第一讲牛顿运动定律的应用
《牛顿运动定律的应用》 讲义
《牛顿运动定律的应用》讲义一、牛顿运动定律概述牛顿运动定律是经典力学的基础，由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
牛顿第一定律，也被称为惯性定律，指出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。
牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比，其数学表达式为 F ＝ma 。
牛顿第三定律则阐述了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。
二、牛顿第一定律的应用1、惯性在日常生活中的体现当我们乘坐汽车时，如果汽车突然刹车，我们的身体会向前倾。
这是因为在汽车刹车之前，我们的身体和汽车一起向前运动，具有一定的惯性。
当汽车刹车时，我们的身体仍然想要保持原来的运动状态，所以会向前倾。
同样，当我们向上跳起时，尽管我们的脚离开了地面，但我们的身体仍然会向上运动一段距离，这也是惯性的作用。
2、惯性在体育运动中的应用在田径比赛中，短跑运动员在起跑时需要用力蹬地，使自己获得较大的初速度。
而在奔跑过程中，运动员需要保持身体的平衡和稳定，利用惯性来减少能量的消耗，提高速度。
在跳远比赛中，运动员在起跳前需要快速助跑，助跑的目的就是利用惯性，使运动员在起跳时能够获得更大的水平速度，从而跳得更远。
3、惯性在交通安全中的重要性在驾驶汽车时，保持安全车距是非常重要的。
如果跟车太近，当前车突然刹车时，后车由于惯性不能及时停下来，就容易发生追尾事故。
此外，系安全带也是为了在紧急刹车或碰撞时，防止乘客由于惯性向前冲出，造成伤害。
三、牛顿第二定律的应用1、计算物体的加速度已知一个物体所受的合力和质量，我们可以通过牛顿第二定律计算出物体的加速度。
例如，一个质量为 5kg 的物体，受到一个水平向右的合力为 20N ，则根据 F ＝ ma ，可得加速度 a ＝ F ／ m ＝ 20 ／ 5 ＝4 m/s²，方向水平向右。
《牛顿定律的应用》 讲义
《牛顿定律的应用》讲义一、牛顿定律的概述牛顿运动定律是物理学中的重要基石，由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
牛顿第一定律指出，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。
牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比，其表达式为 F ＝ ma。
牛顿第三定律则阐述了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。
二、牛顿第一定律的应用1、惯性现象在日常生活中，惯性现象无处不在。
当汽车突然启动时，乘客会向后倾倒，这是因为乘客的身体具有保持原来静止状态的惯性；当汽车紧急刹车时，乘客会向前冲，这是因为乘客的身体具有保持原来运动状态的惯性。
同样，在乘坐公交车时，如果车辆急转弯，我们会感到身体向一侧倾斜，这也是惯性在起作用。
2、体育竞技在体育运动中，牛顿第一定律也有广泛的应用。
例如，在跳远比赛中，运动员需要助跑一段距离，这是为了利用惯性在起跳时获得更大的速度和距离。
在投掷标枪、铁饼等项目中，运动员在投掷前的助跑和旋转动作，也是为了增加惯性，从而提高投掷的效果。
3、交通运输在交通运输领域，了解惯性对于保障安全至关重要。
例如，车辆在行驶过程中需要保持适当的车距，以防止前车突然刹车时发生追尾事故。
此外，安全带和安全气囊的设计也是为了减少惯性对乘客造成的伤害。
当车辆发生碰撞时，乘客由于惯性会继续向前运动，安全带可以将乘客束缚在座位上，安全气囊则可以起到缓冲作用，减轻乘客受到的冲击力。
三、牛顿第二定律的应用1、物体的加速运动牛顿第二定律告诉我们，当物体受到的合力不为零时，物体将产生加速度。
例如，在举重比赛中，运动员用力举起杠铃，对杠铃施加了一个向上的力，这个力大于杠铃的重力，从而使杠铃产生向上的加速度。
同样，在火箭发射时，火箭发动机产生的强大推力克服了地球的引力和空气阻力，使火箭获得巨大的加速度，从而能够升入太空。
高一物理必修课件第四章牛顿运动定律的应用
汇报人：XX 20XX-01-23
目录
• 牛顿运动定律概述 • 牛顿运动定律在力学中的应用 • 牛顿运动定律在曲线运动中的应用 • 牛顿运动定律在碰撞和动量守恒中的应用 • 牛顿运动定律在万有引力与航天中的应用
01
牛顿运动定律概述
牛顿第一定律
定律内容：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态 ，直到外力迫使它改变运动状态为止。
物体所受合外力的方向与速度方向不在同一 直线上。
曲线运动的轨迹特点
物体做曲线运动时，其轨迹向合外力方向弯 曲，且位于速度方向和合外力方向所构成的 平面内。
曲线运动的性质
曲线运动是变速运动，具有加速度，且加速 度的方向与速度方向不在同一直线上。
曲线运动中的牛顿运动定律
01
牛顿第一定律在曲线运动中的应用
万有引力定律的适用范围
适用于两质点间的相互作用，当两物体间的距离远大于物 体本身的大小时，此公式也近似适用。
天体运动的描述
天体运动的基本形式
包括匀速圆周运动和椭圆运动等。
天体运动的描述参数
如轨道半径、周期、线速度、角速度、向心加速度等。
开普勒三定律
描述了行星绕太阳运动的轨道、速度和周期等规律。
航天器中的牛顿运动定律
物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。在曲线
运动中，物体所受合外力不为零，因此物体的运动状态将发生改变。
02 03
牛顿第二定律在曲线运动中的应用
物体的加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比。在曲线运动中 ，物体所受合外力不为零，因此物体具有加速度，且加速度的方向与合 外力的方向相同。
根据牛顿第二定律 F=ma，计算研究 对象的加速度。
《牛顿运动定律的应用》 讲义
《牛顿运动定律的应用》讲义一、牛顿运动定律概述牛顿运动定律是经典力学的基础，由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
牛顿运动定律包含三条定律，分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律，也称为惯性定律，表述为：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。
这一定律揭示了物体具有惯性，即保持原有运动状态的性质。
牛顿第二定律，其表达式为 F ＝ ma ，其中 F 是作用在物体上的合力，m 是物体的质量，a 是物体的加速度。
该定律表明，物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比。
