1.2牛顿运动定律及其应用
牛顿运动定律应用(上课用)
F
a FT 8m/ s2 m2
G2
再分析m1m2整体受力情况：
FN m2m1 F
F =(m1+m2)a=24N
G
求解简单的连接体问题的方法：
-------整体隔离法 1、已知外力求内力：
先用整体法求加速度， 再用隔离法求内力
2、已知内力求外力： 先用隔离法求加速度， 再用整体法求外力
例与练
1、如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2 两个物体叠放在一起，放在水平面，m1 与m2、m1 与水平面间的动摩擦因数都是0.3，现用水平拉力F 拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，要使m1 和 m2之间没有相对滑动，水平拉力F最大为多大？
问题2：由物体的运动情况求解受力情况
例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= 30o，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）。
思路：已知运动情况求受力。 应先求出加速度a，再利用 牛顿第二定律F合=ma求滑 雪人受到的阻力。
(1643-1727)
知识准备
一、牛顿第二运动定律
1、内容：物体加速度的大小跟所受到的作用 力成正比,跟它的质量成反比; 加速度方向 跟作用力方向相同。
2、公式: F=ma
二、运动学常用公式
速度公式 ：v = vo+at
位移公式：x= vot +
1
2 at2
导出公式：v 2－ vo 2 =2ax
问题1：由受力情况求解运动情况
解：开始水平力作用时对物体受
力分析如图，
Ff
水平 F f方 M 1 .向 .a ...1 ( ) .： .....
牛顿第二定律及应用(解析版)
牛顿第二定律及应用一、力的单位1.国际单位制中，力的单位是牛顿，符号N。
2.力的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，称为1 N，即1 N＝1kg·m/s2。
3.比例系数k的含义：关系式F＝kma中的比例系数k的数值由F、m、a三量的单位共同决定，三个量都取国际单位，即三量分别取N、kg、m/s2作单位时，系数k＝1。
小试牛刀：例：在牛顿第二定律的数学表达式F＝kma中，有关比例系数k的说法，不正确的是()A．k的数值由F、m、a的数值决定B．k的数值由F、m、a的单位决定C．在国际单位制中k＝1D．取的单位制不同, k的值也不同【答案】A【解析】物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系，在F＝kma中，只有m的单位取kg，a的单位取m/s2，F的单位取N时，k才等于1，即在国际单位制中k＝1，故B、C 、D正确。
二、牛顿第二定律1.内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度的方向与作用力方向相同．2.表达式：F＝ma.3.表达式F＝ma的理解(1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位.(2)F的含义：F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，加速度a是该力产生的加速度.4.适用范围(1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)．(2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况．小试牛刀：例：关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是（）A．牛顿第二定律的表达式F= ma在任何情况下都适用B．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致C．由F= ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比D．在公式F= ma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和【答案】D【解析】A、牛顿第二定律只适用于宏观物体，低速运动，不适用于物体高速运动及微观粒子的运动，故A错误；B、根据Fam合，知加速度的方向与合外力的方向相同，但运动的方向不一定与加速度方向相同，所以物体的运动方向不一定与物体所受合力的方向相同，故B错误；C、F= ma表明了力F、质量m、加速度a之间的数量关系，但物体所受外力与质量无关，故C错误；D、由力的独立作用原理可知，作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度，与其它力的作用无关，物体的加速度是每个力产生的加速度的矢量和，故D正确；故选D。
