牛顿运动定律 单物体 多过程(平面斜面问题)教师版
牛顿第二定律单物体经典题典例1.如图所示, ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点.每根杆上都套着一个小滑环（圆中未画出）,三个滑环分别从a、b、c处释放（初速为0）,用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间,则 ( )A.t1＜t2＜t3B. t1＞t2＞t3C.t3＞t1＞t2D.t1=t2=t3典例2.（2013高考天津理综物理第10题）质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N 的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,，求：(l）物块在力F作用过程发生位移x l的大小：(2）撤去力F后物块继续滑动的时间t。
解析：（1）设物块受到的滑动摩擦力为F1，则F1=μmg根据动能定理，对物块由A到B的整个过程，有：Fx1-F1x=0.代入数据解得：x1=16m。
（2）设刚撤去力F时物块的速度为v，此后物块的加速度为a，滑动的位移为x2，则x2=x- x1。
由牛顿第二定律得：F1=ma，由匀变速直线运动规律得，v2=2ax2，以物块运动方向为正方向，由动量定理，得-F1t=0-mv，代入数据解得：t=2s。
变式训练1.在研究摩擦力的实验中，将木块放在水平长木板上。
如图a所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从零开始逐渐增大。
分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象，如图b所示（已知木块质量为8.0 kg，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80）。
(1)求木块与长木板间的动摩擦因数；(2)如图c，木块受到恒力F＝50 N作用，方向与水平方向成θ＝37°角斜向右上方，求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度；(3)在(2)中木块从静止开始受拉力F作用t1＝2.0 s后撤去，计算木块在整个运动过程中发生的总位移？【答案】μ=0.4 a=2.5m/s2 8.125m （1）由题图b 知：木块所受到的滑动摩擦力f=32N根据f=μN 解得μ=0.4；（2）根据牛顿运动定律得Fcosθ-f=ma ， F sinθ+N=mg f=μN联立解得：a=2.5m/s2；（3）撤去F 后，加速度a′=μg=4m/s2继续滑行时间12at 2.52t s 1.25s a 4⨯==='加速阶段位移为221111x at 2.52m 5m 22⨯⨯＝＝＝，减速阶段位移为222211x a t 4 1.25m 3.125m22'⨯⨯＝＝＝总位移为12x=x x 8.125m +=。
典例3．如图8所示，在倾角θ= 370的足够长的固定斜面底端有一质量m = 1.0kg 的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ= 0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F = 10.0N ，方向平行斜面向上．经时间t = 4.0s 绳子突然断了，求：（1）绳断时物体的速度大小（2）从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．（sin370 = 0.6，cos370 = 0.8，g = 10m/s 2）解：（1）物体向上运动过程中，受重力mg ，摩擦力f ，拉力F ，设加速度为a 1，则有F – mgsinθ－ f = ma 1 2分又 f = μF N F N = mgcosθ 1分 ∴a 1 = 2.0m / s 2 1分 所以，t = 4.0s 时物体速度 V 1 = a 1t = 8.0m/s 1分(2)绳断后,物体距斜面底端 s 1 = 21a 1t 2 = 16m. 1分断绳后,设加速度为a 2,由牛顿第二定律得mgsinθ ＋ μmgcosθ= ma 2 a 2 = 8.0m / s 2 2分 物体做减速运动时间212a v t == 1.0s 1分 减速运动位移s 2 = 4.0m此后物体沿斜面匀加速下滑,设加速度为a 3, 则有mgsinθ－μmgcosθ= ma 3 a 3 = 4.0m/s 2 2分 设下滑时间为t 3 ,则:s 1 ＋ s 2 = 21a 3t 32 1分 T 3 = 10 s = 3 .2 s ∴t 总 = t 2＋ t 3 = 4.2s变式训练2.（2006年上海物理）质量为10kg 的物体在F ＝200N 的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37O ．力F 作用2s 后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25s 后速度减为零．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移s ．（已知sin37o ＝0.6，cos37O ＝0.8，g ＝10m/s 2）解：设物体在推力作用下（时间t 1）的加速度为a 1，撤去推力后（时间t 2）的加速度为a 2，则有：2211t a t a = 根据牛顿第二定律：1)sin cos (sin cos ma F mg mg F =+--θθμθθ2cos sin ma mg mg =+θμθ解得：μ=0.25 物体的总位移22212121at at s +==16.25m变式训练3.（2013高考山东理综第22题）如图所示，一质量m=0.4kg 的小物块，以v 0=2m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t=2s 的时间物块由A 点运动到B 点，A 、B 之间的距离L=10m 。