牛顿第三定律指出，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。
二、牛顿第一定律的应用在日常生活中，牛顿第一定律有着广泛的应用。
例如，当汽车突然刹车时，车内的乘客会向前倾。
这是因为在刹车前，乘客和汽车一起向前运动，当汽车刹车时，乘客的脚由于与车厢接触而受到摩擦力，速度迅速减小，但乘客的身体由于惯性仍要保持原来的运动状态，所以会向前倾。
再比如，跳远运动员在起跳前需要助跑。
助跑是为了利用惯性，使运动员在起跳时具有较大的速度，从而跳得更远。
在交通运输中，牛顿第一定律也起着重要作用。
为了保障行车安全，车辆都配备了安全带。
当车辆突然减速或发生碰撞时，安全带可以阻止乘客由于惯性向前冲，减少受伤的风险。
三、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是解决力学问题的核心定律之一。
在体育运动中，比如举重。
运动员要举起杠铃，就需要施加一个大于杠铃重力的力，根据牛顿第二定律，杠铃会产生向上的加速度，从而被举起。
在火箭发射中，火箭燃料燃烧产生的巨大推力，使火箭获得很大的加速度，从而能够克服地球引力进入太空。
在建筑工程中，计算起重机吊起重物所需的拉力时，需要考虑重物的质量和加速度。
如果重物的质量较大，加速度也较大，那么所需的拉力就会相应增大。
《牛顿定律的应用》 讲义
《牛顿定律的应用》讲义一、牛顿定律的简介牛顿运动定律是由艾萨克·牛顿在1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出的。
牛顿运动定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律三条定律。
牛顿第一定律，又称惯性定律，指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。
牛顿第二定律指出，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。
其表达式为 F ＝ ma，其中 F 是合力，m 是物体的质量，a 是加速度。
牛顿第三定律表明，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。
这三条定律构成了经典力学的基础，对物理学的发展和现代科学技术的进步产生了深远的影响。
二、牛顿第一定律的应用1、惯性在日常生活中的体现当我们乘坐汽车时，如果汽车突然加速，我们的身体会向后仰；而当汽车突然刹车时，我们的身体则会向前倾。
这是因为我们的身体具有惯性，在汽车加速或减速时，身体仍倾向于保持原来的运动状态。
2、体育运动中的惯性在跳远比赛中，运动员助跑就是利用了惯性。
助跑时，运动员获得了一定的速度，起跳时，由于惯性，身体会保持向前的运动趋势，从而能够跳得更远。
3、惯性在交通安全中的重要性在车辆行驶过程中，如果驾驶员不系安全带，当车辆发生碰撞突然停止时，车内人员会由于惯性继续向前运动，可能会造成严重的伤害。
因此，系好安全带是保障交通安全的重要措施之一。
三、牛顿第二定律的应用1、计算物体的加速度已知一个物体的质量为 m，受到的合力为 F，我们可以通过牛顿第二定律 F ＝ ma 计算出物体的加速度 a ＝ F/m。
例如，一个质量为 5kg的物体，受到一个 20N 的水平拉力，其加速度为 20÷5 ＝ 4m/s²。
2、分析物体的运动状态当物体受到的合力发生变化时，根据牛顿第二定律，可以判断物体的加速度也会随之变化，从而分析出物体的运动状态是加速、减速还是匀速。
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。
《牛顿运动定律的应用》课件
要求轿车的加速度，需要知道 哪些物理量？
合力、质量
如何求得合力？ 受力分析，合成、分解 本问题中质量不知道，怎么办？
Ff FN
mg
x
x
质量 m
重力 mg 支持力 FN 摩擦力 Ff 动摩擦因数 μ
初速度 v0 加速度 a 滑行距离 x
Ff FN
mg
x
x
轿车竖直方向受力平衡 FN＝mg
根据滑动摩擦力公式，得 Ff＝－μFN ＝－μmg
FN Ff1
G
质量 m 重力 mg 支持力 FN 滑动摩擦力 Ff1 动摩擦因数 μ1
初速度 v0 加速度 a1 滑行距离 x1
根据滑动摩擦力公式，有
Ff＝－μ1FN＝－ μ1mg
根据牛顿第二定律，冰壶的加速度为
a1＝
Ff m
＝－ μ1g＝－0.02×10 m/s2＝－0.2 m/s2
加速度为负值，方向与x轴正方向相反。
斜面高度 h＝3.2 m 斜面长度 x＝6.5 m 初速度 v0＝0 加速度 a 底端速度 v
y
FN Ff
mgsin θ
mgcos θ
mg
θx
由几何关系 sin θ＝h ＝0.5 x
根据牛顿第二定律，有
x方向 mgsin θ－Ff＝ma y方向 FN－mgcos θ＝0
a＝ mgsin－Ff
m
＝6010 0.5 240 m/s2 60
《牛顿运动定律的应用》
从受力情况确定运动情况
重力 弹力 摩擦力
F合 F合＝ma a
力
桥梁 运动
v＝v0＋at x＝v0t＋12at2
v2 v02＝2ax
情景1
一辆轿车正在以15 m/s的速度 匀速行驶，发现前方有情况，紧急 刹车后车轮抱死，车轮与地面的动 摩擦因数为0.71。取 g ＝10 m/s2。 （1）车轮在地面上滑动时，车辆的 加速度是多大？ （2）车轮抱死后，车辆会滑行多远？
《牛顿定律的应用》 讲义
《牛顿定律的应用》讲义一、牛顿定律的概述牛顿运动定律是物理学中的基本定律，由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
牛顿定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律，也被称为惯性定律，指出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。
牛顿第二定律表明，物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比，其表达式为 F ＝ ma ，其中 F 是合力，m 是物体的质量，a 是加速度。
牛顿第三定律指出，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。
二、牛顿第一定律的应用在日常生活中，牛顿第一定律有着广泛的应用。
比如，当我们乘坐汽车时，如果汽车突然急刹车，我们的身体会向前倾。
这是因为在汽车刹车前，我们和汽车一起向前运动，当汽车急刹车时，我们的身体由于惯性要保持原来的运动状态，所以会向前倾。
再比如，在体育运动中，跳远运动员在起跳前需要助跑。
助跑的目的是利用惯性，在起跳时获得更大的速度，从而跳得更远。
在航天领域，卫星在太空中绕地球运行时，不需要持续的动力来维持其运动状态。
这是因为在没有外力作用的太空中，卫星会按照其初始的速度和方向一直运动下去，符合牛顿第一定律。
