3 素养探究课(三) 运动和相互作用观念——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
牛顿运动定律的综合应用课件
牛顿运动定律的综合应用
典题演示 3 如图所示，质量都为 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 动距离为 h 时 B 与 A 分离．下列说法中正确的是( C )
牛顿运动定律的综合应用
状态比较
超重
失重
运动 可能性
① 竖直向上加速或向 下减速 ② 有竖直向上加速或 向下减速的分运动
① 竖直向下加速或向上减速 ② 有竖直向下加速或向上减 速的分运动
说明
① 失重情况下，物体具有竖直向下的加速度，a＝g 时为“完全失重” ② 在超重和失重状态下，物体的重力依然存在，而 且不变 ③ 在完全失重状态下，由重力产生的一切物理现象
状态，后经历超重状态，读数F先小于体重、后大于
体重；每次起立，该同学都将经历先向上做加速(加 速度方向向上)、后减速(加速度方向向下)的运动，即
先经历超重状态，后经历失重状态，读数F先大于体
重、后小于体重．由图线可知C项正确，B、D项错 误．
牛顿运动定律的综合应用
典题演示 2 (多选)(2016·南京、盐城一模) 如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运 动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从 最低点上升到离开床面为第二过程，运动员 ( CD )
A. 体重约为 650 N B. 做了两次下蹲－起立的动作 C. 做了一次下蹲－起立的动作，且下蹲后约 2 s 起立 D. 下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
牛顿运动定律的综合应用
• 【解析】 当该同学站在力板传感器上静止不动时， 其合力为零，即压力读数恒等于该同学的体重值，由 图线可知：该同学的体重为650 N，A项正确；每次 下蹲，该同学都将经历先向下做加速(加速度方向向 下)、后减速(加速度方向向上)的运动，即先经历失重
高考物理 牛顿运动定律的综合应用课件
• (4) 寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列 方程求解．
• 2．应用整体法与隔离法的三点注意 • (1) 解答问题时，决不能把整体法和隔离法对立起来，而应该 把这两种方法结合起来，从具体问题的实际情况出发，灵活选 取研究对象，恰当选择使用隔离法和整体法． • (2) 在使用隔离法解题时，所选取的隔离对象可以是连接体中 的某一个物体，也可以是连接体中的某一部分物体 ( 包括两个 或两个以上的单个物体 ) ，而这“某一部分”的选取，也应根 据问题的实际情况，灵活处理．
图1
• ——基础自测—— • 如图2所示，斜面体ABC置于粗糙的水平地面上，小木块 m 在斜面上静止或滑动时，斜面体均保持静止不动．下列哪种情 况，斜面体受到地面向右的静摩擦力( )
图2
• • • •
A．小木块m静止在BC斜面上 B．小木块m沿BC斜面加速下滑 C．小木块m沿BA斜面减速下滑 D．小木块m沿AB斜面减速上滑
图3
m1 g A．伸长量为 tanθ k m1 g C．伸长量为 ktanθ
m1 g B．压缩量为 tanθ k m1 g D．压缩量为 ktanθ
•
答案：A
• 知识点三
临界与极值问题 • ——知识回顾——
• 在应用牛顿运动定律解决动力学问题中，当物 体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同 的状态，特别是题目中出现“最大”、“最 临界 小”、“刚好”等词语时，往往会有 现 极限分析 象，此时要采用假设法或 法，看物体 在不同的加速度时，会有哪些现象发生，尽快 临界点 找出 ，求出临界条件．
• 知识点二
隔离法 • ——知识回顾——
• 1 ．隔离法是指当我们所研究的问题涉及多个 物体组成的系统时，需要求连接体内各部分间 的相互作用力，从研究方便出发，把某个物体 从系统中 隔离 出来，作为研究对象，分析受力 情况，再列方程求解． • 2．隔离法适合求物体系统内各 物体 间的相互 作用力或各个物体的加速度．
第三单元 牛顿运动定律的综合应用
第三单元牛顿运动定律的综合应用【目标和要求】1.能综合运用牛顿运动定律和运动学的知识熟练分析和解决两类动力学问题。
2.能正确运用牛顿运动定律分析超重和失重现象。
【基础知识整理】一．动力学的问题的两个类型类型1.已知运动情况求物体的受力解题步骤类型2.已知物体的受力情况，求解有关运动学量解题步骤小结：动力学问题主要解决的是力和运动的关系问题，物体的受力情况决定着物体的运动状态如何变化，这是我们分析问题的基础和出发点。