高中物理【牛顿运动定律的应用】复习课件
2
g
上述结论可推导出以下两个推论: ①质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,如图乙所示; ②两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿过切点的不同的光滑弦由静止开 始滑到下端所用时间相等,如图丙所示。
处理等时圆问题的解题思路:
定点 2 | 连接体问题 1.连接体及其特点
典例 如图所示, 传送带与水平地面间的夹角θ=37°,传送带顶端A到底端B的长度L=23.2 m,传 送带始终以v0=8 m/s的速度逆时针转动【1】。在传送带顶端A轻放【2】一质量m=0.5 kg的煤块, 已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5【3】,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2, 求:煤块从传送带顶端A运动到底端B所需的时间t。
牛顿运动定律的应用
必备知识 清单破
知识点 1 | 牛顿第二定律的作用 牛顿第二定律确定了运动和力的关系,把物体的运动情况与受力情况联系起来。
知识点 2 | 从受力确定运动情况 1.问题概述
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,判断出物体的运动状 态或求出物体运动相关参量。
2.解题思路 (1)分析对象→确定研究对象,进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图。 (2)求合外力→根据力的合成与分解,求出物体所受的合外力的大小和方向。 (3)求加速度→根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度。 (4)求运动量→结合给定物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出运动参量。
质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦由静止开始下滑到环的最低点所用时间相等,如图
甲所示。证明如下:质点沿竖直直径下滑时,做自由落体运动,有2R= 1 gt2,则运动时间为t=2
牛顿运动定律及应用例题和知识点总结
牛顿运动定律及应用例题和知识点总结牛顿运动定律是经典力学的基础，对于理解物体的运动和受力情况具有至关重要的意义。
接下来，让我们一起深入探讨牛顿运动定律的相关知识点，并通过具体的例题来加深对其的理解和应用。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律，也称为惯性定律，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。
惯性是物体保持原有运动状态的性质，质量是衡量物体惯性大小的唯一量度。
质量越大，惯性越大，物体的运动状态就越难改变。
例如，在一辆行驶的公交车上，当车突然刹车时，站着的乘客会向前倾。
这是因为乘客原本具有向前的运动惯性，而车的刹车力使车的运动状态改变，但乘客的身体由于惯性仍要保持向前运动的趋势。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律的表达式为：F ＝ ma，其中 F 表示物体所受的合力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。
这一定律表明，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。
当合力为零时，加速度为零，物体将保持匀速直线运动或静止状态。
例题：一个质量为 2kg 的物体，受到水平方向上大小为 6N 的合力作用，求物体的加速度。
解：根据牛顿第二定律 F ＝ ma，可得 a ＝ F/m ＝ 6/2 ＝ 3m/s²，所以物体的加速度为 3m/s²。
在实际应用中，需要注意合力的计算和方向的确定。
例如，一个物体在斜面上运动，需要将重力分解为沿斜面和垂直斜面的两个分力，然后计算沿斜面方向的合力。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律指出：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，作用在同一条直线上。
作用力和反作用力同时产生、同时消失，且性质相同。
比如，当你用力推墙时，墙也会对你施加一个大小相等、方向相反的反作用力。