已知斜面倾角θ=30o，物块与斜面之间的动摩擦因数=μ33。
重力加速度g 取10 m/s 2.图8θ（1）求物块加速度的大小及到达B 点时速度的大小。
（2）拉力F 与斜面的夹角多大时，拉力F 最小？拉力F 的最小值是多少？ 解析：（1）设物块加速度的大小为a ，到达B 点时速度的大小为v ，由运动学公式得：L= v 0t+12at 2， ①v= v 0+at ， ② 联立①②式，代入数据解得：a=3m/s 2，③v=8m/s 。
④（2）设物块所受支持力为F N ，所受摩擦力为F f ，拉力与斜面之间的夹角为α。
受力分析如图所示。
由牛顿第二定律得：Fcos α-mgsin θ-F f =ma ， ⑤Fsin α+F N -mgcos θ=0， ⑥又F f =μF N 。
⑦ 联立解得：F=()sin cos cos sin mg ma θμθαμα+++。
⑧由数学知识得：cos α+33sin α=233sin(60°+α)， ⑨由⑧⑨式可知对应的F 最小值的夹角α=30° ⑩联立③⑧⑩式，代入数据得F 的最小值为：Fmin=1335N 。
选作：如图，将质量m ＝2kg 的圆环套在与水平面成θ=37︒角的足够长直杆上，直杆固定不动，环的直径略大于杆的截面直径，杆上依次有三点A 、B 、C ，sAB=8m ，sBC=0.6m ，环与杆间动摩擦因数μ＝0.5，对环施加一个与杆成37︒斜向上的拉力F ，使环从A 点由静止开始沿杆向上运动，已知t=4s 时环到达B 点。
试求：（重力加速度g=l0m/s2，sin37︒=0.6，cos37︒=0.8）（1）F 的大小；（2）若到达B 点时撤去力F ，则环到达C 点所用的时间。
【答案】20N25t s 5+=（1）根据题意知，环做匀加速直线运动，则有2AB 122S a 1m /s t =＝，对环进行受力分析有：若Fsin37°＜mgcos37°杆对环的弹力垂直于杆向上，如图：则有：N Fsin37mgcos37Fcos37N mgsin37ma μ+︒=︒︒--︒=、 代入数据可得：F=20N ；若Fsin37°＞mgcos37°村对环的弹力垂直于杆向下，如图：则有：Fsin37mgcos37N Fcos37N mgsin37ma μ︒=︒+︒--︒=、 代入数据可得：F=12N （舍去，不合Fsin37°＞mgcos37°要求） 所以F 的大小为20N ；（2）撤去力F后对环进行受力分析有：由题意物体4s后的速度为v=a1t=4m/s此时环所受的合力21F mgcos37mgsin37maμ=︒+︒=合代入数据得22cos37sin3710/a g g m sμ︒+︒＝＝，环向上做初速度为4m/s的匀减速直线运动，故以沿杆向上为正方向，则22a10m/s-＝，所以环停止运动的时间为20vt0.4sa-停＝＝环上升的最大位移2max20vx0.8m2a-＝＝根据则环向上匀减速运动经过C点时由位移时间关系得：2BC21S vt a t2+＝，代入数据得：t=0.2s；当环运动到最高点，将再次向下匀加速运动，则环在下滑过程中受到的合力为2F mgsin37mgcos37μ=︒-︒合根据牛顿第二定律得，此时下滑的加速度23a gsin37gcos372m/sμ=︒-︒=环最高点离B距离0.8m，则环加速下滑过程中经过C点时相对于最高点的位移x3=0.2m根据匀加速直线运动位移时间关系得，环下滑时间3332x20.25t s sa25⨯=＝＝则从B点计时，小球经过C 点的时间3525t t t0.4s s s55+=+=+=停。
第1课时：牛顿第一、三定律(教师版)
第一课时☆☆知识回顾与理解☆☆一、牛顿第一定律（惯性定律）1．历史上对力和运动关系的认识过程：①亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
②伽利略的理想实验：否定了亚里士多德的观点，他指出：如果没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。
③笛卡儿的结论：如果没有加速或减速的原因，运动物体将保持原来的速度一直运动下去。
④牛顿的总结：牛顿第一定律。
2．伽利略的“理想斜面实验”程序与内容：① (事实) 两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
② (推论) 如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度。
③ (推论) 减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。
④ (推论) 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平，小球沿水平面做持续的匀速直线运动。