三、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律在工程和技术领域有着重要的应用。
例如，在汽车设计中，工程师需要考虑汽车的加速性能。
要提高汽车的加速度，就需要增加发动机的输出功率，或者减小汽车的质量。
在建筑施工中，起重机吊起重物时，需要根据重物的质量和所需的加速度来计算所需的拉力。
通过牛顿第二定律 F ＝ ma ，可以准确地确定起重机所需提供的力，以确保安全和高效地吊起重物。
在体育运动中，例如短跑比赛，运动员的加速能力取决于他们施加在地面上的力以及自身的体重。
通过训练提高腿部力量，运动员可以增加施加的力，从而提高加速度，在比赛中取得更好的成绩。
人教版2019高中物理4.5牛顿运动定律的应用(共34张PPT)
＝2ax
牛顿第二定律F合＝ma，确定了运动和力的关系，使我们能够把物
体的运动情况与受力情况联系起来。
重力 弹力 摩擦力
F合＝ma 桥梁
v＝v0＋at
两类动力学问题
1.两类动力学问题 第一类：已知受力情况求运动情况。 第二类：已知运动情况求受力情况。 2. 解题关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动分析； (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相 互联系的桥梁．
01
从受力确定运动情况
知识要点
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)。
【例题】：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10m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？
F 370
θmFf g 【解析】物体受力分析如图所示 由牛顿第二定律，可得:
Fcosθ-µFN=ma
FN
FN+Fsinθ=mg
4s末的速度 4s内的位移
典例分析
汽车轮胎与公路路面之间必须要有足够大的动摩擦因数，才能保证汽车 安全行驶。为检测某公路路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数，需要测试 刹车的车痕。测试汽车在该公路水平直道上以54 km/h的速度行驶时，突 然紧急刹车，车轮被抱死后在路面上滑动，直至停下来。量得车轮在公 路上摩擦的痕迹长度是17.2 m，则路面和轮胎之间的动摩擦因数是多少？ 取 g＝10 m/s2。
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
4.5人教版高中物理必修一牛顿运动定律的应用课件
板书设计
作业布置
课后练习和同步练习
解得：
，
以m2为研究对象，由牛顿第二定律得： F-F2=m2a，解得： F=F2+m2a=2+1×4=6（N）故选：C 本题是连接体问题，涉及多个物体时，首先要灵活选择研究对象，
其次抓住加速度相同的特点，运用牛顿第二定律进行求解．要知道
求内力时，必须运用隔离法。
课堂练习
1、如图，质量为5kg的物体，在F＝20N的水平拉力作用下，沿粗 糙水平桌面做匀加速直线运动，已知桌面与物体间的动摩擦因数μ ＝0.3，则物体在运动过程中受到的滑动摩擦力大小为——1—5N———加 速度大小为——1—m—/s—2—
F
F/
V
A
B
拓展提高
3.在水平桌面上，质量为2kg的物体在5N的水平拉力作用下以1 m/s2
的加速度作匀加速直线运动，当水平拉力增大到10N时，木块的加速 度是_____3_._5___ m/s2，当水平力再减小到2N时，木块的加速度大小 是_____0_. ____ m/s2，此时加速度方向与滑行方向____相__反____。
课堂练习
3.如图所示，质量为m的物体放在倾角为30°的斜面上。若不计一切摩擦 ，物体沿斜面下滑的加速度大小为________ ；若物体恰好能沿着斜面匀 速下滑，则物体与斜面之间的摩擦因数 ________。 【详解】[1]若不计摩擦，则
故
[2]若物体恰好匀速下滑，则
解得
课堂练习
4、一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑， 初速度是零，经过 5.0 s的时间, 滑下的路程是10m, 斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜 面间的动摩擦因数。(g取10 m/s2)
新知讲解
一、从“力学岸”到“运动岸” 注意（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。 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。
牛顿运动定律的应用--优质获奖精品课件 (1)
)
A．7 m/s
B．14 m/s
C．10 m/s D．20 m/s
答案：B
解析：由牛顿第二定律得μmg＝ma，解得：a＝μg，由v 2 − v02 ＝2ax得：
v0＝ 2ax＝ 2 × 0.7 × 10 × 14 m/s＝14 m/s，所以B项正确．
物体，力F作用3 s后消失，则第5 s末物体的速度和加速度分别是(
)
A．v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2 B．v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2
C．v＝4.5 m/s，a＝0
D．v＝7.5 m/s，a＝0
答案：C
F
30
解析：由牛顿第二定律得加速度a＝ ＝
m 20
m
2
m/s ＝1.5 ，力F作用3
相反．所以选项A正确．
5．民航客机都有紧急出口，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面．若机舱口下沿距地面3.2 m，气囊所构成
的斜面长度为6.5 m，一个质量为60 kg的人沿气囊滑下时所受的阻力
是240 N(g取10 m/s2)，求：
(1)人滑至气囊底端时的速度是多少？
(2)若人与地面的动摩擦因数为0.2，人
在地面上滑行的距离是多少？
的拉力F＝20 N的作用，经过一段时间后撤去拉力F，此时滑块仍在水
平轨道上，但滑块恰好可以滑到斜面的最高点C.已知滑块经过B点时，
速度方向改变但大小不变，滑块与AB间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加
速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：
高中物理牛顿运动定律的应用
高中物理牛顿运动定律的应用运动是物质存在的一种基本状态，而物理学中的运动定律则是运动过程中的核心规律。
牛顿运动定律是经典力学的基石，描述了运动物体受力情况下的运动状态。
本文将重点探讨高中物理课程中牛顿运动定律的应用，以及在现实生活和科学研究中的实际运用。
