牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用
一、矢量性
1. 如图所示，装有架子的小车，用细线拖着小球在水平地面上运动，
已知运动中，细线偏离竖直方向，则小车在做什么运动求出小
球的加速度。
2.如图所示，质量为m=4kg的物体静止在水平地面上，与水平地面
间的动摩擦因数μ=，在外力F=20N的作用下开始运动，已知力F与
水平方向夹角θ=37°，（sin37°=，cos37°=，g=10m/s2）。求物
体运动的加速度。
3. 如图所示，在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为.
求：（sin37°=，cos37°=，g=10m/s2）。
(1)物体所受的摩擦力；(2)物体沿斜面下滑过程中的加速度。
二、独立性
4.力F1单独作用在物体A上时产生加速度a1大小为5m/s2。力F2单独作用在物体A上时产生加速度a2大小为2m/s2。那么F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度为
s 2 s 2 s 2 s 2
三、瞬时性
5.质量为M 的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F 的水平恒力拉木块，其加速度为a ，当拉力方向不变，大小变为2F 时，木块的加速度为a ，则 A.
B.
C.
D.
6.如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块P 受到一水平向右的推力F 的作用．已知物块P 沿斜面加速下滑．现保持F 的方向不变，使其减小，则加速度 A ．一定变小B ．一定变大
C ．一定不变
D ．可能变小，可能变大，也可能不变
7. 一重球从高h 处下落，如图所示，到A 点时接触弹簧，压缩弹簧至最低点位置B 。那么重球从A 至B 的运动过程中： A 、速度一直减小 B 、速度先增加后减小 C 、在B 处加速度可能为零
D 、加速度方向先竖直向下再竖直向上 8. （1）如图(A)所示，一质量为m 的物体系于长度
分别为1L ，2L 的两根细线上，1L 的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为 ，2L 水平拉直，物体处于平衡状态。现将2L 线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。
9. 如图所示，木块A 、B 用一轻弹簧相连，竖直放在木块C 上，C 静置于地
面上，它们的质量之比是1：2：3，设所有接触面都光滑。当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬间，A 、B 的加速度分别是A a ，B a 各多大
四、同体性
10.一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来．图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦．吊台的质量m=15kg ，人的质量为M=55kg ，起动时吊台向上的加速度是a=s 2，求这时人对吊台的压力．（g=s 2）
五、两类问题
11.如图，一个人用与水平方向成?37的力F=20N 推一个静止在水平面上质量为2kg 的物体，物体和地面间的动摩擦因数为。（6.037sin =?）求 （1）物体的加速度多大。 （2）3s 末物体的位移多大。
（3）5S 后撤去F 物体还能运动多远。
12.如图所示，质量为4kg 的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为，物体受到大小为20N ，与水平方向成=37°角的斜向上的拉力F 作用时沿水平面做匀加速运动,物体运动10s 后撤去拉力F 。
求（1）10s 内物体的位移是多大（2）撤去拉力后物体在水平面上还能滑行的最大距离。
（g=10m/s2，sin37°=，cos37°=）
13.质量为m 的物体放在倾角为θ的固定斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为
，如果沿水平方向加一个力F ，使物体沿斜面向上以加速度a
做匀加速直线运动，如图所示，则F 应为多大
14.质量为m 的人站在与水平面成θ角的电梯上，当电梯以加速度a 向上做匀加速运动时，人对电梯的压力和人对电梯地板的摩擦力分别为多少
15.某登山索道与水平方向的夹角为37°，当载人的车厢加速向上运动时，人对厢底的压力为其体重的倍，人与车厢保持相对静止，如图所示.那么车厢对人的摩擦力是人体重的
A .41倍；
B .45倍；
C .31倍；
D .3
4
倍.
16.如图所示，倾角为θ的斜面固定在升降机上，质量为m 的物体静止在斜面上，当升降机以加速度a 竖直向上加速运动时，物体保持与斜面相对静止，则此时物体受到的支持力和摩擦力分别为多少
17. 如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定斜面上，有一质量m=1kg 的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=．物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力F=的作用，从静止开始运动，经2s 绳子突然断了．求绳断后多长时间物体速度大小为22m/s ．（结果保留两位有效数字，已知
sin37°=，g 取10m/s2）
六、等时圆
18.如图1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。每根杆上都套有一个小滑环（图中未画出），三个滑环分
别从a、b、c处释放（初速为0），用t1、t2、t3依次表示各滑
环到达d所用的时间，则
图1
>t1>t2 =t2=t3
19.如图，ab、cd是竖直平面内两根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一
圆周上，圆周半径为R，b点为圆周的最低点，c点为圆周的最高点．现
有两个小滑环A、B分别从a、c处由静止释放，滑环A经时间t1从a
点到达b点，滑环B经时间t2从c点到达d点；另有一小球C从b点以初速度v0＝4gR 沿bc连线竖直上抛，到达最高点时间为t3，不计一切阻力与摩擦，且A、B、C都可视为质点，则t1、t2、t3的大小关系为：
A．t2＞t1＞t3 B．t1＝t2＞t3
C．t1＝t2＝t3 D．A、B、C三物体的质量未知，因此无法比较
七、连接体问题
20. 两个物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触放在光
滑水平面上，如图所示，对物体A施以水平的推力F，则物体
A对物体B的作用力等于____________
拓展：
若m1与m2与水平面间有摩擦力且摩擦因数均为μ则A对B作用力等于。
21. 用质量为m 、长度为L 的绳沿着光滑水平面拉动质量为M 的物体，
在绳的一端所施加的水平拉力为F ， 如图14所示，求： (1)物体与绳的加速度；
(2)绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计。)
22.如图所示，已知水平木板的表面光滑，A 、B 的质量分别为m 、M ，A 、B 间由细绳连接。由静止释放B ，不计定滑轮的摩擦及空气阻力，求释放B 的瞬间： （1）A 、B 的加速度大小 （2）绳子对A 的拉力大小