⑤ (论断) 物体在水平面上做匀速运动时并不需要外力来维持。
此实验揭示了力与运动的关系：①力不是．．维持物体运动的原因，而是．．改变物体运动状态的原因，物体的运动并不需要力来维持。
②同时指出了一切物体都有一种属性(运动状态保持不变．．．．的属性)，只有受力时运动状态才改变。
这种运动状态保持不变．．．．的属性就称作惯性。
即：一切物体具都有保持．．原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这就是惯性。
3．对惯性的理解要点：惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(物体都有保持原有运动状态的性质)。
①惯性是物体的固有属性，即：保持原来运动状态不变的属性，不能克服，只能利用。
惯性与物体的受力情况及运动状态无关。
任何物体，无论处于什么状态，不论任何时候，任何情况下都具有惯性。
②惯性不是力，惯性是物体的一种属性(即保持原来运动不变的属性)。
不能说“受到惯性”和“惯性作用”。
③物体的运动状态并不需要力来维持，因此惯性不是维持运动状态的力。
④惯性的大小：惯性的大小体现在运动状态改变的难易程度(保持原来运动状态的本领强弱)，其大小由质量来决定。
专题四：牛顿运动定律(考点分析+典例)—新教材粤教版(2019)高一物理上学期期末复习专题讲义
必修一物理复习专题四：牛顿运动定律编写：XXX一、多过程问题1、如图所示，水平面与倾角θ＝37°的斜面在B处平滑相连，水平面上A、B两点间距离s0＝8 m．质量m＝1 kg的物体(可视为质点)在F＝6.5 N 的水平拉力作用下由A点从静止开始运动，到达B点时立即撤去F，物体将沿粗糙斜面继续上滑(物体经过B处时速率保持不变)．已知物体与水平面及斜面间的动摩擦因数μ均为0.25.(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)物体在水平面上运动的加速度大小a1；(2)物体运动到B处的速度大小v B；(3)物体在斜面上运动的时间．[（1）（2）思路]此题目属于动力学中两类基本问题中已知受力情况求解运动情况的类型对物体画出受力分析，如右图所示(3)由牛顿第二定律求得上滑的加速度，根据匀变速运动规律求得上滑最大位移，然后根据受力分析求得物体下滑的加速度，由运动学公式可求得时间．解：(1)物体在AB 上运动的受力分析如图所示，则：F －μmg ＝ma解得：a ＝Fm －μg ＝4 m/s 2（2）物体由A 到B 过程：由v 2B ＝2as 0，解得：v B ＝8 m/s ； （3）物体上滑过程：mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，解得：a 1＝(sin θ＋μcos θ)g ＝8 m/s 2由mg sin θ＞μmg cos θ可得：物体的速度为零后，沿斜面下滑 物体下滑过程：mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2解得：a 2＝g sin θ－μg cos θ＝4 m/s 2物体上滑的最大距离s ＝v 2B2a 1＝4 m物体上滑的时间t 1＝v Ba 1＝1 s设物体下滑的时间为t 2，由位移公式得s ＝12a 2t 22，解得：t 2＝ 2 s ； 物体在斜面上运动的时间t ＝t 1＋t 2＝(2＋1) s.2．如图所示，木箱在100N 的拉力作用下沿粗糙水平地面以5m/s 的速度匀速前进，已知木箱与地面间的动摩擦因数为0.5，拉力与水平地面的夹角为37°，重力加速度g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8．经过一段时间后撤去拉力，求： （1）木箱的质量；（2）木箱匀减速运动的时间。
牛顿运动定律讲义(教师逐字稿)高清PDF版
牛顿运动定律讲义（学霸版）课程简介：PPT(第1页):今天我们要学习的内容是牛顿运动定律，牛顿运动定律这块内容一直就是我们高中阶段的重点和难点，那么今天让我们一起来提升它。
PPT(第2页):牛顿运动定律是高中阶段最重要的内容之一，对后面的知识点掌握有非常重要的影响，要注意，牛顿运动定律中知识模块的组成，牛顿运动定律主要组成部分为牛顿以第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律，每块知识点都需要先掌握定义，然后通过模型去巩固应用，来让我们正式开始体验它。
PPT(第3页):主要内容和原来的板块一样，同样分为梳理知识体系和解决经典问题实例。
PPT(第4页)：我们先看知识体系梳理，这部分也是我们经常说起的部分，物理是科学学科，一定要把知识梳理成体系和框架，科学是一张网。
PPT(第5页)：我们先来看一下知识体系框架，牛顿运动定律主要组成部分是三个，分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
PPT(第6页)：先来看一下牛顿第一定律。
内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态；意义：(1)指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。
(2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律。