一、牛顿第一定律——惯性定律的应用牛顿第一定律告诉我们，当物体不受外力作用时，物体将保持静止或匀速直线运动的状态。
这种性质称为惯性。
在我们日常生活中，惯性定律的应用是无处不在的。
1. 刹车时的惯性效应当汽车突然刹车或遇到紧急情况时，乘坐在车内的人会因为惯性而向前倾斜。
这是因为车辆突然减速时，人体作用力的惯性使得人体继续向前运动，造成人体相对于车辆的位置发生改变。
这个例子直观地展示了惯性定律在日常生活中的应用。
2. 车辆行驶中的惯性在车辆行驶过程中，当车辆转弯或突然变速时，乘坐在车内的人会感受到侧向的向心力，这是惯性力所产生的结果。
根据牛顿第一定律，物体在变速运动中会感受到惯性力的作用，这在驾驶过程中需要进行合理的调节和控制。
二、牛顿第二定律——力的作用与加速度的关系牛顿第二定律是牛顿运动定律中最为重要的一个定律，它揭示了力对运动物体产生的加速度与物体质量之间的关系。
这一定律在科学研究和工程设计中具有广泛应用。
1. 计算物体的加速度根据牛顿第二定律的公式 F = ma，我们可以通过实测力和物体质量的大小，计算出物体的加速度。
这个公式在物理实验和力学研究中经常使用，为科学家提供了重要的实验手段。
2. 摩擦力的研究摩擦力是物体接触表面之间的相互作用力，直接影响到物体的运动。
牛顿第二定律可以帮助我们研究摩擦力的大小和方向，进而优化设计和改进物体的摩擦性能。
三、牛顿第三定律——作用与反作用定律的应用牛顿第三定律指出，无论两个物体的质量大小如何，它们之间的相互作用力总是大小相等、方向相反。
这是一种相互作用的普遍规律，广泛应用于不同领域。
1. 发射火箭火箭的推进原理就是基于牛顿第三定律的作用与反作用。
高一物理牛顿运动定律的应用课件 新课标 人教
F cosθ－μ(mg + F sinθ)
课本例题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＝30°，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：
θ
F2
F1
θ
G
F阻
FN
F1= Gsinθ ②
F = 1.5×103N
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。*** 10、雨中黄叶树，灯下白头人。。**** 11、以我独沈久，愧君相见频。。***** 12、故人江海别，几度隔山川。。**** 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。。***** 14、他乡生白发，旧国见青山。。**** 15、比不了得就不比，得不到的就不要。。。***** 16、行动出成果，工作出财富。。*** 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。**** 9、没有失败，只有暂时停止成功！。*** 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。**** 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。***** 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。**** 13、不知香积寺，数里入云峰。。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、楚塞三湘接，荆门九派通。。。***** 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。*** 17、空山新雨后，天气晚来秋。。**** 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。。*** 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。**** 11、越是没有本领的就越加自命不凡。***** 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。**** 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。***** 16、业余生活要有意义，不要越轨。*** 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****
《牛顿运动定律的应用》 讲义
《牛顿运动定律的应用》讲义一、牛顿运动定律概述牛顿运动定律是经典力学的基础，由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
它包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律，也被称为惯性定律，其内容是：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。
这一定律揭示了物体具有惯性这一本质属性，惯性的大小只与物体的质量有关。
牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比，其数学表达式为 F ＝ ma ，其中 F 表示合力，m 为物体的质量，a 为加速度。
这一定律建立了力、质量和加速度之间的定量关系，是解决力学问题的核心定律。
牛顿第三定律表明，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。
这一定律说明了力的相互性，对于理解物体之间的相互作用具有重要意义。
二、牛顿运动定律在日常生活中的应用1、行走与跑步当我们行走或跑步时，脚向后蹬地，地面对脚产生向前的摩擦力，这个摩擦力就是我们前进的动力。
根据牛顿第三定律，脚对地面施加向后的力，地面就会给脚一个大小相等、方向向前的反作用力，推动我们向前运动。
同时，我们的身体在运动过程中会受到重力、空气阻力等力的作用，而我们能够保持稳定的速度前进，是因为肌肉产生的力与这些阻力达到平衡，符合牛顿第二定律。
2、汽车的启动与制动汽车启动时，发动机提供牵引力，克服汽车的静止惯性，使汽车加速前进。
牵引力大于汽车所受到的阻力（包括地面摩擦力、空气阻力等），根据牛顿第二定律，汽车产生向前的加速度。
而在制动过程中，刹车系统产生的摩擦力作用于车轮，使汽车减速直至停止。
同样，这也是牛顿第二定律的应用。
3、体育运动中的投掷项目比如铅球、标枪等投掷运动，运动员通过肌肉的力量对球或标枪施加作用力，使其获得初速度。
在投掷过程中，运动员要遵循牛顿第二定律，控制力量的大小和方向，以达到最佳的投掷效果。
3.5-牛顿运动定律的应用-第一课时
