牛顿运动定律的综合应用
牛顿运动定律的综合应用
机器人的移动和操作也遵循牛顿第一定律，通过编程控制机器人的运动轨迹和 姿态，实现各种复杂动作。
02
CATALOGUE
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的基本理解
01
02
03
牛顿第二定律
物体加速度的大小跟它所 受的合力成正比，跟它的 质量成反比，加速度的方 向跟合力的方向相同。
公式
F=ma，其中F代表物体所 受的合力，m代表物体的 质量，a代表物体的加速 度。
轨道力学
火箭发射和卫星入轨需要精确的力学计算，包括牛顿第二定律的应用 ，以确定火箭所需的推力和轨迹。
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牛顿运动定律的综 合应用
contents
目录
• 牛顿第一定律的应用 • 牛顿第二定律的应用 • 牛顿第三定律的应用 • 牛顿运动定律的综合应用案例
01
CATALOGUE
牛顿第一定律的应用
惯性系与非惯性系
惯性系
一个不受外力作用的参考系，物 体在该参考系中保持静止或匀速 直线运动状态。
非惯性系
一个受到外力作用的参考系，物 体在该参考系中不会保持静止或 匀速直线运动状态。
划船
划桨时水对桨产生反作用力，使船前进。
3
走路
脚蹬地面时，地面给人一个反作用力，使人前进 。
牛顿第三定律在科技中的应用
喷气式飞机
通过燃烧燃料喷气产生反作用力，推 动飞机前进。
火箭推进器
电磁炮
通过电磁力加速弹丸，使其获得高速 ，射出后产生反作用力推动炮身运动 。
火箭向下喷射燃气产生反作用力，推 动火箭升空。
03
转向稳定性
汽车在转弯时，向心力（根据牛顿第二定律）的作用使车辆维持在转弯
牛顿运动定律的应用(经典课件)
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
• 补充：一个物体在斜面上运动，已知斜面倾角为
•
求以下情况物体沿斜面的加速度：
•
(1)若斜面光滑;
•
(2)若斜面粗糙, 动摩擦因素为 ,物 体沿斜
面下滑
•
(3)若斜面粗糙, 动摩擦因素为 ,物 体沿斜
面上滑
跟踪练习
1、一物体以初速度20m/s自倾角为37°的 斜面向上滑动，2.5秒后速度为零，求斜面 与物体间的动摩擦因数。 (g=10N/kg)
1．已知物体的受力情况，要求确定物体的 运动情况
• 处理方法：已知物体的受力情况，可以求 出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以 求出物体的加速度，再利用物体的初始条 件（初位置和初速度），根据运动学公式 就可以求出物体的位移和速度．也就是确 定了物体的运动情况．
2．已知物体的运动情况，要求推断物体的 受力情况
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：
研究对象 受力情况
9.2(m
s2)
t
牛顿运动定律的综合应用(解析版)
牛顿运动定律的综合应用题型一动力学的连接体问题和临界问题【解题指导】整体法、隔离法交替运用的原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．1(2023上·安徽亳州·高三蒙城第一中学校联考期中)中沙“蓝剑一2023”海军特战联训于10月9日在海军某部营区开训。
如图所示，六位特战队员在进行特战直升机悬吊撤离课目训练。
若质量为M的直升机竖直向上匀加速运动时，其下方悬绳拉力为F，每位特战队员的质量均为m，所受空气阻力是重力的k倍，不计绳的质量，重力加速度为g，则()A.队员的加速度大小为F6m-gB.上面第二位队员和第三位队员间绳的拉力大小13FC.队员的加速度大小为F6m-kgD.上面第二位队员和第三位队员间绳的拉力大小23F【答案】D【详解】以六位特战队员为研究对象F-6k+1mg=6ma设第二位队员和第三位队员间绳的拉力为T，以下面的4名特战队员为研究对象T-4k+1mg=4ma解上式得T=23F，a=F6m-k+1g故选D。
2(2024·辽宁·模拟预测)如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时，B与A分离，下列说法正确的是()A.B 和A 刚分离时，弹簧长度等于原长B.B 和A 刚分离时，它们的加速度为gC.弹簧的劲度系数等于mghD.在B 和A 分离前，它们做加速度增大的加速直线运动【答案】C【详解】AB ．在施加外力F 前，对A 、B 整体受力分析，可得2mg =kx 1A 、B 两物体分离时，A 、B 间弹力为零，此时B 物体所受合力F 合=F -mg =0即受力平衡，则两物体的加速度恰好为零，可知此时弹簧弹力大小等于A 受到重力大小，弹簧处于压缩状态，故AB 错误；C ．B 与A 分离时，对物体A 有mg =kx 2由于x 1-x 2=h所以弹簧的劲度系数为k =mgh故C 正确；D ．在B 与A 分离之前，由牛顿第二定律知a =F +kx -2mg 2m =F +kx 2m-g在B 与A 分离之前，由于弹簧弹力一直大于mg 且在减小，故加速度向上逐渐减小，所以它们向上做加速度减小的加速直线运动，故D 错误。
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经典力学的基石，被广泛应用于各个领域。
它们为我们解释了物体运动的规律，并且在实际生活和科学研究中有着重要的应用。
在本文中，我们将探讨几个关于牛顿运动定律应用的例子，展示这些定律的实际应用和意义。
一、运动中的惯性第一个应用例子是关于运动中的惯性。
牛顿第一定律告诉我们，一个物体如果没有外力作用，将保持其原有的状态，即静止物体保持静止，运动物体保持匀速直线运动。
这就是物体的惯性。
拿我们日常生活中最常见的例子来说，当我们在汽车上突然刹车时，身体会继续保持前进的动力，直到与座椅或安全带接触，才会停下来。
这说明了牛顿第一定律的应用。
如果没有外力的作用，我们会按照惯性继续移动。
二、加速度与力的关系牛顿第二定律是描述物体加速度与施加在物体上的力之间关系的定律。
它告诉我们，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
运用这一定律，我们可以解释为什么需要施加更大的力来加速一个较重的物体，而用相同大小的力加速一个较轻的物体时，后者的加速度更大。
在我们日常生活中，这个定律的应用非常广泛。
比如，开车时，我们需要踩下油门，施加一定的力来加速汽车。
同时，如果我们要减速或停车，需要踩下刹车踏板，通过施加反向的力来减少汽车的速度。
三、作用力与反作用力牛顿第三定律指出，对于每一个作用力都会有一个同大小、反方向的作用力作用在不同的物体上。
这就是我们常说的“作用力与反作用力”。
这个定律可以解释许多我们生活中的现象。
例如，当我们走路时，脚对地面施加力，地面也会对脚产生同样大小、反方向的力。
这种反作用力推动我们向前移动。
在工程领域中，牛顿第三定律的应用也非常重要。
例如，当一架飞机在空气中飞行时，空气对飞机产生的阻力同时也是飞机推进的力。
这个定律有助于我们设计高效的飞机引擎和减少能源消耗。
四、万有引力定律最后一个应用例子是万有引力定律。
这个定律描述了两个物体之间相互作用的引力大小与它们质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
牛顿运动定律的综合应用
3．解题方法 整体法、隔离法． 4．解题思路 (1)分析滑块和滑板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出 滑块和滑板的加速度． (2)对滑块和滑板进行运动情况分析，找出滑块和滑板之间的 位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和滑板的位移都 是相对地的位移．
[典例 1] 长为 L＝1.5 m 的长木板 B 静止放在水平冰面上，
3．图象的应用 (1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要 求分析物体的运动情况． (2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线， 要求分析物体的受力情况． (3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析．
4．解答图象问题的策略 (1)弄清图象坐标轴、斜率、截距、交点、拐点、面积的物理 意义． (2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确 “图象与公式”、“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问 题作出准确判断．
可行的办法是( BD )
A．增大 A 物的质量 B．增大 B 物的质量 C．增大倾角θ D．增大拉力 F
2. 如图所示，质量为 M、中空为半球形的光滑凹槽放置于光 滑水平地面上，光滑槽内有一质量为 m 的小铁球，现用一水平向 右的推力 F 推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心
和小铁球的连线与竖直方向成 α 角，则下列说法正确的是( C )
A．小铁球受到的合外力方向水平向左 B．凹槽对小铁球的支持力为smingα C．系统的加速度为 a＝gtan α D．推力 F＝Mgtan α