惯性:(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。
(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。
与物体的运动情况和受力情况无关。
PPT(第7页)：再来看一下牛顿第三定律，牛顿第三定律是我们要特别注意的内容，因为容易忽略。
首先我们来看一下内容：1.作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的。
一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力。
物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。
牛顿第三定律(1)内容：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，作用在同一条直线上。
牛顿运动定律 单物体 多过程(平面斜面问题)教师版
牛顿第二定律单物体经典题典例1.如图所示, ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点.每根杆上都套着一个小滑环（圆中未画出）,三个滑环分别从a、b、c处释放（初速为0）,用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间,则 ( )A.t1＜t2＜t3B. t1＞t2＞t3C.t3＞t1＞t2D.t1=t2=t3典例2.（2013高考天津理综物理第10题）质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N 的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,，求：(l）物块在力F作用过程发生位移x l的大小：(2）撤去力F后物块继续滑动的时间t。
解析：（1）设物块受到的滑动摩擦力为F1，则F1=μmg根据动能定理，对物块由A到B的整个过程，有：Fx1-F1x=0.代入数据解得：x1=16m。
（2）设刚撤去力F时物块的速度为v，此后物块的加速度为a，滑动的位移为x2，则x2=x- x1。
由牛顿第二定律得：F1=ma，由匀变速直线运动规律得，v2=2ax2，以物块运动方向为正方向，由动量定理，得-F1t=0-mv，代入数据解得：t=2s。
变式训练1.在研究摩擦力的实验中，将木块放在水平长木板上。
如图a所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从零开始逐渐增大。
分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象，如图b所示（已知木块质量为8.0 kg，重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80）。
(1)求木块与长木板间的动摩擦因数；(2)如图c，木块受到恒力F＝50 N作用，方向与水平方向成θ＝37°角斜向右上方，求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度；(3)在(2)中木块从静止开始受拉力F作用t1＝2.0 s后撤去，计算木块在整个运动过程中发生的总位移？【答案】μ=0.4 a=2.5m/s2 8.125m （1）由题图b 知：木块所受到的滑动摩擦力f=32N根据f=μN 解得μ=0.4；（2）根据牛顿运动定律得Fcosθ-f=ma ， F sinθ+N=mg f=μN联立解得：a=2.5m/s2；（3）撤去F 后，加速度a′=μg=4m/s2继续滑行时间12at 2.52t s 1.25s a 4⨯==='加速阶段位移为221111x at 2.52m 5m 22⨯⨯＝＝＝，减速阶段位移为222211x a t 4 1.25m 3.125m22'⨯⨯＝＝＝总位移为12x=x x 8.125m +=。
物理市骨干教师竞赛作品《牛顿运动定律之斜面问题》课件-PPT精选文档
引伸：如图所示，几个不同倾角的 光滑斜面，有共同的底边，顶点在 同一竖直面内。则物体从斜面顶端 由静止滑到斜面底端所用时间最短 的斜面顶角应： （ ）
300
A.600 B.450 C.300 D.一样大
450 600
要点：1、分析不同对象的共同点、不同点
2、分析对象的受力情况、运动情况 3、任取一种情况，运用规律建立所求物理量 与题中各因素间的函数关系加以讨论、分析。
的竖直向下的力压在物体A上，则物体A的加速度为 多大？ （ ）
sin g cos A g 1 ． m m 1 2 B ( g sin g cos ) 1 m 1 ．
C ．
m m 1 2 ( g sin g cos ) 1 m 2
θ
D g sin ．
Y N 分析：对物体A进行受力分析 f F G1
D g sin g cos 2 ．
θ
分析：对A、B物体整体进行受力分析
Y N总
f总
m g sin N m a 易得 F 总 总 总 合
而
X
N m g sin 总 总
θ
G总
得： a g (sin cos ) 1
所以答案为：A
测试2：上题中如果把物体B拿走，改用大小为mBg
2
f2
m g cos 1 2
X
G2
所以本题选B
再测：如果在测试3中把物体A的形状改为如图所
示形状，其它条件不变，则 B受到A的摩擦力如何?
