《牛顿运动定律的应用》牛顿运动定律PPT
第一部分内容：高频考点一 瞬时加速度的计算
[知识贯通]
牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。求解瞬时加速度时应注意以下两个物理模型：
刚性绳模型(细钢丝、细线等)
形变的发生和变化过程历时极短，在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间，其形变可随之突变
轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)
形变明显，其形变发生改变所需时间较长，在瞬时问题中，其弹力的大小可看成是不变的
[集训联通]
[典例1] 如图甲、乙所示，图中细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同。如果突然把两水平细线剪断，剪断瞬间小球A的加速度的大小为__________，方向为________；小球B的加速度的大小为________，方向为__________；图甲中倾斜细线OA与图乙中弹簧的拉力之比为________(θ角、重力加速度g已知)。
[解析] 设两球质量均为m，剪断水平细线后，对A球受力分析，如图(a)所示，球A将沿圆弧摆下，故剪断水平细线瞬间，小球A的加速度a1方向沿圆周的切线方向向下，即垂直倾斜细线OA向下，有FT1＝mgcos θ，F1＝mgsin θ＝ma1
所以a1＝gsin θ
[规律方法]
牛顿第二定律瞬时性问题的求解思路
(1)确定所给问题是绳杆类还是弹簧类，判断弹力能否发生突变。
(2)对物体受力分析，可采取“瞻前顾后”法，既要分析运动状态变化前的受力，又要分析运动状态变化瞬间的受力。
[即时训练]
1.如图所示，质量相等的三个物块A、B、C，A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连，A与B之间用细绳相连。当系统静止后，突然剪断A、B间的细绳，则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)( )
A．－g、2g、0 B．－2g、2g、0
C．0、2g、0 D.－2g、g、g
解析：剪断细绳前，对B、C整体进行受力分析，受到B、C的总重力和细绳的拉力而平衡，故T＝2mg；再对物块A受力分析，受到重力、细绳拉力和弹簧的拉力，由物块A受力平衡可知，上边弹簧的拉力F1＝3mg；对物块C受力分析，可知下边弹簧的拉力F2＝mg。剪断细绳后，重力和弹簧的弹力不变，细绳的拉力减为零，故物块B受到的合力等于2mg，向下，物块A受到的合力为2mg，向上，物块C受到的力不变，合力为零，故物块B有向下的加速度，大小为2g，物块A具有向上的加速度，大小为2g，物块C的加速度为零，故选B。
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牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：高频考点二 动力学的两类基本问题
[知识贯通]
1．动力学的两类基本问题
(1)已知物体的受力情况，研究物体的运动情况，即在已知物体的受力情况下，求出物体的加速度，结合运动学公式确定物体的运动情况。
(2)已知物体的运动情况，研究物体的受力情况，即在已知物体的运动情况下，由运动学公式求出物体的加速度，再由加速度确定物体的受力情况。
2．应用牛顿第二定律解题的方法
对研究对象进行受力分析和运动状态的分析，把题目中所描述的物理情境和初始状态弄清楚，然后根据牛顿第二定律，通过“加速度”这个联系力和运动的桥梁，结合运动学公式进行求解。
[集训联通]
[典例2]如图所示，质量为m的木块以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动且足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。
(1)求木块向上滑动时加速度的大小和方向。
(2)若此木块滑到最大高度后能沿斜面下滑，求木块下滑时加速度的大小和方向。
[规律方法]
应用牛顿第二定律的两点技巧
(1)若物体只受两个力的作用而产生加速度时，一般根据平行四边形定则求合力，合力方向就是加速度的方向。
(2)若物体受两个以上的力作用而产生加速度时，常采用正交分解法求解。建立坐标系的原则是让尽可能多的矢量落在坐标轴上。因此，根据具体情况可以分解力，也可以分解加速度。在分解力时，往往使加速度在某一坐标轴上，另一坐标轴上的合力为零。
[即时训练]
4．为了减少行车过程中因急刹车造成乘客受到伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s。安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( )
A．450 N B．400 N
C．350 N D.300 N
5．如图所示，足够长的水平传送带以v0＝2 m/s的速度匀速运行，t＝0时刻，在左端轻放一质量为m的小滑块，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2，则t＝1.5 s时滑块的速度为( )
A．3 m/s B．2.5 m/s
C．2 m/s D.1.5 m/s
... ... ...
牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：高频考点三 动力学中的图像问题
[知识贯通]
1．常见的图像形式
在动力学与运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(st图像)、速度图像(vt图像)和力的图像(Ft图像)等，这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹。
2．图像问题的分析方法
遇到带有物理图像的问题时，要认真分析图像，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题。
[集训联通]
[典例3] 如图甲，质量为M的长木板，静止放在粗糙的水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中，物块和木板的vt图像分别如图乙中的折线所示，根据vt图像(g取10 m/s2)，求：
(1)m与M间动摩擦因数μ1及M与地面间动摩擦因数μ2。
(2)m与M的质量之比。
(3)从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中，物块m、长木板M各自对地的位移。
[规律方法]
动力学中图像问题的处理技巧
vt图像
可以从所提供图像获取运动的方向、瞬时速度、某时间内的位移以及加速度，结合实际运动情况可以确定物体的受力情况
Ft图像
首先应明确该图像表示物体所受的是哪个力，还是合力，根据物体的受力情况确定加速度，从而研究它的运动情况
at图像
要注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程
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《章末复习课》牛顿运动定律PPT 第一部分内容：巩固层知识整合 [核心速填] 1．力与运动的关系：力可以_____物体的运动状态． 2．牛顿第一定律：一切物体总保持静止或__________状态，..
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《牛顿第二运动定律的综合应用》牛顿运动定律PPT 第一部分内容：学习目标 1.明确动力学的两类基本问题． 2．掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法． ... ... ... 牛顿第二运动定..
发布于：2020-05-03 14:13:05
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高中必修一
《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT课件
第一部分内容：学习目标
1.明确动力学的两类基本问题．(重点)
2．掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．(难点)
... ... ...
牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：新知初探
一、从受力确定运动情况
1．牛顿第二定律确定了______和______的关系，使我们能够把物体的运动情况和____________联系起来．
2．如果已知物体的受力情况，可以由__________________求出物体的加速度，再通过__________________确定物体的运动情况．
二、从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况，根据__________________求出物体的加速度，再根据__________________就可以确定物体所受的力．
(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．( )
(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．( )
(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．( )
(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的．( )
(1)(2019•江苏月考)2018年10月23日，港珠澳大桥正式开通．建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道重约G＝8×108 N，相当于一艘中型航母的重量．通过缆绳送沉管到海底，若把该沉管的向下沉放过程看成是先加速运动后减速运动，且沉管仅受重力和缆绳的拉力，则拉力的变化过程可能正确的是( )
提示：选C.设沉管加速的加速度为a1，减速的加速度为a2，加速过程由牛顿第二定律得：G－F1＝ma1，得：F1＝G－ma1，F1＜G；减速过程由牛顿第二定律得：F2－G＝ma2，得：F2＝G＋ma2，F2＞G，故A、B、D错误，C正确．
(2)(多选)如图，在车内用绳AB与绳BC拴住一个小球，其中绳BC水平．若原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍相对小车静止，则下列说法正确的是( )
A．AB绳拉力不变 B．AB绳拉力变大
C．BC绳拉力变大D．BC绳拉力不变
(3)求物体的加速度有哪些途径？
提示：途径一 由运动学的关系(包括运动公式和运动图象)求加速度；
途径二 根据牛顿第二定律求加速度．
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牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：师生互动
已知物体的受力求运动情况
如图所示，汽车在高速公路上行驶，有两种运动情况：
(1)汽车做匀加速运动．
(2)汽车关闭油门滑行．
试结合上述情况讨论：由物体的受力情况确定其运动的思路是怎样的？
要点提示 通过分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律求得加速度，然后由运动学公式求出物体运动的位移、速度及时间等．
【核心深化】
1．由物体的受力情况确定其运动的思路
物体受力情况→牛顿第二定律→加速度a→运动学公式→物体运动情况
2．解题步骤
(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；
(2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)；
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；
(4)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量．
关键能力1 从受力确定运动情况
