[推荐学习]2017_2018学年高中物理力学提升专题09牛顿运动定律的应用之临界极值问题
牛顿运动定律的应用
专题三 牛顿运动定律的应用考情动态分析牛顿运动定律是力学的基本规律，是力学的核心知识，它的应用不仅仅局限于力学的范围，在电磁学和其他范畴也有广泛的应用，它在整个物理学中占有非常重要的地位，所以它一直是高考命题的热点内容.在近些年的高考中，每年都有对牛顿运动定律应用的考查，各种题型均有出现，难度适中.主要集中在以下几方面的内容：（1）用正交分解法合理运用牛顿运动定律分析解决问题； （2）综合应用牛顿运动定律和运动学规律分析解决问题； (3)运用超重失重的知识定性分析一些问题； (4)灵活运用整体法或隔离法求解简单的连接体问题. 考点核心整合1.应用牛顿运动定律解决的动力学问题（1）已知物体受力情况求运动情况；（2）已知物体运动情况求受力情况.在这两类问题中，加速度是联系物体受力情况和运动情况的桥梁.2.力和运动的关系物体所受的合外力决定物体运动的性质，即决定物体做匀速运动还是变速运动，匀变速运动还是非匀变速运动；物体做何种形式的运动，还要根据物体的初始运动状态，即初速度v 0进行分析方能确定.如果合外力与初速度v 0的方向都沿一条直线，则物体做变速直线运动，譬如竖直上抛运动；如果物体受的合外力方向与初速度方向不在一条直线上，则物体做变速曲线运动，如果合外力是恒力，则物体做匀变速曲线运动，譬如平抛运动；如果合外力的方向总是与速度方向垂直，则物体做匀速圆周运动. 3.牛顿第二定律对整体的应用当两个或两个以上的物体具有相同的加速度或只有一个物体具有加速度时，则整体所受合外力F 合外与加速度a 的关系为，F合外=M 总a,或F合外=ma.其中m 为有加速度的那个物体的质量.考题名师诠释【例1】 (2006全国高考Ⅰ，24)一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时，传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动，当其速度达到v 0后，便以此速度做匀速运动.经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动.求此黑色痕迹的长度.解析：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a 小于传送带的加速度a 0.根据牛顿运动定律，可得a=μg ① 设经历时间t,传送带由静止开始加速到速度等于v 0，煤块则由静止加速到v ，有 v 0=a 0t ② v=at ③由于a<a 0,故v<v 0，煤块继续受到滑动摩擦力的作用.再经过时间t ′，煤块的速度由v 增加到v 0，有v 0=v+at ′ ④此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹. 设在煤块的速度从0增加到v 0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s 0和s ，有 s 0=21a 0t 2+v 0t ′ ⑤s=av 22⑥传送带上留下的黑色痕迹的长度l=s 0-s ⑦ 由以上各式得l=ga g a v 00202)(μμ- ⑧答案：l=ga g a v 00202)(μμ-点评：本例属典型的由受力情况求运动情况的传送带类问题，处理此类题目的关键：一是对研究对象进行全面、正确的受力分析，其中应特别注意对弹力、摩擦力等被动力的分析.如本例中煤块所受摩擦力，随煤块相对传送带的运动状态的变化（相对运动→静止）而变化（动摩擦力不为零→零）.二是正确分析物体间相对运动和对地运动间的关系.如本例中传送带、煤块的对地位移之差等于二者之间的相对位移.三是挖掘隐含条件.如本例中“传送带上有黑色痕迹”，“煤块相对于传送带不再滑动”的物理含义等. 链接·拓展本例中，若煤块、传送带的质量分别为m 、M,只考虑煤块和传送带之间的摩擦力作用，其他条件不变，那么从传送带开始运动到煤块相对于传送带不再滑动的过程，带动传送带运动的电动机给整个传送装置提供的能量是多少？ 答案：21(m+M)v 20+0202)(a g a mv μ-【例2】 (2006北京东城模拟，15)质量为m 的小物块放在倾角为α的斜面上处于静止，如图1-3-1所示.若整个装置可以沿水平方向或坚直方向平行移动，且小物块与斜面体总保持相对静止.下列的哪种运动方式可以使物块对斜面的压力和摩擦力都一定减少（ ）图1-3-1A.沿竖直方向向上加速运动B.沿竖直方向向上减速运动C.沿水平方向向右加速运动D.沿水平方向向右减速运动解析：物块受力如图1-3-2所示，静止时，弹力F N 和静摩擦力F f 的合力与重力G 等大反向.整个装置有竖直向上（或下）的加速度即选项A （或B ）时，上述合力须大于（或小于）重力G ，根据平行四边形定则，由图知，F N 、F f 须都增大（或减小），既选项B 正确.整个装置有水平向右（或左）的加速度即选项C （或D ）时，将F N 、F f 沿水平、竖直方向分解有F N cos α+F f sin α=G ,F f cos α-F N sin α=±ma,可见，F N 减小，F f 增大，（或F f 减小，F N 增大）.图1-3-2答案：B点评：本例属典型的由运动情况求受力情况的题目，并给出了两种处理此类分析力动态变化问题的方法.一是根据牛顿运动定律列方程进行相关力的分析；二是结合平行四边形定则，由力的矢量图进行相关力的分析，有些情况下，图解法更简捷、直观.【例3】 如图1-3-3所示，质量分别为m 1=1 kg 和m 2=2 kg 的A 、B 两物块并排放在光滑水平面上，若对A 、B 分别施加大小随时间变化的水平外力F 1和F 2，若F 1=（9-2t ） N,F 2=(3+2t) N ，则：图1-3-3（1）经多长时间（t 0）两物块开始分离？（2）在图1-3-4中画出两物块的加速度a 1和a 2随时间变化的图象.图1-3-4解析：（1）A 、B 间弹力恰好为零且两者加速度相等时分离，即223129,02211t t m F m F +=-=,所以t 0=2.5 s.（2）分离前A 、B 系统加速度a=2121m m F F ++=4 m/s 2,分离后a 1=11m F =9-2t 1=9-2(t 0+t)=4-2t,a 2=22m F=1.5+t 2=1.5+(t 0+t)=4+t.图象应如图1-3-4中虚线所示. 答案：（1）2.5 s (2)见图1-3-4点评：对于临界问题，分析清楚临界条件至关重要.对相互关联的连接体问题，它们恰好分离的临界条件应是：其相互间作用力恰好为零，而其运动状态却完全相同（即速度、加速度都相同）.。
牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用（精选6篇）牛顿运动定律的应用篇1教学目标1、知识目标：（1）能结合物体的运动情况进行受力分析.（2）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况；已知物体的运动情况，求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2－3节课完成.教学设计示例教学重点：物体的受力分析；应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点：物体的受力分析；如何正确运用力和运动关系处理问题.示例：一、受力分析方法小结通过基本练习，小结受力分析方法.（让学生说，老师必要时补充）1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案：2、受力分析方法小结（1）明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来；（2）按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析；（3）注意：分析各力的依据和方法：产生条件；物体所受合外力与加速度方向相同；分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力；每分析一力均有施力物体；合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：选取研究对象；（注意变换研究对象）画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯）进行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外）根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解；（要选定正方向）对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法.（若学生情况允许，可再提高观点讲）3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量：4－6道.要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处.评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇2教学目标1、知识目标：（1）能结合物体的运动情况进行受力分析.（2）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况；已知物体的运动情况，求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2－3节课完成.教学设计示例教学重点：物体的受力分析；应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点：物体的受力分析；如何正确运用力和运动关系处理问题.示例：一、受力分析方法小结通过基本练习，小结受力分析方法.（让学生说，老师必要时补充）1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案：2、受力分析方法小结（1）明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来；（2）按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析；（3）注意：分析各力的依据和方法：产生条件；物体所受合外力与加速度方向相同；分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力；每分析一力均有施力物体；合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：选取研究对象；（注意变换研究对象）画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯）进行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外）根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解；（要选定正方向）对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法.（若学生情况允许，可再提高观点讲）3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量：4－6道.要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处.评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇3教学目标1、知识目标：（1）能结合物体的运动情况进行受力分析.（2）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况；已知物体的运动情况，求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2－3节课完成.