人教版山东省2021年高三一轮学案 第四章牛顿运动定律应用(一)----动力学两类基本问题 —无答案
2021年高考一轮复习教案之牛顿运动定律的应用Word版含答案
牛顿运动定律的应用一、牛顿第确定律一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直到有外力迫使它转变这种状态为止。
1．牛顿第确定律导出了力的概念力是转变物体运动状态的缘由。
（运动状态指物体的速度）又依据加速度定义：tva ∆∆=，有速度变化就确定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的缘由。
（不能说“力是产生速度的缘由”、“力是维持速度的缘由”，也不能说“力是转变加速度的缘由”。
）2．牛顿第确定律导出了惯性的概念一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。
惯性反映了物体运动状态转变的难易程度（惯性大的物体运动状态不简洁转变）。
质量是物体惯性大小的量度。
3．牛顿第确定律描述的是抱负化状态牛顿第确定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的。
物体不受外力和物体所受合外力为零的效果都是保持原有运动状态，但它们在本质上是有区分的，不能把牛顿第确定律当成牛顿其次定律在F =0时的特例。
二、牛顿第三定律两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
1．区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力确定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力确定是同时产生同时消逝的，而平衡力中的一个消逝后，另一个可能照旧存在。
2．一对作用力和反作用力的冲量和功一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量确定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。
这是由于作用力和反作用力的作用时间确定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。
三、牛顿其次定律物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。
即F =ma 。
特殊要留意表述的第三句话。
由于力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。
2021人教版高中物理必修一4章《牛顿运动定律》章末复习学案
2021人教版高中物理必修一4章《牛顿运动定律》章末复习学案第四章牛顿运动定律章末整合一、动力学的两类差不多问题1．把握解决动力学两类差不多问题的思路方法其中受力分析和运动过程分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是连接力和运动的桥梁．2．求合力的方法(1)平行四边形定则由牛顿第二定律F合＝ma可知，F合是研究对象受到的外力的合力；加速度a的方向与F合的方向相同．解题时，若已知加速度的方向就可推知合力的方向；反之，若已知合力的方向，亦可推知加速度的方向．若物体在两个共点力的作用下产生加速度，可用平行四边形定则求F合，然后求加速度．(2)正交分解法：物体受到三个或三个以上的不在同一条直线上的力作用时，常用正交分解法．一样把力沿加速度方向和垂直于加速度方向进行分解．图1例1如图1，火车厢中有一倾角为θ＝30°的斜面，当火车以a＝10 m/s2的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体m依旧与车厢保持相对静止．试分析物体m所受的摩擦力的方向．解析法一m受三个力作用：重力mg，弹力F N，静摩擦力F f，静摩擦力的方向难以确定，我们能够假定那个力不存在，那么如图甲，mg与F N在水平方向只能产生大小F合＝mg tanθ的合力，此合力只能产生g tan30°＝3g3的加速度，小于题目给定的加速度，合力不足，故斜面对物体的静摩擦方向向下．法二如图乙，假定所受的静摩擦力沿斜面向上，用正交分解法有：F N cos 30°＋F f·sin 30°＝mg①F N sin 30°－F f cos 30°＝ma②①②联立得F f＝5m(1－3)N为负值，说明F f的方向与假定的方向相反，即沿斜面向下．答案沿斜面向下例2风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调剂的风力．现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径(如图2所示)．图2(1)当杆在水平方向上固定时，调剂风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止动身在细杆上滑下距离s所需时刻为多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 解析(1)设小球所受的风力为F，小球的质量为m，因小球做匀速运动，则F＝μmg，F＝0.5mg，因此μ＝0.5.(2)小球受力分析如图所示．依照牛顿第二定律，沿杆方向上有F cos 37°＋mg sin 37°－F f＝ma，垂直于杆的方向上有F N＋F sin 37°－mg cos 37°＝0又F f＝μF N可解得a＝F cos 37°＋mg sin 37°－μ（mg cos 37°－F sin 37°）m＝34g由s＝12at2得t＝2s a＝8s3g.