上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动，滑块－木板模型 ( 如图所示)，涉及摩擦力分析、相对运动、摩擦生热，多次互相作用，属于多物体多过程问题，知识综合性较强，对能力要求较高，故频现于高考试卷中。

二、常见的两种位移关系滑块从木板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和木板向同一方向运动，则滑块的位移和木板的位移之差等于木板的长度；若滑块和木板向相反方向运动，则滑块的位移和木板的位移之和等于木板的长度。

三、滑块—木板类问题的解题思路与技巧：1．通过受力分析判断滑块和木板各自的运动状态（具体做什么运动）；2．判断滑块与木板间是否存在相对运动。

滑块与木板存在相对运动的临界条件是什么？⑴运动学条件：若两物体速度或加速度不等，则会相对滑动。

⑵动力学条件：假设两物体间无相对滑动，先用整体法算出共同加速度，再用隔离法算出其中一个物体“所需要”的摩擦力f；比较f与最大静摩擦力f m的关系，若f > f m，则发生相对滑动；否则不会发生相对滑动。

3. 分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；4. 对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.5. 计算滑块和木板的相对位移（即两者的位移差或位移和）；6. 如果滑块和木板能达到共同速度，计算共同速度和达到共同速度所需要的时间；7. 滑块滑离木板的临界条件是什么？当木板的长度一定时，滑块可能从木板滑下，恰好滑到木板的边缘达到共同速度（相对静止）是滑块滑离木板的临界条件。

【名师点睛】1. 此类问题涉及两个物体、多个运动过程，并且物体间还存在相对运动，所以应准确求出各物体在各个运动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)，找出物体之间的位移(路程)关系或速度关系是解题的突破口。