二、动力学中的图象问题 1．常见的图象有
v－t 图象，a－t 图象，F－t 图象，F－a 图象等．
2．图象间的联系
加速度是联系 v－t 图象与 F－t 图象的桥梁．
练习： 1．(多选)如图(a)，一物块在 t＝0 时刻滑上一固定斜面，其运
牛顿运动定律综合应用
牛顿运动定律综合应用在物理学中，牛顿运动定律是描述物体运动的基本规律。
这些定律由英国物理学家艾萨克·牛顿在17世纪第二期间提出，经过多次实验证实，并被广泛应用于力学领域。
本文将结合实际问题，通过牛顿运动定律的综合应用来深入探讨相关概念。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，它表明一个物体如果受到平衡外力的作用，将维持静止状态或保持匀速直线运动。
换句话说，物体的运动状态只有在受到外力作用时才会改变。
例如，当一个小车停在水平路面上且没有施加力时，它会始终保持静止。
然而，一旦有外力作用于小车，比如有人推或拉它，它的运动状态就会发生改变。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律描述了物体所受力与加速度之间的关系。
它可以用公式F=ma表示，其中F代表力，m代表物体的质量，a代表物体的加速度。
根据这个定律，如果一个物体受到外力作用，它的加速度将与所受力成正比，与物体的质量成反比。
考虑一个拳击手击打一个静止物体的情况。
如果拳击手的力增加，那么物体的加速度也会增加。
相反，如果物体的质量增加，它的加速度就会减小。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律表明，对于相互作用的两个物体，彼此施加的力大小相等、方向相反。
简而言之，如果物体A对物体B施加了一个力，那么物体B对物体A也会施加大小相等、方向相反的力。
一个典型的例子是举起一个物体。
当我们试图举起一个重物时，我们感觉到了重力的力道。
然而，我们对物体的施力实际上也同样作用于我们的身体，这就是牛顿第三定律的体现。
结论牛顿运动定律是物体运动的基本规律，广泛应用于各个领域，包括工程学、天文学和生物学等。
通过综合应用牛顿运动定律，我们可以深入分析和解决许多实际问题。
本文简要介绍了牛顿运动定律的三个主要原则，并通过实例进行了说明。
牛顿第一定律告诉我们物体的运动状态只有在受到外力作用时才会改变，牛顿第二定律描述了力、质量和加速度之间的关系，牛顿第三定律则说明了相互作用物体之间的力的作用规律。
牛顿运动定律及其应用
maM
N
其中 m aM 就是惯性力. 而 mg 和 N 是真实力.
物体相对于斜面有沿斜面方向的加速度 a '
分析物体受力
当m 滑下时，M 加速度方向如图
解：以斜面为参考系(非惯性系）
mg
沿斜面方向:
mgsin+maMcos=ma'
垂直于斜面方向:
N-mgcos+maMsin=0
(1) 弹簧的弹力
(3) 张力 T，内部的弹力
(2) 静摩擦力
(1) 滑动摩擦力
四、摩擦力 (the force of friction)
垂直于接触面指向对方
四种基本相互作用：
1. 引力相互作用
2. 电磁相互作用
3. 强相互作用
4. 弱相互作用
相对强弱： 强相互作用的强度 = 1，电磁相互作用 ≈ 10-2，弱相互作用≈ 10 -5，引力相互作用≈ 10-38。
1.2 牛顿运动定律及其应用
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1.2.1 牛顿运动定律
一、牛顿第一定律（惯性定律）
任何物体如果没有力作用在它上面，都将保持静止的或作匀速直线运动的状态。 定义了惯性参考系 定义了物体的惯性和力 惯性系---在该参照系中观察,一个不受力作用的物 体将保持静止或匀速直线运动状态不变. 惯性---物体本身要保持运动状态不变的性质. 力---迫使一个物体运动状态改变的一种作用. （Newtons laws of motion)
解：建坐标
以整个绳子为研究对象，分析受力， 设任意时刻,绳给地面的压力为 N
O
y
l
y
例2: 有阻力的抛体问题 .
己知: 质量为m的炮弹,以初速度v0与水平方向成仰角射出. 若空气阻力与速度成正比, 即
牛顿定律的综合应用
牛顿运动定律的综合应用1．超重和失重(1)视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重．(2)超重、失重和完全失重的比较2.整体法和隔离法(1)整体法当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法．(2)隔离法当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法．(3)外力和内力如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力．应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力；如果把某物体隔离出来作为研究对象，则内力将转换为隔离体的外力．[自我诊断]1．判断正误(1)超重就是物体的重力变大的现象．()(2)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力．()(3)加速上升的物体处于超重状态．()(4)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态．()(5)物体处于超重或失重状态，完全由物体加速度的方向决定，与速度方向无关．()(6)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法．()(7)求解物体间的相互作用力应采用隔离法．()2．如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面始终保持水平，下列说法正确的是( )A．在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零B．上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力3．(2017·安徽蚌埠模拟)如图所示，A、B两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力F拉A，使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动，这时弹簧长度为L1；若将A、B置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F拉A，使A、B一起做匀加速直线运动，此时弹簧长度为L2.若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是( )A．L2＝L1B．L2＜L1C．L2＞L1D．由于A、B质量关系未知，故无法确定L1、L2的大小关系4．从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球，小球到达最高点的时刻为t1，下落到抛出点的时刻为t2.若空气阻力的大小恒定，则在下图中能正确表示被抛出物体的速率v随时间t的变化关系的图线是( )考点一超重和失重问题1．不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变．2．在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失．3．尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态．4．尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重状态．1．(2017·福建莆田模拟)关于超重和失重现象，下列描述中正确的是( )A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车上的乘客处于超重状态C．荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态D．“神舟”飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态2．(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力( )A．t＝2 s时最大 B．t＝2 s时最小C．t＝8.5 s时最大 D．t＝8.5 s时最小3．(2017·浙江嘉兴模拟)如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”．此过程中( )A．地球对人的吸引力和人对地球的吸引力大小相等B．人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力C．人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小D．人被向上“托起”时处于失重状态考点二连接体问题1．处理连接体问题常用的方法为整体法和隔离法．2．涉及隔离法与整体法的具体问题类型(1)涉及滑轮的问题若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法．例如，如图所示，绳跨过定滑轮连接的两物体虽然加速度大小相同，但方向不同，故采用隔离法．