B A
θ
讨论：如图所示，若把质量为 m2的物体B与物体A
平放在一起，且两物体与斜面间的动摩擦因数均为μ1， 让它们同时由静止沿着斜面滑下， （1）它们下滑的加速度如何? （2）B对A的作用力多大？
牛顿运动定律的斜面模型
牛顿运动定律的斜面模型引言：牛顿运动定律是描述物体力学运动规律的基本定律之一，它包含了三个定律。
斜面模型是牛顿运动定律中的一个重要应用场景，通过斜面模型可以更好地理解牛顿运动定律的应用和解释。
本文将围绕斜面模型展开，介绍牛顿运动定律在斜面上的运用。
一、斜面模型的基本原理斜面模型是指一个倾斜的平面，物体在斜面上运动的过程中受到重力和斜面对物体的支持力的作用。
根据牛顿运动定律，物体在斜面上的运动可以分解为沿斜面方向和垂直斜面方向的两个分力。
二、牛顿运动定律在斜面上的应用1. 第一定律：当斜面上没有外力作用时，物体将保持静止或匀速运动。
这是因为当物体处于静止或匀速运动时，斜面对物体的支持力与重力相互平衡，所以物体不会发生加速度的变化。
2. 第二定律：当斜面上有外力作用时，物体将产生加速度。
在斜面模型中，斜面对物体的支持力可以分解为垂直斜面方向和沿斜面方向的两个分力。
沿斜面方向的分力可以根据斜面的角度和物体的质量计算出来，从而确定物体在斜面上的加速度。
3. 第三定律：斜面对物体的支持力和物体对斜面的压力大小相等，方向相反。
斜面对物体的支持力垂直于斜面，而物体对斜面的压力沿着斜面方向。
根据牛顿第三定律，斜面对物体的支持力和物体对斜面的压力是一对作用力，大小相等方向相反，相互抵消。
三、斜面模型的应用举例1. 小球在斜面上滚动：假设一个小球在斜面上滚动，斜面的角度为θ。
根据斜面对物体的支持力和物体对斜面的压力的大小相等原理，可以得到小球在斜面上的加速度。
根据斜面模型，可以计算出小球滚动的加速度和速度。
2. 箱子下滑的问题：一个重量为m的箱子放在斜面上，斜面的角度为θ。
通过斜面模型可以计算出箱子在斜面上的加速度，进而得到箱子下滑的速度和位移。
同时，可以计算出箱子受到的斜面支持力和重力的大小。
四、斜面模型的局限性和拓展斜面模型是牛顿运动定律的一个具体应用，但在实际应用中也存在一些局限性。
例如，斜面模型忽略了空气阻力的影响，只适用于无空气阻力的情况。
牛顿运动定律的单体多过程问题
t/s（b ）t/s牛顿运动定律的单体多过程问题例1：一质量为2Kg 的物体置于水平面上，用10N 的水平拉力使它从静止开始运动。
第3s 末物体的速度达到6m/s ，此时撤去外力。
求： ⑴物体运动过程中受到地面的摩擦力大小。
⑵撤去拉力后，物体能继续滑行的距离例2：在粗糙水平面上有一质量为10kg 的物体。
物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2，现在对物体施加一个斜向下，与水平面成37°的推力F ，F=100N ，物体由静止开始向右运动，作用5s 后撤去F ，g 取10m/s 2，（sin37°=0.60，cos37°＝0.80）求： ⑴推力作用下物体的加速度大小 ⑵撤去外力F 时物体的速度大小 ⑶物体在水平面上的总位移。
例3：质量m=2kg 的物体静止于水平地面的A 处．现用大小F=30N 的水平拉力拉此物体，经t 0=2s 拉至B 处．已知A 、B 间距L=20m ，（g 取10m/s 2）求： （1）物体与地面间的动摩擦因数μ；（2）为了使物体从A 处由静止开始运动并恰能到达B 处，求力F 作用的最短时间t ； 例4：一物块在粗糙水平面上，受到的水平拉力F 随时间t 变化如图（a ）所示，速度v 随时间t 变化如图（b ）所示（g =10m/s 2）。
求： （1）1秒末物块所受摩擦力f 的大小。
（2）物块质量m 。
（3）物块与水平面间的动摩擦因数μ。
例5：物体从倾角为30o的光滑斜面低端10m处以10m/s的初速度沿斜面向上运动。
求物体回到斜面底端所用时间。
例6：一物块在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例7：如图所示，一质量m=1.0kg的小滑块受到一水平向右的恒力F =9 N作用，且当运动至B处时撤去该力。
专题牛顿运动定律知识点教师版
专题牛顿运动定律知识点教师版The document was prepared on January 2, 2021第三章：牛顿运动定律知识点1 牛顿第一定律1.牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)意义①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律乂叫惯性定律。
②揭示了力与运动的关系：力不是竝物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。
2.惯性(1)定义：物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。
(2)特点：惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
(3)表现①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变。
(4)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
知识点2 牛顿第二定律1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成疋生，跟它的质量成反比, 加速度的方向跟作用力的方向咆。
2.表达式：Q— o3.物理意义反映物体运动的加速度的大小、方向与其所受作用力的关系，且这种关系是蹙时的。