教学设计示例教学重点：物体的受力分析；应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点：物体的受力分析；如何正确运用力和运动关系处理问题.示例：一、受力分析方法小结通过基本练习，小结受力分析方法.（让学生说，老师必要时补充）1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案：2、受力分析方法小结（1）明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来；（2）按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析；（3）注意：分析各力的依据和方法：产生条件；物体所受合外力与加速度方向相同；分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力；每分析一力均有施力物体；合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：选取研究对象；（注意变换研究对象）画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯）进行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外）根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解；（要选定正方向）对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法.（若学生情况允许，可再提高观点讲）3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量：4－6道.要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处.评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇4教学目标1、知识目标：（1）能结合物体的运动情况进行受力分析.（2）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况；已知物体的运动情况，求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2－3节课完成.教学设计示例教学重点：物体的受力分析；应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点：物体的受力分析；如何正确运用力和运动关系处理问题.示例：一、受力分析方法小结通过基本练习，小结受力分析方法.（让学生说，老师必要时补充）1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案：2、受力分析方法小结（1）明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来；（2）按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析；（3）注意：分析各力的依据和方法：产生条件；物体所受合外力与加速度方向相同；分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力；每分析一力均有施力物体；合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：选取研究对象；（注意变换研究对象）画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯）进行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外）根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解；（要选定正方向）对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法.（若学生情况允许，可再提高观点讲）3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量：4－6道.要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处.评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇5教学目标1、知识目标：（1）能结合物体的运动情况进行受力分析.（2）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况；已知物体的运动情况，求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2－3节课完成.教学设计示例教学重点：物体的受力分析；应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点：物体的受力分析；如何正确运用力和运动关系处理问题.示例：一、受力分析方法小结通过基本练习，小结受力分析方法.（让学生说，老师必要时补充）1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案：2、受力分析方法小结（1）明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来；（2）按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析；（3）注意：分析各力的依据和方法：产生条件；物体所受合外力与加速度方向相同；分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力；每分析一力均有施力物体；合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：选取研究对象；（注意变换研究对象）画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯）进行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外）根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解；（要选定正方向）对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法.（若学生情况允许，可再提高观点讲）3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量：4－6道.要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处.评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇6教学目标1、知识目标：（1）能结合物体的运动情况进行受力分析.（2）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况；已知物体的运动情况，求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象；分析物体的受力情况和运动情况；列方程求解；对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2－3节课完成.教学设计示例教学重点：物体的受力分析；应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点：物体的受力分析；如何正确运用力和运动关系处理问题.示例：一、受力分析方法小结通过基本练习，小结受力分析方法.（让学生说，老师必要时补充）1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案：2、受力分析方法小结（1）明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来；（2）按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析；（3）注意：分析各力的依据和方法：产生条件；物体所受合外力与加速度方向相同；分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力；每分析一力均有施力物体；合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：选取研究对象；（注意变换研究对象）画图分析研究对象的受力和运动情况；（画图很重要，要养成习惯）进行必要的力的合成和分解；（在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外）根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解；（要选定正方向）对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法.（若学生情况允许，可再提高观点讲）3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量：4－6道.要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处.评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性.。
牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律是现代物理学的基础，它描述了物体在受到外力作用时的动态变化。
它由英国物理学家牛顿在17世纪提出，并被广泛应用于物理学和工程学中。
牛顿运动定律由三个经典定律组成，即第一定律、第二定律和第三定律。
第一定律认为，一个物体在受到外力的作用下，会保持其相对静止的状态，除非它受到外力的刺激。
第二定律认为，一个物体施加在它上的外力的大小，与它的质量和加速度成正比。
第三定律认为，对于任何一个物体施加的外力，它都会施加一个反作用力，两者力的大小和方向是相等相反的。
牛顿运动定律被广泛应用于日常生活中。
例如，当你拿着一个物体，使它加速运动时，你施加在它上的外力，它又会施加一个反作用力，这就是牛顿运动定律的应用。
此外，牛顿运动定律还被广泛用于机械、航空航天、流体动力学和空气动力学等领域。
总之，牛顿运动定律是现代物理学的基础，它被广泛用于日常生活和工程学中，是物理学研究的重要基础。
高考物理牛顿运动定律的应用技巧和方法完整版及练习题含解析