(2)水平面上的连接体问题①这类问题一般多是连接体(系统)各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体、后隔离的方法．②建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度．(3)斜面体与上面物体组成的连接体的问题当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析．3．解题思路(1)分析所研究的问题适合应用整体法还是隔离法．①处理连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般的思路是先用整体法求加速度，再用隔离法求物体间的作用力；②对于加速度大小相同，方向不同的连接体，应采用隔离法进行分析．(2)对整体或隔离体进行受力分析，应用牛顿第二定律确定整体或隔离体的加速度．(3)结合运动学方程解答所求解的未知物理量．[典例1] 如图所示，物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F＝6mg作用下，动滑轮竖直向上加速运动．已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动过程中，物块A和B的加速度分别为( )A．aA＝g，aB＝5g B．aA＝aB＝gC．aA＝g，aB＝3g D．aA＝0，aB＝2g1．(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的光滑斜面上，用始终平行于斜面向上的恒力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，为了增加轻线上的张力，可行的办法是( )A．增大A物的质量 B．增大B物的质量C．增大倾角θ D．增大拉力F2. 如图所示，质量为M、中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角，则下列说法正确的是( )A．小铁球受到的合外力方向水平向左B．凹槽对小铁球的支持力为C．系统的加速度为a＝gtan αD．推力F＝Mgtan α考点三动力学中的图象问题1．常见的图象有v－t图象，a－t图象，F－t图象，F－a图象等．2．图象间的联系加速度是联系v－t图象与F－t图象的桥梁．3．图象的应用(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况．(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况．(3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析．4．解答图象问题的策略(1)弄清图象坐标轴、斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义．(2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”、“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断．1．(多选)如图(a)，一物块在t＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v－t图线如图(b)所示．若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出( )A．斜面的倾角B．物块的质量C．物块与斜面间的动摩擦因数D．物块沿斜面向上滑行的最大高度2．(2017·河南郑州第一次质量预测)甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点(足够高)同时由静止释放．两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即f＝kv(k为正的常量)．两球的v－t图象如图所示．落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2.则下列判断正确的是( )A．释放瞬间甲球加速度较大B.＝C．甲球质量大于乙球质量D．t0时间内两球下落的高度相等3．(2017·广东佛山二模)广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600 m，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台．若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图象如图所示．则下列相关说法正确的是( )A．t＝4.5 s时，电梯处于失重状态B．5～55 s时间内，绳索拉力最小C．t＝59.5 s时，电梯处于超重状态D．t＝60 s时，电梯速度恰好为零考点四动力学中的临界、极值问题1．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，明显表明题述的过程存在着临界点．(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着“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着极值，这个极值点往往是临界点．(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度．2．解决动力学临界、极值问题的常用方法极限分析法、假设分析法和数学极值法．考向1：极限分析法把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，以达到正确解决问题的目的．[典例2] 如图所示，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B.若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦．设细绳对A和B的拉力大小分别为FT1和FT2，已知下列四个关于FT1的表达式中有一个是正确的．请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( )A．FT1＝B．FT1＝C．FT1＝D．FT1＝考向2：假设分析法临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题．。
3.3牛顿运动定律的综合应用(解析版)
3.3牛顿运动定律的综合应用一、动力学中的连接体问题1．连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体．连接体一般(含弹簧的系统，系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度)．2．常见的连接体(1)物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度速度、加速度相同(2)轻绳连接体：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等．速度、加速度相同速度、加速度大小相等，方向不同(3)轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度．速度、加速度相同(4)弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速度、加速度相等．二、动力学中的临界和极值问题1．常见的临界条件(1)两物体脱离的临界条件：F N＝0.(2)相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值．(3)绳子断裂或松弛的临界条件：绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松弛的临界条件是F T＝0.2．解题基本思路(1)认真审题，详细分析问题中变化的过程(包括分析整个过程中有几个阶段)；(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．整体法与隔离法在连接体中的应用(1)整体法当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法．(2)隔离法当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法．(3)处理连接体方法①共速连接体，一般采用先整体后隔离的方法．如图所示，先用整体法得出合力F与a的关系，F＝(m A＋m B)a，再隔离单个物体(部分物体)研究F内力与a的关系，例如隔离B，F内力＝m B a＝m Bm A＋m BF②关联速度连接体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．例题1.一固定在水平面上倾角为α的粗糙斜面上有一个电动平板小车，小车的支架OAB上在O点用轻绳悬挂一个小球，杆AB垂直于小车板面(小车板面与斜面平行)。
高考物理新课标件牛顿运动定律的综合应用
磁场是由运动的电荷或电流产生的，对放入其中的磁体或电 流有力的作用。磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，其方 向与小磁针静止时N极所指的方向相同。
