4.5 牛顿运动定律的应用— 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教案
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
A．1.0m/s² B．1.5m/s² C．2.0m/s² D．2.5m/s²
（辽宁真题 2023.7T9）（4 分）北方冬季有很多冰雪体育项目，其 中滑雪运动被很多人青睐。若运动员从倾角为θ的斜坡自由下滑且 雪杖不与雪道接触，如图所示。设滑板与雪面间的动摩擦因数恒为 μ，重力加速度大小为 g，忽略空气阻力。则该运动员下滑的加速
度大小为（ A ）
A．gsinθ－μgcosθ B．gsinθ＋μgcosθ C．gcosθ－μgsinθ D．gcosθ＋μ顿第二定律（a与F、m的关系） 让一个钩码，沿着斜面顶端匀速下滑到底端。
mgsinθ －μmgcosθ ＝0
μ＝tanθ
（二）已知运动，求受力。 活动二：——（分组实验）测量钩码与木板间的动摩擦因数。
让一个钩码，沿着斜面顶端匀加速下滑到底端。
FN
Ff
mg
y
FN
mgsinθ
Ff
x
θ
θ
mgcosθ mg
mgsinθ－Ff＝ma FN－mgcosθ＝0
gsinθ－μgcosθ
y
FN
mgsinθ
Ff
x
θ
θ
mgcosθ
mg gsinθ－μgcosθ
（3）需要测量哪些物理量？
L＝0.47 m，h＝0.18 m，t＝0.64 s
L1＝
m，h1＝
m，t1＝
s
L2＝
m，h2＝
m，t2＝
s
L3＝
m，h3＝
m，t3＝
s
随堂练习
C
3．小明想测量地铁启动或减速过程中的加速度，他把一支圆珠笔 绑在一根细绳的下端，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的 竖直扶手上。在地铁启动后的某段过程中，细绳偏离了竖直方向， 他用手机拍摄了当时情景的照片（如图甲），拍摄方向跟地铁前 进方向垂直。可简化为如图乙所示的示意图。经过测量AB＝ 30 mm，BC＝6 mm，若g取10 m/s²，估算地铁加速度大小正确的
4.5牛顿运动定律的应用—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册课件
(2)要使木块能滑离木板，水平恒力F作用的最
解：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a0。
其中，m ＝ 75 kg，θ ＝ 30°，则有
一、从受力确定运动情况
可以把整个物体隔离成几个部分来处理，也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理，还可以对同一个物体，同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。
Ff＝75 N，FN＝650 N
根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪 者的支持力大小，为 650 N，方向垂直斜面向下。滑雪者受到 的阻力大小为 75 N，方向沿山坡向上。
拓展二：滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角 为30°的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑雪 者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪 橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2 .
上，在其最右端放一可视为质点的木块.
（1）传送带不动物体由A端运动到B端需要多少时间？
一、整体法：在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体（不考虑内力）来处理的方法称为整体法。
30 N，则木块滑离木板需要多长时间？
5kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数为0.