例题：一个人在冰面上行走，他向后蹬冰面，冰面对他的反作用力使人向前运动。
如果人对冰面的作用力为 100N，那么冰面对人的反作用力也是 100N。
《主题一 第五节 牛顿运动定律及其应用》教学设计教学反思
《牛顿运动定律及其应用》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解牛顿运动定律的基本观点和规律。
2. 能够运用牛顿运动定律诠释和解决生活中的力学问题。
3. 培养运用物理知识解决实际问题的能力和科学思维方法。
二、教学重难点1. 教学重点：理解牛顿第一定律和第二定律的基本观点和规律，能够运用其诠释和解决简单的力学问题。
2. 教学难点：理解力和运动的干系，学会运用物理知识解决复杂的实际问题。
三、教学准备1. 准备教学PPT，包括图片、案例、动画等，以形象展示牛顿运动定律的应用。
2. 准备实验器械，进行实验以帮助学生理解力和运动的干系。
3. 准备与牛顿运动定律应用相关的实际问题，供学生讨论和解决。
4. 提醒学生课前预习，准备平时生活中遇到的力学问题。
四、教学过程：（一）引入新课1. 回顾上节课内容，引入运动和力的观点。
2. 提出问题：物体为什么会发生运动？运动的物体如何才能保持静止或匀速运动？3. 引导学生思考，并引出牛顿运动定律的内容和意义。
（二）新课教学1. 讲解牛顿第一定律的内容和意义，让学生了解惯性观点和物体运动状态改变的原因。
2. 介绍牛顿第二定律的内容和意义，让学生了解加速度与力和质量的干系。
3. 通过实验演示，让学生观察和分析加速度、力和质量对物体运动状态的影响。
4. 引导学生思考，讨论和总结应用牛顿运动定律解决实际问题的思路和方法。
（三）教室互动1. 提问学生关于运动和力的相关问题，引导学生思考和回答。
2. 组织小组讨论，让学生讨论实际生活中的力学问题，并尝试用牛顿运动定律进行诠释。
3. 鼓励学生对教室内容提出疑问和建议，以便更好地改进教学。
（四）教室小结1. 总结本节课的主要内容和知识点。
2. 强调牛顿运动定律在实际生活中的应用和意义。
3. 鼓励学生将所学知识应用到实际生活中，提高自己的物理素养。
（五）安置作业1. 要求学生预习下一节内容，并思考如何用牛顿运动定律诠释生活中的力学问题。
2015年高考物理二轮专题辅导与训练课件：1.2 牛顿运动定律及其应用
像如图所示，由图可知(
)
A.a小球质量大于b小球质量
B.在t1时刻两小球间距最小
C.在0～t2时间内两小球间距逐渐减小 D.在0～t3时间内b小球所受斥力方向始终与运动方向相反
【破题关键】
(1)由题干中“当小球间距小于或等于L时，受到大小相等、
方向相反的相互排斥恒力作用”可知两个小球在该段时间内 匀变速直线运动 。 做_______________ (2)由题干中“小球间距大于L时，相互间的斥力为零”可知 匀速直线运动 。 两个小球在该段时间内做_____________
由牛顿第二定律列方程
(3)求推力F 第二定律列方程
选0～0.9s时间段为研究过程 F。
【解析】选B。撤去推力F后，物块在滑动摩擦力作用下做匀减
速直线运动，由v-t图像求得小物块在加速和减速两个过程中
的加速度大小分别为a1= 10 m/s2，a2=10m/s2，在匀减速直线运
3
动过程中，由牛顿第二定律可知mgsin30°+μmgcos30°=ma2， μ= 3 , 选项B正确，C错误；由此判断mgsin30°=Ffm=
现有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物块上，作用一段时
间后撤去推力F，小物块能达到的最高位置为C点，小物块从A
到C的v-t图像如图乙所示。g取10m/s2，则下列说法正确的是 ( )
A.小物块到C点后将沿斜面下滑 B.小物块加速时的加速度是减速时加速度的 C.小物块与斜面间的动摩擦因数为 D.推力F的大小为6N
球的加速度小于b球的加速度，因此a球质量大于b球质量，选
项A正确；在t2时刻两球速度相同，此时距离最小， 0～t2时间
内两小球间距逐渐减小，因此选项B错误，选项C正确；由两球
牛顿运动定律的综合应用
3．解题方法 整体法、隔离法． 4．解题思路 (1)分析滑块和滑板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出 滑块和滑板的加速度． (2)对滑块和滑板进行运动情况分析，找出滑块和滑板之间的 位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和滑板的位移都 是相对地的位移．
[典例 1] 长为 L＝1.5 m 的长木板 B 静止放在水平冰面上，