答案(1)0.5(2)8s 3g二、牛顿运动定律中的图象问题动力学中的图象常见的有Ft图象、at图象、Fa图象等．1．关于Fa图象，第一要依照具体的物理情形，对物体进行受力分析，然后依照牛顿第二定律推导出aF间的函数关系式，由函数关系式结合图象明确图象的斜率、截距的意义，从而由图象给出的信息求出未知量．2．对at图象，要注意加速度的正负，分析每一段的运动情形，然后结合物体的受力情形依照牛顿第二定律列方程．3．对Ft图象要结合物体受到的力，依照牛顿第二定律求出加速度，分析每一时刻段的运动性质．例3放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时刻t的关系如图3甲所示，物块速度v与时刻t的关系如图乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2.由这两个图象能够求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为()图3 A．0.5 kg，0.4 B．1.5 kg，0.4C．0.5 kg，0.2 D．1 kg，0.2解析由Ft图和vt图可得，物块在2 s到4 s内所受外力F＝3 N，物块做匀加速运动，a＝ΔvΔt＝42m/s2＝2 m/s2，F－F f＝ma，即3－10μm＝2m①物块在4 s到6 s所受外力F＝2 N，物块做匀速直线运动，则F＝F f，F＝μmg，即10μm＝2②由①②解得m＝0.5 kg，μ＝0.4，故A正确．答案A例4如图4(a)所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐步增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示，若重力加速度g取10 m/s2.依照图(b)中所提供的信息能够运算出()图4A．物体的质量为1 kgB．斜面的倾角为37°C．加速度为6 m/s2时物体的速度D．物体能静止在斜面上所施加的最小外力为10 N解析对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图x方向：F cosθ－mg sinθ＝ma①y方向：N－F sinθ－G cosθ＝0②从图象中取两个点(20 N，2 m/s2)，(30 N，6 m/s2)代入①式解得：m＝2 kg，θ＝37°，故A错误，B正确．题中并未说明力F随时刻变化的情形，故无法求出加速度为6 m/s2时物体的速度大小，故C错误．当a＝0时，可解得：F＝15 N，故D错误．故选B.答案B三、传送带问题传送带传送物资时，一样情形下，由摩擦力提供动力，而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态紧密相关．分析传送带问题时，要结合相对运动情形，找到摩擦力发生突变的临界点是解题的关键．图5例5水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查．图5为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v＝1 m/s 的恒定速率运行，一质量为m＝4 kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．设行李与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，AB间的距离l＝2 m．(g取10 m/s2)(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；(2)求行李在传送带上运动的时刻．解析(1)开始运动时滑动摩擦力F f＝μmg以题给数值代入，得F f＝4 N由牛顿第二定律得F f ＝ma 代入数值，得a ＝1 m /s 2.(2)设行李做匀加速运动的时刻为t ，行李加速运动的末速度为v ＝1 m /s ，则v ＝at代入数值，得t ＝1 s . 匀速运动的时刻为t 2t 2＝l －12at 2v ＝2－12×1×121s ＝1.5 s运动的总时刻为t ＝t 1＋t 2＝2.5 s . 答案 (1)4 N 1 m /s 2 (2)2.5 s图6针对训练 某飞机场利用如图6所示的传送带将地面上的物资运送到飞机上，传送带与地面的夹角θ＝30°，传送带两端A 、B 的距离L ＝10 m ，传送带以v ＝5 m /s 的恒定速度匀速向上运动．在传送带底端A 轻放上一质量m ＝5 kg的物资，物资与传送带间的动摩擦因数μ＝32.求物资从A 端运送到B 端所需的时刻．(g 取10 m /s 2)解析 以物资为研究对象，由牛顿第二定律得： μmg cos 30°－mg sin 30°＝ma 解得a ＝2.5 m /s 2物资匀加速运动时刻t 1＝va ＝2 s 物资匀加速运动位移：x 1＝12at 21＝5 m然后物资做匀速运动，运动位移：x 2＝L －x 1＝5 m 匀速运动时刻：t 2＝x 2v ＝1 s物资从A 到B 所需的时刻：t ＝t 1＋t 2＝3 s .答案 3 s四、共点力作用下的平稳问题常用方法 1．矢量三角形法(合成法)物体受三个力作用而平稳时，其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反，且这三个力首尾相接构成封闭三角形，能够通过解三角形来求解相应力的大小和方向．常用的有直角三角形、动态三角形和相似三角形．2．正交分解法在正交分解法中，平稳条件F 合＝0可写成：∑F x ＝F 1x ＋F 2x ＋…＋F nx ＝0(即x 方向合力为零)；∑F y ＝F 1y ＋F 2y ＋…＋F ny ＝0(即y 方向合力为零)．3．