_新教材高中物理第4章牛顿运动定律6牛顿运动定律的应用学案教科版必修第一册

牛顿运动定律的应用学习目标：1.[物理观念]进一步掌握受力分析的方法，并能结合物体的运动情况进行受力分析． 2.[科学思维]知道动力学的两类问题，理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁． 3.[科学思维]掌握解决动力学问题的基本思路和方法，会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题．一、动力学方法测质量如果已知物体的受力情况和运动情况，可以求出它的加速度，进一步利用牛顿第二定律求出它的质量．二、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．三、从运动情况确定受力1．如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力．2．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．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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. (×)2．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 BC．x A<x B D．不能确定A[A、B两物体在滑行过程中所受合外力等于它们所受的滑动摩擦力，由牛顿第二定律知，－μmg ＝ma ，得a ＝－μg ，由运动学公式v 2t －v 20＝2ax 得，x ＝v 202μg，故x A ＝x B ，选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．]3．质量为0.2 kg 的物体从36 m 高处由静止下落，落地时速度为24 m/s ，则物体在下落过程中所受的平均阻力是多少？(g 取10 m/s 2)[解析] 由运动学公式v 2t －v 2＝2ax 得加速度a ＝v 2t －v 202x ＝242－02×36m/s 2＝8 m/s 2.物体受力分析如图所示，由牛顿第二定律得F 合＝ma ＝0.2×8 N＝1.6 N ，而F 合＝mg －F 阻，则物体在下落过程中所受的平均阻力F 阻＝mg －F 合＝0.2×10 N－1.6 N ＝0.4 N.[答案] 0.4 N已知受力确定运动情况玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，如果滑梯的倾角为θ，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ，滑梯长度为L ，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时间？提示：首先分析小孩的受力，利用牛顿第二定律求出其下滑的加速度，然后根据公式v 2＝2ax 和x ＝12at 2即可求得小孩滑到底端的速度和需要的时间.2．解题的一般步骤【例1】如图所示，质量为2 kg的物体静止放在水平地面上，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给物体施加一个与水平面成37°角的斜向上的拉力F＝5 N的作用(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：(1)物体与地面间的摩擦力大小；(2)5 s内的位移大小．思路点拨：分析物体受力情况―――――――――――→建坐标系、正交分解由牛顿第二定律求出摩擦力和加速度a―――――――→由运动学公式求5 s内位移[解析] 对物体受力分析如图所示，建立直角坐标系并分解F.(1)在y轴方向有：N＋F sin 37°＝mg，代入数据解得N＝17 N，物体与地面间的摩擦力大小为f＝μN＝0.2×17 N＝3.4 N.(2)水平方向，由牛顿第二定律F cos 37°－f＝ma得a ＝0.3 m/s 25 s 内的位移为：x ＝12at 2＝12×0.3×52m ＝3.75 m.[答案] (1)3.4 N (2)3.75 m应用牛顿第二定律解题时求合力的方法(1)合成法物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力F 合．反之，若知道加速度方向就知道合力方向．(2)正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答，一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度方向：F x ＝ma ，垂直于加速度方向：F y ＝0.[跟进训练]1．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 处所用的时间，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 3D [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 ＝12at2③由①②③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，D 正确．]已知运动情况确定受力情况1．解题思路已知物体运动情况―――――――――――→由匀变速直线运动公式运动分析求得a ―――――→由F ＝ma 受力分析确定物体受力情况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过程分析，并画出受力图和运动草图．(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，求物体所受的合外力． (4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需求的力．【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来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m ，构成斜面的气囊长度为5.0 m ．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2.0 s(g 取10 m/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？思路点拨：确定研究对象→运动分析→运动学方程→求a →受力分析→牛顿第二定律→求受力情况[解析] (1)由题意可知，h ＝4.0 m ，L ＝5.0 m ，t ＝2.0 s. 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 ＝2Lt2，代入数据得a ＝2.5 m/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联立方程解得μ＝g sin θ－a g cos θ≈0.92.[答案] (1)2.5 m/s 2(2)0.92从运动情况确定受力的注意事项(1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，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．[跟进训练]训练角度1 单过程问题2．如图所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其倾角θ＝30°.现木块上有一质量m ＝1.0 kg 的滑块从斜面下滑，测得滑块在0.40 s 内速度增加了1.4 m/s ，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度g 取10 m/s 2，求：(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小；(2)滑块滑行过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向．[解析] (1)由题意可知，木块滑行的加速度a ＝Δv Δt ＝1.40.40 m/s 2＝3.5 m/s 2.对木块受力分析，如图甲所示，根据牛顿第二定律得mg sin θ－f ＝ma ，解得f ＝1.5 N.甲乙(2)根据(1)问中的木块受力示意图可得N ＝mg cos θ.对木块受力分析，如图乙所示，根据牛顿第三定律有N ′＝N ，根据水平方向上的平衡条件可得f 地＋f cos θ＝N ′sin θ，解得f 地≈3.03 N，f 地为正值，说明图中标出的方向符合实际，故摩擦力方向水平向左．[答案] (1)1.5 N (2)3.03 N 方向水平向左训练角度2 多过程问题3．如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m ＝1.0 kg 的物体．物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动．拉力F ＝10 N ，方向平行斜面向上．经时间t ＝4.0 s 绳子突然断了，求：(1)绳断时物体的速度大小；(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，g 取10 m/s 2)[解析] (1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力F 、斜面支持力N 、重力mg 和摩擦力f ，设物体向上运动的加速度为a 1，根据牛顿第二定律有：F －mg sin θ－f ＝ma 1又f ＝μN ，N ＝mg cos θ 解得a 1＝2.0 m/s 2t 1＝4.0 s 时物体的速度大小v 1＝a 1t 1＝8.0 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移为x 1＝12a 1t 21＝16 m绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a 2，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有mg sin θ＋f ＝ma 2解得a 2＝8.0 m/s 2物体匀减速运动的时间t 2＝v 1a 2＝1.0 s减速运动的位移为x 2＝12v 1t 2＝4.0 m此后物体沿斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a 3，根据牛顿第二定律可得：mg sin θ－f ＝ma 3，解得a 3＝4.0 m/s 2设物体由最高点下滑的时间为t 3，根据运动学公式可得x 1＋x 2＝12a 3t 23，t 3＝10 s≈3.2s ，所以物体返回斜面底端的时间为t ＝t 2＋t 3＝4.2 s. [答案] (1)8.0 m/s (2)4.2 s1．物理观念：能结合运动情况确定受力情况，能结合受力情况确定运动情况． 2．科学思维：掌握牛顿运动定律和运动学公式解决问题的基本思路和方法.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20 m/s 的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为 ( )A ．40 mB ．20 mC ．10 mD ．5 mB [a ＝f m ＝mg m ＝g ＝10 m/s 2，由v 2＝2ax 得x ＝v 22a ＝2022×10m ＝20 m ，B 正确．]2．水平面上一质量为m 的物体，在水平恒力F 作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经时间3t 物体停下，则物体受到的阻力为 ( )A ．F 3B ．F 4 C.F 2 D ．2F3B [在前t 时间内，由牛顿第二定律知F －f ＝ma 1，t 时间末v ＝a 1t ，得v ＝F －fm·t ；后3 t 内，由牛顿第二定律知f ＝ma 2，另由运动学规律得0＝v －a 2·3t ，即v ＝fm·3t ，联立得f ＝F4，故选项B 正确．]3.(多选)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BC [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 ＝μN ＝μmg ＝3 N ，故a ＝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 ，物体处于静止状态，故C 正确，D 错误．]4．竖直上抛物体受到的空气阻力f 大小恒定，物体上升到最高点时间为t 1，从最高点再落回抛出点所需时间为t 2，上升时加速度大小为a 1，下降时加速度大小为a 2，则 ( )A ．a 1>a 2，t 1<t 2B ．a 1>a 2，t 1>t 2C ．a 1<a 2，t 1<t 2D ．a 1<a 2，t 1>t 2A [上升过程中，由牛顿第二定律，得mg ＋f ＝ma 1① 设上升高度为h ，则h ＝12a 1t 21②下降过程，由牛顿第二定律，得mg －f ＝ma 2 ③ h ＝12a 2t 22④由①②③④得，a 1>a 2，t 1<t 2，A 正确．] 5．(新情景题)情境：科技馆的主要教育形式为展览教育，通过科学性、知识性、趣味性相结合的展览内容和参与互动的形式，反映科学原理及技术应用，鼓励公众动手探索实践，不仅普及科学知识，而且注重培养观众的科学思想、科学方法和科学精神．晓敏同学在科技馆做“水对不同形状运动物体的阻力大小的比较”实验，图甲中两个完全相同的浮块，头尾相反放置在同一起始线上，它们通过细线与终点的电动机连接．两浮块分别在大小为F 的两个相同牵引力作用下同时开始向终点做直线运动，运动过程中该同学拍摄的照片如图乙．已知拍下乙图时，左侧浮块运动的距离恰好为右侧浮块运动距离的2倍，假设从浮块开始运动到拍下照片的过程中，浮块受到的阻力不变．问题：试求该过程中： (1)两浮块平均速度之比v 左v 右； (2)两浮块所受合力之比F 左F 右； (3)两浮块所受阻力f 左与f 右之间的关系．[解析] (1)由v －＝xt得，左侧浮块的平均速度：v 左＝x 左t右侧浮块的平均速度：v 右＝x 右t，两浮块平均速度之比：v 左v 右＝x 左t x 右t＝x 左x 右＝2.(2)根据牛顿第二定律可知：F 合＝ma浮块运动的位移：x ＝12at 2则：F 左F 右＝a 左a 右＝x 左x 右＝2. (3)根据牛顿第二定律可知：F －f 左＝ma 左F －f 右＝ma 右又因为a 左a 右＝x 左x 右＝2 则有F －f 左F －f 右＝a 左a 右＝2 则两浮块所受阻力f 左与f 右之间的关系 2f 右－f 左＝F .[答案] (1)2 (2)2 (3)2f 右－f 左＝F。

