高一物理必修一 牛顿运动定律的应用(动漫精品)
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高一物理必修课件第四章牛顿运动定律的应用
高一物理必修课件第四章 牛顿运动定律的应用
汇报人：XX 20XX-01-23
目录
• 牛顿运动定律概述 • 牛顿运动定律在力学中的应用 • 牛顿运动定律在曲线运动中的应用 • 牛顿运动定律在碰撞和动量守恒中的应用 • 牛顿运动定律在万有引力与航天中的应用
01
牛顿运动定律概述
牛顿第一定律
定律内容：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态 ，直到外力迫使它改变运动状态为止。
物体所受合外力的方向与速度方向不在同一 直线上。
曲线运动的轨迹特点
物体做曲线运动时，其轨迹向合外力方向弯 曲，且位于速度方向和合外力方向所构成的 平面内。
曲线运动的性质
曲线运动是变速运动，具有加速度，且加速 度的方向与速度方向不在同一直线上。
曲线运动中的牛顿运动定律
01
牛顿第一定律在曲线运动中的应用
万有引力定律的适用范围
适用于两质点间的相互作用，当两物体间的距离远大于物 体本身的大小时，此公式也近似适用。
天体运动的描述
天体运动的基本形式
包括匀速圆周运动和椭圆运动等。
天体运动的描述参数
如轨道半径、周期、线速度、角速度、向心加速度等。
开普勒三定律
描述了行星绕太阳运动的轨道、速度和周期等规律。
航天器中的牛顿运动定律
物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。在曲线
运动中，物体所受合外力不为零，因此物体的运动状态将发生改变。
02 03
牛顿第二定律在曲线运动中的应用
物体的加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比。在曲线运动中 ，物体所受合外力不为零，因此物体具有加速度，且加速度的方向与合 外力的方向相同。
根据牛顿第二定律 F=ma，计算研究 对象的加速度。
汇报人：XX 20XX-01-23
目录
• 牛顿运动定律概述 • 牛顿运动定律在力学中的应用 • 牛顿运动定律在曲线运动中的应用 • 牛顿运动定律在碰撞和动量守恒中的应用 • 牛顿运动定律在万有引力与航天中的应用
01
牛顿运动定律概述
牛顿第一定律
定律内容：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态 ，直到外力迫使它改变运动状态为止。
物体所受合外力的方向与速度方向不在同一 直线上。
曲线运动的轨迹特点
物体做曲线运动时，其轨迹向合外力方向弯 曲，且位于速度方向和合外力方向所构成的 平面内。
曲线运动的性质
曲线运动是变速运动，具有加速度，且加速 度的方向与速度方向不在同一直线上。
曲线运动中的牛顿运动定律
01
牛顿第一定律在曲线运动中的应用
万有引力定律的适用范围
适用于两质点间的相互作用，当两物体间的距离远大于物 体本身的大小时，此公式也近似适用。
天体运动的描述
天体运动的基本形式
包括匀速圆周运动和椭圆运动等。
天体运动的描述参数
如轨道半径、周期、线速度、角速度、向心加速度等。
开普勒三定律
描述了行星绕太阳运动的轨道、速度和周期等规律。
航天器中的牛顿运动定律
物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。在曲线
运动中，物体所受合外力不为零，因此物体的运动状态将发生改变。
02 03
牛顿第二定律在曲线运动中的应用
物体的加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比。在曲线运动中 ，物体所受合外力不为零，因此物体具有加速度，且加速度的方向与合 外力的方向相同。
根据牛顿第二定律 F=ma，计算研究 对象的加速度。
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〉
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〉
物理人教版(2019)必修第一册4.5牛顿运动定律的应用(共20张ppt)
10 m/s2)，则：
(1)物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大？ (2)物体到达B点时的速度是多大？
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？
三 多运动过程问题
解：(1)在水平面上，对物体受力分析，根据牛顿第二定律可得
解得 a＝F－mμmg＝14－0.52×2×10 m/s2＝2 m/s2。 (2)由 M 到 B，根据运动学公式可知 v2B＝2aL
高中物理必修一 第四章 牛顿运动定律
4.5 牛顿运动定律的应用
高中物理必修一 第四章 牛顿运动定律
思考： 为了尽量缩短停车时间，旅
客按照站台上标注的车门位置候 车。列车进站时总能准确地停靠 在对应车门的位置。这是如何做 到的呢？
一 从受力确定运动情况
1、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。
二 从运动情况确定受力
1、已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动 学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因 数等）。
2、处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公
式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求 所求量(力)。
三 多运动过程问题
1、基本思路 (1)把整个过程拆分为几个子过程，对每个子过程进行受力分析和运动特
点分析。 (2)应用运动学公式或者牛顿第二定律求出不同运动过程的加速度。 (3)应用运动学公式求未知物理量或应用牛顿第二定律求未知力。
2、解题关键：求解运动转折点的速度。 该点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到承上启下
物体受 力情况
牛顿第 二定律
(1)物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大？ (2)物体到达B点时的速度是多大？
(3)物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？
三 多运动过程问题
解：(1)在水平面上，对物体受力分析，根据牛顿第二定律可得
解得 a＝F－mμmg＝14－0.52×2×10 m/s2＝2 m/s2。 (2)由 M 到 B，根据运动学公式可知 v2B＝2aL
高中物理必修一 第四章 牛顿运动定律
4.5 牛顿运动定律的应用
高中物理必修一 第四章 牛顿运动定律
思考： 为了尽量缩短停车时间，旅
客按照站台上标注的车门位置候 车。列车进站时总能准确地停靠 在对应车门的位置。这是如何做 到的呢？
一 从受力确定运动情况
1、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。
二 从运动情况确定受力