带电粒子在电磁场中的运动
带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中受到电场力的作用，根据牛顿第二定律可确定粒子的加速度， 进而分析粒子的运动情况。
带电粒子在磁场中的运动
01
第一定律与牛顿第二定律
热力学第一定律表明热量和功的转换关系，与牛顿第二定律描述的力、
质量和加速度之间的关系有相似之处。两者都揭示了自然界中的能量守
恒和转换规律。
02
第二定律与牛顿第三定律
热力学第二定律指出热量自发地从高温物体传向低温物体，而牛顿第三
定律表明作用力与反作用力大小相等、方向相反。两者都揭示了自然界
热传导与热辐射
1 2
热传导
物体内部或物体之间因为温度差异而产生的热量 转移现象，遵循傅里叶定律。
热辐射
物体通过电磁波的形式向外发射能量的现象，遵 循普朗克辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律。
3
热传导与热辐射的比较
热传导需要介质，而热辐射不需要介质；热传导 速率较慢，而热辐射速率较快。
热力学定律与牛顿运动定律的联系
牛顿第一定律
惯性定律
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。 这是物体固有的属性，称为惯性 。
力的概念
力是改变物体运动状态的原因。 物体受到外力作用时，其运动状 态将发生改变。
牛顿第二定律
加速度与合外力的关系
物体的加速度与所受合外力成正比， 与物体质量成反比。公式表示为 F=ma，其中F为合外力，m为物体 质量，a为加速度。
中的方向性和平衡性。
牛顿运动定律在实际中的应用
牛顿第三定律在田 径运动中的应用： 运动员在跳跃或投 掷项目中，通过施
加相反方向的力 （例如在跳高时的 起跳和摆腿力量） 来增加垂直方向上 的加速度，从而跳 得更高或投得更远。
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牛顿运动定律在 田径运动中的综 合应用：在长距 离跑项目中，运 动员通过保持恒 定的速度和加速 度，以最少的能 量消耗完成比赛。
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汇报人：
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牛顿第一定律：物 体在无外力作用下， 将保持静止或匀速 直线运动状态。
牛顿第二定律：物 体加速度的大小与 作用力成正比，与 物体的质量成反比。
牛顿第三定律：作 用力和反作用力大 小相等，方向相反， 作用在同一条直线 上。
动作捕捉技术：利用牛顿运动定律进行演员的动作捕捉，实现逼真的动画效果。
特效制作：利用牛顿运动定律模拟自然现象，如爆炸、烟雾等，增强电影的视觉 效果。
角色动画：通过牛顿运动定律对角色进行骨骼绑定和动画制作，使角色动作更加 自然流畅。
场景设计：利用牛顿运动定律进行场景的物理模拟，如重力、碰撞等，增强场景 的真实感。
添加标题
牛顿第一定律：游泳者在水中前进时，由于受到水的阻力，需要施加一个力来克服阻力， 使身体持续向前移动。
牛顿第二定律：游泳者在加速游动时，需要施加更大的力来克服阻力，使身体加速前进。
牛顿第三定律：游泳者在游动时，需要保持身体的平衡，以保持稳定的前进速度和方向。
牛顿万有引力定律：在水中保持浮力平衡，通过调整身体的姿态和呼吸来控制身体的位置 和深度。
牛顿运动定律在机械制造中的应用，如机器的设计、制造和优化。 机器的运转和控制系统，如自动化生产线和机器人，都基于牛顿运动定律。 机械制造中使用的各种工具和设备，如机床、刀具和夹具，都受到牛顿运动定律的支配。 机械制造中的质量控制和误差分析，也涉及到牛顿运动定律的应用。
课件1：专题三 牛顿运动定律的综合应用
第三节 牛顿运动定律的综合应用
物体的加速 产生
度方向 条件 __向__上__ 列原 F－mg＝ma 理式 F＝m(g＋a)
运动 加速上升、 状态 _减__速__下__降__
物体的加速度
物体的加速 度方向_向__下__
方向_向__下__， 大小a＝g
mg－F＝ma mg－F＝mg
F＝m(g－a) F＝0
高考总复习·物理
第三节 牛顿运动定律的综合应用
(1)滑块与地面间的动摩擦因数； (2)弹簧的劲度系数． [思路引导] ①速度图线的斜率表示物体的加速度． ②v－t图象的bc段为直线，表示物体做匀减 速直线运动．
高考总复习·物理
第三节 牛顿运动定律的综合应用
[解析] (1)从题中图象知，滑块脱离弹簧后的 加速度大小
将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直 上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面 始终保持水平，下列说法正确的是
高考总复习·物理
第三节 牛顿运动定律的综合应用
A．在上升和下降过程中A对B的压力都一定 为零
B．上升过程中A对B的压力大于物体A受到的 重力
C．下降过程中A对B的压力大于物体A受到的 重力
[解析] 该同学下蹲过程中，其加速度方向 先向下后向上，故先失重后超重，故选项D正 确． [答案] D
高考总复习·物理
第三节 牛顿运动定律的综合应用
◎规律总结 超重和失重现象的判断“三”技巧
1．从受力的角度判断，当物体所受向上的拉 力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小 于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重 状态．
x＝21×(2＋8)×6 m＋12×8×4 m＝46 m. 答案 (1)0.2 (2)6 N (3)46 m
牛顿运动定律的综合应用
第三节 牛顿运动定律的综合应用一、 超重和失重1． 实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关。
(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重．注：(1). 判断一个物体处于超重还是失重状态,主要根据加速度沿竖直方向的分量方向进行判断。
若竖直向上,则超重,若竖直向下,则失重。
(2). 牛顿运动定律的适用范围是宏观低速的物体，它不适用于微观高速的物体3.对超重、失重的理解(1).超重、失重不是重力增加或减少了,而是重力用作其他用途,对水平支持面的压力或对竖直悬线的拉力变大或变小了,重力的大小是没有变化的,仍为mg 。
(2).超重、失重与物体的速度无关,只取决于物体的加速度方向。
(3).对系统超重、失重的判定不能只看某一物体,要综合分析,某一物体的加速运动会不会引起其他物体运动状态的变化。
例如台秤上放一容器,一细线拴一木球,线另一端拴于盛水容器的底部,剪断细线,木球加速上升同时有相同体积的水以相同的加速度在加速下降,综合起来,台秤示数会减小。
若不能注意到这一点,会得出相反的错误结论。
(4).在完全失重的状态下,由重力产生的一切物理现象都会消失。
如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银气压计失效等,但测力的仪器弹簧测力计是可以使用的,因为弹簧测力计是根据F =kx 制成的测力工具,并非只能测量重力。
注：(1)．尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量即a y ≠0，物体就会出现超重或失重状态．当a y 方向竖直向上时，物体处于超重状态；当a y 方向竖直向下时，物体处于失重状态．(2)．尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重状态．例 如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧测力计，测力计下端挂了一个重物．电梯匀速直线运动时，弹簧测力计的示数为10 N ，在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8 N ．关于电梯的运动，以下说法正确的是(取g ＝10 m/s 2)( C )A ．电梯可能向上加速运动，加速度大小为4 m/s 2B ．电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s 2C ．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s 2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2例在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示,在这段时间内下列说法中正确的是 ( D )A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为g/5,方向一定竖直向下【总结提升】1．判断超重和失重现象的三个技巧(1)从受力的角度判断当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．(2)从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．