整体法和隔离法：在选取研究对象时，为了弄清晰系统(连接体)内某个物体的受力情形，可采纳隔离法；若只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力时，一样可采纳整体法．图7例6 如图7所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O 为球心．一质量为m 的小滑块，在水平力F 的作用下静止于P 点．设滑块所受支持力为F N ，OP 与水平方向的夹角为θ.下列关系正确的是( )A ．F ＝mgtan θ B ．F ＝mg tan θC ．F N ＝mgtan θD ．F N ＝mg tan θ解析 对小滑块受力分析如图所示．依照三角函数可得F ＝mgtan θF 合＝mg sin θ，F N ＝F 合＝mgsin θ，故只有A 正确．答案 A例7 如图8所示，质量m 1＝5 kg 的物体，置于一粗糙的斜面体上，斜面倾角为30°，用一平行于斜面的大小为30 N 的力F 推物体，物体沿斜面向上匀速运动．斜面体质量m 2＝10 kg ，且始终静止，g 取10 m /s 2，求：图8(1)斜面体对物体的摩擦力；(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力．解析(1)要求系统内部的作用力，因此用隔离法．对物体受力分析，如图甲所示，沿平行于斜面的方向上有F＝m1g sin 30°＋F f，解得F f＝5 N，方向沿斜面向下．(2)要求系统受的外力，用整体法．因两个物体均处于平稳状态，故能够将物体与斜面体看做一个整体来研究，其受力如图乙所示．在水平方向上有F f地＝F cos 30°＝15 N，方向水平向左；在竖直方向上有F N地＝(m1＋m2)g－F sin 30°＝135 N，方向竖直向上．答案(1)5 N，方向沿斜面向下(2)15 N，方向水平向左135 N，方向竖直向上。
人教版高中物理必修一学案：第四章 用牛顿运动定律解决问题(一)
3．一个质量m=2kg的物体静止在光滑水平面上，受到F=10N的水平作用力，经过时间t=3S，求物体的速度和位移分别是多少？4．一质量为50kg物体从空中静止的直升机中下落，下落10m时的速度是10m/s，则物体在下落过程中受到的空气阻力是多大？（假定空气阻力是恒力）【探究案】题型一：从受力确定运动情况例1.一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F=6 N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：（1）物体2 s末的速度；（2）2 s内的位移。
针对训练1.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10m/s2，则汽车刹车前的速度多大？【总结归纳】结合探究问题总结出解决从受力情况确定运动的解题思路及步骤。
探究点二：从运动情况确定受力例2.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0ｍ高处。
已知运动员与网接触的时间为1.2ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s2）。
针对训练2.有一质量为2kg的小球串在长为1m的轻杆顶部，轻杆与水平方向成θ=37°角。
（1）若静止释放小球，1s后小球到达轻杆底端，则小球到达杆底时它所受重力的功率为多少？（2）小球与轻杆之间的动摩擦因数为多少？（3）若在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力，静止释放小球后保持它的加速度大小1m/s2，且沿杆向下运动，则这样的恒力大小为多少？（g=l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）【总结归纳】总结从运动情况确定受力的解题思路及步骤【课堂小结】解决力和运动关系问题的思路及一般步骤。
4.5 牛顿运动定律的应用 (人教版新教材)高中物理必修一第四章【知识点+练习】
第四章运动和力的关系5 牛顿运动定律的应用知识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．(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，求出物体运动的加速度．(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需求的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．知识点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．(1)确定研究对象．(2)对研究对象进行受力分析，并画出物体受力示意图．(3)根据相应的运动学公式，求出物体的加速度．(4)根据牛顿第二定律列方程求出物体所受的力．(5)根据力的合成和分解方法，求出所需求解的力．拓展一连接体问题1．连接体及其特点多个相互关联的物体连接（叠放，并排或由绳子、细杆联系）在一起的物体组称为连接体。
连接体一般具有相同的运动情况（速度、加速度）。
2．处理连接体问题的常用方法（1）整体法：若连接物具有相同的加速度，可以把连接体看成一个整体作为研究对象，在进行受力分析时，要注意区分内力和外力。
采用整体法时只分析外力，不分析内力。
（2）隔离法：把研究的物体从周围物体中隔离出来，单独进行分析，从而求解物体之间的相互作用力。
拓展二传送带问题如处理此类问题的流程：弄清初始条件→判断相对运动→判断滑动摩擦力的大小和方向→分析物体所受的合外力以及加速度的大小和方向→由物体的速度变化分析相对运动，进而判断物体以后的受力及运动情况。