2019版高中物理教科版必修一教师用书：第三章牛顿运动定律 5 含答案

5牛顿运动定律的应用[学习目标］ 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、从受力确定运动情况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,再通过运动学的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．判断下列说法的正误．（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．(×)一、从受力确定运动情况如图1所示，运动小车中悬线下的小球向左偏离,偏角恒为θ。

图1（1）小球受几个力作用？合力方向向哪？（2）小球的加速度方向向哪？小车可能做什么运动？答案（1)两个力；合力方向水平向右．(2)小球的加速度方向与合力方向相同,所以加速度方向水平向右；若小车向左运动,则做向左的匀减速直线运动；若小车向右运动，则做向右的匀加速直线运动．1．解题步骤（1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图．（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，以及运动时间等．2．流程受力情况→合力F错误!求a,错误!―――――→求x、v0、v t、t。

例1如图2所示，质量m＝2 kg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＝8 N、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0。

8，g取10 m/s2.求：图2（1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小;（3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小．答案(1）见解析图 1.3 m/s2，方向水平向右（2）6。

高中物理《牛顿运动定律的应用─传送带问题》生活中的传送带 ppt课件

1：v1=0时
➢相对运动方向：物体相对传送带向左运动相对地向右运动
➢受力情况： F合 f滑 N mg ；方向水平向右
➢运动情况： a g ；向右做匀加速直线运动
一直做匀加速直线运动吗？
➢由速度变化进一步分析相对运动：
物体的速度V1增大，可能就会和传送带的速度 V0相等，这时两者相对静止
解：（1）滑动摩擦力f=μmg =4N 由牛顿第二定律， f=ma
代入数值，得 a=1m/s2
（2）设行李做匀加速运动的时间为t1，行李加速运动的末速度为v=1m/s。则 t1=v/a=1s
匀速运动的时间为t2 t2=(L - 1/2 at12)／v=1.5s
运动的总时间为 T=t1+t2=2.5s
重力，弹力（支持力）
水平方向 ① 摩擦力的有无 ② 摩擦力的性质（动/静摩擦、大小、方向）
分析物体在水平传送带上如何运动的方法
（3）弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系
方向相同----加速运动
方向相反----减速运动
（4）由速度的变化进一步分析物体的受力和运动情况
摩擦力的变化，发生两者速度相等时。
（2）分析物体的受力情况竖直方向
重力，弹力（支持力）
水平方向 ① 摩擦力的有无 ② 摩擦力的性质（动/静摩擦、大小、方向）
分析物体在水平传送带上如何运动的方法
（3）弄清速度方向和物体所受合力方向之间的关系
方向相同----加速运动
方向相反----减速运动
（2）分析物体的受力情况，并求合力竖直方向
注意此时是
➢进一步分析否受已B经力点到和达运动状态：当V1=V0时，这时两者相对静止，无摩擦力，以 V0做匀速直线运动。