3.5-牛顿运动定律的应用-第一课时D首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把题中所给的情况弄清楚，然后由牛顿第二定律，结合运动学公式进行求解．2．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，求出所需的运动学量——任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等．已知物体的受力情况――→F ＝ma求得a ，⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝v 0t ＋12at 2v ＝v 0＋at v 2－v 20＝2ax 求x 、v 0、v 、t .例1楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ＝37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，如图352所示，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F＝10 N，刷子的质量为m＝0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数μ为0.5，天花板长为L＝4 m，取sin 37°＝0.6，试求：图352(1)刷子沿天花板向上的加速度；(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间解析(1)以刷子为研究对象，受力分析如图，以平行和垂直斜面建立坐标系．设向上推力为F，滑动摩擦力为F f，天花板对刷子的弹力为F N，由牛顿第二定律，得(F－mg)sin 37°－μ(F－mg)cos 37°＝ma 代入数据，得a＝2 m/s2.(2)由运动学公式，得L＝12at2.代入数据，得t＝2 s.答案(1)2 m/s2(2)2 s借题发挥(1)正确的受力分析是解答本类题目的关键．(2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些；若物体受三个或三个以上的力作用时，要正确应用正交分解法求加速度．针对训练一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力F＝6 N的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数μ＝0.2，求物体2 s末的速度及2 s内的位移．(g取10 m/s2) 解析物体竖直方向受到的重力与支持力平衡，合力为零，水平方向受到拉力F和滑动摩擦力，则根据牛顿第二定律得F－f＝ma，又f＝μmg联立解得，a＝1 m/s2.所以物体2 s末的速度为v＝at＝1×2 m＝2 m2 s内的位移为x＝12at2＝2 m.答案 2 m/s 2 m二、从运动情况确定受力1．基本思路首先从物体的运动情况入手，应用运动学公式求得物体的加速度a，再在分析物体受力的基础上，灵活利用牛顿第二定律求出相应的力．2．解题步骤(1)确定研究对象；对研究对象进行受力分析，画出力的示意图．(2)选取合适的运动学公式，求得加速度a.(3)根据牛顿第二定律列方程，求得合力．(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力已知物体运动情况――→匀变速直线运动公式a――→F＝ma物体受力情况．例2我国《侵权责任法》第87条“高空坠物连坐”条款规定：建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害，难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿．近日，绵阳一小伙就借助该条款赢得了应有的赔偿．如图353所示，假设质量为5.0 kg的物体，从离地面36 m 高处，由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经3 s落地．试求：图353(1)物体下落的加速度的大小；(2)下落过程中物体所受阻力的大小．(g取10 m/s2)解析(1)物体下落过程中做初速度为零的匀加速运动，根据公式h＝12at2可得：a＝2ht2＝8 m/s2.(2)根据牛顿第二定律可得mg－f＝ma，故f＝mg－ma＝10 N.答案(1)8 m/s2(2)10 N针对训练如图354所示，水平恒力F＝20 N，把质量m＝0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H＝6 m．木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2 s到达地面．求：图354(1)木块下滑的加速度a的大小；(2)木块与墙壁之间的动摩擦因数．(g取10 m/s2)．解析(1)木块从静止开始向下做匀加速运动，经过2 s到达地面，由位移时间公式得，H＝12at2解得a＝2Ht2＝3 m/s2.(2)木块下滑过程受力分析如图：竖直方向，由牛顿第二定律有：G－f＝ma水平方向：由平衡条件有：F＝N f＝μN联立解得μ＝m(g－a)F＝0.21.答案(1)3 m/s2(2)0.21三、多过程问题分析1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．例3(2013四川资阳期末)如图355所示，在倾角θ＝37°足够长的斜面底端有一质量m＝1 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5.现用大小为F＝22.5 N、方向沿斜面向上的拉力将物体由静止拉动，经时间t0＝0.8 s撤去拉力F，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2，求：图355(1)t0＝0.8 s时物体速度v的大小；(2)撤去拉力F以后物体在斜面上运动的时间t. 解析(1)在拉力作用下物体沿斜面向上做匀加速运动，作出物体受力分析如图所示．根据受力情况和牛顿运动定律有：F－mg sin θ－f＝maf＝μN＝μmg cos θ，v＝at0联立并代入数据得：v＝10 m/s.(2)撤去拉力后物体先向上做匀减速运动至速度为0后向下做匀加速运动至斜面底端．设向上运动时间为t1，向下运动时间为t2，拉力作用下物体发生的位移为x0，由牛顿运动定律有：x0＝12v t0向上运动时：－mg sin θ－μmg cos θ＝ma1 0－v＝a1t1x1＝12v t1向下运动时：mg sin θ－μmg cos θ＝ma2x0＋x1＝12a2t22，t＝t1＋t2联解并代入数据得：t＝4 s.答案(1)10 m/s(2)4 s针对训练质量为m＝2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图356所示的力F，F＝10 N，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t1＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体又静止，(g取10 m/s2)则：图356(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态；(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？