1．水平传送带问题设传送带的速度为v带，物体与传送带之间的动摩擦因数为μ，两定滑轮之间的距离为l，物体置于传送带一端时的初速度为v0。
高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.5 牛顿第三定律学案新人教版必修1
高中物理第四章牛顿运动定律 4.5 牛顿第三定律学案新人教版必修14、5 牛顿第三定律【学习目标】1、知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。
2、知道牛顿第三定律的内容，能用它解决简单的问题。
3、能区分平衡力与作用力和反作用力。
【学习重点】理解牛顿第三定律【学习难点】区分平衡力和作用力与反作用力【学习流程】【自主先学】知识点1 作用力与反作用力1、力是物体对物体的作用、只要谈到力就一定存在施力物体和受力物体、2、两物体之间的作用总是________的、一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一个物体也施加了力、物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力、作用力和反作用力总是互相________、同时________、性质________、我们可以把其中任何一个力叫做作用力，另一个叫做反作用力、它们分别作用在两个________的物体上、知识点2 牛顿第三定律1、内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_________，方向________，作用在_____________。
表达式：F＝－F′(负号表示方向相反)2、对作用力和反作用力的理解(三个特征、四种性质)三个特征：(1)等值，即________总是相等的、与运动状态无关(2)反向，即________总是相反的、(3)共线，即二者总是在同一条直线上、四种性质：(1)异体性：即作用力和反作用力是分别作用在____________的物体上、(2)同时性：即作用力和反作用力同时______，同时________，同时________、(3)相互性：即作用力和反作用力总是________的、成对出现的、(4)同性性，即二者性质总是________的、【组内研学】知识点3 作用力、反作用力与平衡力的区别1、平衡力(1)定义：一个物体在两个力的作用下而处于平衡，那么我们就把这两个力叫做一对平衡力、(2)特点①一对平衡力的效果是使物体处于平衡状态、②一对平衡力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、2、一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别与联系一对平衡力一对作用力与反作用力不同点两个力作用在同一物体上两个力作用在相互作用的________上两个力性质不一定相同两个力________一定相同一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力两个力同时产生、同时变化、同时消失两个力共同作用，效果是使物体处于平衡状态且所受合力为零两个力各有各的____________，故对其中任一物体不能说是合力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上【交流促学】例1、跳高运动员从地面跳起,这是由于（）A、运动员给地面的压力等于运动员受的重力B、地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力C、地面给运动员的支持力大于运动员受的重力D、地面给运动员的支持力等于运动员给地面的压力例2、如图，油桶放在汽车上，汽车停于水平地面。
高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.5 牛顿第三定律学案新人教版必修1
高中物理第四章牛顿运动定律 4.5 牛顿第三定律学案新人教版必修1【学习目标】1、认识力的作用是相互的、2、能找出某个力对应的反作用力、3、掌握牛顿第三定律的内容，知道作用力和反作用力的关系不受物体运动状态和参考系等的影响、4、会运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题、【预习案】1、作用力和反作用力两个物体之间的作用总是____________，物体之间____________的这一对力叫做作用力和反作用力、它们总是____________，同时____________、我们可以把其中任何一个力叫做____________，另一个力叫做____________、2、牛顿第三定律两个物体之间的____________和____________总是____________、____________，作用在____________直线上、自主探究:1、你对作用力和反作用力是怎样认识的？探究：如图所示，一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了、对这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是（）A、大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大B、大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力C、大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等D、只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大思考：（1）既然大人拉小孩与小孩拉大人的力一样大，大人为什么能把小孩拉过来呢？（2）如果让大人穿上溜冰鞋站在水泥地面上，再比力气时，小孩能否将大人拉过来？提示：一个物体的运动状态是否改变及怎样改变是由物体所受的合力决定，并非由物体所受的某一个力决定、2、作用力和反作用力与一对平衡力的区别是什么？【探究案】1、作用与反作用：2、对牛顿第三定律的理解（1）同时性：究竟哪个力是作用力，哪个力是反作用力，可任意选择，没有主次之分、（2）同一性：作用力和反作用力是同一性质的力。