(2019•浙江湖州高一期中)滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一，如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是
40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)．求：
(1)冰车的最大速率；
(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小．
[思路点拨] (1)由题知，冰车先做匀加速运动后做匀减速运动，当小明妈妈停止施加力的作用时，速度最大，由牛顿第二定律求得加速度，由速度公式求解最大速率．
(2)由位移公式求出匀加速运动通过的位移，撤去作用力冰车做匀减速运动，由牛顿第二定律求得加速度，由运动学速度位移关系求得滑行位移，即可求出总位移．
关键能力2 等时圆模型
如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则( )
A．t1
C．t3>t1>t2 D．t1＝t2＝t3
【达标练习】
1.如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为( )
A．2∶1 B．1∶1
C.3∶1 D．1∶3
2．(2019•浙江期中)我国现在服役的第一艘航母“辽宁号”的舰载机采用的是滑跃起飞方式，即飞机依靠自身发动机从静止开始到滑跃起飞，滑跃仰角为θ.其起飞跑道可视为由长度L1＝180 m的水平跑道和长度L2＝20 m倾斜跑道两部分组成，水平跑道和倾斜跑道末端的高度差h＝2 m，如图所示．已知质量m＝2×104 kg的舰载机的喷气发动机的总推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向始终与速度方向相同，若飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的0.15，飞机质量视为不变，并把飞机看成质点，航母处于静止状态．
已知物体的运动情况求受力
一运动员滑雪时的照片如图所示，
(1)知道在下滑过程中的运动时间．
(2)知道在下滑过程中的运动位移．
结合上述情况讨论：由物体的运动情况确定其受力情况的思路是怎样的？
【核心深化】
1．基本思路
分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而可以求出物体所受的其他力，流程图如下所示：
2．解题的一般步骤
(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图．
(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度．
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力．
(4)根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力．
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牛顿运动定律的应用PPT，第四部分内容：随堂知能演练
1．(2019•贵州遵义高一期末)如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心，已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别沿AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点．则( )
A．a球最先到达M点
B．c球最先到达M点
C．b球最先到达M点
D．b球和c球都可能最先到达M
2．如图所示，有一质量m＝1 kg的物块，以初速度v＝6 m/s从A点开始沿水平面向右滑行．物块运动中始终受到大小为2 N、方向水平向左的力F作用，已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1.求：(取g＝10 m/s2)
(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小和方向；
(2)物块向右运动到最远处的位移大小；
(3)物块经过多长时间回到出发点A？(结果保留两位有效数字)
3．(2019•陕西西安高一期末)在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处，然后由静止释放，为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零，然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面，取g＝10 m/s2，求：
(1)座椅在自由下落结束时刻的速度大小；
(2)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍．
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《牛顿运动定律的应用》牛顿运动定律PPT 第一部分内容：高频考点一 瞬时加速度的计算 [知识贯通] 牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。求解瞬..
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发布于：2020-05-03 14:12:17
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高中必修一
《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT
第一部分内容：课标要求
1.学会解决从受力确定运动情况的问题。
2.学会解决从运动情况确定受力的问题。
3.掌握解决动力学的两类基本问题的综合思路。
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牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：自学新教材
一、牛顿第二定律的作用
1．填一填
确定了运动和______的关系，把物体的运动情况与______情况联系起来。
2．选一选
质量为m的物体，放在粗糙的水平地面上，受到一个水平方向的恒力F的作用而运动，在运动中，物体加速度a的大小( )
A．和物体的运动速度有关
B．和物体跟地面间的动摩擦因数无关
C．和物体运动的时间无关
D．和恒力F成正比
二、动力学的两类基本问题
1．填一填
(1)从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由__________求出物体的______，再通过______的规律确定物体的运动情况。