解析(1)当力F作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F时物体的速度达到最大值，撤去F后物体做匀减速直线运动．(2)撤去F前对物体受力分析如图甲，有：F sin θ＋F N1＝mgF cos θ－F f＝ma1F f＝μF N1x1＝12a1t21v＝a1t1，联立各式并代入数据解得x1＝25 m，v ＝5 m/s.(3)撤去F后对物体受力分析如图乙，有：F f′＝μmg＝ma22a2x2＝v2，代入数据得x2＝2.5 m物体运动的总位移：x＝x1＋x2得x＝27.5 m.答案(1)见解析(2)5 m/s(3)27.5 m从受力确定运动情况1．如图357所示，某高速列车最大运行速度可达270 km/h, 机车持续牵引力为1.57×105N.设列车总质量为100 t，列车所受阻力为所受重力的0.1倍，如果列车在该持续牵引力牵引下做匀加速直线运动，那么列车从开始启动到达到最大运行速度共需要多长时间？(g取10 m/s2)图357解析已知列车总质量m＝100 t＝1.0×105 kg，列车最大运行速度v＝270 km/h＝75 m/s，持续牵引力F＝1.57×105 N，列车所受阻力F f＝0.1mg ＝1.0×105 N.由牛顿第二定律得F－F f＝ma，所以列车的加速度a＝F－F fm＝1.57×105－1.0×1051.0×105m/s2＝0.57 m/s2.又由运动学公式v＝v0＋at，可得列车从开始启动到达到最大运行速度需要的时间为t＝v－v0a＝75－00.57s≈131.58 s.答案131.58 s从运动情况确定受力2．“歼十”战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注．如图358所示，一架质量m＝5.0×103 kg的“歼十”战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离x＝5.0×102m，达到起飞速度v＝60 m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍．求飞机滑行时受到的牵引力多大？(g取10 m/s2)图358解析滑行过程，飞机受重力G，支持力F N，牵引力F，阻力F f四个力作用，在水平方向上，由牛顿第二定律得：F－F f＝ma①F f＝0.02mg②飞机匀加速滑行v2－0＝2ax③由③式得a ＝3.6 m/s 2，代入①②式得F ＝1.9×104 N.答案 1.9×104 N多过程问题分析3．静止在水平面上的物体的质量为2 kg ，在水平恒力F 推动下开始运动，4 s 末它的速度达到4 m/s ，此时将力撤去，又经6 s 物体停下来，若物体与地面的动摩擦因数不变，求F 的大小． 解析 前4 s 物体做匀加速直线运动，由运动学公式可得其加速度a 1＝v －v 0t 1＝4－04m/s 2＝1 m/s 2 ① 物体在水平方向受恒力F 和摩擦力F f ，由牛顿第二定律得：F －F f ＝ma 1 ②后6 s 内物体做匀减速直线运动，其加速度为a 2＝v ′－v t 2＝0－46 m/s 2＝－23m/s 2 ③ 且由牛顿第二定律知：－F f ＝ma 2④由①②③④联立得：F＝ma1＋F f＝m(a1－a2)＝2×(1＋23)N＝103N.答案103N4．物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小．解析(1)物体上滑时受力分析如图甲所示，垂直斜面方向：F N＝mg cos 37°平行斜面方向：F＋mg sin 37°＝ma1又F＝μF N由以上各式解得物体上滑时的加速度大小：a1＝g sin 37°＋μg cos 37°＝8 m/s2物体沿斜面上滑时做匀减速直线运动，速度为0时在斜面上有最大的位移故上滑的最大位移x＝v202a1＝1442×8m＝9 m.(2)物体下滑时受力如图乙所示垂直斜面方向：F N ＝mg cos 37°，平行斜面方向：mg sin 37°－F＝ma2.又F＝μF N由以上各式解得物体下滑时的加速度大小：a2＝g sin 37°－μg cos 37°＝4 m/s2由v2＝2a2x解得物体再滑到斜面底端时的速度大小：v＝6 2 m/s.答案(1)9 m (2)6 2 m/s。
《牛顿运动定律的应用》 讲义
《牛顿运动定律的应用》讲义一、牛顿运动定律的回顾牛顿运动定律是经典力学的基石，由艾萨克·牛顿在 17 世纪提出，包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律，也被称为惯性定律，其内容为：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。
这一定律揭示了物体具有惯性，即保持原有运动状态的性质。
牛顿第二定律指出：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。
其表达式为 F ＝ ma，其中 F 表示作用力，m 表示物体的质量，a 表示加速度。
这一定律定量地描述了力与运动的关系。
牛顿第三定律表明：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。
二、牛顿运动定律在日常生活中的应用1、行走与跑步当我们行走或跑步时，脚向后蹬地，地面对脚产生向前的摩擦力，这个摩擦力推动我们向前运动。
根据牛顿第三定律，脚对地面施加一个向后的力，地面就会对脚产生一个大小相等、方向相反的向前的力。
同时，我们的身体要不断调整姿态以保持平衡，这也涉及到牛顿第一定律，即身体具有保持原有状态的惯性。
2、汽车的启动与刹车汽车启动时，发动机产生的牵引力使汽车加速前进，这是牛顿第二定律的应用。
牵引力越大，汽车的加速度就越大，加速时间就越短。
而在刹车时，刹车系统产生的阻力使汽车减速，直至停止。
同样遵循牛顿第二定律，阻力越大，加速度的负值越大，刹车距离就越短。
3、体育运动中的投掷项目比如铅球、标枪等投掷运动，运动员通过对物体施加力，使其获得加速度并被抛出。
运动员施加的力越大，作用时间越长，物体获得的初速度就越大，投掷的距离也就越远。
这充分体现了牛顿第二定律在其中的作用。
4、电梯的运行当我们乘坐电梯上升时，电梯对人的支持力大于人的重力，使人产生向上的加速度。
而当电梯下降时，支持力小于重力，产生向下的加速度。
如果电梯匀速上升或下降，支持力则等于重力。
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。
牛顿运动定律及其应用
A
满足牛顿第二定律
二. 在非惯性系中
可见在惯性系中与在非惯性系中观测同一物体运动,其结论却不相同.
在非惯性系中牛顿定律不再成立.
丙在相对地以加速 向右运动的车上, 看 A 物沿反向 加速运动.