3．图象的应用 (1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要 求分析物体的运动情况． (2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线， 要求分析物体的受力情况． (3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析．
4．解答图象问题的策略 (1)弄清图象坐标轴、斜率、截距、交点、拐点、面积的物理 意义． (2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确 “图象与公式”、“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问 题作出准确判断．
可行的办法是( BD )
A．增大 A 物的质量 B．增大 B 物的质量 C．增大倾角θ D．增大拉力 F
2. 如图所示，质量为 M、中空为半球形的光滑凹槽放置于光 滑水平地面上，光滑槽内有一质量为 m 的小铁球，现用一水平向 右的推力 F 推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心
和小铁球的连线与竖直方向成 α 角，则下列说法正确的是( C )
A．小铁球受到的合外力方向水平向左 B．凹槽对小铁球的支持力为smingα C．系统的加速度为 a＝gtan α D．推力 F＝Mgtan α
二、动力学中的图象问题 1．常见的图象有
v－t 图象，a－t 图象，F－t 图象，F－a 图象等．
2．图象间的联系
加速度是联系 v－t 图象与 F－t 图象的桥梁．
练习： 1．(多选)如图(a)，一物块在 t＝0 时刻滑上一固定斜面，其运
2024年物理人教版必修2全套课件
2024年物理人教版必修2全套课件一、教学内容1. 第1章：直线运动1.1 速度和速率1.2 匀变速直线运动1.3 图像法描述直线运动2. 第2章：牛顿运动定律2.1 牛顿第一定律2.2 牛顿第二定律2.3 牛顿第三定律3. 第3章：曲线运动与万有引力3.1 曲线运动3.2 万有引力定律3.3 宇宙航行二、教学目标1. 让学生掌握直线运动的速度、速率、加速度等基本概念，理解匀变速直线运动的规律。
2. 使学生了解牛顿运动定律的基本原理，能够运用牛顿定律分析实际问题。
3. 培养学生运用图像法描述直线运动和曲线运动的能力，理解万有引力定律及其应用。
三、教学难点与重点1. 教学难点：匀变速直线运动规律的应用牛顿运动定律在实际问题中的运用万有引力定律的计算2. 教学重点：直线运动的基本概念和规律牛顿运动定律的理解与应用曲线运动的特点及万有引力定律四、教具与学具准备1. 教具：速度传感器、加速度传感器物理实验演示装置（如小车、滑轮等）多媒体设备（投影仪、电脑等）2. 学具：课堂练习册实验器材（如小车、滑轮、计时器等）计算器五、教学过程1. 实践情景引入：通过演示小车在不同加速度下的运动，让学生观察和描述运动现象，引出速度、速率、加速度等概念。
2. 例题讲解：讲解匀变速直线运动的例题，引导学生运用运动规律进行计算。
分析牛顿运动定律在实际问题中的应用，如物体受力分析、运动状态改变等。
3. 随堂练习：设计与教学内容相关的练习题，让学生及时巩固所学知识。
4. 课堂小结：六、板书设计1. 直线运动：速度、速率、加速度的定义和计算匀变速直线运动的规律2. 牛顿运动定律：牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律3. 曲线运动与万有引力：曲线运动的特点万有引力定律及其应用七、作业设计1. 作业题目：计算给定初速度、加速度的匀变速直线运动的位移和速度。
分析物体受力情况，判断物体的运动状态。
计算地球表面物体所受的万有引力。
2. 答案：依据教材和课堂讲解，给出标准答案。
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解：设细棒的质量线密度为l
P
l M
O
L
d A dm x dx
L
B
x
任选一质量微元dm，其与质点P 的引力为
mdm df G x2
G
mldx
x2
f
dL
G
d
mldx
x2
G
mM d (d L)
两质点间
f
G
m1m2 r2
若 L << d,
f
G
mM d2
与平方反比定律一致。
例. 一质量密度为 的细棒，长为l，其上端用细线悬挂着，
一切物体之间 静止或运动电荷之间 强子之间，如质子、中子、介子… 轻子（如电子、µ 介子）及强子间…
力的强度（相邻质子间）：
强相互作用 ≈ 10 4 N， 电磁相互作用 ≈ 10 2 N ， 弱相互作用 ≈ 10 -2 N ， 引力相互作用 ≈ 10-34 N 。
常见的力
1、万有引力 存在于一切物体之间
分析a 运动
当 T = mg 时，a 球刚好离地
由（1）式
Fn
mg
mgcos
v2 m
lb
