高一物理牛顿运动定律的应用
高一物理牛顿运动定律应用
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
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
高一物理上册知识点归纳笔记
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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。
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
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
高一物理牛顿运动定律拓展及其应用
7
(1)现将线L2剪断，求剪断L2的瞬间物体的加速度. (2)若将图3－2－1甲中的细线L1换成长度相同(挂m后)， 质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，求剪断L2 的瞬间物体的加速度.
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h
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弹簧弹力不能发生突变，在剪断瞬间仍然保持原来 的大小和方向；而细绳的弹力会发生突变，在剪断 瞬间会突然改变.
(2)作用力与反作用力的关系与物体的运动状态和相互 作用的物体被作用的效果无关.
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h
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本章的命题热点主要集中在以下几点： 1．灵活运用隔离法和整体法求解加速度相等的连接体，
注意两个物体受力上的联系，即牛顿第三定律． 2．用正交分解法解决受力较为复杂的问题，在正交的
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h
11
系统问题是指在外力作用下几个物体连在一起运动的
问题，系统内的物体的加速度可以相同，也可以不相同，
对该类问题处理方法如下：
1.隔离法的选取
(1)适应情况：若系统内各物体的加速度不相同，且需要
求物体之间的作用力.
(2)处理方法：把物体从系统中隔离出来，将内力转化为
外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用
过程中，下列说法正确的是
()
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41
A．物块在接触弹簧的过程中一直做减速运动 B．物块接触弹簧后先加速后减速，当弹力等于F时其
速度最大 C．当弹簧处于压缩量最大时，物块的加速度等于F/m D．当物块的速度为零时，弹簧的压缩量等于F/k
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。
牛顿运动定律的应用 教学设计 高一上学期物理人教版(2019)必修第三册
牛顿运动定律的应用一、教学目标1.物理观念（1）结合实例分析,了解视重与实重的概念,在此基础上知道超重与失重的含义。
（2）能运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重进行定量分析,理解超重和失重现象产生的原因及本质。
2.科学思维学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。
培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点教学重点：利用牛顿第二定律和第三定律对超重和失重现象进行定量分析。
教学难点：理解超重和失重现象产生的实质。
三、教学分析通过前面对“牛顿第二定律”的学习,学生对解决物体做匀变速直线运动的问题已有所了解,但对定律的运用还不是很熟练,易将超重、失重现象与牛顿运动定律知识割裂,教学中要注意引导学生,将新知识纳入旧知识结构,让学生体会到超重、失重只是牛顿运动定律知识的迁移与应用而已。
学生在学习超重和失重现象时会受到一些前概念的影响,容易把生活中所说的有些“超重”与物理学上的超重混为一谈,把物理学上的失重误认为是物体“失去重力”;容易把超重、失重现象的运动学特征与物体的运动方向相联系。
因此在本节课教学中利用了实验和理论探究的方法,自主学习与小组合作学习的方式,让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。
激发了学生的学习兴趣,提高动手与合作能力,养成透过现象看本质的物理意识。
四、教学过程观看幻灯片导入，该物体处于平衡状态，再通过提问学生什么是共点力的平衡条件。
（此处教师提示从牛顿第二定律的角度思考），然后让学生动手画出该物体的受力图，这是正确解题的关键．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．由受力图引出什么是共点力（几个力都作用在同一点上或者几个力的作用线交与一点），紧接着让学生动手做这个练习，用平衡条件求解某一个力。
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
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：