山东省专用学年高中物理第四章牛顿运动定律第节用牛顿运动定律解决问题一讲义含解析新人教版必修.doc
第6节 用牛顿运动定律解决问题(一)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确定物体所受的力。
合作探究——议一议(1)物体的运动方向是否一定与物体所受合力的方向一致，为什么？提示：不一定。
物体的运动情况由物体所受的合外力和物体的初始状态共同决定。
如物体以某一初速度v 0冲上光滑斜面，合力方向沿斜面向下，而物体的运动方向沿斜面向上。
所以受力情况决定了加速度，但与速度没有任何关系。
(2)加速度在解动力学的两类问题中有什么作用？提示：加速度是联系物体的受力情况和运动情况的桥梁，无论是已知受力情况求解运动情况，还是已知运动情况求解受力情况，都需要根据已知条件确定加速度这个桥梁。
所以充分利用已知条件，确定加速度的大小和方向是解决动力学问题的关键。
1．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，再通过运动学公式确定物体的运动情况。
2．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确定物体所受的力。
3．加速度是联系运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。
4．解决动力学两类问题的关键是对物体进行正确的受力分析及运动情况分析。
(3)在解决动力学两类问题时，如何求解物体的加速度？提示：①通过对物体受力分析，用合成法、分解法或正交分解法求合力，再应用牛顿第二定律求加速度。
②通过运动学公式，求解加速度。
一般解题流程[典例]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。
若人和滑板的总质量m＝60.0 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，重力加速度取g＝10 m/s2。
高中物理 第四章 牛顿运动定律教案 新人教版必修1(2021年最新整理)
高中物理第四章牛顿运动定律教案新人教版必修1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第四章牛顿运动定律教案新人教版必修1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第四章牛顿运动定律一、教材分析本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸—-研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律.牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律,正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求,也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。
本章还涉及到了许多重要的研究方法,如:在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法;牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法,单位制的创建等.对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。
为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。
第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合,现代气息浓厚，实验效果很好。
物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用二、教学目标1、知识与技能1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持.2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。
3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．2、过程与方法1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。
2021-2022年高中物理 第四章4.6用牛顿定律解决问题(一)教学案 新人教版必修1
2021年高中物理第四章4.6用牛顿定律解决问题（一）教学案新人教版必修1班级________姓名________学号_____学习目标:1. 进一步学习分析物体的受力情况，能结合力的性质和运动状态进行分析。
2. 知道两类动力学问题。
3. 理解应用牛顿运动定律解答两类动力学问题的基本思路和方法。
