牛顿运动定律的应用课件2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

第四章运动和力的关系人教版必修第一册4.5牛顿运动定律应用1.能通过分析物体的受力情况，确定物体的运动情况，能从物体的运动情况确定物体的受力情况；2.能根据力和运动的关系，运用牛顿运动定律和运动学知识，分析求解有关动力学问题；3.掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法【情景引入】高铁的不断提速为人们解约了很多宝贵的时间，缩短了城市间的距离，为了尽量缩短停车的时间，旅客按照站台上标注的门的位置候车，列车进站时总能准确地停在对应门的位置。这一切都得益于人们对力和运动的研究。人们是如何研究力和运动的关系？

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。F合＝ma桥梁v＝v0＋at

＝2ax重力弹力摩擦力力与运动01

牛顿第二定律在许多基础科学和工程技术中有广泛的应用。中学物理中我们只研究一些简单的实例，对应于以下两类问题：从受力情况确定运动情况从运动情况确定受力情况这两种情况具有应该怎么应用呢？从受力确定运动情况PART021．基本思路：2.运动学方程3.已知受力求运动的一般解题步骤

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)。v＝v0＋at

＝2ax处理问题的思路01【例题1】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3.4m/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10m/s2。（2）若运动员仍以3.4m/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？教材例题02（1）运动员以3.4m/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10m/s2。1.明确研究对象2.受力情况分析mgFNFf3.运动过程分析【解析】冰壶运动方向为正方向建立一维坐标系Ff＝-µ1FN＝-µ1mga1=-0.2m/s2-μmg=ma1由vt

2－v02=2a1x1x1=28.9m冰壶滑行了28.9m教材例题02（2）若运动员仍以3.4m/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？【解析】设冰壶滑行10m后的速度为v10，则v102＝v02＋2a1x10冰壶的加速度a2＝－µ2

g＝－0.02×0.9×10m/s2＝－0.18m/s2滑行10m后为匀减速直线运动，由v2－v102＝2a2x2，v＝0，得第二次比第一次多滑行了（10＋21－28.9）m＝2.1m教材例题02若已知运动情况又如何知道受力呢？从运动情况确定受力PART03处理问题的思路011．基本思路：2．已知运动情况求受力的动力学问题的一般解题步骤（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，由合力求出所需求的力。【例题2】如图，一位滑雪者，人与装备的总质量为75kg，以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m。求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力（包括摩擦和空气阻力），g取10m/s2。教材例题02【解析】以滑雪者为研究对象。建立如图所示的直角坐标系。滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律，有其中v0＝2m/s，t＝5s，x＝60m，则有根据牛顿第二定律，有y方向x方向FN－mgcosθ＝0mgsinθ－Ff＝maa=?x=60m；t=5s;v0

=2

m/s教材例题02得FN＝mgcosθFf＝m（gsinθ－a）其中，m＝75kg，θ＝30°，则有Ff＝75N，FN＝650N

根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力大小等于雪面对滑雪者的支持力大小，为650N，方向垂直斜面向下。滑雪者受到的阻力大小为75N，方向沿山坡向上。教材例题02【变式训练】滑雪者以v0=20m/s的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡，从刚上坡即开始计时，至3.8s末，滑雪者速度变为0。如果雪橇与人的总质量为m=80kg，求雪橇与山坡之间的摩擦力为多少？g=10m/s2.fmgFN联立①②，代入数据，解得对滑雪者受力分析如图【解析】②①根据牛顿第二定律变式训练03总结提升PART04一、从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力

物体运动情况运动学公式加速度a牛顿第二定律物体受力情况物体运动情况运动学

公式加速度

a牛顿第二定律物体受力情况动力学两类基本问题的解题思路01知识点一、从受力情况确定运动情况✭✭✭✭

知识点一、从受力情况确定运动情况✭✭✭✭知识点一、从受力情况确定运动情况✭✭✭✭练习1.冰库工作人员在水平面移动冰块时，冰块先在工作人员斜向上拉力作用下运动一段距离，然后放手让冰块向前滑动一段距离达到运送冰块的目的。其工作原理可简化为如图所示，设冰块质量为M=60kg，冰块与滑道间动摩擦因数μ=0.3。某次拉冰块时，工人从滑道前端用与水平方向成53∘角向上、大小F=500N的力拉冰块（初速度可视为零）向前匀加速前进4.5m后放手，冰块到达滑道末端时速度恰好为零，已知sin53∘=0.8，cos53∘=0.6，g=10m/s2，求：（1）工人放手时冰块的速度大小；（2）滑道的长度；（3）冰块在滑道上运动的总时间。知识点一、从受力情况确定运动情况✭✭✭✭知识点二、从运动情况确定受力情况✭✭✭✭练习2：课外活动小组自制了一枚水火箭，设水火箭发射后始终在竖直方向向上运动。在水火箭向下喷水过程中，可认为水火箭以a=5m/s2的加速度做匀加速直线运动。水火箭从地面由静止出发，水恰好喷完时水火箭距离地面的高度为h1​=10m，接着水火箭向上做匀减速运动，水火箭上升过程中受到的空气阻力大小等于水火箭自身的重力。取g=10m/s2。求：（1）水恰好喷完时火箭的速度大小v；（2）火箭可达到离地面的最大高度H。知识点二、从运动情况确定受力情况✭✭✭✭练习3.如图所示，质量为4kg的物体静止于水平面上。现用大小为50N、与水平方向夹角为37∘斜向下的力F推物体，使物体沿水平面做匀加速直线运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5（g取10m/s2，sin37∘=0.6，cos37∘=0.8）。求：（1）物体加速度的大小；（2）若（1）中的推力作用了4s后撤去推力，则物体运动的总位移为多少。知识点二、从运动情况确定受力情况✭✭✭✭mgFNfFFcos37°Fsin37°高考探知PART05考向1：牛顿第二定律在简单直线中的运动B

考向2：牛顿第二定律在图像中的应用BC

课堂小结PART06研究对象m分析受力分析运动过程v0vtxF1F2Fn…合力F加速度a合成、正交分解F＝ma课后作业PART07题型一：动力学两类基本问题的分析与求解【变式】如图所示一足够长的斜面倾角为37∘，斜面BC与水平面AB平滑连接，质量m=2kg的物体静止于水平面上的M点，M点距B点之间的距离L=9m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5。现使物体受到一水平向右的恒力F=14N作用，运动至B点时撤去该力（sin37∘=0.6，cos37∘=0.8，取g=10m/s2）。求：（1）物体在恒力作用下运动时的加速度大小；（2）物体到达B点时的速度大小；（3）物体沿斜面向上滑行的最远距离和物体返回到斜面底端时的速度大小。题型一：动力学两类基本问题的分析与求解题型二：动力学图像问题求解【详解】A．在0~1s内，图象切线不断减小，则加速度不断减小，由牛顿第二定律得知外力F不断减小，故A错误；BC．在1~3s内，图象的斜率不变，则加速度不变，故外力F大小不变，方向向左，故BC错误；D．根据速度图象与坐标轴所围的“面积”大小等于位移，t轴上方位移为正，下方位移为负，则