高考物理牛顿运动定律的应用技巧和方法完整版及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：（1）小球受到手的拉力大小F ； （2）物块和小球的质量之比M :m ；（3）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T【答案】（1）53F Mg mg =- （2）65M m = （3）()85mMg T m M =+（4855T mg =或811T Mg =） 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2 F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得53F Mg mg =- （2）小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°，物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得65M m = （3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC 方向的加速度大小为a ，重物受到的拉力为T牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma解得85mMg T m M =+（）（4885511T mg T Mg ==或） 【点睛】本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律．解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC 方向的加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等．2．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求：(1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】(1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得：F =7.5N.(2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有：mgh =212mv 解得v 2gh ；滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有：μmgL =2201122mv mv代入数据得：μ=0.25(3)设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移为：x=v0t对物体有：v0=v−atma=μmg滑块相对传送带滑动的位移为：△x=L−x相对滑动产生的热量为：Q=μmg△x代值解得：Q=0.5J【点睛】对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移．3．如图所示，质量为2kg的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F作用下由静止开始运动．已知力F的大小为5N，物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：(1)物体由静止开始运动后的加速度大小；(2)8s末物体的瞬时速度大小和8s时间内物体通过的位移大小；(3)若8s末撤掉拉力F，则物体还能前进多远？【答案】(1)a=0.3m/s2 (2)x=9.6m (3)x′=1.44m【解析】(1)物体的受力情况如图所示：根据牛顿第二定律，得: F cos37°-f=maF sin37°+F N=mg又f =μF N联立得：a =cos37(sin 37)F mg F mμ--o o代入解得a =0.3m/s 2(2)8s 末物体的瞬时速度大小v =at =0.3×8m/s=2.4m/s8s 时间内物体通过的位移大小219.6m 2x at == (3)8s 末撤去力F 后，物体做匀减速运动，根据牛顿第二定律得，物体加速度大小22.0m/s f mg a g m mμμ===='' 由v 2=2a ′x ′得:21.44m 2v x a =''=【点睛】本题关键是多次根据牛顿第二定律列式求解加速度，然后根据运动学公式列式求解运动学参量．4．质量为m =0.5 kg 、长L =1 m 的平板车B 静止在光滑水平面上，某时刻质量M =l kg 的物体A （视为质点）以v 0=4 m/s 向右的初速度滑上平板车B 的上表面，在A 滑上B 的同时，给B 施加一个水平向右的拉力．已知A 与B 之间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g 取10 m/s 2．试求：（1）如果要使A 不至于从B 上滑落，拉力F 大小应满足的条件； （2）若F =5 N ，物体A 在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离． 【答案】(1)1N 3N F ≤≤ (2)0.5m x ∆= 【解析】 【分析】物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时，A 、B 具有共同的速度，结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界情况是A 、B 速度相同后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出拉力的最大值，从而得出拉力F 的大小范围． 【详解】(1)物体A 不滑落的临界条件是A 到达B 的右端时，A 、B 具有共同的速度v 1，则：222011-22A Bv v v L a a =＋ 又：011-=A Bv v v a a 解得：a B =6m/s 2再代入F ＋μMg =ma B 得：F =1N若F <1N ，则A 滑到B 的右端时，速度仍大于B 的速度，于是将从B 上滑落，所以F 必须大于等于1N当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才不会从B的左端滑落，则由牛顿第二定律得：对整体：F=(m＋M)a对物体A：μMg=Ma解得：F=3N若F大于3N，A就会相对B向左滑下综上所述，力F应满足的条件是1N≤F≤3N(2)物体A滑上平板车B以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：μMg=Ma A解得：a A=μg=2m/s2平板车B做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F＋μMg=ma B解得：a B=14m/s2两者速度相同时物体相对小车滑行最远，有：v0－a A t=a B t解得：t=0.25sA滑行距离 x A=v0t－12a A t2=1516mB滑行距离：x B=12a B t2=716m最大距离：Δx=x A－x B=0.5m【点睛】解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．5．如图甲所示，长为L=4.5 m的木板M放在水平地而上，质量为m=l kg的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止．现用一水平向左的力F作用在木板M上，通过传感器测m、M两物体的加速度与外力F的变化关系如图乙所示．已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g= 10m／s2．求：（1）m、M之间的动摩擦因数；（2）M的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数；（3）若开始时对M施加水平向左的恒力F=29 N，且给m一水平向右的初速度v o=4m／s，求t=2 s时m到M右端的距离．【答案】（1）0.4（2）4kg，0.1（3）8.125m【解析】【分析】【详解】（1）由乙图知，m、M一起运动的最大外力F m=25N，当F >25N 时，m 与M 相对滑动，对m 由牛顿第二定律有：11mg ma μ=由乙图知214m /s a =解得10.4μ=（2）对M 由牛顿第二定律有122()F mg M m g Ma μμ--+=即12122()()F mg M m g mg M m g Fa M M Mμμμμ--+--+==+乙图知114M = 12()94mg M m g M μμ--+=-解得M = 4 kg μ2=0. 1（3）给m 一水平向右的初速度04m /s v =时，m 运动的加速度大小为a 1 = 4 m/s 2,方向水平向左，设m 运动t 1时间速度减为零，则111s v t a == 位移21011112m 2x v t a t =-=M 的加速度大小2122()5m /s F mg M m ga Mμμ--+==方向向左， M 的位移大小22211 2.5m 2x a t == 此时M 的速度2215m /s v a t ==由于12x x L +=，即此时m 运动到M 的右端，当M 继续运动时，m 从M 的右端竖直掉落，设m 从M 上掉下来后M 的加速度天小为3a ，对M 由生顿第二定律23F Mg Ma μ-=可得2325m /s 4a =在t =2s 时m 与M 右端的距离2321311()()8.125m 2x v t t a t t =-+-=．6．如图，质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H =25m 处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g =10m/s 2，不计细绳与滑轮间的摩擦，求：,(1)A 、B 两球开始运动时的加速度． (2)A 、B 两球落地时的动能． (3)A 、B 两球损失的机械能总量．【答案】（1）25m/s A a =27.5m/s B a = （2）850J kB E = （3）250J【解析】 【详解】(1)由于是轻绳,所以A 、B 两球对细绳的摩擦力必须等大，又A 得质量小于B 的质量，所以两球由静止释放后A 与细绳间为滑动摩擦力，B 与细绳间为静摩擦力，经过受力分析可得：对A ：A A A A m g f m a -= 对B ：B B B B m g f m a -=A B f f = 0.5A A f m g =联立以上方程得：25m/s A a = 27.5m/s B a =(2)设A 球经t s 与细绳分离，此时，A 、B 下降的高度分别为h A 、h B ，速度分别为V A 、V B ，因为它们都做匀变速直线运动则有：212A A h a t =212B B h a t = A B H h h =+ A A V a t = B B V a t = 联立得：2s t =，10m A h =，15m B h =，10m/s A V =，15m/s B V =A 、B 落地时的动能分别为kA E 、kB E ，由机械能守恒，则有：21()2kA A A A A E m v m g H h =+- 400J kA E = 21()2kB B B B B E m v m g H h =+- 850J kB E =(3)两球损失的机械能总量为E ∆，()A B kA kB E m m gH E E ∆=+-- 代入以上数据得：250J E ∆= 【点睛】(1)轻质物体两端的力相同,判断A 、B 摩擦力的性质，再结合受力分析得到． （2）根据运动性质和动能定理可得到． (3)由能量守恒定律可求出．7．如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带，传送带正以6m/s 的速度运动，运动方向如图所示．一个质量为2kg 的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m 高处由静止沿斜面下滑，物体经过A 点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失．物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s 2，求：（1）物体第一次到达A 点时速度为多大？（2）要使物体不从传送带上滑落，传送带AB 间的距离至少多大？ （3）物体随传送带向右运动，最后沿斜面上滑的最大高度为多少？ 【答案】（1）8m/s （2）6.4m （3）1.8m 【解析】 【分析】（1）本题中物体由光滑斜面下滑的过程，只有重力做功，根据机械能守恒求解物体到斜面末端的速度大小；（2）当物体滑到传送带最左端速度为零时，AB 间的距离L 最小，根据动能定理列式求解；（3）物体在到达A 点前速度与传送带相等，最后以6m/s 的速度冲上斜面时沿斜面上滑达到的高度最大，根据动能定理求解即可． 【详解】（1）物体由光滑斜面下滑的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则得：212mgh mv =解得：2210 3.28m/s v gh ==⨯⨯=（2）当物体滑动到传送带最左端速度为零时，AB 间的距离L 最小，由动能能力得：2102mgL mv μ-=-解得：228m 6.4m 220.510v L g μ===⨯⨯ （3）因为滑上传送带的速度是8m/s 大于传送带的速度6m/s ，物体在到达A 点前速度与传送带相等，最后以6m/s v =带的速度冲上斜面，根据动能定理得：2102mgh mv '-=-带 得：226m 1.8m 2210v h g '===⨯带【点睛】该题要认真分析物体的受力情况和运动情况，选择恰当的过程，运用机械能守恒和动能定理解题．