4. 会应用牛顿运动定律结合运动学知识求解简单的两类问题。
学习重点: 应用牛顿定律解题的一般步骤。
学习难点: 两类动力学问题的解题思路。
主要内容:一、动力学的两类基本问题本节的主要内容是在对物体进行受力分析的基础上，应用牛顿运动定律和运动学的知识来分析解决物体在几个力作用下的运动问题。
1．根据物体的受力情况(已知或分析得出)确定物体的运动情况(求任意时刻的速度、位移等)。
其解题基本思路是：利用牛顿第二定律F合=ma求出物体的加速度a；再利用运动学的有关公式（，，等）求出速度v t和位移s等。
2．根据物体的运动情况(已知)确定物体的受力情况。
其解题基本思路是：分析清楚物体的运动情况(性质、已知条件等)，选用运动学公式求出物体的加速度；再利用牛顿第二定律求力。
3．无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提，正确分析物体受力情况和运动情况是解题的关键，加速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。
可画方框图如下：4．把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重要意义。
已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确定运动情况，从而对物体的运动做出明确预见。
如指挥宇宙飞船飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的速度和位置。
而已知物体运动情况确定物体受力情况则包含探索性的应用。
如牛顿根据天文观测积累的月球运动资料，发现了万有引力定律就属于这种探索。
二、应用牛顿运动定律解题的一般步骤(1)确定研究对象(在解题时要明确地写出来)．可根据题意选某物体(题设情景中有多个物体时尤显必要)或某一部分物体或几个物体组成的系统为研究对象。
2021版高中物理第四章牛顿运动定律3牛顿第二定律学案新人教版必修120210803443
2021版高中物理第四章牛顿运动定律3牛顿第二定律学案新人教版必修120210803443学 习 目 标知 识 脉 络1.明白得牛顿第二定律的内容，及a ＝Fm的含义．(重点)2．明白力的单位牛顿是如何样定义的． 3．会应用牛顿第二定律的公式进行有关运算和处理有关问题．(重点、难点)牛 顿 第 二 定 律[先填空] 1．内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．2．表达式F ＝kma ，F 为物体所受的合外力，k 是比例系数．[再判定]1．牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例．(×)2．我们用较小的力推一个专门重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力．(×)3．由牛顿第二定律可知，质量大的物体其加速度一定小．(×)4．任何情形下，物体的加速度的方向始终与它所受的合力方向一致．(√) [后摸索]如图431所示的赛车，什么缘故它的质量比一样的小汽车质量小的多，而且还安装一个功率专门大的发动机？图431【提示】 为了提高赛车的灵活性，由牛顿第二定律可知，要使物体有较大的加速度，需减小其质量或增大其所受到的作用力，赛车确实是通过增加发动机动力，减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度，从而提高赛车的机动灵活性的，如此有益于提高竞赛成绩．[合作探讨]探讨1：静止在光滑水平面上的重物，受到一个专门小的水平推力，在力刚作用在物体上的瞬时，物体是否赶忙获得了加速度？是否赶忙获得了速度？【提示】 力是产生加速度的缘故，力与加速度具有同时性，故在力作用的瞬时，物体赶忙获得加速度，但由Δv ＝a Δt 可知，要使物体获得速度必须通过一段时刻．探讨2：物体的加速度越大，速度越大吗？【提示】 不一定．物体的加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，物体的加速度越大，速度变化越快，速度不一定越大．[核心点击]1．牛顿第二定律中的六个特点 因果性力是产生加速度的缘故，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度矢量性F ＝ma 是一个矢量式．物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同瞬时性 加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消逝 同体性 F ＝ma 中F 、m 、a 差不多上对同一物体而言的 独立性作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和局限性物体的加速度是相关于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系3．两个加速度公式的区别(1)a ＝ΔvΔt 是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法．(2)a ＝Fm是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的缘故及阻碍物体加速度的因素．1．由牛顿第二定律可知，不管如何样小的力都能够使物体产生加速度，但是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为( )A．牛顿第二定律不适用于静止的物体B．桌子的加速度专门小，速度增量专门小，眼睛不易觉察到C．