牛顿运动定律的应用
——板块模型
1．模型特点：
的物体，当物体以加速度a=5 5 m，上表面光滑，
平恒力F=20 N向右拉木板，g取10 m/s2，求：
m/s2上升时，人对地面压力为
（g=10m/s ） 2 mgsinθ－Ff ＝ma
动摩擦因数都不变，只将水平恒力增加为
3．两种位移关系：（相对滑动的位移关系）
④位移关系：x木板 — x木块=L
(3)如果其他条件不变，假设木板上表面也粗
4.5 牛顿运动定律的运用—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义
第5讲 牛顿运动定律的运用【知识点1】力与运动的关系1.牛顿第一定律表明力是改变物体运动状态的原因，是产生加速度的原因；2.牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的关系，即ma F =合；3.牛顿第三定律表明物体之间相互作用力的关系。
【知识点2】动力学的两大基本问题运动学公式： 力学公式：速度公式at v v +=0 牛顿第二定律ma F =合 位移公式2021at t v x += 速度与位移公式ax v v 2202=-1.已知受力情况求运动情况如果题中没有给运动学条件，而给了力学条件，就先从受力分析入手，由平行四边形或三角形法则，或者由正交分解求出合力，再由牛二求出加速度；代入运动学公式，求出相应运动学物理量。
2.已知运动情况求受力情况如图题中给了运动学条件，而没有给力学条件，就先从运动学分析入手，先由运动学公式算出加速度；代入牛二定律求出物体所受的力。
动力学两大基本问题综合如下：题型一[已知受力求运动]例题：质量为m=2kg的物体，静止放在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ=0.5，现对物体施F=20N 的作用力，方向与水平成θ=370（sin370=0.6）斜向上，如图所示，物体运动4s后撤去力F到物体再停止时，求整个过程物体通过的总路程是多少？（g=10m/s2）答案：105.6m变式1.如图所示，倾角θ＝37°的斜面固定在水平面上．质量m＝1.0 kg的小物块受到沿斜面向上的F＝9.0 N的拉力作用，小物块从斜面底端由静止沿斜面向上运动．小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25(斜面足够长，取g＝10 m/s2.sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．(1)求小物块运动过程中所受摩擦力的大小；(2)求在拉力的作用过程中，小物块加速度的大小；(3)若在小物块沿斜面向上运动0.80 m时，将F撤去，求此后物块沿斜面向上运动的距离；(4)求小物块滑回斜面底端时的速度。
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)
(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
人教版(2019)高中物理必修第一册4.5牛顿运动定律的应用课件
练一练
与水平方向成θ =37°的拉力F=10N作用在质
量为2kg的物块，物块与地面间的动摩擦因数
为0.5.10s末撤去拉力.(g=10m/s²，
sin37°=0.6.)求：
F
θ
(1)撤去拉力时物块的速度. (2)物块停下时的位移.
解：(1)竖直方向，物体受力平衡
FN+Fsinθ =mg 摩擦力 f = μFN
极致的高深即简单。 ——列奥纳多·达·芬奇
速度 v=v0+at 位移
v=
v0+v 2
v
1.
x=v0t+
1 2
at2
2.
x=
v0+v 2
·t
3. O
t
速度—位移关系 v2-v02=2ax
一、从受力确定运动情况
演示实验
木块运动的时间与哪些因素有关?欲求解时 间，需测量哪些物理量?试写出时间表达式.
v2=2gh
①
加速度
a=-v/t
②
工件对锻锤锤头的力为F'
h=3m
-F'+mg=ma ③
联立①②③解得
F'=mg+m√2gh/t=9895N ④
由牛顿第三定律，打击力为9895N。
课堂小结
F=ma 加速度a 运动学分析
受力情况 F=ma
第一类问题 第二类问题
运动情况
加速度a 运动学分析
建立物理模型： ①山坡当作粗糙的斜面；画侧视图. ②人视为质点； ③阻力不变(真实情况是阻力与速度有关)
解:设滑雪者的加速度为a
x=v0t+
1 2
at2
①
解得a=2(x-v0t)/t2=4m/s2 ②
4.5 牛顿运动定律的应用—【新教材】人教版(2019)高中物理必修必修第一册课件
代入已知数值可得 a=4 m/s2
根据牛顿第二定律得：
X轴上: mgsinθ-f阻=ma
代入数据可解得：
f阻=67.5 N
方向沿斜面向上
探究解惑
3、你认为在解决这两类问题中谁起到了“桥梁”作用？
牛顿第二定律
运动学公式