由于物体的受力和物体的运动间的这种关系，这就要求我们要从受力的角度分析物体的运动，而牛顿运动定律是联系力和运动的桥梁和纽带，所以在分析和解决此类问题时，要抓住这条纽带。
同时，这部分知识也是对前面所学知识的总结和综合，对学生综合能力有较高的要求。
二．超重和失重1.超重（1）概念：（2）产生条件：（3）实质：（4）可能的运动状态：（5）举例：2.失重（1）概念：（2）产生条件：（3）实质：（4）可能的运动状态：（5）举例：小结：判断物体是否处于超重或失重状态，关键是看物体在竖直方向上有没有加速度，若在竖直方向上没有加速度，则物体就不会出现超重或失重现象，这一点一定要记清楚。
另外，无论物体是否处于超重或失重状态，物体本身的重力是不变的！ 【巩固练习】1.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示．已知人 的质量为70kg ，吊板的质量为10kg ，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可忽略不计．取重力加速度g ＝10m/s 2．当人以440N 的力拉绳时，人与吊板的加速度a 和人对吊板的压力F 分别为( ) A ．a =1.0m/s 2，F =260N B ．a =1.0m/s 2，F =330N C ．a =3.0m/s 2，F =110N D ．a =3.0m/s 2，F =50N2.质量为M 的光滑圆槽放在光滑水平面上，一水平恒力F 作用在其上促使质量为m 的小球静止在圆槽上，如图所示，则( )．．小球对圆槽的压力为MF m ＋MB ．小球对圆槽的压力为mFm ＋MC ．水平恒力F 变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球 对圆槽的压力增加D ．水平恒力F 变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力减小3.如图所示，质量为m1和m2的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力F 作用下，先沿光滑水平面，再沿粗糙的水平面运动，则在这两个阶段的运动中，细线上张力的大小情况是 ( ).由大变小 B.由小变大 C.始终不变D.由大变小再变大 4.如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m 1的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m 2的小球，静止释放后，小环与小球保持相对静止以相同的加速度a 一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为β，则下列说法正确的是( ).杆对小环的作用力大于m 1g+m 2gB.m 1不变，则m 2越大，β越小C.θ＝β，与m 1、m 2无关D.若杆不光滑，β可能大于θ5.如图所示，质量为m 1的木块受到向右的拉力F 的作用，在质量为m 2的长木板上向右滑行，长木板保持静止状态。
第3讲 牛顿运动定律的综合应用 课件
3．整体法和隔离法 (1)整体法：把 04 __加__速__度___相同的物体看作一个整体来研究的方法。 (2)隔离法：求 05 __系__统__内___物体间的相互作用时，把一个物体隔离 出来单独研究的方法。
知识点
临界极值问题 Ⅱ
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，即表明题述的 过程存在着 01 _临__界___点。
(3)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的， 绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于 05 __它__所__能__承__受__的__最__大__张__力___， 绳子松弛的临界条件是 06 __F_T_＝__0__。
(4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：速度达到最大的临界 条件是 07 __a_＝__0____，速度为 0 的临界条件是 a 达到 08 _最__大___。
或收尾速度。
2．四种典型的临界条件
(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是 03 __弹__力__F__N_＝__0___。
(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且相对静止时，常存在着静 摩擦力，则相对滑动的临界条件是 04 ____静__摩__擦__力__达__到__最__大__值_______。
(3)整体法、隔离法交替运用 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“先整体求加速度，后隔离求内力”。若已知 物体之间的作用力，求连接体所受外力，则“先隔离求加速度，后整体求 外力”。