推力小于摩擦力，加速度是负值D．推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零，物体的加速度为零，因此物体仍静止【解析】牛顿第二定律中的力应明白得为物体所受的合力．用一个力推桌子没有推动，是由于桌子所受推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零，物体的加速度为零，因此物体仍静止，故选项D正确，选项A、B、C错误．【答案】 D2．如图432，水平面上一个物体向右运动，将弹簧压缩，随后又被弹回直到离开弹簧，则该物体从接触弹簧到离开弹簧的那个过程中，下列说法中正确的是( )图432A．若接触面光滑，则物体加速度的大小是先减小后增大B．若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大C．若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先减小后增大D．若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大【解析】若接触面光滑，则物体是在刚接触弹簧时速度最大，加速度为零，随着向右将弹簧压缩，弹簧的弹力增大，则加速度一直增大，直至物体速度减小到零，然后物体反向运动，反向过程是向右运动的逆过程，故向左运动时加速度逐步减小，即若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增加后减小，故A、B错误；若接触面粗糙，设弹簧压缩量为x，弹力和摩擦力方向均向左：kx＋μmg＝ma，x增大则a一直增大，直至速度减小到零，当物体反向向左运动时，kx－μmg＝ma，x减小，则加速度减小，当kx＝μmg时，加速度减小到零，之后kx＜μmg，加速度开始反向增大，即若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大，D正确，C错误．【答案】 D3．(多选)如图433所示，一辆有动力驱动的小车内有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车内，右端与一小球相连，设在某一段时刻内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时刻内小车可能是( )图433A．向右做加速运动B．向右做减速运动C．向左做加速运动D．向左做减速运动【解析】小球所受到的合外力等于弹簧对小球的弹力F N，方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，由于小球与小车相对静止，因此小车具有向右的加速度．由于小车的速度方向可能向左，也可能向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动．【答案】AD处理力和运动关系类问题的思路分析物体的受力情形→求合力→由牛顿第二定律求物体的加速度→将初速度与加速度相结合判定物体速度的变化情形．力的单位和求解瞬时加速度问题[先填空]1．力的国际单位牛顿，简称牛，符号N．2．1 N的定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫1 N，即1 N＝1 kg·m/s2．3．比例系数的意义(1)在F＝kma中，k的选取有一定的任意性．(2)在国际单位制中k＝1，牛顿第二定律的表达式为F＝ma，式中F、m、a的单位分别为牛顿、千克、米每二次方秒．[再判定]1．只要力的单位取N，F＝kma的k就等于1.(×)2．只要加速度的单位为m/s2，F＝kma中的k就等于1.(×)3．1 N的力能够使质量为1 kg的物体，产生1 m/s2的加速度．(√)[后摸索]在应用公式F＝ma进行运算时，若F的单位为N，m的单位为g是否能够？【提示】不能够．公式中的各量必须用国际单位．若不用，公式中的比例系数就不再等于1.[合作探讨]瞬时加速度决定于什么因素？如何分析？【提示】物体在某时刻的瞬时加速度由合外力决定，当物体受力发生变化时，其加速度也同时发生变化．分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情形及运动状态，确定物体所受的力中，哪些力发生了变化，哪些力没有发生变化，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．[核心点击]轻绳、轻杆、轻弹簧、橡皮条四类模型的比较1．四类模型的共同点质量忽略不计，都因发生弹性形变产生弹力，同时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关．2．四类模型的不同点弹力表现形式弹力方向弹力能否突变轻绳拉力沿绳收缩方向能弹力表现形式弹力方向弹力能否突变轻杆拉力、支持力不确定能轻弹簧拉力、支持力沿弹簧轴线不能橡皮条拉力沿橡皮条收缩方向不能4．细绳拴一个质量为m的小球，小球将左端固定在墙上的轻弹簧压缩(小球与弹簧不连接)，小球静止时弹簧在水平位置，如图434所示．将细绳烧断后，下列说法中正确的是( )图434A．小球赶忙开始做自由落体运动B．小球离开弹簧后做平抛运动C．小球运动的加速度先比重力加速度小，后来和重力加速度相等D．小球离开弹簧后做匀变速运动【解析】将细绳烧断后，小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，合力斜向右下方，并不是只有重力的作用，因此不是自由落体运动，故A错误．平抛运动在竖直方向上是只受重力的作用，由A的分析可知，小球并不是平抛运动，因此B错误．