受力情 况
a
运动情 况
加速度是联系受力情况和运动情况的“桥梁”
例3.如图所示为一架四旋翼无人机，它是一种能够垂 直起降的小型遥控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。 若一架质量m＝2 kg的无人机，其动力系统所能提供的最 大升力为F＝36 N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f ＝4 N，g取10 m/s2。
课堂总结
一、从受力确定运动情况 基本思路：（1）先分析物体受力情况求合力；（2）根据牛顿第二 定律a=F/m求加速度；（3）再用运动学公式求所求量。 二、从运动情况确定受力 基本思路：（1）先分析物体的运动情况；（2）根据运动学公式求 加速度；（3）用牛顿第二定律F=ma列方程求出物体受力情况。
再
解析 (1)设无人机上升时加速度为 a，由牛顿第二定律， 有 F－mg－f＝ma，解得 a＝6 m/s2， 由 h＝12at2，解得 h＝75 m。
(2)设无人机坠落过程中加速度为 a1， 由牛顿第二定律，有 mg－f＝ma1，解得 a1＝8 m/s2， 由 v2＝2a1H，解得 v＝40 m/s。 (3)设飞行器恢复升力后向下减速时加速度为 a2， 由牛顿第二定律，有 F－mg＋f＝ma2， 解得 a2＝10 m/s2 设飞行器恢复升力时速度大小为 vm， 则有2va2m1＋2va2m2＝H， 又由 vm＝a1t1，解得 t1＝53 5 s。
出物体所受的力或者相关物理量。 1、基本思路 （1）先分析物体的运动情况； （2）根据运动学公式求加速度； （3）用牛顿第二定律F=ma列方程求出物体受力情况。
4.5牛顿运动定律的应用(课件)-高中物理(人教版2019必修第一册)
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。
第二定律：物体加速度的大小跟所
受到的作用力成正比，跟它的质量
成反比； 加速度方向跟作用力方向
相同。
公式: F=ma
第三定律：两个物体之间的作用
力和反作用力总是大小相等，方
向相反，作用在一条直线上。
运动学规律
速度公式 ：v = v0+at
°＝ma
FT＝
°
a＝g tan 30°＝5.77 m/s2
【变式训练】一质量为m＝1 kg的小球用细线悬挂在一辆加速度a＝2 m/s2匀加速向右
运动的小车内，球与车厢壁接触。细线与竖直方向的夹角为30°，车厢壁对球的摩
擦力可忽略不计。求小球与车厢壁之间的压力大小。取 g＝10 m/s2。
雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2 .
解: 由运动学公式v t =v0 +at，得
FN
vt v0
a
5.26m / s 2 ①
t
对滑雪者受力分析，如图所示
mg
根据牛顿第二定律，可得
f mg sin 300 ma ②
联立①②，代入数据，解得
f
f 20.8 N
【变式训练】某大厦内装有自动扶梯，电梯扶手的倾角为θ 。一位质量为m的乘客
1
m
m
加速度为负值，方向跟 x 轴正方向相反
将 v0 ＝ 3.4 m/s，v ＝ 0 代入 v2 － v02 ＝ 2a1x1，得冰壶的滑行距离为
v02
3.42
x1
m 28.9m
2a1
2 (0.2)
物理人教版(2019)必修第一册4.5牛顿运动定律的应用——板块模型(共25张ppt)
(2)通过受力分析，求出各物体在各个运动过程中的加速度。
(3)根据物理量之间的关系列式计算。
注意：①此类问题涉及两个物体、多个运动过程。
②前一个过程的末速度是下一个过程的初速度。
③不同运动过程转变的瞬间，加速度可能突变，需重新受力分析
板-块模型解题步骤
1.地面光滑的“滑块—木板”问题
擦力会发生突变
无相对位移
（速度相等
速度保持相同
的过程中）
位移的关系
有相对位移
（速度不相
等的过程中）
注意：计算过程中
①速度方向相同，
x相对=x木板+x滑块
②速度方向不相同，
x相对=x木板-x滑块
的速度，位移，都
是相对于地面而言。
2.“滑块—木板”模型的解题方法和步骤
(1)明确各物体对地的运动和物体间的相对运动情况，确定物体间的
板-块模型
学习目标及重点
1.能说出“板-块”模型的概念。
2.能掌握“板-块”模型的分析方法。(重点)
3.能运用牛顿运动定律处理“板-块”问题。(重点)
板-块模型的概念
1.“板-块”模型概述：
两个或多个物体上、下叠放在一起，物体之间通过摩擦力
产生联系。
板-块模型的分析方法
1.“滑块—木板”模型的三个基本关系
= ， = ，解得：t=2s
(3)B离开A时的速度大小为vB＝aBt＝2 m/s。
典例
2．如图所示，质量为M＝1 kg的长木板静止在光滑水平面上，现有一质
量为m＝0.5 kg的小滑块(可视为质点)以v0＝3 m/s 的初速度从左端沿木
板上表面冲上木板，带动木板向前滑动．已知滑块与木板上表面间的动