(3)物物并排连接体 (4)轻绳连接体 (5)轻杆连接体
2．连接体的运动特点 (1)轻绳——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。 (2)轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连 接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。一般情况下，连接 体沿杆方向的分速度相等。 (3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相 等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。
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。
牛顿运动定律的综合应用
任
学生对水平传送带、物体初速度为零的简单情景有初步了解，复习时可首先呈现这一
情景，在此基础上深化、拓展。
（1）若物块速度与传送带的速度方向相同，且v<v，则传送带对物块的摩擦力为
教师教学活动学生活动
一、基础知识梳理
1、传送带模型的关键
（1）正确分析物体所受摩擦力的方向。
（2）注意转折点：物体的速度与传送带速度相等的时刻是物体所受摩擦力发
生突变的时刻。
2、处理此类问题的一般思路
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⇒分析物体受
到的合外力及加速度的大小和方向⇒由物体的速度变化分析相对运动⇒进一
步确定以后的受力及运动情况。
教师教学活动
1、滑块在水平传送带上运动常见的几种情景 情景1
情景2
情景3
情景②情景匀速②v 情景②传送带较长时，滑块还要被传送带传回右端。
其中
典例1、如图所示，水平传送带两端相距x=8 m 工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.6，工件滑上端时速度v A =10 m/s ，设工件到达B 端时的速度为题干分析：由牛顿第二定律求出物体的加速度
解：（
μ
代入数据可以求得
（
t1
所以
（
x1=
匀速运动的位移
作业布置：《世纪金榜》P44典例3，P45
板书。
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
牛顿运动定律的应用(19张PPT)课件 2024-2025学年高一物理人教版(2019)必修第一册
作者编号：43002
新课讲解
1
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。
受力情况决定运动情况
a
F合
F
m
a
运动学
公式
运动情况
(v，x，t ？)
Fx = max
F = ma
Fy = may
作者编号：43002
玩滑梯是小孩子非常喜欢的活动，
在欢乐的笑声中，培养了他们勇敢
的品质。小孩沿着滑梯从顶端滑到
底端的速度与哪些因素有关？
作者编号：43002
学习目标
1、能结合物体的运动情况进行受力分析。
2、知道动力学的两类问题，理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁。
3、掌握解决动力学问题的基本思路和方法，会用牛顿运动定律和运动学
Ff （图 4.5-3）。设冰壶的质量为 m ，以冰壶运动方向为正方向建立
一维坐标系，滑动摩擦力 Ff 的方向与运动方向相反，则
Ff ＝ － µ1FN ＝ － µ1mg
根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为
Ff
1mg
a1
1 g 0.02 10 m / s 2
m
m
加速度为负值，方向跟 x 轴正方向相反
v102 ＝ v02 ＋ 2a1x10
冰壶后一段运动的加速度为
a2 ＝－ µ2 g ＝－ 0.02×0.9×10 m/s2 ＝－ 0.18 m/s2
滑行 10 m 后为匀减速直线运动，由 v2－v102＝2a2 x2 ，v＝0，得
v102
v02 2a1 x10
x2
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．。
牛顿运动定律的应用ppt课件
A.若物体做直线运动，一般将力沿运动方向和垂直于运动
方向进行分解；若求加速度，一般要沿加速度方向分解力
；若求某一个力，可沿该力的方向分解加速度。
B.物体的受力情况与运动状态有关，所以受力分析和运动
分析往往同时考虑，交叉进行，作受力分析图时，把所受
的外力画到物体上的同时，速度和加速度的方向也可以标
在图中。
从运动情况求受力情况
解题的一般步骤
“等时圆模型"
适用条件：弦是光滑的，且物体自弦的顶端由静止释放.