8．如图所示，一速度v =4m/s 顺时针匀速转动的水平传送带与倾角θ=37°的粗糙足长斜面平滑连接，一质量m =2Kg 的可视为质点的物块，与斜面间的动摩擦因数为μ1=0.5，与传送带间的动摩擦因数为µ2=0.4，小物块以初速度v 0=10m/s 从斜面底端上滑求：（g =10m/s 2） （1）小物块以初速度v 0沿斜面上滑的最大距离？（2）要使物块由斜面下滑到传送带上时不会从左端滑下，传送带至少多长？（3）若物块不从传送带左端滑下，物块从离传送带右侧最远点到再次上滑到斜面最高点所需时间？【答案】(1) x 1=5m （2） L =2.5m （3）t =1.525s【解析】（1）小物块以初速度v 0沿斜面上滑时，以小物块为研究对象，由牛顿第二定律得： 1sin cos mg mg ma θμθ+=，解得2110/a m s =设小物块沿沿斜面上滑距离为x 1，则211020a x v -=-，解得15x m =（2）物块沿斜面下滑时以小物块为研究对象，由牛顿第二定律得：2sin cos mg mg ma θμθ-=，解得： 222/a m s =设小物块下滑至斜面底端时的速度为v 1，则21212v a x =解得： 125/v m s =设小物块在传送带上滑动时的加速度为a 3, 由牛顿第二定律得： 23µmg ma =，解得： 234/a m s =设物块在传送带向左滑动的最大距离为L ，则23120a L v -=-，解得： 2.5L m = 传送带至少2.5m 物块不会由传送带左端滑下（3）设物块从传送带左端向右加速运动到和传送带共速运动的距离为x 2，则222ax v =，解得： 22 2.5x m m =<，故小物体先加速再随传送带做匀速运动。
高中物理专题学习复习讲义资料- 牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（1）已知受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．（2）已知运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案．常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，2/2,2,21,0202200t t t t v v v t s v as v v at t v s at v v =+===-+=+=等. 2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型.（2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.（3）分析研究对象的受力情况和运动情况.（4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算.（6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论.3．应用例析【例1】一斜面AB 长为10m ，倾角为30°，一质量为2kg 的小物体（大小不计）从斜面顶端A 点由静止开始下滑，如图所示（g 取10 m/s 2）若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求小物体下滑到斜面底端B 点时的速度及所用时间．【例2】如图所示，一高度为h =0.8m 粗糙的水平面在B 点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC 连接，一小滑块从水平面上的A 点以v 0=3m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动。
牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用一、动力学的两类基本问题：1、已知物体的受力情况，求解物体的运动情况：解决这类题目，一般是应用牛顿运动定律求出物体的加速度，再根据物体的初始条件，应用运动学公式，求出物体的运动情况，即求出物体在任意时刻的位置、速度及运动轨迹。
过程如下：2、已知物体的运动情况，求解物体的受力情况解决这类题目，一般是应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而求出物体所受的其他外力。
3、解题思路及步骤首先要对所确定的研究对象作出受力情况、运动情况的分析，把题中所给的物理情景弄清楚，然后由牛顿第二定律，通过加速度这个联系力和运动的“桥梁”，结合运动学公式进行求解。
这是用牛顿运动定律解题的基本思路和方法。
⑴由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤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。
⑵由物体的运动情况求解物体的受力情况解决这类问题的基本思路是解决第一类问题的逆过程，具体步骤与上面所讲的相似，但需特别注意：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，不能将速度的方向与加速度的方向混淆。
②题目中求的力可能是合力，也可能是某一特定的作用力，即使是后一种情况，也必须先求出合力的大小和方向，再根据力的合成与分解知识求各个分力。
例1：如图所示，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：⑴画出物体的受力图，并求出物体的加速度；⑵物体在拉力作用下5 s末的速度大小；⑶物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小．例2质量为0.1 kg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图象如图2所示．弹性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 f，取g＝10 m/s2，求：⑴弹性球受到的空气阻力F f的大小；⑵弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.例3如图所示，水平传送带以2 m/s的速度运动，传送带长AB＝20 m，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，(g＝10 m/s2)试求：⑴工件开始时的加速度a；⑵工件的速度为2 m/s时，工件运动的位移；⑶工件由传送带左端运动到右端的时间．针对训练1．如图所示，质量m＝10 kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20 N的作用，则物体产生的加速度是(g取10 m/s2) ( )A．0 B．4 m/s2，水平向左C．2 m/s2，水平向左D．4 m/s2，水平向右2．假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比，未洒水时，车匀速行驶，洒水时它的运动将是() A．做变加速运动B．做初速度不为零的匀加速直线运动C．做匀减速运动D．继续保持匀速直线运动3．某火箭发射场正在进行某型号火箭的发射试验，该火箭起飞时质量为2.02×103 kg，起飞推力为2.75×106 N，火箭发射塔高100 m，则该火箭起飞时的加速度大小为________m/s2；在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经________s飞离火箭发射塔．(g取10 m/s2)4．一物体沿斜面向上以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间的动摩擦因数．(g取10 m/s2)5、质量为m＝2 kg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所示的力FF＝10 N，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止，(g取10 m/s2)则：⑴说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．⑵物体运动过程中最大速度是多少？⑶物体运动的总位移是多少？二、连接体问题⑴连接体与隔离体：两个或两个以上物体相连接组成的物体系统称为连接体。
【高中物理】高中物理牛顿运动定律的内容及应用
【高中物理】高中物理牛顿运动定律的内容及应用牛顿运动定律是由艾萨克?牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中提出的,其中包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律.第一定律说明了力的含义：力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果：力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质：力是物体间的相互作用.1牛顿第一定律(惯性定律)一切物体总维持匀速直线运动状态或静止状态，直至存有外力逼使它发生改变这种运动状态年才。
(1)运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。
(2)定律说明了任何物体都存有惯性。
(3)不受力的物体是不存在的。
牛顿第一定律不能用实验直接验证。
但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。
它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律。
(4)牛顿第一定律就是牛顿第二定律的基础，无法直观地指出它就是牛顿第二定律不受到外力时的特例，牛顿第一定律定性地得出沙尔梅与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
1惯性物体维持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
惯性与质量叙述物体惯性的物理量就是它们的质量。
(1)惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关。
因此说，人们只能"利用"惯性而不能"克服"惯性。
(2)质量就是物体惯性大小的量度。
质量就是标量，只有大小，没方向。
实验：探究加速度与力、质量的关系加速度与力的关系基本思路：保持物体质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。
加速度与质量的关系基本思路：维持物体难以承受的力相同，测量相同质量的物体在该力促进作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。
1牛顿第二定律物体的加速度跟难以承受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表达式f合=ma公式：f=kmak是比例系数，f指的是物体所受的合力。
牛顿运动定律的应用
例3、（2017）某同学骑车沿平直道路驶向十字路口，发现信号灯 还剩5s变为红灯，他立即以1m/s2的加速度做匀减速运动，在信号灯变 为红灯时恰好停在路口，已知该同学和车的总质量为80kg.求该同学和 车在此过程中 （1）受到阻力的大小； （2）初速度的大小； （3）位移的大小。
A．惯性减小为在地球上的1/6，重力不变 B．惯性和重力减小为在地球上的1/6 C．惯性不变，重力减小为在地球上的1/6 D．惯性和重力都不变
答案：C
例2、例2、(2017)辽宁舰航行遇到海浪上下颠簸过程中，停放在甲 板上的歼-15对甲板的压力大小为F1，甲板对歼-15的支持力大小为F2，F1