《牛顿运动定律的应用》(课件)高一物理(人教版2019必修第一册)
14
新知探究
整体法--隔离法在连接体中的应用
共速连接体，一般采用先整体后隔离的方法； 关联速度连接体一般分别对两物体受力分析，分别应用 牛顿第二定律列出方程，联立方程求解
15
课堂练习 3.(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块紧靠在一起
放在倾角为θ的斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数相同，用始终
mgsinθ－μmgcosθ＝ma2
解得a2＝2
m/s2，x2＝vt2＋
1 2
a2t22＝11
m，L＝x1＋x2＝16
m
26
课堂练习 【答案】(1)16 m (2)5 m (2)煤块速度小于传送带时s1相＝vt1－x1＝5 m 煤块速度大于传送带时s2相＝x2－vt2＝1 m 由于s1相>s2相，可见痕迹长为5 m
A.工件与皮带间动摩擦因数不大于0.32才为合格 B.工件被传送到另一端的最长时间是2 s C.若工件不被传送过去，返回的时间与正向运动的时间相等 D.若工件不被传送过去，返回到出发点的速度为10 m/s
20
课堂练习 【答案】B 【解析】工件恰好传送到右端，有0－v02＝－2μgL，代入数据
解得μ＝0.5，工件与皮带间动摩擦因数不大于0.5才为合格，此过程 用时t＝ v0 ＝2 s，故A错误，B正确；若工件不被传送过去，当反向运
7
课堂练习
【答案】1 s和1.8 s
【解析】解得第一次到达B点的时间t1＝1 s，或t1′＝3 s(舍去 )，
第一次到达B点时的速度v2＝v1－
1 2
a2t1＝2
m/s，
之后物体滑上斜面，由牛顿第二定律得mgsinθ＝ma3，
解得a3＝gsinθ＝5 m/s2，
4.5牛顿运动定律的应用(课件)高中物理(人教版2019必修第一册)
会更容易解决问题。
一、从受力确定运动情况
（3）程序法:对于多过程问题，在解题过程中，按照物理过程的先后顺序，
对题目进行分析、判断、计算的解题方法叫程序法。重点分析判断前、后两个
物理过程的特点，衔接点往往是解决物理问题的“切入口”或者是解题的“命
门”。
一、从受力确定运动情况
4.解题步骤
可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统。
（1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。
（2）根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合力（包括大小和方
向）。
方程的形式:牛顿第二定律F =ma ，体现了力是产生加速度的原因。应用时方
程式的等号左右应该体现出前因后果的关系，切记不要写成F-ma=0的形式，
的受力情况。（科学思维）
3.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
（科学思维）
学
习
目
标
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？
导入新课
一、从受力确定运动情况
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
A．系统做匀速直线运动
B． = 40N
C．斜面体对物体的作用力N = 5 2N
D．增大 F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向
上运动
【详解】AB．对整体受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律有 = +
对楔形物体受力分析如图乙所示．由牛顿第二定律有tan45° =
2
可得 = 40N, = 10m/s
支，叫作运动学（kinematics）；研究运动和力的关系的分支，
4.5 牛顿运动定律的应用(教学设计)高一物理(人教版2019必修第一册)
第5节牛顿运动定律的应用教学设计思考与讨论：为了尽量缩短停车时间，旅客按照车门标注的位置候车。
列车进站时总能准确的停在对于车门的位置。
这是如何做到的呢？复习与思考：(1)牛顿第一定理的内容是什么？它揭示了什么样的规律？(2)牛顿第二定理的内容是什么？它揭示了什么样的规律？(3)既然力是改变物体运动状态的原因，那么力与运动之间存在怎样的关系呢？(4)我们在研究力与运动之间关系时我们可能遇到哪些问题？对这些问题你认为如何处理呢？的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少距离？二、从运动情况确定受力【例题2】如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75 kg，以2 m/s 的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5 s的时间内滑下的路程为60 m。