4.力的单位：当质量单位为T•克(kg),加速度单位为米每二次方秒(m/s‘)时，力的单位为N,即1N=1 kg • m/s：o5.牛顿第二定律的适用范围(1)牛顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系。
(2)牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体。
知识点3 牛顿第三定律1.作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是11互的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体同时对这个物体也施加了力。
2.牛顿第三定律(1)内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小H等，方向相反,作用在同一直线上的不同物体上。
(2)表达式：F=~F' o(3)物理意义：①体现力的作用的相互性。
牛顿运动定律多过程问题
牛顿运动定律多过程问题嘿，你知道牛顿运动定律的多过程问题吗？这可有点挑战性哦，但也超级有趣，就像一场刺激的冒险，等你去探索呢！比如说一个物体的直线运动问题。
有个小球从斜坡上滚下来，然后在平地上继续滚动，这就是一个多过程的情况哦。
就像小明在玩一个有趣的物理实验，他把小球放在斜坡顶端，兴奋地看着小球滚下去。
小球在斜坡上时，受到重力沿斜坡方向的分力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律可以算出它的加速度。
然后小球滚到平地上，摩擦力的情况又变了。
小明一边观察一边思考，嘴里还念叨着：“这小球在斜坡上跑得挺快，到平地上会怎样呢？”通过计算和分析，就能知道小球在不同阶段的速度、位移等物理量的变化。
你觉得这样的物理过程有趣吗？再比如一个物体的抛体运动。
想象一下，你把一个石头扔出去，它在空中的运动就是多过程的哦。
先是向上做减速运动，然后到达最高点后往下做加速运动。
就像小李在操场上扔石头玩，他用力把石头扔向天空，看着石头飞起来又落下。
在这个过程中，要考虑重力对石头的作用。
向上运动时，速度逐渐减小，根据牛顿第二定律，加速度是向下的重力加速度。
到了最高点，速度为零，然后往下落，速度又逐渐增大。
小李好奇地问旁边的同学：“你说这石头在空中的每个时刻的速度和位置怎么算呢？”这就需要用到牛顿运动定律来分析啦。
你有没有扔过东西然后思考它的运动轨迹呢？还有一个物体在连接体中的运动问题。
比如说有两个物体通过绳子或者弹簧连接在一起，它们的运动情况就比较复杂啦。
就像小王和他的小伙伴在做一个物理实验，他们用绳子把两个木块连起来，放在光滑的桌面上拉动。
当他们拉动其中一个木块时，两个木块的加速度、受力情况都不一样哦。
要根据牛顿第三定律，分析它们之间的相互作用力，再结合牛顿第二定律来计算各自的运动状态。
小王有点困惑地说：“这两个木块一起动，感觉好复杂呀，怎么才能算清楚呢？”但是通过仔细分析和计算，就能搞明白它们的运动规律啦。
你遇到过这种连接体的问题吗？在一个物体先加速后减速的过程中，牛顿运动定律也发挥着重要作用哦。
_新教材高中物理第4章牛顿运动定律6牛顿运动定律的应用学案教科版必修第一册
牛顿运动定律的应用学习目标：1.[物理观念]进一步掌握受力分析的方法，并能结合物体的运动情况进行受力分析． 2.[科学思维]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.[科学思维]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．一、动力学方法测质量如果已知物体的受力情况和运动情况，可以求出它的加速度，进一步利用牛顿第二定律求出它的质量．二、从受力确定运动情况1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来．2．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1．如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力．2．解决动力学问题的关键：对物体进行正确的受力分析和运动情况分析，并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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. (×)2．A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面，若两物体的质量为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[A、B两物体在滑行过程中所受合外力等于它们所受的滑动摩擦力，由牛顿第二定律知，－μmg ＝ma ，得a ＝－μg ，由运动学公式v 2t －v 20＝2ax 得，x ＝v 202μg，故x A ＝x B ，选项A 正确，选项B 、C 、D 错误．]3．质量为0.2 kg 的物体从36 m 高处由静止下落，落地时速度为24 m/s ，则物体在下落过程中所受的平均阻力是多少？(g 取10 m/s 2)[解析] 由运动学公式v 2t －v 2＝2ax 得加速度a ＝v 2t －v 202x ＝242－02×36m/s 2＝8 m/s 2.物体受力分析如图所示，由牛顿第二定律得F 合＝ma ＝0.2×8 N＝1.6 N ，而F 合＝mg －F 阻，则物体在下落过程中所受的平均阻力F 阻＝mg －F 合＝0.2×10 N－1.6 N ＝0.4 N.