➊各弦交点为最低点:
A.xAD = 2Rsinα
B.mgsinα = ma
C.xAD =
2
at
联立ABC解得t =2
结论：运动时间与倾角无关，即沿各弦运动时间相同。
➋各弦交点为最高点时，结论同上。
0.3m
块从左侧到达右侧，则铁箱的长度是多少？
PART THREE
重难点理解
重难点1：连接体问题
连接体及其特点
两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体。
各物体通过绳、杆、弹簧相连，或多个物体直接叠放。 连
接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度).常见情形如下
：
重难点1：连接体问题
处理连接体问题的常用方法
PART ONE
从受力情况
求运动情况
从受力情况求运动情况
基本思路
分析物体的受力情况，求出物体所受的合外力，由牛顿
第二定律求出物体的加速度; 再由运动学公式及物体运
动的初始条件确定物体的运动情况.流程图如下：
由受力情况
求合外力
由牛顿第二
定律求加速度
高中物理 第3章 第3节 牛顿运动定律的综合应用
限 时
突 破
示，取 g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(
)
集 训
返 首 页
30
必
核
备
知
心
识
A．物块与地面间的动摩擦因数为 0.3
全
素
通 关
B．3 s 末物块的加速度大小为 1.5 m/s2
养
C．5 s 末物块的速度大小为 1.5 m/s
关
课
键 能
D．5 s 内物块的位移大小为 9 m
后 限
力 全
识
全 通
摩擦因数均为
μ，当用水平力
F 作用于 B
上且两物块共同向右以加
素
关
养
速度 a1 匀加速运动时，弹簧的伸长量为 x；当用同样大小的恒力 F
关 键
沿着倾角为 θ 的光滑斜面方向作用于 B 上且两物块共同以加速度 a2
课 后
能 力 全
匀加速沿斜面向上运动时，弹簧的伸长量为
x2，则下列说法中正确
限 时
关 线将 A 与质量为 M 的物块 C 连接，释放 C，A 和 B 一起以加速度大 课
键
后
能 力 全
小 a 从静止开始运动，已知 A、B 间的动摩擦因数为 μ，重力加速度
限 时
突 破
大小为 g，则细线中的拉力大小为(
)
集 训
返 首 页
16
必
核
备
知
心
识
全
素
通
关
养
关
课
键
A．Mg
B．M(g＋a)
后
能
限
力 全
养
关
v-t 图象、a-t 图象、F-t 图象、F-a 图象等。
牛顿运动定律的应用课件
人教版（2019）高中物理必修第一册第四章《运动和力的关系》5教材分析教学目标学情分析01020304教学重难点教学过程0506教学反思运动与相互作用观念运动相互作用—力建立联系各类运动分析思路方法教材分析学情分析教学目标教学重难点教学过程教学反思高中物理课程标准（（2017年版2020年修订）活动建议1.2.3通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。
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。
通过实验，认识超重和失重现象。
（2）通过各种活动，例如乘坐电梯、到游乐场参与有关娱乐活动，体验超重与失重。
（3）根据牛顿第二定律，设计一种能演示加速度大小的装置。
牛顿运动定律总结提升1.能熟练应用匀变速直线运动规律；2.会受力分析并画出受力示意图，能根据合成与分解法求出合力与分力；3.知道三个牛顿运动定律知识储备本节要求更关注知识在两类实际问题的应用，形成解决问题的基本思路，培养学生的运动与相互作用观念。
通过对实际情景的分析，掌握解决两类动力学问题的基本思路方法。
理解力与运动的因果关系，培养运动与相互作用观念。
体会力和运动关系的重要性，提高将实际问题转化为物理模型的能力。
感受牛顿运动定律对社会进步的意义。
教学重点：教学难点：用牛顿运动定律解决实际问题以及对应的思路与方法1.解决实际问题时从“物理情景”到“物理模型”的构建；2.应用牛顿第二项定律，设计简易加速度计1.建立运动与相互作用观念，体会加速度是运动和相互作用的桥梁2.构建物理模型、探究整合两类动力学问题的基本思路与方法3.能利用上述方法解决实际问题4.牛顿运动定律的拓展应用进阶4进阶1进阶2进阶3根据学习进阶理论：一、建立运动与相互作用观念抛出问题：1.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？2.火箭升空时能到达预定轨道，这又是如何做到的呢？设计意图：体会人类可以通过力来实现对物体运动的精准控制，感受定量研究力和运动关系的必要性，同时培养学生从物理学视角观察人类活动的意识。
第三章第3节 牛顿运动定律的综合应用
课前基础· 简要回顾 课堂释疑· 一站突破
解析
课后演练· 对点设计
第3节
牛顿运动定律的综合应用
结束
要点二
1．方法概述
动力学中整体法与隔离法的应用
(1)整体法是指对物理问题的整个系统或过程进行研究的方法。 (2)隔离法是指从整个系统中隔离出某一部分物体， 进行单独研 究的方法。 2．涉及隔离法与整体法的具体问题类型 (1)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。