(2)从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据______规律求出物体的______，结合受力分析，再根据____________求出力。
2．判一判
(1)根据所受合外力的方向可以确定物体加速度的方向。 ( )
(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向。( )
(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。 ( )
(4)只要知道物体受力情况就能确定物体的运动性质。( )
3．选一选
(1)物体放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经时间t通过的位移是x。如果水平恒力变为2F，物体仍由静止开始运动，经时间2t通过的位移是 ( )
A．x B．2x
C．4xD．8x
(2)行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦，刹车过程可看成匀减速直线运动) ( )
A．450 N B．400 N
C．350 ND．300 N
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牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：提升新知能
突破点一 根据物体的受力情况确定运动情况
解答该类问题的一般步骤：
(1)选定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。
(2)根据平行四边形定则，应用合成法或正交分解法，求出物体所受的合外力。
(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(即初速度v0)，分析运动情况并画出运动草图，选择合适的运动学公式，求出待求的运动学量——任意时刻的速度v、一段运动时间t以及对应的位移x等。
[特别提醒]
受力分析和运动情况分析是解决该类问题的两个关键。
[典例1]如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面。人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下。人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间。
(2)人在经过C点后滑行的距离。
[规律方法]
根据物体的受力情况确定运动情况的思维流程
[对点练清]
1.如图所示，质量m＝15 kg的木箱静止在水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2。现用F＝60 N的水平恒力向右拉动木箱(g取10 m/s2)。求：
(1) 3 s时木箱的速度大小。
(2)木箱在2 s内的位移大小。
2.质量为m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ＝0.5。现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ＝37°，且sin 37°＝0.6。经t＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体静止，g取10 m/s2。求：
(1)物体运动过程中的最大速度。
(2)物体运动的总位移。
突破点二 根据物体的运动情况确定受力情况
[学透用活]
解答该类问题的一般步骤
(1)选定研究对象，对研究对象进行运动情况分析和受力分析，并画出运动草图及受力示意图。
(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，求物体所受的合外力。
(4)根据力的合成法或正交分解法，由合外力求出待求力或与力有关的量。
[典例2]民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上。如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB＝3.0 m，斜面气囊长度AC＝5.0 m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2 s，g取10 m/s2，求：
(1)乘客在气囊上滑下的加速度大小。
(2)乘客和气囊间的最大动摩擦因数。(忽略空气阻力)
... ... ...
牛顿运动定律的应用PPT，第四部分内容：训练新素养
一、典题好题发掘，练典题做一当十
[选自鲁科版教材P118例题]
某高速列车(如图)起动后的初始阶段，可视为在恒定的牵引力作用下做匀加速直线运动。若在该阶段列车组的牵引力为3.04×105 N，列车所受阻力为7.9×104 N，列车质量为4.5×105 kg，则列车从起动至速度达到60 km/h需要多长时间？
[分析]已知牵引力F、阻力f和列车质量m，由牛顿第二定律可求出列车运动的加速度a。列车做匀加速直线运动，已知起动时的初速度为0和末速度vt的大小，结合求出的加速度a，由匀变速直线运动的速度公式可求出所需要的时间。
[讨论]一般高速列车起动时的加速度比轿车起动时的加速度小，加速到相同速度(在汽车能达到的速度范围内)需要的时间更长。查阅资料，了解高速列车的加速情况，判断本题的计算结果是否在合理范围内。
[策略提炼]
运动与力的问题一般有两大类型：第一，已知物体受力，由此确定其运动情况；第二，已知物体运动情况，由此确定其所受外力。
用牛顿第二定律解决动力学问题时，通常需明确研究对象，分析其受力及运动情况，再运用牛顿第二定律和运动学公式列出方程求解。其中加速度通常是联系力和运动情况的桥梁。
二、典题好题发掘，练典题做一当十
[选自鲁科版教材P122例题]
气球上系一重物，自地面上升。当上升到离地面9 m时，速度为4 m/s，此时绳子突然断开。不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2。
(1)重物从离开气球至上升到最高点，经历的时间和上升的高度各为多少？
(2)重物离开气球后经多长时间才能落地？落地时的速度是多大？
[分析] 绳子突然断开时，重物与气球具有相同的速度。由于惯性，重物将继续向上运动。重物在空中运动只受到重力作用，根据牛顿第二定律可知，重物加速度大小为g，方向始终竖直向下。因此，绳子断开后重物先竖直向上做匀减速直线运动，上升一段距离到达最高点时速度为0，然后向下做自由落体运动直到落地，如图所示。
可将运动分为上升和下降两个阶段，根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解。
... ... ...
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发布于：2020-05-03 14:12:10
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