小球受到球的重力和弹簧的弹力的共同的作用，合力斜向右下方，同时大于重力的大小，因此开始时加速度的大小要比重力加速度大，故C错误．小球离开弹簧后，只受到重力的作用，因此是匀变速运动，故D正确．【答案】 D5．(多选)如图435所示，A、B两物块质量均为m，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态，B物块恰好与水平桌面接触，现在轻弹簧的伸长量为x，现将悬绳剪断，则( )图435A．悬绳剪断瞬时A物块的加速度大小为2gB．悬绳剪断瞬时A物块的加速度大小为gC．悬绳剪断后A物块向下运动距离2x时速度最大D．悬绳剪断后A物块向下运动距离x时加速度最小【解析】剪断悬绳前，对B受力分析，B受到重力和弹簧的弹力，知弹力F＝mg.剪断瞬时，对A分析，A的合力为F合＝mg＋F＝2mg，依照牛顿第二定律，得a＝2g.故A正确，B 错误．弹簧开始处于伸长状态，弹力F＝mg＝kx.当向下压缩，mg＝F′＝kx′时，速度最大，x′＝x，因此下降的距离为2x.故C正确，D错误．【答案】AC6．(多选)如图436所示，质量为m的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、Q.当球静止时，Ⅰ中拉力大小为F T1，Ⅱ中拉力大小为F T2，当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬时，球的加速度a应是( )图436A ．若剪断Ⅰ，则a ＝g ，竖直向下B ．若剪断Ⅱ，则a ＝F T 2m，方向水平向左 C ．若剪断Ⅰ，则a ＝F T 1m，方向沿Ⅰ的延长线 D ．若剪断Ⅱ，则a ＝g ，竖直向上【解析】 若剪断Ⅰ时，水平绳Ⅱ的拉力瞬时消逝，小球只受到重力的作用，由牛顿第二定律得小球加速度a ＝g ，方向竖直向下；若剪断Ⅱ，弹簧的弹力可不能赶忙消逝，这时小球受到重力和弹簧弹力的作用，合力的方向水平向左，大小为F T 2，由牛顿第二定律得小球加速度a ＝F T 2m，方向水平向左，故选项A 、B 正确． 【答案】 AB。
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第四章牛顿运动定律应用（一）----动力学两类基本问题—人教版山东省
2021年高三一轮学案
【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。
【探究提升】
一、已知力求运动
1.斜面AB长10m，倾角为37°，质量为2kg的物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止开始下滑。
若
斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间？g取102s
m。
2.（多选）如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的水平轻弹簧,则当木块接触弹簧后,下列判断正确的是( )
A. 木块立即做减速运动
B. 木块在一段时间内速度仍增大
C. 当F等于弹簧弹力时，木块速度最大
D. 弹簧压缩量最大时，木块速度为零但加速度不为零
3.如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L＝4 m。
sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取102s
m。
试求：工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间。
二、已知运动求力
4.一位滑雪者如果以v0＝30m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从冲坡开始计时，至4s末，雪橇速度变为零。
如果雪橇与人的质量为m＝80kg，求滑雪人受到的阻
力是多少。
（g取102s
m）
5.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t 图象如图所示．g取102s
m，求：
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；
(2)水平推力F的大小；6.如图所示，质量m=5kg的物体，受到推力F的作用，F与水平成37o角。
物体由静止开始沿水平面做直线运动，物体与水平面间的滑动摩擦系数为μ=0.5，经2秒后撤去外力，运动的总位移为20米。
求：（1）物体运动的总时间为多少？（2）拉力F为多大？（g取10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）
【自助餐】
1.（多选）如图a,物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动,在t=1s时刻撤去恒力
F. 物体运动的v−t图象如图b.重力加速度g=10m/s2,则( )
A. 物体在3s内的位移s=3m
B. 恒力F与摩擦力f大小之比F:f=3:1
C. 物体与地面的动摩擦因数为μ=0.3
D. 3s内恒力做功W F与克服摩擦力做功W f之比W F:W f=3:2
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＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ=3/3，重力加速度g取10m/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与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？。