1、已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动 学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因 数等）。
2、处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公
式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求 所求量(力)。
三 多运动过程问题
1、基本思路 (1)把整个过程拆分为几个子过程，对每个子过程进行受力分析和运动特
点分析。 (2)应用运动学公式或者牛顿第二定律求出不同运动过程的加速度。 (3)应用运动学公式求未知物理量或应用牛顿第二定律求未知力。
2、解题关键：求解运动转折点的速度。 该点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到承上启下
物体受 力情况
牛顿第 二定律
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
高中物理人教版必修第一册课件：第四章 5 牛顿运动定律的应用
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体做减速运动。
答案 √
(6)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。(
)
解析 运动状态的改变情况是由加速度决定的,加速度是由受力决定的。
答案 √
2.太空中测量质量的原理是依据牛顿运动定律,航天员在轻质支架上被另
一航天员拉离平衡位置,松手后,该航天员在大小为120 N的恒定合力作用
下,经0.5 s复位,测得复位时瞬间速度为1 m/s,则被测航天员的质量为(
二、从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的加速度,结合受力分
析再根据牛顿第二定律求出力。
说明: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
与受力情况联系起来。
[自我检测]
1.正误辨析
(1)物体所受合力方向就是加速度方向,也就是其运动方向。(
)
解析 物体所受合力方向就是加速度方向,但加速度的方向不一定与运动方
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体做减速运动。
答案 √
(6)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。(
)
解析 运动状态的改变情况是由加速度决定的,加速度是由受力决定的。
答案 √
2.太空中测量质量的原理是依据牛顿运动定律,航天员在轻质支架上被另
一航天员拉离平衡位置,松手后,该航天员在大小为120 N的恒定合力作用
下,经0.5 s复位,测得复位时瞬间速度为1 m/s,则被测航天员的质量为(
二、从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的加速度,结合受力分
析再根据牛顿第二定律求出力。
说明: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
与受力情况联系起来。
[自我检测]
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(1)物体所受合力方向就是加速度方向,也就是其运动方向。(
)
解析 物体所受合力方向就是加速度方向,但加速度的方向不一定与运动方
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3、从动力学看自由落体运动 （1）自由落体运动定义:
Hale Waihona Puke 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。 （2）自由落体运动条件:
①初速度为零 ②运动过程中只受重力的作用。 （3）自由落体运动加速度:
a F合 mg g mm
方向竖直向下
例题3：以10m/s的速度从地面竖直向上抛出一个物 体，空气的阻力可以忽略，分别计算0.6s、1.6s后 物体的位置（g取10m/s2）。
4.2m
3.2m
解：人为研究对象，由牛顿第二定律得
a
mg－F = m a
故：F = mg - m a
由牛顿第三定律得：压力F大小为 mg - m a
（2）失重（加速下降或减速上升）
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小 于物体所受重力的现象。
思考：如果电梯以加速度a=g加速下降时，人
对地板的压力F’是多大呢？
v
例题1：城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经 常用三角形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化
模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转
动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量
为G，角AOB等于θ，钢索OA对O点的拉力和杆OB对O
点的支持力各是多大？
A
B
θO
G
解：以O点为研究对象，受力分析如图
（3）完全失重
a
物体对支持物（或对悬挂物）完全没有作用
力的现象。即： F’=0
（4）超重和失重的实质
物体处于超重与失重状态时，其重力并没改变，只是它对支持 物的压力（或悬挂物的拉力）变大或变小。
物体具有竖直向上的加速度（或分量）为超重状态 物体具有竖直向下的加速度（或分量）为失重状态 超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关
X轴： F2 F1COS 0
Y轴： F1 sin F3 0
由以上方程解得：
A
FA
B
θO
G
F1
F3 sin
G sin
F2
F1 cos
G tan
练习. 如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一重力 为G的光滑小球,球被竖直挡板挡住不下滑,求：斜面 和挡板对球的弹力大小。
θ
生活中常说的“超重”、“失重”
这个小伙子18岁，身高1.7 米，质量是100kg，他“超 重”了
这辆汽车规定载重5 吨，现在实际拉10吨， 它“超重”了。
神州五号加速升空阶段,杨利伟要接受超重的考验,到 了太空要吃失重之苦。
例题2：如图，人的质量为m，当
电梯以加速度a加速上升时，人对
地板的压力F’是多大？
v
解：人为研究对象，由牛顿第二定律得
F－mg = m a
a
故：F = mg + m a
由牛顿第三定律得：压力F’大小为 mg + m a
2、超重和失重 （1）超重（加速上升或减速下降）
物体对支持物的压力（或对
v
悬挂物的拉力）大于物体所
受重力的现象。
a
练习：如图，人的质量为m，当电 梯以加速度a加速下降时，人对地
v
板的压力F’是多大？
物体受力情况 （F,f）
动力学的两类基本问题 动力学第一类问题
牛顿第 二定律
加速 度a
运动学 公式
物体运动情 况(v,s,t)
动力学第二类问题
1、共点力的平衡
（1）平衡状态： 物体在力的作用下处于静止或匀速直线运动的状 态，称为平衡状态。
思考：物体速度为0时，物体是否一定处于平衡状态？
（2）平衡条件 F合=0 a=0