求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10 m/s2。
思考与总结：(1)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中，要做好哪两个分析？(2)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中，要把力和运动联系在一起的桥梁是什么？(3)你认为“从受力确定运动情况”这类问题中，我们应该按照怎样的步骤解决来解决？思考与总结：1.两个分析：(1)过程分析：逐一分析不同过程运动特点，找出相邻过程的联系点。
(2)受力分析：逐过程分析物体受力，注意摩擦力、弹力可能变化。
2.一个桥梁：3.两类问题的解题步骤：三、传送带模型（一）水平传送带问题【例题3】如图所示，水平传送带正在以v＝4.0 m/s的速度匀速顺时针转动，质量为m＝1 kg的某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，将该物块从传送带左端无初速度地轻放在传送带上(g取10 m/s2)．如果传送带长度L＝20 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端．思考与讨论：(1)物块轻放在传送带上后，所受的合外力多大？物块的加速度多大？(2)物块开始做何种运动？(3)当物块的速度加速到与传送带的速度相等时经历多长时间？位移多大？(4)当物块的速度和传送带速度相同时，物块是否还受传送带的摩擦力？(5)物块和传送带速度相同后，物块将做何种运动？这一段经历的时间多长？(6)你是否可以画一下物块在这个过程的v-t图像？【拓展与突破】如果传送带长度L＝4.5 m，求经过多长时间物块将到达传送带的右端．(1)物块是否可以加速到和传送带速度相同，而不掉落传送带？(2)此种情况物块的运动形式是否和第一种情况相同？(3)此种情况物体的v-t图像如何画？【例题4】如图所示，绷紧的水平传送带足够长，始终以恒定速率v1＝2 m/s沿顺时针方向运行。
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
x
t2
25
由牛顿第二定律F合 = ma得：Gx - F阻 = ma F阻 = Gx – ma = mgsin300 - ma = 75N
Gx
θ
Gy
θ
G
拓展：若空气阻力大小恒为F=17.5N，求： 滑雪人与山坡之间的动摩擦因数μ是多大？
F阻=67.5N
Ff= F阻-F
Ff= 50N
FN=GCOS
1：质量为40g的物体从距离地面36m的高度落下， 落地时的速度为24m/s,求物体下落过程中所受的 空气平均阻力的大小。（g取10m/s)
2.一颗质量为20g的子弹以500m/s的速度击穿一块 厚度为4cm的固定木块后，速度变为400m/s，求： 子弹在穿过木块时所受的平均阻力
拓展
2、如图所示，质量m=4kg的物体与地面间的动 摩擦因数为μ=0.5，在与水平成θ=37°角的 恒力F作用下，从静止起向右前进t1=2.0s后 撤去F，又经过t2=4.0s物体刚好停下。求：F 的大小、最大速度vm、总位移s。
或运用运动学规律寻找各运动学量与加速度的关系 4）运用牛顿第二定律建立力与运动之间的关系．
（常常需要建立坐标系，用到正交分解） 5）求解最后结果并检验．
力的 受力 运算 情况
F=ma 合力F
a
运动 规律
运动 情况
（ v,x,t ）
随堂练习
1.物体的质量是2kg，用F＝10N向右上方和水平 方向成37°夹角的拉力使物体从静止向右运动， 物体和地面间的动摩擦因数为0.4，问物体在4s 末和4s内的位移 (g=10m/s2)再撤去力F， 物体还能运动多远？
F θ 600/11N 20m/s 60m
谢谢
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 机车牵引力的大小．
4.5牛顿运动定律的运用【新版】人教版(2019)高中物理必修第一册课件
例【2】：如图甲所示，质量为m＝10 kg的小球挂在倾角θ＝37°、质量M＝40 kg的光滑斜面
的固定铁杆上．当斜面和小球以a1＝0.5g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜 面的压力分别为多少？当斜面和小球都以a2＝g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力 和对斜面的压力A 又分别是多少？(取g＝10 m/s2)
例如，静止于倾角为θ的斜面上的物体，如果已分析了重力G，就不能同时说物体还受到 下滑力Gsin θ 和垂直于斜面向下的分力Gcos θ.