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。
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。
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第三章 D 牛顿运动定律的应用一、教学任务分析本节内容是对牛顿运动定律的综合提高和延伸，也为学习以后的物理学习打好力学基础。
学习本节内以受力分析、力的合成与分解、匀加速直线运动规律、牛顿运动定律等基础知识和相应的技能为基础。
通过实例情景和学生活动，了解建立国际单位制的重要性和必要性，介绍用国际单位制及其应用。
通过对典型示例的分析和讨论，归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。
通过对观察录像、演示实验和学生小实验，感受超重、失重现象，应用牛顿第二定律分析、探究超重、失重现象的本质与规律。
二、教学目标1、知识与技能（1）知道国际单位制。
知道基本单位和导出单位。
理解力学中的三个基本单位。
（2）学会导出单位的推演方法并能进行单位换算。
（3）掌握用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。
（4）知道超重和失重现象。
（5）学会用牛顿第二定律分析超重、失重现象。
2、过程与方法（1）通过创设情景、实例分析和练习的过程，认识引入国际单位制的重要性和必要性。
（2）通过对典型示例的分析、讨论过程，认识分析、比较、等效、演绎、归纳、验证等科学方法。
（3）通过对电梯中进行的超重失重实验的定性观察和学生小实验，感受用牛顿运动定律解决实际问题的一般规律和方法。
3、情感、态度与价值观（1）通过阅读关于“火星探测器失事原因”的STS材料，在了解统一单位重要性的同时，感悟严谨的治学态度对科学发展的重大意义。
（2）通过应用牛顿运动定律解决实际问题的过程，感悟物理学在社会发展中的重要作用。
（3）通过学生实验的过程，激发求知欲，获得成就感。
（4）通过观察神舟六号飞船录像片段，了解我国航天事业的发展，激发民族自豪感。
三、教学重点与难点重点：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。
难点：对超重失重视现象的认识。
四、教学资源1、器材：多媒体投影仪，演示超重、失重的DIS实验器材，改锥，饮料瓶（人手一个）。
2、课件：宇航员躺在舱内座椅上的图片，刊登宇航员训练过程的报道文章。
3、录像：神舟六号飞船升空的相关片断，神舟号航天员在太空失重的录像（或在电梯中进行的超重失重演示实验）。
五、教学设计思路本设计包括物理量的单位和国际单位制、牛顿运动定律的应用两部分内容。
本设计的基本思路是：以情景和实例为基础，了解物理探究过程中物理量“单位”统一的重要性，引入国际单位制，介绍国际单位制的组成和在力学中的应用；以典型示例为切入点，应用牛顿运动定律解决实际问题的典型示例，通过分析、讨论，归纳得出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法；以牛顿运动定律的应用为基础，通过观察录像、演示实验和学生小实验，感受超重和失重现象，然后用牛顿运动定律解释产生超重和失重现象的原因。
本设计要突出的重点是：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。
方法是：以典型示例为切入点，通过应用牛顿第二定律和运动学公式求解过程中的分析、讨论，总结出加速度是联系运动和力的桥梁和纽带，同时归纳出应用牛顿运动定律解题的两种最基本的情况：已知物体受力求物体运动状态的变化；已知物体运动状态的变化求物体受力，然后通过练习和作业，进一步熟悉应用牛顿运动定律解决简单实际问题的规律和方法。
本设计要突破的难点是：对超重与失重现象认识。
方法是：通过观摩录像和学生小实验，感受超重和失重现象；通过应用牛顿第二定律进行分析，揭示超重、失重现象的本质；通过讨论、交流，通过类比、归纳，得出由物体加速度方向判断出现超重或失重现象的规律。
完成本设计的内容约需2课时。
六、教学流程1、教学流程图2、流程图说明情景I 录像1，设问1录像：神舟六号飞船宇航员进舱和飞船发射过程的场景片断。
通过设问，请学生描述发射情况，说明如果时间等物理量没有单位，一切都没有意义，感受物理量单位的重要性。
情景II举例，设问2对涉及“单位”的日常生活实例进行讨论，进一步感受物理量单位的重要性。
活动I阅读STS材料，讨论。
通过阅读STS材料，感悟统一物理量单位的必要性和迫切性，由此引出国际单位制。
介绍国际单位制、基本单位和导出单位。
活动II训练通过练习，交流建立导出单位的推演方法、体验单位统一的优越性，学会应用国际单位制。
活动III实例分析1选择“已知力求运动”的典型示例1，讨论应用牛顿运动定律来解题的过程和方法；选择“已知物体受多个力作用求运动”的题型示例2，讨论对于物体受多个力作用时，借助力的分解的方法（等效）解题的思路和方法。
活动IV实例分析2选择“由已知运动求力”的题型示例（自编，也可选择示例3），讨论另一类应用牛顿运动定律来解题的过程和方法。
通过对实例1、实例2的交流讨论，归纳、总结出应用牛顿运动定律来解题的规律和方法。
活动V实例分析3通过典型示例3的分析，进一步体会应用牛顿运动定律来解题的规律和方法，并由此引人超重与失重现象。
活动VI录像2，演示实验，分析讨论播放神舟号航天员在太空失重的录像（或电梯中进行的超重失重演示实验的录像）；应用力传感器进行DIS实验，利用实验所得F-t图线，半定量地讨论超重与失重现象（或用弹簧测力计重现课本示例3的演示实验），展示超重与失重的实际情况，激发学生探究的欲望。