(3)从速度变化角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重；②物体向下加速或向上减速时，失重．2. 物体超重或失重的多少是由发生超、失重现象的物体的质量和竖直方向的加速度共同决定的，其大小等于ma.例一木箱静止在地面上，木箱连同固定在箱子上的杆总质量为M，有一质量为m的环套在杆上，给环一初速度，使其沿杆向上减速运动，试求环向上运动的加速度多大时，才使箱子对地面的压力为零？二、连接体问题1．概念：连接体是指运动中几个物体或叠放在一起或挤成一排，或用绳、细杆联系在一起的物体组．2．处理方法：解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法．(1)外力和内力如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力，应用牛顿第二定律列方程时，不考虑内力，如果把某物体隔离出来作为研究对象，则内力将转换为隔离体的外力．(2)整体法：当系统中各物体加速度相同时，我们可以把系统内的各个物体看成一个整体，这个整体的质量等于系统内各物体质量之和，系统内各物体受到系统之外的物体的作用力的矢量和为系统所受的合外力，应用牛顿第二定律有F合＝(m1＋m2＋m3＋…＋m n)a或者用牛顿第二定律的正交表达式，即F x＝(m1＋m2＋m3＋…＋m n)a x；F y＝(m1＋m2＋m3＋…＋m n)a y.(3)隔离法：当求系统内各物间的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法．3. 整体法和隔离法应用过程的步骤和注意事项(1)．运用整体法解题的基本步骤①明确研究系统或运动的全过程．②画出系统受力示意图和运动全过程的示意图．③利用牛顿第二定律和运动学公式寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程组求解．(2)．运用隔离法解题的基本步骤①将研究对象从系统中隔离出来，或将研究的某状态，或某过程从运动的全过程中隔离出来．②对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究，画出某状态下的受力图或某阶段的运动示意图．③应用牛顿第二定律和运动学公式、列方程组求解．(3)．注意事项①隔离法的选取原则：若连接体或关联体内各物体的加速度不同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解．②整体法、隔离法交替运用原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且欲求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力，即“先整体、后隔离”的方法．(4)涉及隔离法与整体法的具体问题类型①涉及滑轮的问题若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法．绳跨过定滑轮，连接的两物体虽然加速度大小相同但方向不同，故采用隔离法．②水平面上的连接体问题a这类问题一般多是连接体(系统)各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题时，一般采用先整体、后隔离的方法．b建立坐标系时也要考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或者正交分解加速度．c斜面体与上面物体组成的连接体的问题当物体具有沿斜面方向的加速度，而斜面体相对于地面静止时，解题时一般采用隔离法分析．(5)．解决这类问题的关键正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各个物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解．注：处理连接体问题时,整体法与隔离法往往交叉使用,一般的思路是先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力。
微专题2 牛顿运动定律的综合应用 教学设计
微专题2牛顿运动定律的综合应用类型一连接体中整体法和隔离法的应用在解决连接体问题时，隔离法和整体法往往交叉运用，可以优化解题思路和方法，使解题过程简洁明了．两种方法选择原则如下：1．求加速度相同的连接体的加速度或合外力时，优先考虑“整体法”；2．求物体间的作用力时，再用“隔离法”；3．如果连接体中各部分的加速度不同，一般选用“隔离法”．【例1】在倾角为30°的光滑斜面上，小滑块A和B之间用轻质弹簧连接，A的上端用细线固定，小滑块A的质量是小滑块B质量的一半．开始两个物块均静止，现在把细线剪断，在剪断细线瞬间A和B的加速度大小分别是()A．g，0 B.g 2，g2C.3g2，0 D．g，g[解析]设A的质量为m，则B的质量为2m，剪断细线前细线的拉力为T＝(2m＋m)g sin θ＝32mg剪断细线的瞬间，细线的拉力立刻减为零，而弹簧的弹力不变，则B的加速度为0，A的加速度为a A＝32mgm＝3g2.[答案] C [针对训练1](多选)(2022·四川树德中学月考)如图所示，一辆小车沿倾角为θ的固定斜面下滑，质量为m的小球通过细线悬挂在小车上，与小车一起沿斜面向下运动．图中虚线①垂直于斜面，虚线②平行于斜面，虛线③沿竖直方向，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．如果细线与虚线③重合，则小球的加速度为0B．如果细线与虚线①重合，则小球的加速度大小为g sin θC．如果细线与虚线①重合，则细线的拉力大小为mg sin θD．如果小车与斜面间的动摩擦因数足够大，细线可能与虚线②重合解析：选AB.如果细线与虚线③重合，则小球受力方向只能沿竖直方向，小球不可能沿斜面做加速运动，所以小球的加速度为零，故A正确；如果细线与虚线①重合，小球垂直斜面方向上受力平衡，沿斜面方向，由牛顿第二定律mg sin θ＝ma，解得a＝g sin θ，此时细线的拉力为T＝mg cos θ，故B正确，C错误；如果小车与斜面间的动摩擦因数足够大，假设小车能沿斜面做减速运动，小车加速度沿斜面向上，小球与小车一起沿斜面向下运动，则小球的加速度沿斜面向上，若细线与虚线②重合，小球所受的合力方向不可能沿斜面向上，与假设矛盾，故D错误．类型二牛顿运动定律与图像的综合问题解决这类问题的基本步骤1．看清坐标轴所表示的物理量，明确因变量(纵轴表示的量)与自变量(横轴表示的量)的制约关系．2．看图线本身，识别两个相关量的变化趋势，从而分析具体的物理过程．3．看交点，分清两个相关量的变化范围及给定的相关条件．明确图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的“面积”的物理意义．在看懂以上三个方面后，进一步弄清“图像与公式”“图像与图像”“图像与物体”之间的联系与变通，以便对有关的物理问题作出准确的判断．【例2】(多选)如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，同时对环加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系为F＝k v，其中k 为常数，则环运动过程中的速度图像可能是图中的()[解析]当k v0＝mg时物体与直杆间无挤压，物体不受摩擦力的作用而匀速运动，对应于图像A；当k v0<mg时，竖直方向上k v＋N＝mg，水平方向上μN ＝ma，可知随着物体速度的减小物体的加速度增大，直到速度减小到零，对应于图像B；当k v0>mg时，竖直方向上k v＝mg＋N，水平方向上μN＝ma，可知随着物体速度的减小物体的加速度减小，直到速度减小到使k v＝mg时加速度也减小到零，此后物体匀速运动，对应于图像D，故A、B、D正确．[答案]ABD[针对训练2](多选)一物体以一定的初速度从斜面底端沿斜面向上运动，上升到最高点后又沿斜面滑下，某段时间的速度—时间图像如图所示，g取10 m/s2，由此可知()A．斜面倾角为30°B．斜面倾角为37°C ．物体与斜面间的动摩擦因数为0.25D ．物体与斜面间的动摩擦因数为0.5解析：选BC.速度—时间图像的斜率表示加速度，则由题图可知，沿斜面上升时的加速度大小a 1＝ 81 m/s 2＝8 m/s 2，沿斜面下滑时的加速度大小a 2＝ 41m/s 2＝4 m/s 2，根据牛顿第二定律得，上升时有a 1＝mg sin θ＋μmg cos θm ，下滑时有a 2＝mg sin θ－μmg cos θm，解得θ＝37°，μ＝0.25. 类型三 滑块—滑板模型滑块—滑板模型的三个基本关系加速度关系 如果板、块之间没有发生相对运动，可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度；如果板、块之间发生相对运动，应采用“隔离法”求出板、块运动的加速度．应注意找出板、块是否发生相对运动等隐含的条件 速度 关系 板、块之间发生相对运动时，认清板、块的速度关系，从而确定板、块受到的摩擦力．应注意当板、块的速度相同时，摩擦力会发生突变的情况位移 关系板、块叠放在一起运动时，应仔细分析板、块的运动过程，认清板、块对地的位移和板、块之间的相对位移之间的关系【例3】 (多选)(2021·高考全国卷乙，T21)水平地面上有一质量为m 1的长木板，木板的左端上有一质量为m 2的物块，如图(a)所示．用水平向右的拉力F 作用在物块上，F 随时间t 的变化关系如图(b)所示，其中F 1、F 2分别为t 1、t 2时刻F 的大小．