4.5 牛顿运动定律的应用 讲义 -高中物理人教版（2019）必修第一册

4.5牛顿运动定律的应用一学科核心素养物理观念:构建应用牛顿运动定律解决两大类问题的物理观念即:已知物体的受力情况和己知物体的运动情况。

科学思维:培养学生分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

科学探究:探究如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量和如何根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。科学态度与责任:初步培养学生合作交流的愿望，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。二学习重难点重点：1.已知物体的受力情况，求物体的运动情祝。

2.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。

难点;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。三课前预习1．如图所示，，，和B紧靠着放在光滑水平面上，从时刻起，对B施加向右的水平恒力，同时对施加向右的水平变力，______s时、B将分离，此时B物体的加速度大小为______。2．两类基本问题（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___________，再通过运动学的规律确定物体的___________情况。（2）从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的___________，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出___________。（3）如图所示，一质量为8kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平拉力F=20N拉物体，使其由A点开始运动，经过8s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止。则：（g取10m/s2）a.在拉力F作用下物体运动的加速度大小为___________m/s2；b.撤去拉力F瞬间物体的速度大小v=___________m/s；c.撤去拉力F后物体运动的距离x=___________m。3．水平地面上方A处有一小物块，在竖直向上的恒力F作用下由静止开始竖直向上运动，如图所示。经过时间t到达B处（图中未画出），此时撤去力F，又经过2t时间物块恰好落到地面上。已知重力加速度大小为g，A处离地面的高度h=，忽略空气阻力，则从撤去力F到落到地面的过程，物块做____（选填“匀变速”或“非匀变速”）直线运动，物块的质量为____。4．如图所示，B是水平地面上AC的中点，可视为质点的小物块以某一初速度从A点滑动到C点停止。小物块经过B点时的速度等于它在A点时速度的一半。则小物块在AB段运动的时间t1和BC段运动的时间t2之比为____，小物块与AB段间的动摩擦因数μ1和与BC段间的动摩擦因数μ2之比为____。5．2021年5月15日，天问一号着陆器“祝融号”火星车成功着陆火星乌托邦平原南部预选着陆区，质量为1.3吨的火星车在如此高速下自动精准降速反映了我国科研水平取得的巨大成就。它首先进入火星大气层的狭窄“走廊”，气动减速；打开降落伞使速度进一步减为95m/s；与降落伞分离后，打开发动机约80s，减速至3.6m/s；然后进入悬停避障与缓速下降阶段，经过对着陆点的探测后平稳着陆，其过程大致如图所示。（火星表面的重力加速度约为地球表面的，地球表面重力加速度取10m/s2。）（1）“祝融号”在火星表面的惯性与地球表面相比_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。由于勘测需要，火星车走走停停，假如它在一小时内的直线距离是9m，它的平均速度大小约为_________m/s。（2）关于着陆器在不同阶段的受力分析，正确的是()A．气动减速段，只受到气体阻力的作用B．伞系减速段，重力与气体对它的作用力是一对平衡力C．动力减速段，发动机喷火的反作用力作用在火星车上D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力（3）如果动力减速阶段发动机的推力远大于空气阻力且视作恒定，不考虑火星车的质量变化。请分析说明此阶段火星车的运动性质______，并根据图中所给的数据，估算发动机推力的大小______。6．如图所示，光滑半球形容器质量，O为球心，若将一水平恒力F作用于光滑半球形容器，使质量物块在P点与半球形容器保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动，半球形容器与地面间的动摩擦因数，OP与水平方向的夹角为，取，那么水平恒力___________。四自我检测1．如图所示，一轻弹簧放在倾角θ=30°且足够长的光滑斜面上，下端固定在斜面底端的挡板上，上端与放在斜面上的物块A连接，物块B与物块A（二者质量均为m）叠放在斜面上并保持静止，现用大小等于的恒力F平行斜面向上拉B，当运动距离为L时B与A分离。下列说法正确的是（）A．弹簧处于原长时，B与A开始分离B．弹簧的劲度系数为C．弹簧的最大压缩量为LD．从开始运动到B与A刚分离的过程中，两物体的动能一直增大2．如图所示，光滑直杆一端固定在地面上的A点，另一端靠在竖直墙上，杆上套有一个小球，球可以在杆上自由滑动，球从杆的上端沿杆下滑到A点所用的时间为t，若逐渐减小杆的长度，使杆与水平方向的夹角从60°逐渐减小到30°，则下列说法正确的是（）A．小球从杆的上端运动到下端的时间不断减小B．小球从杆的上端运动到下端的时间不断增大C．小球从杆的上端运动到下端的时间先减小后增大D．小球从杆的上端运动到下端的时间先增大后减小3．如图所示，光滑水平面放有一个质量为5kg的光滑斜面体A，将另一个质量为3kg物块B放在斜面上，为了保持物块与斜面相对静止，需用水平向左80N的力F推斜面。现将斜面固定，对B施加用水平向右的力F1使其静止在斜面上，g取10m/s2.则F1大小为（）A．30N B．15N C．50N D．80N4．如图所示，水平面上有一质量为的小车，其上有一定滑轮，通过绳在滑轮两侧分别连有质量为和的物体A和B，其中物体A在小车水平台面上，物体B被悬挂，整个系统开始处于静止。求以多大的力作用于小车上，才能使物体A与小车之间无相对滑动？（）A．588N B．718.7N C．784N D．980N5．如图所示，滑轮A可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重力为G的物体B，下滑时，物体B相对于A静止，则下滑过程中（不计空气阻力）（）A．绳的拉力为G B．绳的拉力为C．绳的方向与光滑轨道不垂直 D．B的加速度为gsinθ6．如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车厢底板上，学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角（取θ＝60°），则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（）A．大小等于μmg，方向水平向左B．大小等于mg，方向竖直向上C．大小大于，方向水平向左D．大小等于，方向斜向左上方7．加速度与F的关系图像如图乙所示，则A的加速度与F的关系图像可能正确的是（）A． B．C． D．8．很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（

）A．手机在t1时刻运动到最高点B．手机在t2时刻改变运动方向C．手机在t1~t2时间内，受到的支持力先减小再增大D．手机在t1~t2时间内，受到的支持力一直在减小9．一列磁悬浮列车在水平直轨道上运行，不计一切阻力，当牵引力为F时，列车从静止开始在t时间内前进了x。如果牵引力增大为2F时，列车从静止开始在t时间内前进（）A．x B．2x C．4x D．8x10．如图所示，弯折杆ABCD的D端接一个小球，杆和球的总质量为m，—小环套在杆AB段上用绳吊着，恰好能一起以加速度a竖直向上做匀加速运动，杆AB段与水手方向的夹角为，则A．杆对环的压力为mgsin+masinB．环与杆的摩擦力为mgcos+macosC．环对杆和球的作用力为mg+maD．杆和球处于失重状态参考答案：三课前预习1．

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