3．要养成按先画非接触力(如重力)再画接触力(如弹力、摩擦力)的顺序分析物体受力的习 惯，在分析接触力时要注意受力物体与其他施力物体的接触处最多存在两个力(弹力、摩擦力)， 有可能只有一个力(弹力)，也有可能无力作用．
的固定铁杆上．当斜面和小球以a1＝0.5g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜 面的压力分别为多少？当斜面和小球都以a2＝g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力 和对斜面的压力A 又分别是多少？(取g＝10 m/s2)
小球和斜面一起向右加速运动，球相对斜面有两种情况，一种是压在斜面上，一种是离开斜面．两种情况 有个临界点，弹力FN＝0，此时的加速度称为临界加速度a0.本题关键是比较实际加速度与临界加速度，判 断小球的相对状态，再受力分析求解．
课前导入
一起交通事故 (据报载)某市区一路段发生了一起交通事故：一辆汽车在公路上匀速行驶，突然前面有一
位老太太横穿马路，司机发现后立刻刹车，但老太太还是被撞倒了．事故发生后交警测得刹车 过程中车轮在路面上擦过的笔直的痕迹长9 m，从厂家的技术手册中查得该车轮胎和地面间的 动摩擦因数是0.8.据悉，交通部门规定该路段的速度不得超过36 km/h.
物理人教版(2019)必修第一册4.5牛顿运动定律的应用六大专题(共57张ppt)
（1）平面上的弹簧连接体
（2）平面上的轻杆连接体
B
A
F
（3）平面上的推压连接体
TAB=
+
（不受摩擦影响即
μ 相同）
TAB=
+
1
R
2d
2
该圆周上。由 2R·sin θ＝ ·gsin θ·t ，可推得 t=2 g = g （d 为直径），且 t1＝t2＝t3。
2
甲
乙
结论：质点从竖直面内的圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑
到下端（要求必须在圆周上）所用时间相等,如图乙所示;
（2）圆周内同最底端的斜面(如图所示)
在竖直面内的同一个圆周上，各斜面的底端都在竖直圆
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A
M、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.b球最先到达M点
C.c球最先到达M点
D.b球和c球都可能最先到达M点
( C )
【例题】[构造等时圆]如图所示,固定支架ACB中,AC竖直,AB为光滑
钢丝,AC=BC=l,一穿在钢丝中的小球从A点静止出发,则它滑到B点的
专题四、连接体模型
（1）连接体模型：两个或两个以上相互作用的物体组成的整体
叫连接体。常见模型如图所示。
模型一：弹力连接体（加速度相同）
1.光滑平面内上的绳连接体：
B
A
F
条件：μ=0
问题：求AB间绳的拉力TAB
若μ≠0，TAB表达式是？
整体法：F=(mA+mB)a
隔离B：TAB=mBa
得：TAB=mB
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
课堂检测：
2.如图所示，在行驶过程中，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．为了尽可能地减少碰撞引起的伤害，人们设计了安全带及安全气囊．假 定乘客质量为70kg，汽车车速为108km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5s，安 全带及安全气囊对乘客的作用力大约为（ ）
甲为某一娱乐场中的滑草场地，图乙其示意图，其中斜坡轨道AB长为64 m，倾角为 37°，轨道BC为足够长的水平草地．一滑行者坐在滑草盆中自顶端A处由静止滑下，滑草 盆与整个滑草轨道间的动摩擦因数均为0．5，忽略轨道连接处的速率变化及空气阻力，g
取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．求：
A．420N C．800N
B．600N D．1000N
课堂检测：
3.如图所示的机车，质量为100t，设它从停车场出发经225m后速度达到54km/h，此时， 司机关闭发动机，让机车进站．机车又行驶了125m才停在站上，设机车所受的阻力保持 不变，关闭发动机前机车所受的牵引力不变，求机车关闭发动机前所受的牵引力．
如图所示，质量为40kg的雪橇（包括人）在与水平方向成37°角、大小为200N的拉力
F作用下，沿水平面由静止开始运动，经过2s撤去拉力F，雪橇与地面间动摩擦因数为 0.20．g取10 m/s2，cos 37°＝0.8，sin37°＝0.6．求：
（1）刚撤去拉力时雪橇的速度v的大小．