[答案] 0.4 N已知受力确定运动情况玩滑梯是小孩非常喜欢的活动，如果滑梯的倾角为θ，一个小孩从静止开始下滑，小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ，滑梯长度为L ，怎样求小孩滑到底端的速度和需要的时间？提示：首先分析小孩的受力，利用牛顿第二定律求出其下滑的加速度，然后根据公式v 2＝2ax 和x ＝12at 2即可求得小孩滑到底端的速度和需要的时间.2．解题的一般步骤【例1】如图所示，质量为2 kg的物体静止放在水平地面上，已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现给物体施加一个与水平面成37°角的斜向上的拉力F＝5 N的作用(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：(1)物体与地面间的摩擦力大小；(2)5 s内的位移大小．思路点拨：分析物体受力情况―――――――――――→建坐标系、正交分解由牛顿第二定律求出摩擦力和加速度a―――――――→由运动学公式求5 s内位移[解析] 对物体受力分析如图所示，建立直角坐标系并分解F.(1)在y轴方向有：N＋F sin 37°＝mg，代入数据解得N＝17 N，物体与地面间的摩擦力大小为f＝μN＝0.2×17 N＝3.4 N.(2)水平方向，由牛顿第二定律F cos 37°－f＝ma得a ＝0.3 m/s 25 s 内的位移为：x ＝12at 2＝12×0.3×52m ＝3.75 m.[答案] (1)3.4 N (2)3.75 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.[跟进训练]1．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t 1、t 2、t 3依次表示各滑环到达d 处所用的时间，则 ( )A ．t 1<t 2<t 3B ．t 1>t 2>t 3C ．t 3>t 1>t 2D ．t 1＝t 2＝t 3D [小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用，下滑的加速度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的，设细杆与竖直方向夹角为θ，由牛顿第二定律知mg cos θ＝ma ①设圆心为O ，半径为R ，由几何关系得，滑环由开始运动至d 点的位移为x ＝2R cos θ② 由运动学公式得x ＝12at2③由①②③联立解得t ＝2R g. 小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关，故t 1＝t 2＝t 3，D 正确．]已知运动情况确定受力情况1．解题思路已知物体运动情况―――――――――――→由匀变速直线运动公式运动分析求得a ―――――→由F ＝ma 受力分析确定物体受力情况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/s 2)，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？ 思路点拨：确定研究对象→运动分析→运动学方程→求a →受力分析→牛顿第二定律→求受力情况[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＝h L乘客沿气囊下滑过程中，由L ＝12at 2得a ＝2Lt2，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 ＝ma沿y 轴方向有N －mg cos θ＝0， 又f ＝μN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)0.92从运动情况确定受力的注意事项(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，均要先求出合力的大小、方向，再根据力的合成与分解求分力．[跟进训练]训练角度1 单过程问题2．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/s 2，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，木块滑行的加速度a ＝Δv Δt ＝1.40.40 m/s 2＝3.5 m/s 2.对木块受力分析，如图甲所示，根据牛顿第二定律得mg sin θ－f ＝ma ，解得f ＝1.5 N.甲 乙(2)根据(1)问中的木块受力示意图可得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N ′＝N ，根据水平方向上的平衡条件可得f 地＋f cos θ＝N ′sin θ，解得f 地≈3.03 N，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 训练角度2 多过程问题3．如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m ＝1.0 kg 的物体．物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动．拉力F ＝10 N ，方向平行斜面向上．