图 336
栏目索引
课前基础· 简要回顾
课堂释疑· 一站突破
课后演练· 对点设计
第3节
牛顿运动定律的综合应用
结束
(1)物块 A、B 一起做匀加速运动的加速度； (2)物块 A 对物块 B 的作用力大小； (3)某时刻 A、B 的速度为 v＝10 m/s，此时撤去推力 F，求 撤去推力后物块 A、B 间的最大距离。
栏目索引
F1＋F2 B． 2k F1＋F2 D． k
课前基础· 简要回顾 课堂释疑· 一站突破
解析
课后演练· 对点设计
第3节
牛顿运动定律的综合应用
结束
(二)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。
栏目索引
课前基础· 简要回顾
课堂释疑· 一站突破
课后演练· 对点设计
第3节
牛顿运动定律的综合应用
结束
[典例 2]
(2016· 安庆模拟)如图 338
所示，一轻质弹簧的一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在倾角为 37°的光 滑斜面体顶端，弹簧与斜面平行。在斜
新教材新素养第3章相互作用教师用书第4章 5 牛顿运动定律的应用
5牛顿运动定律的应用[学习目标] 1.进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析．(重点) 2.知道动力学的两类问题．理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁．(重点) 3.掌握解决动力学问题的基本思路和方法，会用牛顿运动定律和运动学公式解决有关问题．(难点)一、牛顿第二定律的作用确定了运动和力的关系，把物体的运动情况与受力情况联系起来．二、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，再通过运动学规律确定物体的运动情况．三、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，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)物体的加速度方向就是其运动方向．(×)(2)同一个物体，其所受合外力越大，加速度越大． (√)(3)同一个物体，其所受合外力越大，运动越快．(×)(4)对于任何运动物体，它在任何一段时间内的平均速度都等于该段时间初、末速度的平均值．(×)2．(多选)一质量为m的雨滴在下落过程中，加速度越来越小，最后雨滴将以某一速度匀速下降，在雨滴下降的过程中，下列说法中正确的是() A．雨滴受到的阻力恒定B．雨滴受到的阻力越来越大C．雨滴受到的阻力越来越小D．雨滴先做变加速运动，再做匀速运动BD[由mg－F f＝ma，可知若加速度越来越小，则阻力越来越大，故选项B正确，A、C错误；加速度发生变化，就叫变加速运动，故选项D正确．] 3．A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量m A>m B，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离x A与x B相比为()A．x A＝x B B．x A>x BC．x A<x B D．不能确定A[由F f＝μmg＝ma得a＝μg，故A、B两物体的加速度相同，又据运动学公式v20＝2ax知x＝v20，故两物体滑行的最大距离x A＝x B，故A正确．]2a1．问题界定：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，判断出物体的运动状态或求出物体的速度和位移．2．解题思路3．解题步骤(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参量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．【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.求：(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大？(2)若由于场地的限制，水平滑道BC的最大长度L＝20.0 m，则斜坡上A、B两点间的距离应不超过多少？思路点拨：[解析](1)人和滑板在斜坡上的受力如图所示，建立直角坐标系．设人和滑板在斜坡上滑下的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得mg sin θ－F f＝ma1F N－mg cos θ＝0，其中F f＝μF N联立解得人和滑板滑下的加速度大小为a1＝g(sin θ－μcos θ)＝2.0 m/s2.(2)人和滑板在水平滑道上的受力如图所示．由牛顿第二定律得F N′－mg＝0，F f′＝ma2其中F f′＝μF N′联立解得人和滑板在水平滑道上运动的加速度大小为a2＝μg＝5.0 m/s2设人从斜坡上滑下的最大距离为L AB，整个运动过程中由匀变速直线运动公式得v2B＝2a1L AB,0－v2B＝－2a2L联立解得L AB＝50.0 m.