通过应用牛顿第二定律进行分析、讨论，揭示超重、失重现象的本质。
活动IV小实验，小结通过涉及超重与失重的学生小实验，使学生在活动过程中亲自感受超重与失重现象，加深对超重与失重现象的理解，提高应用物理知识解决实际问题的意识和学习的兴趣。
通过小结，总结应用牛顿运动定律来解决简单实际问题的方法。
3、教学主要环节本设计内容可分为三个主要的教学环节。
第一环节，通过创设情景和学生活动，介绍国际单位制及国际单位制在力学中的应用。
第二环节，通过对典型示例的分析和讨论，归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。
第三环节，通过对观察录像、演示实验和和学生小实验，感受超重、失重现象，通过应用牛顿第二定律进行分析，揭示超重、失重现象的本质。
七、操作案例（一）引入1、前面我们学习了牛顿第二定律F = ma，对各物理量的单位有什么要求？为什么？（各物理量单位分别是F：N，m：kg a：m/s2，则在F = kma，令k = 1，可使问题简化）2、情景I 录像1录像1：神舟六号飞船宇航员进舱和飞船发射过程的场景片断讨论：假如你是播音员，请你作现场直播？设问1：在你描述过程中需要涉及哪些物理量？假如不使用单位，你能确切描述吗？（使用的单位可能有：火箭长度、质量，发射时间等。
如果物理量没有单位，就无法正确表述）3、情景II举一些涉及“单位”的日常生活实例进行讨论，进一步感受物理量单位的重要性。
设问2：在日常生活中，如果只讲大小（数值）而不用单位，行吗？4、设问：是否有了单位就可以直接描述和比较了吗？比如1kg糖和2磅糖，哪个更多些？你是怎样比较的？为什么？（只有将单位统一后才能比较）5、活动I：阅读关于“火星探测器失事原因”的STS材料。
讨论：火星探测器酿成大祸的原因是什么？由于历史原因各国往往会使用各自的单位制，使同一物理量用不同单位表示时会有不同受力数值，阻碍了科技发展和经济交往，因此，物理量必须有单位，单位必须统一，为此制定了国际通行的单位制——国际单位制。
（二）国际单位制（代号SI）国际单位制是一种通用的统一单位制，1960年以来国际计量会议以米、千克、秒为基础制定了国际单位制。
国际单位制由基本单位和导出单位组成。
1、基本单位：选定的几个基本物理量的单位叫基本单位物理学中选定的基本物理量有七个，相对应基本单位有七个（投影）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。
示例：导出物理量速度的单位 m /s1s1m1===t s υ，速度单位是m/s 学生活动：试导出物理量加速度、力、压强的单位。
设问：请说一说你怎样导出新物理量单位的（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） 训练：练习、交流示例：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：kg 2.0g 200==ms 6s 601.0m in 1.0=⨯==t22m /s2m /s 2.04.0===m F a m 36m 62212122=⨯⨯==at s只要把各物理量都换算成统一的国际单位，计算过程就简便了。
（三）牛顿运动定律的应用 1、示例1分析设问：（供参考选用）（1）请描绘一下示例的情景和研究对象及所求的物理量（运动员沿斜坡加速下滑）（2）用哪些方法可以求得加速度？现在你选用哪种方法 为什么？（根据相关运动学公式或牛顿第二定律；第二种、题目中已知力）（3）物体（运动员）和周围哪些物体发生相互作用？他受到哪些力？方向向哪里？从重力方向开始，你可以沿着逆（或顺）时针方向观察并逐一分析 （物体与地球、重力、竖直向下） （物体与斜面、支持力、垂直斜面向上）（4）把物体看作质点，你能画出它的受力示意图吗？ （5）物体的加速度是由什么力产生的?（由F N 和G 两个力的合力产生）（6）如果运用平行四边形定则，这两个力的合力方向是沿着斜面向下呢？还是与地面平行向前，为什么？（沿着斜面向下，因为根据实际效果产生的加速度方向沿斜面向下） （8）用什么方法可求出合力大小？（用力的合成方法画出合力F ，再根据矢量三角形的知识求出F 大小） （9）能求出加速度吗？（22m/s 5m/s 5.010sin sin =⨯====θθg mmg m F a ，方向沿斜面向下） （10）如果物体的质量为原来的2倍，加速度多大？（仍为θsin g a =与m 无关）（11）回顾整个分析解题过程，你认为哪些步骤是最重要的？（确定研究对象――作出受力分析画出示意图――用力的合成法求出合力――用牛顿第二定律求出加速度）2、示例2分析设问：（供参考选用）（1）与上题相比情景有何变化？（物体还受到阻力，要求速度） （2）如何去求速度？（先求出加速度，再根据相关的运动学公式求出速度） （3）能按照你前面所总结的步骤处理吗？学生活动：练习（4）能用力的合成法求三个力的合力吗？有没有更简便的方法？ 4、示例3分析设问：（供参考选用）（1）弹簧测力计和悬挂的重物，你选哪个作为研究对象？为什么？（物体、若求出物体受到的向上的拉力大小，根据牛顿第三定律即可求出弹簧测力计受到的向下的拉力大小即示数）（2）电梯的运动状态与物体的运动状态有什么关系？（相同）（3）怎样才能求出拉力？（先求出a ，再根据牛顿第二定律求出拉力） （4）怎样先求出a（根据相关公式 22t sa =求出） （5）整理一下你的解题思路（确立研究对象——作出受力分析画出示意图——用相关运动学公式求出a ——用牛顿第二定律求出拉力） 学生活动：练习（6）比较示例1、2、3，分析解题过程有什么不同？请你归纳一下一般解题的思路，其中最关键的是什么？ （最关键的是求出a ）5、小结：加速度是力和运动之间的桥梁和纽带。