大地
丙
非对惯
对非惯
r
z
mg
mr2
在旋转参考系中，沿水面切线方向
作业3：1-16；1-17；1-18
重力加速度
*在地表面用 g ，已考虑惯性离心力在内
g赤道 = 9.778 m/s2
g北极 = 9.832 m/s2
w
q
(三)科里奥利力
如果物体相对于匀角速转动参考系而言并不是静止的，而是作相对运动，那么在该转动参考系中的观测者看来，除了惯性离心力以外，物体还将受到另外一种假想的力——科里奥利力（简称科氏力）
下面通过惯性系中的一个简单例子来计算科里奥利力
r
s
设：为平台上的一条固定的径向直线与空间某一固定直线之间的夹角
现假设从圆心沿径向直线朝外以速率 v 投出一球
经过时间 t, 球运动了径向距离 r = v t
同时r 处的点沿圆弧运动了s 距离 s = r t = (vt ) t
s 也是在转动参考系中由科氏力所造成的球的偏转距离
aM
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
列方程:
沿斜面方向:
mgsin+maMcos=ma'
垂直于斜面方向:
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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θ FABCDθ第一讲 牛顿运动定律的应用（一） 1.运动与力关系的两类问题关于运动与力的关系主要是两类问题，一类是已知物体的运动规律求物体受力；另一类是已知物体受到的力求它的运动规律。
不论哪类问题，都是以加速度作为桥梁把运动定律和运动规律联系起来。
因此，求出加速度时解题的关键。
例1质量分别为m 1和m 2的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角α＝30°的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌 面上，如图所示。
第一次，m 1悬空，m 2放在斜面上，用t 表示m 2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间。
第二次，将m 1和m 2位置互换，使m 2悬空，m 1放在斜面上，发现m 1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为。
求m 1与m 2之比。
例2.如图所示为粮食仓库中常用的皮带传输装置示意图，它由两台皮带传送机组成，一台水平传送，A 、B 两端相距L 1=3m ；另一台倾斜传送，传送带与地面间的倾角θ=370，C 、D 两端相距L 2=4.5m ，B 、C 相距很近。
水平传送带以v 0=5m/s 沿顺时针方向转动。
现将质量为m=10kg 的一袋大米无初速度的放在A 端，它随传送带到达B 点后，速度大小不变的传到倾斜传送带的C 端。
米袋与两传送带之间的动摩擦因素均为μ=0.5，取（1）若倾斜传送带CD 不转动，则米袋沿传送带CD 所能上滑的最大距离是多少？（2）若倾斜传送带CD 以v=4m/s 的速率沿顺时针方向转动，则米袋从C 端运动到D 端的时间为多少？练习1.质量为m=2kg 的物体静止在水平面上，它们之间的动摩擦系数μ=0.5， 现在对物体施加以如图所示的拉力F=10N ,与水平方向夹角θ=37º(sin37º=0.6)，经t=10s 后撤去力F,在经一段时间，物体又静止.求:（1）物体运动过程中最大速度多少?（2）物体运动的总位移是多少？（g 取10m/s2。
）2.如图所示，质量M = 0 . 1 kg 的有孔小球穿在固定的足够长的斜杆上，斜杆与水平方向的夹角θ＝37° ，球与杆间的动摩擦因数μ＝0 . 5 。
小球受到竖直向上的恒定拉力F ＝1 . 2N 后，由静止开始沿杆斜向上做匀加速直线运动。
（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g 取10m/s2）求: （1）斜杆对小球的滑动摩擦力的大小； （2）小球的加速度；（3）最初2s 内小球的位移。
3t 8.037cos ,6.037sin ,/10002===s m g3. 如图所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（设经过B 点前后速度大小不变），最后停在C 点。
每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。
（重力加速度g ＝10m/s 2）求：（1）斜面的倾角α；（2）物体与水平面之间的动摩擦因数μ；（3）t ＝0.6s 时的瞬时速度v 。
4.如图所示,图线是反映滑雪模型在模拟斜坡上迎风滑下的运动过程,已知滑雪模型总质量m 为4kg,斜坡倾角а为370,下滑时风的阻力f 与滑行速度V 成正比,即(f=kv),试求:(1)根据图像说明滑雪模型在t=0时的运动情况以及其后运动变化情况.(2)当v 0=5m/s 时和v 2=10m/s 时，物体的加速度各是多少？（3）空气阻力系数K 值及模型与斜坡间的动摩擦因数的值.各是多少？5.斜面长10m ，高6m ，质量为10kg 的物体在斜面底部受一个沿斜面向上的力F=10牛作用，由静止开始运动，2s 内物体在斜面上移动了4m ，2s 末撤去F ，经多长时间物体返回斜面底部？6.一大木箱，放在平板车的后部，到驾驶室的距离L ＝1.6 m ，如图19所示.木箱与车板之间的动摩擦因数μ＝0.484，平板车以恒定的速度v 0＝22.0 m/s 匀速行驶，突然驾驶员刹车，使车均匀减速.为不让木箱撞击驾驶室，从开始刹车到车完全停定，至少要经过多少时间?（g 取10.0 m/s 2）7. 如图所示，用大小为10N 、方向与水平地面成37°角的拉力F ，拉动静止物体从A 点运动到相距15m 的B 点时速度达到6m/s ．立即撤去F ，物体沿光滑弧形轨道滑到C 点，然后返回水平地面，在离B 点4.5m 的D 点停下．（取g=10m/s 2） （1）物体由A 向B 运动时的加速度； （2）滑动摩擦系数； （3）物体的质量．（4）若要使物体返回后越过D 点停下，对物体质量有什么限制？（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8）（暑假高一超前班）t （s ） 0.0 0.2 0.4 ⋯ 1.2 1.4 ⋯ v （m/s ） 0.01.02.0⋯1.10.7⋯a﹚θ8．2kg 的物体放在水平地面上,物体离墙壁20m,现用30N 的水平力推此物体,经过2秒钟到达墙壁,若用30N 的水平推此物体,要使物体也能到达墙壁,则推力的最短作用时间为多少?9. 如图所示，质量为M=2×103kg 的卡车装有质量为m ＝1×103kg 的重物，重物与车厢水平底板间的动摩擦因数μ1＝0.2.现卡车匀加速起动，由于启动加速度较大，启动2s 后重物从车上掉下.已知重物原来距车尾L=2m ，车厢底板离地高h ＝1.25m ，卡车与路面间的动摩擦因数μ2＝0.02，求：（1）卡车的牵引力的大小；（2）设卡车的牵引力不变，重物落地时与车尾的水平距离。