（2）撤去拉力后雪橇能继续滑行的距离x．
运 动
分
分
析
析
由运动确定受力
例： 如图所示，一个质量m＝10kg的物体，沿着倾角θ＝37°的固定斜面由静止开始 匀加速滑下，在t＝3s的时间内下滑的路程x＝18m，求：
【同步】高中物理人教2019版必修1课件：4.5 牛顿运动定律的应用
5．牛顿运动定律的应用
1．知道什么是已知物体的受力情况确定物体的运动情况。 2．知道什么是已知物体的运动情况确定物体的受力情况。 学习任务 3．掌握应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题的基本 思路和方法。
01
必备知识·自主预习储备
知识点一 知识点二
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__的__规__律__确定物体的运动情况。
【典例 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。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，取重力 加速度 g＝10 m/s2。
可以确定合外力的方向。
(√ )
吗？
仅知道物体的受力情况，就能确定物体的运动情况
提示：不能。还必须知道物体的初始条件。
02
关键能力·情境探究达成
考点1 考点2
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？若已知关闭油门的滑行距离和初速度，确定其摩擦力的思 路是怎样的？
A．450 N
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4.5 牛顿运动定律的应用
〖教材分析〗
牛顿第二定律是学生首次接触，而它将伴随着学生整个高中三年。
本节课主要是运用牛顿三大定律去解决实际问题。
培养学生解题能力，逻辑思维能力等。
在对物体受力分析时要正确引导学生，受力分析的顺序，做到不漏不多；强化他们正交分解法的使用和数学三角函数的应用。
逐渐的把握好牛顿定律应用的解题思路和方法。
〖教学目标与核心素养〗
物理观念：掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
科学思维：能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析。
科学探究：能根据物体的受力情况推导物体的运动情况。
科学态度与责任：会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。
〖教学重点与难点〗
重点：1、已知物体受力情况，求物体的运动情况。
2、已知物体运动情况，求物体的受力情况。
难点：1、物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用。
2、正交分解法。
〖教学方法〗
创设情境导入课题，合作交流，总结规律，实例分析，拓展提升，讲练相结合。
〖教学准备〗
多媒体课件。
〖教学过程〗
一、新课引入
通过多媒体课件动图展示：列车进站。
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？
复习牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的的方向跟作用力的方向相同。
F=ma ，F 指的是物体所受的合力，m 为物体的质量，a 是物体的加速度，注意方向。
牛二定律确定了力和运动情况的关系，为此我们再举几个例子。
二、新课教学
（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。
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。
为此我总结了，解题的一般步骤。
解题的一般步骤：
（1）确定研究对象，构建模型：
（2）对这个物体进行受力分析：
顺序是：重力（mg ）→支持力（弹力F N ）→其它→摩擦力（F f ）
（3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式
（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F 合
水平或竖直方向：F 合=运动方向的力-反向的力
建立坐标系：x 、y 轴：F 合=运动方向的力-反向的力
（5）根据牛顿第二定律列方程F 合=ma
（6）画运动草图，应用运动学公式
速度公式 ：v t = v o +at 位移公式：202
1at t v x += 求未知 导出公式：v t 2－ v 02 =2ax