木板的加速度a 1随时间t 的变化关系如图(c)所示．已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g .则( )A ．F 1＝μ1m 1gB ．F 2＝m 2（m 1＋m 2）m 1(μ2－μ1)g C ．μ2>m 1＋m 2m 2μ1 D ．在0～t 2时间段物块与木板加速度相等[解析] 由题图(c)可知，t 1时刻木板与地面的静摩擦力达到最大值，此时物块与木板相对静止，木板刚要滑动，此时以整体为研究对象有F 1＝μ1(m 1＋m 2)g ，故A 错误；由题图(c)可知，t 2时刻物块与木板刚要发生相对滑动，以整体为研究对象， 根据牛顿第二定律，有F 2－μ1(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)a ，以木板为研究对象，根据牛顿第二定律，有μ2m 2g －μ1(m 1＋m 2)g ＝m 1a >0，μ2m 2g >μ1(m 1＋m 2)g ，解得F 2＝m 2（m 1＋m 2）m 1(μ2－μ1)g ，μ2>m 1＋m 2m 2μ1，故B 、C 正确；由题图(c)可知，0～t 2这段时间物块与木板相对静止，所以有相同的加速度，故D 正确．[答案] BCD[针对训练3] (多选)如图所示，光滑水平面上，木板m 1向左匀速运动．t ＝0时刻，木块从木板的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板，t 1时刻，木块和木板相对静止，共同向左匀速运动．以v 1和a 1表示木板的速度和加速度，以v 2和a 2表示木块的速度和加速度，以向左为正方向，则下列图像中正确的是( )解析：选BD.t ＝0时刻，木块从木板的左端向右以与木板相同大小的速度滑上木板，在摩擦力作用下，二者均做匀减速直线运动．根据题述“t1时刻，木块和木板相对静止，共同向左匀速运动”可知木块加速度大小大于木板，图像B、D正确．类型四传送带模型1．水平传送带(匀速运动)情景结果物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送带的速度该物体一直做匀加速直线运动物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带相同物体先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动2.倾斜传送带(1)一个关键点：对于倾斜传送带，分析物体受到的最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系是关键．(2)两种情况①如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力，传送带只能下传物体，两者共速前的加速度大于共速后的加速度，方向沿传送带向下．②如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力，不论上传还是下传物体，物体都是先做匀加速直线运动，共速后做匀速直线运动．【例4】如图所示，传送带保持以1 m/s的速度顺时针转动．现将一质量m＝0.5 kg 的物体从离传送带很近的a点轻轻地放上去，设物体与传送带间动摩擦因数μ＝0.1，a、b间的距离L＝2.5 m，则物体从a点运动到b点所经历的时间为多少？(g取10 m/s2)[解析]对物体，根据题意得：a＝μmgm＝μg＝1 m/s2，当速度达到1 m/s时，所用的时间t 1＝v －v 0a ＝1－01 s ＝1 s ，通过的位移x 1＝v 2－v 202a ＝0.5 m ＜2.5 m ．在剩余位移x 2＝L －x 1＝2.5 m －0.5 m ＝2 m 中，因为物体与传送带间无摩擦力，所以物体以1 m/s 的速度随传送带做匀速运动，所用时间t 2＝x 2v ＝2 s ．因此共需时间t ＝t 1＋t 2＝3 s.[答案] 3 s【例5】 某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，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 的货物，货物与传送带间的动摩擦因数μ＝32.求货物从A 端运送到B 端所需的时间．(g取10 m/s 2)[解析] 以货物为研究对象，由牛顿第二定律得μmg cos 30°－mg sin 30°＝ma ，解得a ＝2.5 m/s 2货物匀加速运动时间t 1＝v a ＝2 s货物匀加速运动位移x 1＝12at 21＝5 m然后货物做匀速运动，运动位移x 2＝L －x 1＝5 m匀速运动时间t 2＝x 2v ＝1 s货物从A 到B 所需的时间t ＝t 1＋t 2＝3 s.[答案] 3 s[针对训练4] (多选)如图所示，在电动机的驱动下，皮带运输机上方的皮带以大小为v 的速度顺时针匀速转动，将一工件(大小不计)在皮带左端A 点轻轻放下，A 点到皮带右端距离为s .若工件与皮带间的动摩擦因数为μ，则工件到B 点的时间值可能为()A.sv B.2svC.sv＋v2μg D.2sμg解析：选BCD.因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则s＝12μgt2，得：t＝2sμg，D正确；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等，则s＝0＋v2t，有：t＝2sv，B正确；若先匀加速到传送带速度v，再匀速到右端，则v22μg ＋v⎝⎛⎭⎪⎫t－vμg＝s，有：t＝s v＋v2μg，C正确；轻放上的木块初速度为零，故木块不可能一直以速度v匀速至右端，A错误．[A级——合格考达标练]1．五个质量相等的物体置于光滑水平面上，如图所示，现对左侧第1个物体施加大小为F、方向水平向右的恒力，则第2个物体对第3个物体的作用力等于()A.15F B.25FC.35F D.45F答案：C2．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图像如图所示．取g＝10 m/s2，则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小分别为()A．0.2，6 N B．0.1，6 NC．0.2，8 N D．0.1，8 N解析：选A.在6～10 s内物体水平方向只受滑动摩擦力作用，加速度a＝－μg，v－t图像的斜率表示加速度，a＝0－810－6m/s2＝－2 m/s2，解得μ＝0.2；在0～6 s 内，F－μmg＝ma′，而a′＝8－26m/s2＝1 m/s2，解得F＝6 N，故A正确．3．如图所示，一车内用轻绳悬挂着A、B两球，车向右做匀加速直线运动时，两段轻绳与竖直方向的夹角分别为α、θ，且α＝θ，则()A．A球的质量一定等于B球的质量B．A球的质量一定大于B球的质量C．A球的质量一定小于B球的质量D．A球的质量可能大于、可能小于也可能等于B球的质量解析：选D.对A、B整体研究，根据牛顿第二定律得：(m A＋m B)·g tan α＝(m A ＋m B)a，解得：g tan α＝a，对B研究，根据牛顿第二定律得：m B g tan θ＝m B a，解得：a＝g tan θ，因此不论A的质量是大于、小于还是等于B球的质量，均有α＝θ，故D正确．4．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为2m的小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球(质量为m)的轻绳恰好水平，则外力F的大小为()A．4.5mg B．25mgC．2mg D．0.5mg解析：选 A.以小球为研究对象，分析受力情况可知：受重力mg、绳的拉力T，小球的加速度方向沿斜面向下，则mg和T的合＝ma，解得a＝2g，再对力一定沿斜面向下．如图，由牛顿第二定律得：mgsin 30°整体根据牛顿第二定律可得：F＋(2m＋m)g sin 30°＝3ma，解得F＝4.5mg.5．(多选)在光滑的水平面上，叠放着两个质量为m1、m2的物体(m1<m2)，用一水平力作用在m1物体上，两物体相对静止地向右运动．现把此水平力作用在m2物体上，则以下说法正确的是()A．两物体间有相对运动B．物体的加速度与第一次相同C．两物体间的摩擦力减小D．两物体间的摩擦力不变解析：选BC.取整体作为研究对象，由牛顿第二定律有F＝(m1＋m2)a，可知两次加速度相同，B正确；第一次过程中取m2作为研究对象，有f1＝m2a，第二次过程中取m1作为研究对象，有f2＝m1a，因m1<m2，则有f2<f1，C正确，D错误；因在第一次过程中无相对运动，则有f2<f1≤f max，故在第二次运动也不会发生相对运动，A错误．6．如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度随外力F变化的图像如图乙所示，根据图乙中所标出的数据可计算出(g取10 m/s2)()A．物体的质量为1 kgB．物体的质量为2 kgC．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5解析：选B.由题图乙可知，当F1＝7 N时，有a1＝0.5 m/s2；当F2＝14 N 时，有a2＝4 m/s2；由牛顿第二定律得F1－μmg＝ma1，F2－μmg＝ma2，代入数据，解得m＝2 kg，μ＝0.3，A、C、D错误，B正确．