高中物理牛顿运动定律的应用(动图、流程图)

因为v0＝0，所以 vt＝a t x＝1/2at2
只要加速度a 知道了，问题将迎刃而解。
问题的关键就是要找到加速度 a
一、已知物体的受力情况，求物体的运动
• 通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体的受力情况，求物体的运动情况，一般思路为：
研究对象受力情况
由此纽带计算出
受力分析
力的合成或分解、正交分解求
学以致用：
质量为2Kｇ的物体从高处下落，经过某一位置时的速度是5ｍ/ｓ，再经2ｓ测得的速度为23.4ｍ /ｓ，求空气的平均阻力。(g=10ｍ/ｓ2)
v1 物体的运动示意图如图所示：
由
vt
v0
at得a
vt
v0 t

23.4 5 2
9.2(m
s2)
t
对物体受力分析：
v2
F a
如图4－31所示，五快质量相同的木快并排放在光滑的
平面上，水平外力F作用在第一快木块上，则第三快木
块对第四快木块的作用力为
，第四快木块所受
合力为
．
12
34
5
图4－31
如图所示，A、B两个物体间用最大张力为 100N的轻绳相连，MA= 4kg，MB=8kg，在拉力 F的作用下向上加速运动，为使轻绳不被拉断，F的最大值是多少？（g取1 0m/s2）
物体受力情况
物体运动情况
牛顿第二定律
F合=ma
加速度
a
运动学基本公式
vt=v0+at x= v0t+at2/2 vt2-v02=2ax
核心：牛顿第二定律 F=ma
把物体的受力和物体的运动情况有机地结合起来了
因此它就成了联系力和运动的纽带

牛顿三大定律在高中物理中的应用

牛顿三大定律在高中物理中的应用牛顿三大定律是牛顿在伽利略等人的研究基础之上进行深入研究而提出的有关于物体运动关系的三个基本定律。

这三条定律为物理中力学的发展奠定了基础，也为其他学科的发展产生了重要的推动作用。

牛顿三大定律适用于宏观低速物体的力学定律，是研究经典力学的基础，同时也是高中物理中力学部分知识的主要支撑。

因此对高中生来说，熟练掌握并且运用牛顿三大定律对学好高中物理有着非常重要的意义。

下文从牛顿三大定律在高中物理中的应用入手，对这方面的问题进行了总结。

标签：牛顿三大定律；高中物理；应用物质的运动有着多种多样的形式，在我们生活中最常见的要属机械运动。

简单来说，机械运动时描述物质位置变化的运动，车辆的行驶以及机器的运转都可以被看做是机械运动，机械运动遵循一定的客观定律。

从物理课本的结构来说，牛顿三大定律的知识主要分布了高一物理课本中，从某种方面来说可以看做是高中物理学习的开端。

学好这部分知识，至少学习力学部分的知识就会有一个清晰的方向，但牛顿三大定律在高中物理中的应用却不仅仅局限于此。

1 牛顿三大定律的主要内容1.1 牛顿第一定律牛顿第一定律又被称为惯性定律，即：一切物体总会保持匀速直线运动或者静止状态，直到在外力的作用下改变这种状态为止。

要理解清楚牛顿第一定律，首先要具备以下认识：运动是物体的固有属性，物体的运动在既定的条件下不需要力的作用，力是改变物体运动状态的原因，加速度产生于此。

因为牛顿第一定律成立的条件是物体不受外力的作用，所以无法用实验来直接证明。

[1]最后牛顿第一定律与第二定律是互为依托的关系，第一定律并不是第二定律合外力為零时的特例。

由牛顿第一定律我们可以引出惯性的概念，即使物体保持原有匀速直线运动状态以及静止状态的性质。

1.2 牛顿第二定律如果对一个物体持续施加合外力，则该物体则会产生加速度，物体加速度的方向与合外力的方向相同，其大小与合外力的大小成正比，与物体本身的质量大小呈反比，这便是牛顿第二定律的基本内容。