经时间t ＝4.0 s 绳子突然断了，求：(1)绳断时物体的速度大小；(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，g 取10 m/s 2)[解析] (1)物体受拉力向上运动过程中，受拉力F 、斜面支持力N 、重力mg 和摩擦力f ，设物体向上运动的加速度为a 1，根据牛顿第二定律有：F －mg sin θ－f ＝ma 1又f ＝μN ，N ＝mg cos θ 解得a 1＝2.0 m/s 2t 1＝4.0 s 时物体的速度大小v 1＝a 1t 1＝8.0 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移为x 1＝12a 1t 21＝16 m绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a 2，则根据牛顿第二定律，对物体沿斜面向上运动的过程有mg sin θ＋f ＝ma 2解得a 2＝8.0 m/s 2物体匀减速运动的时间t 2＝v 1a 2＝1.0 s减速运动的位移为x 2＝12v 1t 2＝4.0 m此后物体沿斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a 3，根据牛顿第二定律可得：mg sin θ－f ＝ma 3，解得a 3＝4.0 m/s 2设物体由最高点下滑的时间为t 3，根据运动学公式可得x 1＋x 2＝12a 3t 23，t 3＝10 s≈3.2s ，所以物体返回斜面底端的时间为t ＝t 2＋t 3＝4.2 s. [答案] (1)8.0 m/s (2)4.2 s1．物理观念：能结合运动情况确定受力情况，能结合受力情况确定运动情况． 2．科学思维：掌握牛顿运动定律和运动学公式解决问题的基本思路和方法.1．假设汽车突然紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受的重力的大小差不多，当汽车以20 m/s 的速度行驶时突然制动，它还能继续滑动的距离约为 ( )A ．40 mB ．20 mC ．10 mD ．5 mB [a ＝f m ＝mg m ＝g ＝10 m/s 2，由v 2＝2ax 得x ＝v 22a ＝2022×10m ＝20 m ，B 正确．]2．水平面上一质量为m 的物体，在水平恒力F 作用下，从静止开始做匀加速直线运动，经时间t 后撤去外力，又经时间3t 物体停下，则物体受到的阻力为 ( )A ．F 3B ．F 4 C.F 2 D ．2F3B [在前t 时间内，由牛顿第二定律知F －f ＝ma 1，t 时间末v ＝a 1t ，得v ＝F －fm·t ；后3 t 内，由牛顿第二定律知f ＝ma 2，另由运动学规律得0＝v －a 2·3t ，即v ＝fm·3t ，联立得f ＝F4，故选项B 正确．]3.(多选)如图所示，质量为m ＝1 kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为10 m/s 时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F ＝2 N 的恒力，在此恒力作用下(取g ＝10 m/s 2) ( )A ．物体经10 s 速度减为零B ．物体经2 s 速度减为零C ．物体速度减为零后将保持静止D ．物体速度减为零后将向右运动BC [物体受到向右的恒力和滑动摩擦力的作用，做匀减速直线运动．滑动摩擦力大小为f ＝μN ＝μmg ＝3 N ，故a ＝F ＋f m ＝5 m/s 2，方向向右，物体减速到0所需时间为t ＝v 0a＝2 s ，故B 正确，A 错误；减速到零后F <f ，物体处于静止状态，故C 正确，D 错误．]4．竖直上抛物体受到的空气阻力f 大小恒定，物体上升到最高点时间为t 1，从最高点再落回抛出点所需时间为t 2，上升时加速度大小为a 1，下降时加速度大小为a 2，则 ( )A ．a 1>a 2，t 1<t 2B ．a 1>a 2，t 1>t 2C ．a 1<a 2，t 1<t 2D ．a 1<a 2，t 1>t 2A [上升过程中，由牛顿第二定律，得mg ＋f ＝ma 1① 设上升高度为h ，则h ＝12a 1t 21②下降过程，由牛顿第二定律，得mg －f ＝ma 2 ③ h ＝12a 2t 22④由①②③④得，a 1>a 2，t 1<t 2，A 正确．] 5．(新情景题)情境：科技馆的主要教育形式为展览教育，通过科学性、知识性、趣味性相结合的展览内容和参与互动的形式，反映科学原理及技术应用，鼓励公众动手探索实践，不仅普及科学知识，而且注重培养观众的科学思想、科学方法和科学精神．晓敏同学在科技馆做“水对不同形状运动物体的阻力大小的比较”实验，图甲中两个完全相同的浮块，头尾相反放置在同一起始线上，它们通过细线与终点的电动机连接．两浮块分别在大小为F 的两个相同牵引力作用下同时开始向终点做直线运动，运动过程中该同学拍摄的照片如图乙．已知拍下乙图时，左侧浮块运动的距离恰好为右侧浮块运动距离的2倍，假设从浮块开始运动到拍下照片的过程中，浮块受到的阻力不变．问题：试求该过程中： (1)两浮块平均速度之比v 左v 右； (2)两浮块所受合力之比F 左F 右； (3)两浮块所受阻力f 左与f 右之间的关系．[解析] (1)由v －＝xt得，左侧浮块的平均速度：v 左＝x 左t右侧浮块的平均速度：v 右＝x 右t， 两浮块平均速度之比：v 左v 右＝x 左t x 右t＝x 左x 右＝2.(2)根据牛顿第二定律可知：F 合＝ma浮块运动的位移：x ＝12at 2则：F 左F 右＝a 左a 右＝x 左x 右＝2. (3)根据牛顿第二定律可知：F －f 左＝ma 左F －f 右＝ma 右又因为a 左a 右＝x 左x 右＝2 则有F －f 左F －f 右＝a 左a 右＝2 则两浮块所受阻力f 左与f 右之间的关系 2f 右－f 左＝F .[答案] (1)2 (2)2 (3)2f 右－f 左＝F。