[B级——等级考增分练]7．(多选)质量分别为M和m的物块形状大小均相同，将它们用轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，M恰好能静止在斜面上，不考虑M、m与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放M，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是()A．轻绳的拉力等于mgB．轻绳的拉力等于MgC．M运动的加速度大小为(1－sin2α)gD．M运动的加速度大小为M－m M g解析：选AD.第一次放置时M静止，则由平衡条件可得：Mg sin α＝mg；第二次按题图乙放置时，对整体，由牛顿第二定律得：Mg－mg sin α＝(M＋m)a，联立解得：a＝(1－sin α)g＝M－mM g，对m，由牛顿第二定律：T－mg sin α＝ma，解得：T＝mg，故A、D正确，B、C错误．8．(多选)如图所示，光滑水平桌面放置着物块A，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着物块B，已知A的质量为m，B的质量为3m，重力加速度大小为g，静止释放物块A、B后()A．相同时间内，A、B运动的路程之比为2∶1B．物块A、B的加速度之比为1∶1C．细绳的拉力为6mg 7D．当B下落h高度时，瞬时速度为2gh 5解析：选AC.由动滑轮的特点可知，任一时间内，A、B运动的路程之比为2∶1，A正确；由x＝12at2可知，两物体的加速度之比也为2∶1，B错误；设绳中张力为T，B的加速度为a，则对物块A由牛顿第二定律有：T＝m×2a，再对物块B有：3mg－2T＝3ma，联立可得a＝37g、T＝67mg，C正确；当B下落h高度时的瞬时速度为v＝2ah＝67gh，D错误．9．如图所示，一长木板在水平地面上运动，在某时刻(t＝0)将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．在物块放到木板上之后，木板运动的速度—时间图像可能是图中的()解析：选A.设滑块与木板之间的动摩擦因数是μ1，木板与地面之间的动摩擦因数是μ2，在未达到相同速度之前，对木板有－μ1mg －μ2·2mg ＝ma 1，解得木板的加速度a 1＝－(μ1＋2μ2)g ；达到相同速度之后，对整体有－μ2·2mg ＝2ma 2，解得二者共同的加速度a 2＝－μ2g ，由加速度可知，A 正确．10．(多选)如图所示，传送带与水平地面的夹角为37°，以10 m/s 的速率匀速转动，在传送带上端轻放一质量为0.5 kg 的物块，它与传送带的动摩擦因数为0.5，传送带两轮间的距离高为16 m ，则物体从传送带上端滑到下端的时间有可能是( )A ．1 sB ．2 sC ．3 sD ．4 s解析：选BD.当传送带顺时针转动时，物体一直以加速度a ＝g sin θ－μg cos θ＝2 m/s 2匀加速运动到传送带的末端，历时t ＝ 2L a ＝4 s ；当传送带逆时针转动时，物体先做加速度为a ′＝g sin θ＋μg cos θ＝10 m/s 2的匀加速运动，当速度增加到与皮带共速时，t 1＝v a ′＝1 s ，s ＝v 22a ′＝5 m ，之后再以10 m/s 的初速度、 2 m/s 2的加速度通过其余路程，由L －s ＝v t ＋12at 2可得t ＝1 s 或t ＝－11 s(舍去)，总时间为2 s ，故B 、D 正确．11．两物块A 、B 并排放在水平地面上，且两物块接触面为竖直面．现用一水平推力F 作用在物块A 上，使A 、B 由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所示．在A 、B 的速度达到 6 m/s 时，撤去推力F .已知A 、B 质量分别为m A ＝1 kg 、m B ＝3 kg ，A 与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.3，B 与地面间没有摩擦，B 物块运动的v －t 图像如图乙所示．g 取10 m/s 2，求：(1)推力F的大小；(2)A物块刚停止运动时，物块A、B之间的距离．解析：(1)在水平推力F作用下，物块A、B一起做匀加速运动，加速度为a，由B物块的v－t图像得a＝ΔvΔt＝3 m/s2对于A、B整体，由牛顿第二定律得F－μm A g＝(m A＋m B)a代入数据解得F＝15 N.(2)设物块A做匀减速运动的时间为t，撤去推力F后，A、B两物块分离，A在摩擦力作用下做匀减速运动，B做匀速运动，对A，由μm A g＝m A a A 解得A的加速度大小a A＝3 m/s2物块A通过的位移，根据0－v2＝－2a A x Ax A＝6 m物块A减速到零的时间t＝va A＝2 s物块B通过的位移x B＝v0t＝6×2 m＝12 m物块A刚停止时A、B间的距离Δx＝x B－x A＝6 m.答案：(1)15 N(2)6 m。
1. 牛顿运动定律在生活中有哪些应用？
1. 牛顿运动定律在生活中有哪些应用？关键信息项：1、牛顿运动定律的具体内容2、生活中的常见场景3、具体应用案例4、应用带来的影响和效果1、牛顿运动定律的具体内容11 牛顿第一定律，又称惯性定律，任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
12 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，且加速度的方向跟作用力的方向相同。
13 牛顿第三定律，相互作用的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，且作用在同一条直线上。
2、生活中的常见场景21 交通运输领域，如汽车、火车、飞机等的运行。
22 体育运动项目，如跑步、跳远、跳高、投掷等。
23 日常物品的使用，如家具的移动、电器的操作等。
3、具体应用案例31 在汽车制动方面，当司机踩下刹车踏板时，刹车系统产生的摩擦力使汽车减速。
根据牛顿第二定律，加速度与作用力成正比，与质量成反比。
通过合理设计刹车系统，增大摩擦力，从而在较短的距离内使汽车停下来，保障行车安全。
32 在体育运动中的跳远项目中，运动员通过助跑获得一定的速度，然后起跳。
起跳时，脚蹬地产生的反作用力推动身体向前上方运动。
根据牛顿第三定律，地面对运动员的作用力等于运动员对地面的作用力。
同时，运动员在空中的运动轨迹遵循牛顿第一定律，保持惯性运动，直到受到重力和空气阻力的影响改变运动状态。
33 当我们推动一个较重的家具时，需要施加较大的力。
根据牛顿第二定律，家具的质量越大，要使其产生相同的加速度，所需的力就越大。
而当我们停止推动时，家具会由于惯性继续向前滑动一段距离。
4、应用带来的影响和效果41 在交通运输领域，牛顿运动定律的应用使得交通工具的设计更加科学合理，提高了运输效率和安全性。
42 体育运动中，运动员利用牛顿运动定律可以更好地掌握技巧，提高比赛成绩。
43 在日常生活中，对牛顿运动定律的理解有助于我们更有效地操作和使用各种物品，避免不必要的损伤和危险。
牛顿运动定律的综合应用
产 生 物体有向上的加 条 速度 件
物体有向下的加 速度
a＝g，方向向下
视
重
F＝m(g＋a)
F＝m(g－a)
F＝0
牛顿运动定律的综合应用
二、整体法与隔离法 1．整体法：当系统中各物体的 加速度 相同时，我们可以把
系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各 物体的 质量之和 ．当整体受到的外力F已知时，可用牛顿 第二定律求出整体的加速度，这种处理问题的思维方法叫 做整体法．
牛顿运动定律的综合应用
2．涉及隔离法与整体法的具体问题 (1)涉及滑轮的问题．若要求绳的拉力，一般都必须采用隔
离法．这类问题中一般都忽略绳、滑轮的重力和摩擦力， 且滑轮大小不计．若绳跨过定滑轮，连接的两物体虽然加 速度方向不同，但大小相同，也可以先整体求a的大小， 再隔离求FT. (2)固定在斜面上的连接体问题．这类问题一般多是连接体 (系统)各物体保持相对静止，即具有相同的加速度．解题 时，一般采用先整体、后隔离的方法．建立坐标系时也要 考虑矢量正交分解越少越好的原则，或者正交分解力，或 者正交分解加速度． 牛顿运动定律的综合应用
牛顿运动定律的综合应用
牛顿运动定律的综合应用
1．当物体处于超重和失重状态时，物体受到的重力并没有
变化．所谓“超”和“失”，是指视重，“超”和
“失”的大小取决于物体的质量和物体在竖直方向的
加速度．
2．物体是处于超重状态还是失重状态，不在于物体向上运
动还是向下运动，而是取决于加速度方向是向上还是
向下．
(3)斜面体(或称为劈形物体、楔形物体)与在斜面体上物体组 成的连接体(系统)的问题．这类问题一般为物体与斜面体 的加速度不同，其中最多的是物体具有加速度，而斜面体 静止的情况．解题时，可采用隔离法，但是相当麻烦，因 涉及的力过多．如果问题不涉及物体与斜面体的相互作 用，则采用整体法用牛顿第二定律求解．
牛顿运动定律的实际应用
牛顿运动定律的实际应用牛顿运动定律是经典力学的基础，它对我们生活中的许多现象和技术应用都具有重要的指导意义。
本文将从不同角度探讨牛顿运动定律的实际应用。
一、牛顿第一定律在交通运输中的应用牛顿第一定律，也被称为惯性定律，指明了物体在没有受到外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。