[答案](1)2.0 m/s2(2)50.0 m上例中，若人坐在滑板上从底端B处向斜坡上冲去，如果v B′＝20 m/s，则冲上斜坡的最大距离是多少？[提示]设上坡时加速度大小为a3，由牛顿第二定律得mg sin θ＋F f＝ma3，解得a3＝g(sin θ＋μcos θ)＝10 m/s2由v B′2＝2a3x解得x＝20 m.应用牛顿第二定律解题时求合力的方法(1)合成法物体只受两个力的作用产生加速度时，合力的方向就是加速度的方向，解题时要求准确作出力的平行四边形，然后运用几何知识求合力F合．反之，若知道加速度方向就知道合力方向．(2)正交分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常用正交分解法解答，一般把力正交分解为加速度方向和垂直于加速度方向的两个分量．即沿加速度方向：F x＝ma，垂直于加速度方向：F y＝0.1.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏．如图所示，有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上，先以加速度a＝0.5 m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，t＝8 s时，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点，完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)．若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小；(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小；(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小．(计算结果可用根式表示)[解析](1)在企鹅向上奔跑过程中：x＝12at2，解得x＝16 m.(2)在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动，第一个过程从卧倒到最高点做匀减速运动，第二个过程是从最高点匀加速滑到最低点，两次过程根据牛顿第二定律分别有：mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma1，mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma2，解得a1＝8 m/s2，a2＝4 m/s2.(3)上滑位移x1＝(at)22a1＝1 m退滑到出发点的速度v＝2a2(x＋x1)，解得v＝234 m/s.[答案](1)16 m(2)上滑过程8 m/s2，下滑过程4 m/s2(3)234 m/s1．问题界定：已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况(如物体的运动性质、速度、加速度或位移)已知的条件下，要求得出物体所受的力．2．解题思路3．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过程分析，并画出受力图和运动草图．(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，求物体所受的合外力．(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力．【例2】在游乐场，有一种大型游乐设施跳楼机，如图所示，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，提升到离地最大高度64 m处，然后由静止释放，开始下落过程可认为自由落体运动，然后受到一恒定阻力而做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处速度恰好减为零．已知游客和座椅总质量为1 500 kg，下落过程中最大速度为20 m/s，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)游客下落过程的总时间；(2)恒定阻力的大小．思路点拨：①游客和座椅自由落体运动的末速度为下落过程的最大速度．②游客和座椅下落的总高度为64 m－4 m＝60 m.[解析](1)设下落的最大速度为v m＝20 m/s由v2m＝2gh1，v m＝gt1可知，游客下落过程中自由落体过程对应的时间t1＝2 s下落高度h1＝20 m设游客匀减速下落过程的高度为h2，加速度为a2则v2m＝2a2h2，h2＝64 m－4 m－h1＝40 m可得a2＝5 m/s2由v m－a2t2＝0可得游客匀减速下落的时间t2＝4 s游客下落过程的总时间t＝t1＋t2＝6 s.(2)设匀减速过程中所受阻力大小为F f由牛顿第二定律可得：F f－mg＝ma2解得F f＝m(a2＋g)＝2.25×104 N.