m
2lb gcos
lb
1 cos 2cos
cos1 1
3
NT
a
mg
O lb b
a
Tmg
T mg
例：一均匀细棒AB长为L，质量为M。在距A端 d 处 有一个质量为 m 的质点 P，如图所示， 求：细棒与质点 P 间的万有引力大小。
解： 研究对象a、b小球
(1) 分析 b 运动
a 球离开地面前 b 在竖直面内 做半径为 lb 的圆周运动。
O lb b
a
分析 b 受力,选自然坐标系
当 b 球下摆到与竖直线成 角时
Fn
T
mg cos
m v2 lb
(1)
Ft
mg sin
m dv dt
(2)
由(2) 式
下端紧贴密度为′的液体表面。现将悬线剪断，求细棒恰 好全部没入液体中时的沉降速度。设液体没有粘性。
解： 在下落时细棒受两个力：
重力 G ，浮力 B
当 t 时刻，棒的浸没长度为 x
F G B S lg Sxg
l
（l x）Sg m dv v dx
O
Gx
dt
dt
B
（l x）Sgdx mvdv
（0l l
x）Sgdx
v
0 mvdv
Sl
v
0 vdv
v
2 lgx lg
例：一柔软绳长l，质量线密度l，一端着地开始自由下落，
求：下落的任意时刻，给地面的压力为多少？
解：建坐标， 以整个绳子为研究对象 任意 t , 绳受重力、地面对绳的支撑力N
5. 解方程，对结果作必要讨论。
例.一根不可伸长的轻绳跨过固定在O点的水平光滑细杆， 两端各系一个小球。a 球放在地面上，b 球被拉到水平位 置，且绳刚好伸直。从这时开始将 b球自静止释放。设 两球质量相同。
求：(1) b 球下摆到与竖直线成 角时的 v (a 球未离地） (2) = ？a 球刚好离开地面。
两质点间
f
G
m1m2 r2
G 6.67 1011 N m2 / kg2
2、 重力 地球表面附近的物质所受的地球引力
P
mg
方向竖直向下
mM
M
P G R2 mg , g G R2
M：地球质量 R：地球半径
3、弹簧的弹力 4、滑动摩擦力
f kx fk k N
1.2.3 牛顿运动定律的应用
i
i
Fin
man
m
v2 R
Fit
i
mat
m
dv dt
三、牛顿第三定律(作用力与反作用力)
作用力与反作用力大小相等、方向相反，作
用在不同物体上。
牛顿定律只适用于惯性系。
1.2.2 自然界中的力（自学）
从力的性质上说，自然界只有四种基本的相互作用
1. 引力相互作用 2. 电磁相互作用 3. 强相互作用 4. 弱相互作用
牛顿第二定律的更准确表示:
F
dp
d( mv )
m
பைடு நூலகம்
dv
ma
（低速时m不变）
dt dt
dt
上式中的力是合力 F Fi
注意： 上式的瞬时性 矢量性
F ma
直角坐标系
自然坐标系
分量形式
Fix ma x
i
Fiy ma y
i
Fiz maz
gsin dv dv ds v dv dt ds dt ds
v
s
vdv gsinds gsin (lbd )
0
0
2
v 2lb g cos (3)
O
lb b
T
a
mg
vdv gsinθ d s
s
lb
( 2
-
)
(2) = ？a 球刚好离开地面。
y
N lgl dp d(mv)
dt
dt
y
l
O
v2 2g(l y) N 3lg( l y )
d(lyv)
dt
l(v
dy dt
y
dv )
dt
1. 2 牛顿运动定律及其应用
1.2.1 牛顿运动定律 1.2.2 自然界中的力(自学） 1.2.3 牛顿运动定律的应用 1.2.4 非惯性系与惯性力 作业： 1-11、1-15、1-18
艾萨克·牛顿 (Isaac Newton, 1643-1727) 英国人
1687年出版了《自然哲学的数学原理》
解题步骤
Fi ma
1.认物体(确定研究对象)；
一般采用隔离体法. 即把系统中的几个物体分别研究。
2. 看运动
分析研究对象的运动状态,确定各研究对象运动状态之间的联系.
3. 分析力
找出研究对象所受的全部外力,画出受力图
4. 列方程
列牛顿定律方程. 选择适当的坐标系, 列出沿各坐标轴方向的方程.
牛顿运动定律 万有引力定律
牛顿定律是经典力学的基础，它统治了物理学各个领域近二百多年，
他还发现了光的色散，创制了反射望远镜，创立了微积分等，……
牛顿定律适用于宏观低速物体
1.2.1 牛顿运动定律
（Newtons laws of motion)
一、牛顿第一定律（惯性定律） 任何物体如果没有力作用在它上面，都将保持 静止的或作匀速直线运动的状态。
1. 定义了惯性参考系 惯性系 ___ 在该参照系中观察,一个不受力的物体 将保持静止或匀速直线运动状态不变.
2. 定义了物体的惯性和力 惯性___ 物体本身要保持运动状态不变的性质. 力___ 迫使一个物体运动状态改变的一种作用.
二、 牛顿第二定律
定量给出了运动状态的变化与所受外力之间的关系
F ma m 惯性质量