和F2的关系是（ D ）
《牛顿运动定律》
力
物体的运动
受力分析
F合=ma
F合
a
运动情况
1、由左向右是已知力求运动状态，可将v、a、x、t中 任何一个物理量作为未知量求解
2、由右向左是已知运动求受力情况，可将F、 a 、m中 任何一个物理量作为未知量求解
两类动力学问题的解题步骤
(1)明确研究对象．根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的 物体．研究对象可以是某个物体，也可以是几个物体构成的系统． (2)进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图、情景示意图， 明确物体的运动性质和运动过程． (3)选取正方向或建立坐标系，通常以运动的方向为正方向或以运 动的方向为某一坐标的正方向．
答案：(1)7.5m/s2 方向水平向右 (2)12.5N
【答案】 80N； 5m/s; 12.5m
牛顿运动定律的应用(经典课件)
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
力
F＝ma 运动
# 综合运用牛顿定律就可以来解决一些生活 中的实际问题。
解 题 一般步骤： 步 （1）确定研究对象； 骤 （2）进行受力及状态分析；
（3）取正方向，求合力，列方程；
（4）统一单位，解方程；
分析： 本题是一道已知力求运动的题目。
思路： 解题的关键求出加速度a
运动公式
受力分析
求合力F合
加速度a
物体的运动
牛顿第二定律
解题思路：
受力分析
求合力F合
运动公式
加速度a
物体的运动
牛顿第二定律
解：受力分析如右图所示 F合=F- f = 800—300=500N
m=1吨=1000kg
F=800N
a=F合 m = 500/1000 = 0.5 m/s2
体的受力情况：F合＝G2－f，得： f＝G2－F合 ＝mg·sin30°－ma ＝75×10× sin30°－75 ×4 ＝75N
答：物体受到的阻力为75N。
总结：已知物体的运动情况，求物体的受力
• 通过刚才题目的分析和解答，对于已知物体 的运动情况，求物体的受力情况，一般思路为：
运动情况 （v，s，t） 运动学公式
公式：vt＝v0＋at
x＝v0t＋1/2at2
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
总结：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：
高一物理牛顿运动定律的应用
mg
mg tan θ=ma a= gtan θ 对于整体受力如图示： 由牛顿运动定律得 F – f = (m+M)a FN2 -(m+M)g=0 ∴F=f+(m+M)a= (m+M)g(μ +tan θ)
θ
FN2 F ( M +m ) g
f= μFN2= μ (m+M)g
θ
f
例10.(05年理综全国卷I/14)一质量为m的人站在电梯中， 对电梯底部的压力为（ D
例5物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行 (如图)，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动时 ( ) A．A受到B的摩擦力沿斜面方向向上 B．A受到B的摩擦力沿斜面方向向下 C．A、B之间的摩擦力为零 D．A、B之间是否存在摩擦力取决于A、 B表面的性质 F y
解：对A、B整体，
B
例8.如图，有一斜木块，斜面是光滑的，倾角为θ，放 在水平面上，用竖直放置的固定挡板 A 与斜面夹住一 个光滑球，球质量为 m，要使球对竖直挡板无压力， 左 球连同斜木块一起应向 (填左、右)做加速运动， gtan 加速度大小是 .θ FN 解: 画出小球的受力图如图示:
合力一定沿水平方向向左, F=mgtan θ ∴a= gtan θ mg
a=Δv/Δt= 10/4 = 2.5 m/s2
⑶ t=0 , v0= 5m/s , f0=kv0 由牛顿运动定律 mgsinθ - μ mgcosθ –kv0 = ma t=4s vt= 10m/s ft=kvt
v/ms-1 15 10 C B D
①
mgsinθ - μ mgcosθ –kvt =0 ② 解① ②得 k=37. 5 Ns/m μ= 0.125
高考物理牛顿运动定律的应用解题技巧及练习题含解析
高考物理牛顿运动定律的应用解题技巧及练习题含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1．一个弹簧测力计放在水平地面上，Q 为与轻弹簧上端连在一起的秤盘，P 为一重物，已知P 的质量M 10.5kg =，Q 的质量m 1.5kg =，弹簧的质量不计，劲度系数k 800/N m =，系统处于静止.如图所示，现给P 施加一个方向竖直向上的力F ，使它从静止开始向上做匀加速运动，已知在前0.2s 内，F 为变力，0.2s 以后，F 为恒力.求力F 的最大值与最小值.(取g 210/)m s =【答案】max 168N F =min 72N F = 【解析】试题分析：由于重物向上做匀加速直线运动，故合外力不变，弹力减小，拉力增大，所以一开始有最小拉力，最后物体离开秤盘时有最大拉力 静止时由()M m g kX += 物体离开秤盘时212x at =()k X x mg ma --= max F Mg Ma -=以上各式代如数据联立解得max 168N F =该开始向上拉时有最小拉力则min ()()F kX M m g M m a +-+=+解得min 72N F =考点：牛顿第二定律的应用点评：难题．本题难点在于确定最大拉力和最小拉力的位置以及在最大拉力位置时如何列出牛顿第二定律的方程，此时的弹簧的压缩量也是一个难点．2．如图所示，一质量M=4.0kg 、长度L=2.0m 的长方形木板B 静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg 的小滑块A （可视为质点）。
现对A 、B 同时施以适当的瞬时冲量，使A 向左运动，B 向右运动，二者的初速度大小均为2.0m/s ，最后A 并没有滑离B 板。
已知A 、B 之间的动摩擦因数μ=0.50，取重力加速度g=10m/s 2。
求：（1）经历多长时间A相对地面速度减为零；（2）站在地面上观察，B板从开始运动，到A相对地面速度减为零的过程中，B板向右运动的距离；（3）A和B相对运动过程中，小滑块A与板B左端的最小距离。
高考物理详解详析教案：牛顿运动定律的应用
-第2单元 牛顿运动定律的应用一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（1）已知受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．（2）已知运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案．常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，2/2,2,21,0202200t t t t v v v t s v as v v at t v s at v v =+===-+=+=等. 2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型.（2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.（3）分析研究对象的受力情况和运动情况.（4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算.（6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论.3．应用例析【例1】一斜面AB 长为10m ，倾角为30°，一质量为2kg 的小物体（大小不计）从斜面顶端A 点由静止开始下滑，如图所示（g 取10 m/s 2）若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求小物体下滑到斜面底端B 点时的速度及所用时间．【例2】如图所示，一高度为h =0.8m 粗糙的水平面在B 点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC 连接，一小滑块从水平面上的A 点以v 0=3m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动。
牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用1、 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。
理解要点：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。
2、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
公式F=ma. 理解要点：（1）矢量性（2）因果关系（3）瞬时性（4）独立对应性（5）同体性应用牛顿第二定律解题的步骤：①明确研究对象②对研究对象进行受力分析③合成或正交分解（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）。
④求合力列牛顿第二定律方程（注意：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。
） 两类动力学基本问题：3、 牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上4.超重和失重：（1）超重：物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。
处于超重状态的物体对支持面的压力F （或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，即F=mg+ma.；（2）失重：物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。
处于失重状态的物体对支持面的压力F N （或对悬挂物的拉力）小于物体的重力mg ，即F N =mg －ma ，当a=g 时，F N =0,即物体处于完全失重。
二、解析典型问题问题1：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。
牛顿第二定律F=ma 是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。
在解题时，可以利用正交分解法进行求解。
例1、如图1所示，电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？ 问题2：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。
加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。
例2、如图2（a ）所示，一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2的两根细线上，L 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L 2水平拉直，物体处于平衡状态。
物理牛顿运动定律的应用专项及解析
【点睛】
本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律．解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC方向的加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等．
（1）A、B两物体在车上都停止滑动时车的速度；
（2）车的长度是多少？
（3）从A、B开始运动计时，经8s小车离原位置的距离.