这一定律在交通运输中有着广泛的应用。
举个例子，当一辆汽车在高速行驶时，如果突然刹车，乘车人员会因惯性律定的作用而前倾，因为车上的人物并未得到与车身一致的减速。
这就解释了为什么在紧急刹车时，乘客会感到身体向前倾的现象。
二、牛顿第二定律在机械工程中的应用牛顿第二定律是指物体受力的加速度与作用在物体上的合力成正比，与物体质量成反比。
这一定律在机械工程中的应用非常广泛。
例如，当我们使用各种机械设备时，都离不开受力的分析以及合力的计算。
通过运用牛顿第二定律，我们可以确定机械设备所需要的驱动力大小，从而保证工程机械正常运转。
三、牛顿第三定律在航天工程中的应用牛顿第三定律是指任何一个物体受到的力都有一个等大而方向相反的作用力。
这一定律在航天工程中的应用尤为显著。
在火箭发射过程中，牛顿第三定律解释了为什么火箭能够推进。
火箭喷射出的废气作为一种反作用力，向后推动火箭本身，从而使火箭向前加速。
四、牛顿运动定律在体育运动中的应用牛顿运动定律在体育运动中也有着广泛的应用。
比如，在田径运动中，运动员发力跳远时，根据牛顿第三定律，他们在离地之前会用力蹬地，产生向上的反作用力，从而达到更高的起跳高度。
此外，在游泳比赛中，泳手腿部的蹬水动作也是应用了牛顿运动定律。
蹬水时，泳手的脚通过向后蹬水产生反作用力，推动泳手向前快速游进。
总结：通过以上几个方面的实际应用，我们可以看到牛顿运动定律在交通运输、机械工程、航天工程和体育运动等领域具有重要的作用。
不仅深化了我们对经典力学的理解，更为科学技术的发展提供了指导和支持。
结尾，牛顿运动定律的实际应用不仅局限于上述领域，还延伸到更广泛的领域，如建筑工程、电子通讯等。
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同确定，其可能的取值范围是 0＜f≤fm. 4．摩擦力方向
(1)摩擦力方向和物体间相__对__运__动__(或__相__对___运__动__趋__势___)
的方向相反．
(2)摩擦力的方向和物体的运动方向可能成任意角度．通
常情况下，摩擦力的方向可能和物体的运动方向相同(作为动
力)，可能和物体的运动方向__相__反____(作为阻力)，可能和物体
题
考
能
图 Z3－2
突 破
A. 此时轻弹簧的弹力大小为 20 N
B．当撤去拉力 F 的瞬间，物块的加速度大小为 8 m/s2，
的运动方向垂直(作为匀速圆周运动的向心力)．
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
•要 点
三、牛顿第二定律的瞬时性回顾
自 牛顿第二定律的表达式为 F＝ma，其核心是加速度与合
主 归 纳
外力的瞬时对应关系，二者总是同时__产__生____、同时_变___化____、 同时__消__失____．
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情况可能是怎样的？
图 Z3－1
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
[题根分析] 本题为涉及弹簧的动力学问题，对弹簧弹
力的分析要准确理解胡克定律并据此掌握轻弹簧的基本施
力特征，注意弹簧和其他施力物体(如绳、杆等)的区别．涉
及弹簧的瞬时加速度问题是备考的重点，也是难点．弹簧的
• 专 弹力是一种由形变来决定大小和方向的力．当题目中出现弹
箱可以沿竖直方向运动．当箱以 a＝2.0 m/s2 的加速度竖直
• 专 向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为 6.0
题 考
N，下底板的传感器显示的压力为 10.0 N．(g 取 10 m/s2)
能
(1)若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的
突 一半，试判断箱的运动情况．
破
(2)使上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的
破 板接触(弹簧弹力大小仍保持 F 弹＝10 N)，也可能金属块已
经离开上顶板(弹簧被进一步压缩，弹力 F 弹＞10 N)，所以
金属块所受合力 F 合＝F 弹－mg≥10 N－5 N＝5 N，且方向向
上，故加速度 a≥Fm合＝05.5 m/s2＝10 m/s2，且方向向上，可知
箱可能向上加速运动，或者向下减速运动．
当弹簧和橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失．
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
[变式网络]
•专 题 考 能 突 破
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
(1)可能匀速运动或保持静止 (2)可能向上加速运动， 或者向下减速运动，其加速度 a≥10 m/s2
[解析] 把金属块和弹簧整体作为研究对象，由运动情
况可得 mg＋6 N－10 N＝ma，解得 m＝0.5 kg.
(1)因弹簧长度不变，故产生的弹力也不变，下底板传
• 专 感器的求数不变．若上顶板传感器示数为下底板传感器示数
题 的一半，则此时金属块和弹簧所受合力 F 合＝10 N－5 N－
考 mg＝0 N，所以箱可能匀速运动或保持静止．
能 突
(2)若上顶板传感器示数为零，可能金属块刚好和上顶
度
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
•要 点 自 主 归 纳
C [解析] 刚离开气球瞬间，物体由于惯性而保持 向上运动，但由于合外力向下，故加速度方向向下．
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
• 考点一 涉及弹簧的动力学问题
例 1 将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形箱中，如
图 Z3－1 所示，在箱的上顶板和下底板处装有压力传感器，
•要 点 自 主 归 纳
•专 题 考 能 突 破
•随 堂 巩 固 检 测
专题3
牛顿运动定律的综合应用
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
•要 点
一、弹簧知识回顾
自 1．胡克定律可表示为(在弹性限度内)F＝kx，还可以表示
主 归 纳
成ΔF＝kΔx，即弹簧弹力的改变量和弹簧形变量的改变量成 ___正__比___．
示_正__压__力___，不一定等于重力 G.
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
•要 点
3．静摩擦力大小
自 (1)必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦力公式 F＝
主 归 纳
μ为F等N 计于 (2算)滑_静_，动_摩_只摩_擦_有擦_力_当力 ，的静即大摩f小m擦＝要力μ根F达N据.到物最体大的值受时力，情其况最和大运_值_动_一_情_般_况_可_认 共
•专 题 考 能 突 破
特性 模型
形变程度
能否 突变
施力特点
轻绳
微小不计 能 只有拉力，没有支持力
轻橡皮绳 较大
不能 只有拉力，没有支持力
轻弹簧 较大
不能 既可有拉力，也可有支持力
轻杆
微小不计 能 既可有拉力，也可有支持力
说明： 由于弹簧和橡皮绳受力时形变较大，发生形变需
要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变．但是，
题 考
簧时，要注意弹力的大小与方向应时刻与当时的形变相对
能 应．在题目中一般应从弹簧的形变分析入手，先确定弹簧原
突 长位置、现长位置，找出形变量 x 与物体空间位置变化的几
破 何关系，分析形变所对应的弹力大小、方向，以此来分析计
算物体运动状态的可能变化及对应的关系式．
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
2 ． 弹 簧 劲 度 系 数 与 弹__簧 ___材__料_ 、弹__簧__长__度__ 、弹__簧__粗__细__ 、
弹_簧__丝__粗__细_有关．
二、摩擦力知识回顾
1．两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件，
没有__弹__力____不可能有摩擦力．
2．只有滑动摩擦力才能用公式 f＝μFN 计算，其中 FN 表
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专题3 牛顿运动定律的综合应用
变式题 1 (多选)2014·浙江十二校联考如图 Z3－2 所
示，在水平面上，质量 m＝2 kg 的物块与水平轻弹簧相连， 物块在与水平方向成 θ＝45°角的拉力 F 作用下处于静止状
态，此时水平面对物块的弹力恰好为零．物块与水平面间的
• 专 动摩擦因数 μ＝0.2，g 取 10 m/s2.以下说法正确的是( )
专题3 牛顿运动定律的综合应用
•要 点
【对点检测】 2014·廊坊模拟从正在加速上升的气球上
自 落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确
主 归 纳
的是( ) A．物体向下做自由落体运动
B．物体向上运动，加速度向上
C．物体向上运动，加速度向下
D．物体向上还是向下运动，要看物体离开气球时的速