[答案](1)6 s(2)2.25×104 N从运动情况确定受力的两点提醒(1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，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，求合力时，则F合＝ma，求某一分力时根据力的合成或分解列式求解．2．民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m，构成斜面的气囊长度为5.0 m．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g取10 m/s2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？[解析](1)由题意可知，h＝4.0 m，L＝5.0 m，t＝2.0 s.设斜面倾角为θ，则sin θ＝hL乘客沿气囊下滑过程中，由L ＝12at 2得a ＝2L t 2，代入数据得a ＝2.5 m/s 2. (2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，沿x 轴方向有mg sin θ－F f ＝ma沿y 轴方向有F N －mg cos θ＝0又F f ＝μF N ，联立方程解得μ＝g sin θ－a g cos θ≈0.92. [答案] (1)2.5 m/s 2 (2)0.921．(多选)一物体在几个力的共同作用下处于静止状态，现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值(方向不变)，则() A．物体始终向西运动B．物体先向西运动后向东运动C．物体的加速度先增大后减小D．物体的速度先增大后减小AC[除向东的力外，其他力的合力F′一定向西，且大小恒定，则物体的加速度a＝F′－Fm，因为F先减后增，所以加速度先增后减，故选项C正确；由于向西的力始终比向东的力大，故加速度一直向西，与速度同向，所以物体也一直向西做加速运动，故选项A正确，B、D错误．]2．如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力()A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小A[对于多个物体组成的系统，若系统内各个物体具有相同的运动状态，应优先选取整体法分析，再采用隔离法求解．取A、B系统整体分析有f＝μ(m A＋m B)g＝(m A＋m B)a，a＝μg，B与A具有相同的运动状态，取B为研究对象，由牛顿第二定律有f AB＝m B a＝μm B g＝常数，物块B做速度方向向右的匀减速运动，故其加速度方向向左．]3．物体甲、乙原来静止于光滑水平面上．从t＝0时刻开始，甲沿水平面做直线运动，速度随时间变化如图甲所示；乙受到如图乙所示的水平拉力作用．则在0～4 s的时间内()甲乙A．甲物体所受合力不断变化B．甲物体的速度不断减小C．2 s末乙物体改变运动方向D．2 s末乙物体速度达到最大D[对于甲物体，由v-t图线可知，其加速度恒定，合力恒定，选项A错误；甲物体的速度先减小为零，再逐渐增大，选项B错误；对于物体乙，由题图乙可知，合力先逐渐减小为零，再反向逐渐增大，因而物体乙先做加速度减小的加速运动，t＝2 s时速度达到最大，然后做加速度增大的减速运动，t＝4 s时速度减小为零，选项C错误，D正确．]4.如图所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其倾角θ＝30°.现木块上有一质量m＝1.0 kg的滑块从斜面下滑，测得滑块在0.40 s内速度增加了1.4 m/s，且知滑块滑行过程中木块处于静止状态，重力加速度g取10 m/s2，求：(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小；(2)滑块滑行过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向．[解析](1)由题意可知，滑块滑行的加速度a＝ΔvΔt＝1.40.40m/s2＝3.5 m/s2.对滑块受力分析，如图甲所示，根据牛顿第二定律得mg sin θ－F f＝ma，解得F f ＝1.5 N.甲乙(2)根据(1)问中的滑块受力示意图可得F N＝mg cos θ.对木块受力分析，如图乙所示，根据牛顿第三定律有F N′＝F N，根据水平方向上的平衡条件可得F f地＋F f cos θ＝F N′sin θ，解得F f地≈3.03 N，F f地为正值，说明图中标出的方向符合实际，故摩擦力方向水平向左．[答案](1)1.5 N(2)3.03 N方向水平向左。
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①
水平方向有 F－F1sin θ＝ma
以整体为研究对象有 F＝(m＋M)a
解得 a＝Mmgtan θ
②
当用力 F′水平向左拉小车时，以球为研究对象，
竖直方向有 F′1cos θ＝mg
③
水平方向有 F′1sin θ＝ma′
解得 a′＝gtan θ
④
结合两种情况，由①③式有 F1＝F′1；由②④式并结合 M＞m 有 a′＞a.故正确选项为 B.