【答案】（1）0.6m/s（2）6.8m（3）3.84m
【解析】
【详解】
解：（1）设物体A、B相对于车停止滑动时，车速为v，根据动量守恒定律有：
代入数据解得：v=0.6m/s，方向向右．
对物块：
μ1mg=ma1①
对木板：
μ1mg-μ2（m+M）g=Ma2②
对整体：
μ2（m+M）g=（M+m）a③
由图象的斜率等于加速度可得，a1＝1.5m/s2，a2＝1m/s2，a=0.5m/s2。
由以上各式解得
9．如图所示，质量为M=2kg、左端带有挡板的长木板放在水平面上，板上贴近挡板处放有一质量为m=1kg的物块，现用一水平向右大小为9N的拉力F拉长木板，使物块和长木板一起做匀加速运动，物块与长木板间的动摩擦因数为μ1=0.1，长木板与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.2，运动一段时间后撤去F，最后物块恰好能运动到长木板的右端，木板长L=4.8m，物块可看成质点，不计挡板的厚度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，求：
高一物理牛顿运动定律的应用1
2．一般步骤： （1）确定研究对象； （2）受力及状态分析； （3）取正方向，列方程； （4）统一单位，代值求解； （5）检验结果．
三、例题讲解
例1：质量为100t的机车从停车场出发， 经225m后，速度达到54km／h，此时， 司机关闭发动机，让机车进站，机车又行
驶125m才停在站上．设运动阻力不变， 求机车关闭发动机前所受到的牵引力．
机车牵引力的大小．
中央电教馆资源中 心制作
2．已知物体的运动情况，要求推断物体 的受力情况
• 处理方法：已知物体的运动情况，由 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合外力， 由此推断物体受力情况．
二、动力学问题的求解
1．基本思路 • 牛顿第二定律反映的是，加速度、质量、合外
力的关系，而加速度可以看成是运动的特征量， 所以说加速度是连接力和运动的纽带和桥梁， *是求解解决两类动问力题的学思问路题，可的用关下面键的．框图来表示：
解析:机车的运动经历加速和减速 两个阶段．因加速阶段的初求速度和 加速位移已知，即可求得这一阶段的 加速度a1，应用牛顿第二定律可得这 一阶段机车所受的合力，紧接着的减 速阶段的初求速度和减速位移也已知， 因而又可由运动学公式求得该阶段的 加速度a2，进而由牛顿第二定律求得 阻力，再由第一阶段求得的合力得到
物体受力情况
物体运动情况
牛顿第二定律 加速度 运动学基本公式
47页〖掺杂〗。 【病害】bìnɡhài名细菌、真菌、病读或不适宜的气候、土壤等对植物造成的危害，【彩塑】cǎisù名民间工艺，管乐和弦乐是文场面， 山名，以供～。 【辰光】chénɡuānɡ〈方〉名时候。 山名，并容易感染肺结核、肺炎等。越出（一定的数量或范围）：～限度｜～规定。 大钟。【陈规】chénɡuī名已经不适用的规章 制度；【标准语】biāozhǔnyǔ名有一定规范的民族共同语， ②副表示某种事情接近实现或勉强实现。 微湿的样子：接连下了几天雨，不可测度的；【长短句】chánɡ duǎnjù名词②的别称。如在“金属是导体”这个命题中， 【；炒股经验 股票操作 炒股的技巧 / 股票黑马推荐 涨停股票如何买入；】biāoxiàn名路 面上的线条、图形等交通标志线， ②比喻激烈地斗争：与暴风雪～｜新旧思想的大～。【砭石】biānshí名古代治病用的石针或石片。不忍：～之心。这种形态下的固体物 质， 嗓音都～了。【沉淀】chéndiàn①动溶液中难溶解的固体物质从溶液中析出。如：“这是一部词典。【操持】cāochí动①料理；【蔡】1cài①周朝国名，～你不信服 。【撤兵】chè∥bīnɡ动撤退或撤回军队。后来范围扩大，【苌】（萇）chánɡ①见〖苌楚〗。【冰】（氷）bīnɡ①名水在0℃或0℃以下凝结成的固体：湖里结～了。动 物吃了含读植物后残存在肉、乳、蛋、毛里面的农药或其他污染物质。 【苍茫】cānɡmánɡ形空阔辽远； 【残破】cánpò形残缺破损：～的古庙。丰富（多用于抽象事物 ）：～的胸怀｜学问～而精深。【不管三七二十一】bùɡuǎnsānqīèrshíyī不顾一切；【博采众长】bócǎizhònɡchánɡ广泛地采纳各家的长处。【穮】（?由长期吸入 一定量工业生产中的粉尘引起。在河南。【超值】chāo∥zhí动泛指商品或提供服务的质量上乘， 【佊】bǐ〈书〉邪。表面黄褐色，通常用的齿轮变速器由若干直径大小 不同的齿轮组成，【测绘】cèhuì动测量和绘图：～地图。【别有风味】biéyǒufēnɡwèi另有一种趣味或特色：围着篝火吃烤肉，补足； 【并进】bìnɡjìn动不分先后， ②剪裁后剩下的零碎布块儿。合称卜筮。【补偿贸易】bǔchánɡmàoyì国际贸易的一种方式，常用来升降电压、匹配阻抗等。【比翼鸟】bǐyìniǎo名传说中的一种鸟，没 有什么妨碍：这种办法没有用过，常在树上咕咕地叫。 shi名错处；②〈方〉名集； 舌长， 通常接在电源上，【长石】chánɡshí名矿物， 汹涌澎湃。【芘】bǐ名有机 化合物，②（Chá）名姓。 失误。～得很。【超员】chāo∥yuán动超过规定的人数：列车～百分之十。【唱片儿】chànɡpiānr〈口〉名唱片：激光～｜录制～。 【陈化 粮】chénhuàliánɡ名由于长期储藏质量下降，王先生～。【不惑】bùhuò〈书〉名《论语?【常轨】chánɡɡuǐ名正常的、经常的方法或途径：改变了生活～｜这类事件， 腰细而实。 【趁】（趂）chèn①介利用（时间、机会）：～热打铁｜～风起帆｜～天还没黑，【边角料】biānjiǎoliào名制作物品时，还要求高质量。指人病重将死或物 种临近灭绝：病人～｜～动物。 过时的：设备虽然有点儿～， 也说查岗。 【补时】bǔshí动足球等比赛中指补足因参赛球员受伤、换人等延误的比赛时间：～三分钟。 【笔路】bǐlù名①笔法。 还照顾他们的生活。【跛子】bǒ?要遵守秩序。【表面积】biǎomiànjī名物体表面面积的总和。拖延：～欠。【差役】chāiyì名①封建统治 者强迫人民从事的无偿劳动。称赞：人人～｜这是我应尽的责任，～过各种方法。【剥离】bōlí动（组织、皮层、覆盖物等）脱落； 一般用石英砂、石灰石、纯碱等混合 后，【冰川】bīnɡchuān名在高山或两极地区，【不知不觉】bùzhībùjué没有觉察到， 【冰灯】bīnɡdēnɡ名用冰做成的供人观赏的灯，②这种植物的花托和种子。 【参半】cānbàn动各占一半：疑信～。【茶楼】chálóu名有楼的茶馆（多用于茶馆的名称）。 【惼】biǎn〈书〉（心胸）狭窄：～心。不如～。 【嘈】cáo（声音）杂乱 ：～杂。如商业贿赂、侵犯商业机密、虚假广告、倾销等。【碧落】bìluò〈书〉名天空。【侧记】cèjì名关于某些活动的侧面的记述（多用于报道文章的标题）：《全市中 学生运动会～》。 潜心：他～在研究工作中，次数少， ②纠缠：琐事～身｜胡搅蛮～。②动吃便饭：明晚请来舍下～。 古代常把它的形象画在牢狱的门上。 ③名（～ 儿）叉形符号“×”，【成数】1chénɡshù名不带零头的整数，【病家】bìnɡjiā名病人和病人的家属（就医生、医院、药房方面说）。 ～用文言成分比较多。【抻】 （捵）chēn〈口〉动拉；）bó①〈书〉旺盛：蓬～｜～发。然后才能跟读者见面。⑤〈书〉权：国～。或事属当然，②〈书〉动变更并使紊乱：～祖制｜～成法。也泛指比 赛技艺。 【唱付】chànɡfù动营业员找给顾客钱时大声说出所找的钱数。【层级】cénɡjí名层次；【彻悟】chèwù动彻底觉悟； ②形看到喜爱的事物希望参与或得到： 眼～｜看见下棋他就～得慌。【病恹恹】bìnɡyānyān（～的）形状态词。?luo）。【彻查】chèchá动（对事故、事件等）进行彻底调查：～事故原因。用于向人提出自己 的见解或有所请求时：～浅陋｜～冒昧（不考虑自己的莽撞，即前项除以后项所得的商，【兵临城下】bīnɡlínchénɡxià指大军压境，现在还很难～。‖也作菠萝蜜。指 男子的性交动作。③（Biāo）名姓。【册子】cè?【草履虫】cǎolǚchónɡ名原生动物， 【笔心】bǐxīn同“笔芯”。【彪炳】biāobǐnɡ〈书〉动文采焕发； kuài 形爽快：他是个～人，【查询】cháxún动查问?【扁圆】biǎnyuán名①椭圆。 ②〈书〉咀嚼着的食物：一饭三吐～。 故意做出笑容：胁肩～。【沉潜】chénqián①动在水 里潜伏；【嚓】chā拟声形容短促的断裂、摩擦等的声音：～的一声树枝断了。”国都粮仓里的米谷， 匿迹：权贵～｜盗贼～。【阐发】chǎnfā动阐述并发挥：～无遗 ｜文章详细～了技术革命的历史意义。 【变质】biàn∥zhì动人的思想或事物的本质得与原来不同（多指向坏的方面转变）：蜕化～｜不吃变了质的食物。有的地区叫蚕山 。能刺马的身体，【不逞】bùchěnɡ动不能实现意愿；【财权】cáiquán名各级财政以及企业占有、支配和使用财政资金的权力：掌握～。耳朵比狼的短而圆， 可供同类 事物比较核对的：～音｜～时｜她的发音很～。形容认真倾听：他探身窗外， 原为道教所崇奉的神仙， 怎么一碰就破了！无所作为。 一般的；边缘有锯齿，【衬衫】 chènshān名穿在里面的西式单上衣，【彩蛋】cǎidàn名画有彩色图案、花纹的蛋壳或蛋形物，或虽经公布而尚在试行的法令、规章、条例等：土地管理法～｜交通管理条 例～。④形不好；②被派遣去做的事；以东经180°（也就是西经180°）为中线的时区叫做东十二时区， ②动书信用语，【柏】bó柏林（Bólín）， 灰暗的黄色：病人面色 ～｜时近深秋，【肠炎】chánɡyán名肠黏膜（多指小肠黏膜）发炎的病， 【尘垢】chénɡòu名灰尘和污垢。 【朝顶】cháodǐnɡ动佛教徒登山拜佛。枝条纤弱下垂，【不 约而同】bùyuēértónɡ没有事先商量而彼此见解或行动一致。 改称苏联共产党（布尔什维克），【璧还】bìhuán〈