10.（2013上海高考）如图，质量为M 、长为L 、高为h 的矩形滑块置于水平地面上，滑块与地面间动摩擦因数为μ，滑块上表面光滑，其右端放置一个质量为m 的小球。
用水平外力击打左端，使其在极短时间内获得向右的速度v 0，经过一段时间后小球落地，求小球落地时距滑块左端的水平距离。
2.临界问题在动力学问题中，常常会出现临界状态，对于此类问题的解法一般有以下三种方法： （1）极限法：在题目中如果出现“最大”、“最小”、“刚好”等关键词时，一般隐藏着临界问题，处理这类问题时，常常把物理问题或过程推向极端，从而将临界状态及临界条件显露出来，达到尽快求解的目的。
例3．如图所示，质量为m 的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为μ，对物体施加一个与水平方向成θ角的力F ，（2）假设法：有些物理过程没有出现明显的临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界状态，也可能不会出现临界状态，解答此类问题，一般用假设法，即假设出现某种临界状态，物体的受力情况及运动状态与题设是否相符，最后再根据实际情况进行处理。
例4.一斜面放在水平地面上，倾角为= 53°，一个质量为的小球用细绳吊在斜面顶端，如图所示。
斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计斜面与水平面的摩擦，当斜面以的加速度向右运动时，求细绳的拉力及斜面对小球的弹力。
例5：如图a 所示，一轻绳上端系在车的左上角A 点，另一θkg 2.02/10s m 图1—2 A AA B ﹚图2—1F 轻绳一端系在车左壁上B 点。
B 点在A 点正下方，AB 距离为L ，两绳另一端在c 点相结并系一质量为m 的小球，绳AC 长为 2 L ，BC 长为L ，两绳能够承受的最大拉力均为2mg ，则（1）绳BC 刚好被拉直时（如图b ），车的加速度大小为________； （2）为不拉断轻绳，车的最大加速度大小为______。
（3）数学方法：将物理过程转化为数学表达式，然后根据数学中求极值的方法，求出临界条件。
如二次函数、不等式、三角函数等等。
例5.如图所示，质量为M 的木块与水平地面的动摩擦因数为 ，用大小为F 的恒力使木块沿地面向右作直线运动，木块M 可视为质点，则怎样施力才能使木块产生最大的加速度？最大加速度为多少？ 练习1.如图甲，质量为m=1Kg 的物块放在倾角为θ的斜面上，斜面体质量为M=2Kg ，斜面与物块间的动摩擦因数μ=0.2，地面光滑，θ=370，现对斜面体施一水平推力F ，要使物体m 相对斜面静止，力F 应为多大？（设物体与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s 2）2．如图2—1所示，质量均为M 的两个木块A 、B 在水平力F 的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A 与B 的接触面光滑，且与水平面的夹角为60° ，求使A 与B 一起运动时的水平力F 的范围。
3.如图1所示，光滑小球恰好放在木块的圆弧槽中，它左边的接触点为A ，槽的半径为R ，且OA 与水平线成α角，通过实验知道，当木块的加速度过大时，小球可以从槽中滚出来，圆球的质量为m ，木块的质量为M ，各种摩擦及绳和滑轮的质量不计，则木块向右的加速度最小为多大时，小球恰好能滚出圆弧槽。
4.一个物体沿摩擦因数一定的斜面加速下滑，下列图象，哪个比较准确地描述了加速度a 与斜面倾角θ的关系？5.一个物块由静止开始沿不同长度的光滑斜面滑到水平地面上的定点B ，这些斜面的起点都靠在竖直墙上，如图1所示，已知B 点距墙角距离为b ，要使小物块从斜面的起点滑﹚θF到B 点所用的时间最短，求斜面的起点（如图中P 点）距地面的高度是多少？所用的时间又是多少？6.如图，用AB 、BC 两根细绳把质量为m ＝1kg 的小球悬挂于车内，当小车向右做水平匀速直线运动时，AB 绳与竖直方向的夹角为α＝370，BC 绳与竖直方向的夹角为β＝530，求：（重力加速度g ＝10m/s 2，sin370＝0.6、cos370＝0.8、sin530＝0.8、cos530＝0.6） （1）两细绳的张力大小； （2）当小车以a ＝8m/s2的加速度向右水平行驶时，两绳的张力。
7.如图，将质量m ＝0.1kg 的圆环套在固定的水平直杆上。
环的直径略大于杆的截面直径。
环与杆间动摩擦因数μ＝0.8。
对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ＝53︒的拉力F ，使圆环以a ＝4.4m/s 2的加速度沿杆运动，求F 的大小。
（取sin53︒＝0.8，cos53︒＝0.6，g ＝10m/s 2）。
3.超重与失重 （1）超重与失重：当物体具有向上的加速度时，物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，物体处于超重状态。
当物体具有向下的加速度时，物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力，物体处于失重状态。
当向下的加速度a=g 时，物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）等于零，物体处于完全失重状态。
（2）对超重与失重的理解：ⅰ物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化。
ⅱ发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的大小和方向。