例题1: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？
分析(1)由解题步骤来求解即可。
（2）注意第一阶段的末速度是第二阶段的初速度。
解：（1）确定研究对象，构建模型：
（2）对这个物体进行受力分析：
①竖直向下的重力mg；
②地面对物体向上的支持力F N
③水平向左的摩擦力F f。
（3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式
（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F合
物体向右减速运动；所以在竖直方向没有发生位移，没有加速度，所以重力mg 和支持力F N大小相等、方向相反，彼此平衡。
即y轴方向：mg=F N
=运动方向的力-反向的力=0－F f
在x轴方向：F
合
（5）根据牛顿第二定律列方程F合=ma。
-F f=ma1
F f=μF N
联立得：-μmg=ma1
代入数据得：a1=-0.2m/s2
（6）画运动草图，应用运动学公式：
导出公式：v t 2－ v 02 =2a 1x 1
代入数据得：x 1=28.9m
（2）同理 ，设冰壶滑行 10 m 后的速度为 v 10，则对冰壶的前一段运动有， v 102 ＝ v 02 ＋ 2a 1x 10
冰壶后一段运动的加速度为
a 2 ＝－µ2 g ＝－0.02×0.9×10 m/s 2 ＝－0.18 m/s 2
滑行 10 m 后为匀减速直线运动，由 v 2－ v 102＝2a 2x 2 ， v ＝0，得 22100110222221m 22a x x a a +=-=-=v v
第二次比第一次多滑行了（10＋21－28.9）m ＝2.1m
（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就可以确定物体所受的力。
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)。
和前面的在第四第五步，相反。
例题2、一个滑雪的人，质量m = 75Kg ，以v0 = 2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ= 30o ，在t = 5s 的时间内滑下的路程x = 60m ，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。
解：（1）确定研究对象，构建模型：
（3）对这个物体进行受力分析：
①竖直向下的重力mg ；
②地面对物体向上的支持力F N
③沿斜面向上的阻力F f 。
（3）正交分解：建立直角坐标系转化为四力的模式
（4）运动分析：判断物体的运动方向，求合力F 合
物体向右减速运动；所以在竖直方向没有发生位移，没有加速度，所以重力mg 和支持力F N 大小相等、方向相反，彼此平衡。
即y 轴方向：mgcos300=F N
在x 轴方向：F 合=运动方向的力-反向的力=mgsin300－F f
（5）根据牛顿第二定律列方程F 合=ma 。
ma F mg f =-θsin
（6）画运动草图，应用运动学公式： 位移公式：2021at t v x += 代入数据得：a=4m/s 2
把a=4代入得：mgsinθ-F f =ma
代入数据得：F f =75N
可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁。
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。
〖板书设计〗
4.5牛顿运动定律的应用
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。
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。
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
第二定律确定就可以确定物体所受的力。
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)。
〖教学反思〗
1、在授课过程中发现学生的受力分析，还是没有能够严格的按照一定的顺序来画示意图。
正交分解法的运用存在很大的盲区，坐标系不懂得如何建立。
数学三角函数角度的计算也不对。
所以教师在上本节时，首先还是要复习正交分解法的建立的原则，和角度的对应关系等。
2、本节课通过实例分析、总结规律等教学环节，大大降低了难度有利于学生的学习。
在课后练习的讲解上，还有一些变式题，不够时间讲解，但那也是要提示一些小方法给他们才得。