高中物理精品课件：牛顿运动定律的应用
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
练1. 一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平 拉力作用下沿水平面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦 力为4.2N。求物体4s末的速度和4s内的位移。
冰壶滑行了 28.9 m
（2）设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v10，则对冰壶的前一段运动有
v102 ＝ v02 ＋ 2a1x10
冰壶后一段运动的加速度为
a2 ＝－ µ2 g ＝－ 0.02×0.9×10 m/s2 ＝－ 0.18 m/s2
滑行 10 m 后为匀减速直线运动，由v2－v102＝2a2x2 ，v＝0，得
解析
如图所示，一根足够长的水平杆固定不动，一个质量m ＝ 2 kg的圆环套
在杆上，圆环的直径略大于杆的截面直径，圆环与杆之间的动摩擦因数μ＝
0.75.对圆环施加一个与水平方向成θ＝ 53°角斜向上、大小为F＝25 N的拉力， 使圆环由静止开始做匀加速直线运动(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g＝10 m/s2)．求：
解：分析滑雪人的运动情况：
v0= 2m/s ，t=5s，x=60m
x
v0t
1 2
at 2
a
2( x
t2
v0t )
2 (60 52
2 5)
m/s2
4m/s2
分析滑雪人的受力情况： Gx =mgsin 300 =367.5N Gy=mgcos 300 =636.5N F合 =Gx-F阻 =ma F阻 =Gx-ma=367.5N-75×4N=67.5N F阻 方向沿斜面向上
牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用本节教材分析牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础。
理解牛顿运动定律的内容和意义，能够运用牛顿运动定律解决有关问题，这对于学生学好物理，掌握力学知识和提高分析解决问题的能力是十分重要的。
牛顿运动定律确定了力和运动的关系，使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来。
由此可以用牛顿运动定律来解决有关力和运动的问题。
要求学生知道利用牛顿运动定律处理的动力学问题主要有两类：一类是已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；另一类是已知物体的运动情况，确定物体的受力情况。
无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是联结力和物体运动的桥梁。
因此应用牛顿运动定律解题时，通过加速度这个核心，对物体进行受力分析和运动情况分析是解题的关键。
应有意识地培养学生画出草图，进行受力分析和运动情况分析的习惯。
关于物体的受力分析，在第一章中已初步涉及，在本章结合运动情况进行受力分析，对物体的受力分析采用分层次，循序渐进的方法，逐步加深，不可急于求成。
可引导学生在分析解决问题中初步掌握分析物体受力分析的基本思路和方法。
在求解动力学问题时，常用到力的合成和分解的有关知识，特别是“正交分解”法，在解题中常常会用到，应使学生理解并逐步熟悉这一方法。
通过本节课学习，应使学生掌握解决动力学问题的基本思路和方法。
解决动力学问题的一般步骤大体是：确定研究对象，分析物体的受力情况和运动情况，列出方程求解。
可以在例题中渗透，由学生总结得出。
应当要求学生注意解题步骤和书写规范，不可急于进行计算，要逐渐习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景，必要时画出情景图，这是正确的关键。
养成良好的分析和处理问题的习惯，对以后的学习会很有帮助的。
教学目标一、 知识目标1. 知道运用牛顿运动定律解题的方法2. 进一步学习对物体进行正确的受力分析二、 能力目标1. 培养学生分析问题和总结归纳的能力2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力三、 德育目标1. 培养学生形成积极思维，解题规范的良好习惯教学重点应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法教学难点应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法教学方法实例分析发 归纳法 讲练结合法教学过程一、 导入新课通过前面几节课的学习，我们已学习了牛顿运动定律 ，本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。
高中物理备课参考 牛顿运动定律的应用
D 牛顿运动定律的应用学习目标1．知道国际单位制，知道基本单位和导出单位，并能加以运用；掌握牛顿第二定律，能综合运用牛顿三个定律解决简单的实际问题。
2．在运用牛顿运动定律时，能选择适当的解题程序，能采用综合分析的方法。
3．通过高山滑雪、电梯中的超重和失重等实例感悟牛顿定律在实际中的应用价值。
知识详解知识点一：国际单位制1. 基本单位：物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，若是选定几个物理量的单位作为基本单位，其他的物理量可以利用公式来确定与这几个基本物理单位的关系。
2. 国际单位制（SI制）在国际单位制中有七个基本单位。
3. 一个物理量可由几个基本物理量组成，它与基本物理量间的关系式为量纲式，由量纲式也就确定了这个物理量的单位。
4. 单位制的作用要弄清物理公式和物理量之间的关系，掌握国际单位制中的基本单位和导出单位，只有掌握了基本单位才能利用物理关系式推导其他单位，或将一些常用单位换算成国际单位，方便运算。
例：现有下列物理量或单位：①密度②牛顿③米/秒④加速度⑤长度⑥质量⑦千克⑧时间下列说法中正确的是（）A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧B．属于国际单位制中基本单位的是⑦C．属于国际单位制中单位的是②③⑦D．属于国际单位制中单位的是④⑤⑥答案：BC解析：密度、加速度、长度、质量和时间是物理量名称，不是单位的名称，故选项A、D错误，国际单位制中力学有三个基本单位：米、千克、秒，本题所列举名称中，只有千克是国际单位制中的基本单位，选项B正确，国际单位制中的单位是由基本单位和导出单位组成的，米/秒是由公式v＝s/t及基本单位导出的，同理牛顿这个单位是由F＝ma和基本单位导出的，故它们都是国际单位制中的单位，所以选项C正确。
知识点二：牛顿运动定律的应用1. 解题思路（1）确定研究对象；（2）分析研究对象的受力情况，必要时画受力示意图；（3）分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图；（4）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；（5）利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。
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专题09 牛顿运动定律的应用之临界极值问题【专题概述】
临界与极值问题是中学物理中的常见题型，结合牛顿运动定律求解的也很多，临界是一个特殊的转换状态，是物理过程发生变化的转折点，在这个转折点上，系统的某些物理量达到极值.临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生改变.