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第三章 牛顿运动定律
3
(2)物物叠放连接体
(3)轻绳连接体
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第三章 牛顿运动定律
4ห้องสมุดไป่ตู้
(4)轻杆连接体
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第三章 牛顿运动定律
5
2．连接体的运动特点 (1)轻绳：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． (2)轻杆：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角 速度，而线速度与转动半径成正比． (3)轻弹簧：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变最大 时，两端连接体的速率相等．
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第三章 牛顿运动定律
15
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第三章 牛顿运动定律
16
动力学中的临界和极值问题 【题型解读】 1．临界值或极值条件的标志 (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．
第三章 牛顿运动定律
素养探究课(三) 运动和相互作用观念——牛 顿运动定律的综合应用
物理
第三章 牛顿运动定律
1
01
题型探究 以例说法
02
学科思维 素养培优
03
题型专练 巩固提升
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第三章 牛顿运动定律
2
动力学观点在连接体中的应用 【题型解读】
1．多个相互关联的物体由细绳、细杆或弹簧等连接或叠放在一起，构成的物体系统称为 连接体．常见的连接体如图所示： (1)弹簧连接体
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第三章 牛顿运动定律
6
3．连接体问题的分析方法
适用条件
注意事项
优点
整 系统内各物体保持相
只分析系统外力，不分析系统内 便于求解系统受
体 对静止，即各物体具有
各物体间的相互作用力
到的外加作用力
法 相同的加速度
隔 (1)系统内各物体加速 度不相同
离 法 (2)要求计算系统内物
体间的相互作用力
(1)求系统内各物体间的相互作
用力时，可先用整体法，再用隔 便于求解系统内
离法
各物体间的相互
(2)加速度大小相同，方向不同的 作用力
连接体，应采用隔离法分析
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第三章 牛顿运动定律
7
【典题例析】 (2020·辽宁鞍山高三一模) 如图所示，水平面上有一固定着轻质定滑轮 O 的木块 A， 它的上表面与水平面平行，它的右侧是一个倾角 θ＝37°的斜面．放置在 A 上的物体 B 和物体 C 通过一轻质细绳相连，细绳的一部分与水平面平行，另一部分与斜面平行．现 对 A 施加一水平向右的恒力 F.使 A、B、C 恰好保持相对静止．已知 A、B、C 的质量均 为 m，重力加速度为 g，不计一切摩擦，求恒力 F 的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
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第三章 牛顿运动定律
13
迁移 2 加速度不同的连接体问题
2．如图所示，一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上，质量分别为 mA＝1 kg 和
mB＝2 kg 的物块 A、B 放在长木板上，A、B 与长木板间的动摩擦因数均为 μ＝0.4，最 大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用水平拉力 F 拉 A，取重力加速度 g＝10 m/s2.改变 F 的
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第三章 牛顿运动定律
11
【迁移题组】
迁移 1 加速度相同的连接体问题
1．如图所示，质量为 M 的小车放在光滑的水平面上，小车上用细线悬吊一质量为 m 的
小球，M＞m，用一力 F 水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度 a 向右运动时，细
线与竖直方向成 θ 角，细线的拉力为 F1.若用一力 F′水平向左拉小车，使小球和其一起
以加速度 a′向左运动时，细线与竖直方向也成 θ 角，细线的拉力为 F′1.则
()
A．a′＝a，F′1＝F1 C．a′＜a，F′1＝F1
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B．a′＞a，F′1＝F1 D．a′＞a，F′1＞F1
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第三章 牛顿运动定律
12
解析：选 B.当用力 F 水平向右拉小球时，以小球为研究对象，
竖直方向有 F1cos θ＝mg
大小，B 的加速度大小可能为
()
A．1 m/s2 C．3 m/s2
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B．2.5 m/s2 D．4 m/s2
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第三章 牛顿运动定律
14
解析：选 A.A、B 放在轻质长木板上，长木板质量为 0，所受合力始终为 0，即 A、B 所 受摩擦力大小相等．由于 A、B 受到长木板的最大静摩擦力的大小关系为 fAmax<fBmax，所 以 B 始终相对长木板静止，当拉力增加到一定程度时，A 相对长木板滑动，B 受到的最 大合力等于 A 的最大静摩擦力，即 fB＝fAmax＝μmAg，由 fB＝mBaBmax，可知 B 的加速度 最大为 2 m/s2，A 正确．
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第三章 牛顿运动定律
10
水平竖直建立坐标并将力正交分解可知 水平方向：FNsin θ－Tcos θ＝ma 竖直方向：FNcos θ＋Tsin θ＝mg 由以上可以解得：a＝g3 以 A、B、C 整体为研究对象有：F＝3ma 由以上可以解得：F＝mg. [答案] mg
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第三章 牛顿运动定律
8
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第三章 牛顿运动定律
9
[解析] 设绳的张力为 T，斜面的支持力为 FN，系统加速度为 a，以 B 为研究对象，因 为不计摩擦力，所以 B 水平方向只受绳的拉力，由牛顿第二定律：T＝ma； 物体 C 受力分析如图所示， 受绳的张力为 T、斜面的支持力 FN 和重力 mg，加速度也为 a.