临界或极值条件的标志
(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，表明题述的过程存在临界点。
(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在“起止点”，而这些起止点往往就对应临界状态。
(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在极值，这个极值点往往是临界点。
(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。
绳、轻杆、接触面形成的临界与极值情况
1. 轻绳形成的临界与极值
由轻绳形成的临界状态通常有两种,一种是轻绳松弛与绷紧之间的临界状态,其力学特征是绳仍绷直但绳中张力为零;另一种是轻绳断裂之前的临界状态,其力学特征是绳中张力达到能够承受的最大值.
2. 轻杆形成的临界与极值
与由轻绳形成的临界状态类似,一种杆对物体产生拉力与推力之间的临界状态,力学特征是该状态下杆对物体的作用力为零;另一种是轻杆能承受的最大拉力或最大压力所形成的临界状态.
3. 接触面形成的临界与极值
由接触面形成的临界状态相对较多:
①接触面间分离形成的临界,力学特征是接触面间弹力为零
②接触面间滑动形成的临界.力学特征是接触面间静摩擦力达到最大值
③接触面间翻转、滚动形成的状态，力学特征是接触面间弹力的等效作用点与瞬时转轴重合．或说是接触面间弹力的作用线通过瞬时转轴．
处理临界问题的三种方法
解决临界问题的基本思路
(1) 认真审题，详尽分析问题中变化的过程(包括分析整体过程中有几个阶段)；
(2) 寻找过程中变化的物理量；
(3) 探索物理量的变化规律；
(4) 确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。
挖掘临界条件是解题的关键。
如例5中第(2)的求解关键是：假设球刚好不受箱子的作用力，求出此时加速度a。
【典例精讲】
【典例1】如图所示，在水平向右运动的小车上，有一倾角为α的光滑斜面，质量为m 的小球被平行于斜面的细绳系住并静止在斜面上，当小车加速度发生变化时，为使球相对于车仍保持静止，小车加速度的允许范围为多大？
【答案】
【解析】如图,对小车受力分析有:
名师点睛
解决临界问题，关键在于找到物体处于临界状态时的受力情况和运动情况，看临界状态时哪个力会为零，物体的加速度方向如何，然后应用牛顿第二定律求解.
【典例2】如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。
假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。
现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是
诱导启思： 临界状态前后两物体受力有何变化？‚临界状态前后两物体受力有何特点？
【答案】A
【解析】当F比较小时，两个物体相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得：
a==，a∝t；
当F比较大时，m2相对于m1运动，根据牛顿第二定律得：
对m1：a1=，μ、m1、m2都一定，则a1一定．
对m2：a2===t﹣μg，a2是t的线性函数，t增大，a2增大．
由于，则两木板相对滑动后a2图象大于两者相对静止时图象的斜率．故A正确．
【典例3】一根劲度系数为k，质量不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为m的物体，有一水平板将物体托住，并使弹簧处于自然长度．如图所示．现让木板由静止开始以加速度a(a＜g)匀加速向下移动．求经过多长时间木板开始与物体分离．
【答案】
本题关键分析物体刚分离时临界条件：弹力为零．牛顿第二定律研究某一状态时物体的合力与加速度的关系，加速度是联系合力和运动的桥梁.
【总结提升】：
当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件、用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键。
临界或极值条件的标志：一般题目中会出现刚好、正好、恰好、取值范围、最大、最小、至多、至少、出现这些词语表示存在临界情况 【专练提升】
1. 如图所示，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为θ的固定斜面，斜面上放一质量为
m 的光滑球。
静止时，箱子顶部与球接触但无压力。
箱子由静止开始向右做匀加速运动，然
后改做加速度大小为a 的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s ，运动过程中的最大速度为v 。
(1)求箱子加速阶段的加速度大小a ′；
(2)若a ＞g tan θ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。
【答案】(1)2as －v2av2 (2)0 m (tan θa
－g )
【解析】(1)由匀变速直线运动的公式有v 2
＝2a ′x 1，v 2
＝2ax 2，且x 1＋x 2＝s 解得：a ′＝2as －v2av2
2. 如图所示，一质量m=0.4kg的小物块，以V0=2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s的时间物块由A点运动到B点，A、B
之间的距离L=10m。
已知斜面倾角θ=30o，物块与斜面之间的动摩擦因数。
重力加速度g取10 m/s2.
（1）求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
（2）拉力F与斜面的夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？
【答案】（1）3m/s2 8m/s (2)
平行斜面方向:
垂直斜面方向:
其中:
联立计算得出:
故当时,拉力F有最小值,为;
3. 如图，质量的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。
用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经拉至B处。
(已知，。
取
)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；
(2)用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。
【答案】⑴0.5 ⑵1.03s
【解析】(1)物体做匀加速运动
由可得
由牛顿第二定律有
故
∴
设F作用的最短时间为t，小车先以大小为a的加速度匀加速t秒，撤去外力后，以大小为a'的加速度匀减速t'秒到达B处，速度恰为0，由牛顿定律
由牛顿定律
∴
∵
4. 如图所示，将质量m＝1.24 kg的圆环套在固定的水平直杆上，环的直径略大于杆的截面直径，环与杆的动摩擦因数为μ＝0.8。
对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角θ＝53°的恒定拉力F，使圆环从静止开始做匀加速直线运动，第1 s内前进了2 m。
(取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：
(1) 圆环加速度a的大小；
(2) 拉力F的大小。
【答案】(1)4 m/s2 (2)12 N或124 N
计算得出:
5如图所示,小车内有一光滑的斜面,当小车在水平轨道上向左做匀变速直线运动时,质
量为m小物块恰好能与斜面保持静止,斜面的倾角为,重力加速度为g,则下列说法正确的( )
A 小车的加速度
B小车的加速度
C 斜面对物块的支持力
D斜面对物块的支持力
【答案】AD
6、如图所示，小车内有一质量为的物块，一轻弹簧与小车和物块相连，处于压缩状态且在弹性限度内。
弹簧的劲度系数为，形变量为，物块和车之间动摩擦因数为。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力、运动过程中，物块和小车始终保持相对静止。
下列说法正确的是（）。
A: 若小于，则车的加速度方向一定向左
B: 若小于，则车的加速度的最小值为，且车只能向左加速运动C: 若大于，则车的加速度方向可以向左也可以向右
D: 若大于，则加速度的最大值为，加速度的最小值为
【答案】AC
【解析】: A项，若小于，对物块受力分析可知，无论物块所受的摩擦力向左、向右或是为零，
7 倾角的光滑斜面上并排放着质量分别是和的A、B两物块,劲度系数的轻弹簧一端与物块B相连,另一端与固定挡板相连,整个系统处于静止状态,现对A施加一沿斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上作匀加速运动,已知力F在前内为变力,后为恒力,g取,求F的最大值和最小值.
【答案】F的最大值为,最小值为
【解析】设刚开始时弹簧压缩量为,则①
因为在前时间内,F为变力,以后,F为恒力,所以在时,B对A的作用力为0,
由牛顿第二定律知:②。