、B 两物体的质量分别为m=2kg 、M=3kg ，固定斜面的倾角为θ=37，与斜面之间的动摩擦因数μ=，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力。忽略定滑轮质量及其摩擦力。开始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直。如图所示，然后释放B 。求：（g=10m/s 2）
（1）A 物体运动的加速度a 的大小和方向 （2）绳子对B 的拉力F T
如图2-3所示，质量为M 的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的21，即a =2
1
g ,则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少
图14
F
m
M
图2-3
M
m
如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量 为M 的竖直竹竿，当竿上一质量为m 的人以加速度a 加速下滑时， 竿对“底人”的压力大小为（ ）
A.（M+m ）g
B.（M+m ）g －ma
C.（M+m ）g+ma
D.（M －m ）g
25. 两重叠在一起的滑块置于固定的倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A 、B 的质量分别为M 和m ，A 与斜面间的动摩擦因数为μ1，B 与A 之间的动摩擦因数为μ2。已知两滑块保持相对静止，由静止开始从斜面加速滑下，滑块B 所受的摩擦力为________________。 八、分离临界
26. 一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m 的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图7所示。现让木板由静止开始以加速度a(a ＜g ＝匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。
27.如图所示，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A 、B 两物体，B 物体的质量是A 物体质量的2倍，B 物体受到水平向右的恒力F B =2N ，A 物体受到的水平力F A =(9-2t)N ，(t 的单位是s)。从t ＝0开始计时，则下列说法中正确的是
A ．A 物体3s 末时的加速度是初始时的5/11
B ．B 物体始终做匀加速直线运动
C ．t ＝时，A 物体的速度为零
D ．t ＞后，A 、B 两物体的加速度方向相反
28.如图11所示，细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A 的顶端P 处，
细线的另一端拴一质量为m 的小球。当滑块至少以加速度a= 向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g 的加速度向左运动时，线中拉力T= 。
九、滑动临界
θ
B
A
图7
a
A
P
450
图11
29. 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 和2m 的四个木块,其中两个质量为m 的木块间用可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg.现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m 的最大拉力为
A.
53mg μ B. 43mg
μ C. 2
3mg μ D. 3μmg
木板M 静止在光滑水平面上，木板上放着一个小滑块m ，与木板之间的动摩擦因数μ，为了使得m 能从M 上滑落下来，求下列各种情况下力F 的大小范围。
如图所示，A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ，静止叠放在水平地面上。A 、B 间的动摩擦因数为，B 与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 。现对A 施加一水平力F ，则 A.当时，A 、B 都相对地面静止 B.当时，A 的加速度为
C.当
时，A 相对B 滑动
D.无论F 为何值，B 的加速度不会超过
十、质点组牛顿第二定律
31. 如图所示，斜面体M 始终处于静止状态，当物体m 沿斜面下滑时有 A.匀速下滑时，M 对地面压力等于（M+m ）g B.加速下滑时，M 对地面压力小于（M+m ）g C.减速下滑时，M 对地面压力大于（M+m ）g 对地面压力始终等于（M+m ）g
m
M
m F
M
F
M
m
十一、传送带
1.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查。
如图所示为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v=1m/s的恒
定速率运行。一质量为m=4kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑
动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀
速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数μ=，AB间的距离L=2m，g取10 m/
s2。
（1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；
（2）求行李做匀加速直线运动的时间；
（3）求行李在传送带上滑行痕迹的长度
（4）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处。求行李从
A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。
如图所示，足够长的水平传送带以v 0=2m/s
的速度匀速运行．
t=0
时，在最左端轻放一个小滑块，t=2s时，传送带突然制动停下．已
知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=，g=10m/s2．在图中，关于滑块相对地
面运动的v-t图象正确的是
如图所示，倾角为37°的传送带以8m/s的速度向下匀速运动，已知传送带2的上D
下两端间的距离为L=14m ，现将一质量为m=1kg 的小物块（可视为质点）放到传送带的顶端，使它从静止开始沿传送带下滑。已知木块与传送带间的动摩擦因数μ=。（g=10m/s 2）
（1）小物块刚放到传送带顶端时受到的摩擦力的大小和方向 （2）小木块从静止到与传送带共速所发生的位移 （3）小木块从顶端运动到底端所用的时间
如图所示的传送皮带，其水平部分ab 的长度为2m ，倾斜部分bc 的长度为4m ，bc 与水平面的夹角为α＝37°，将一小物块A （可视为质点）轻轻放于a 端的传送带上，物块A 与传送带间的动摩擦因数为μ＝。传送带沿图示方向以v ＝2m/s 的速度匀速运动，若物块A 始终未脱离皮带，试求小物块A 从a 端被传送到c 端所用的时间。（g ＝10m/s 2，sin37°＝，cos37°＝）
34. 一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ，初始时传送带与煤块都是静止的，现让传送带以恒定的加速度a 0开始运动，当速度达到V 0后，便以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，求黑色痕迹的长度。
·
·
·v v 37°
b
A a
35. 2如图所示为货场使用的传送带的模型，传送带倾斜放置，与水平面夹角为
θ=37°，
传送带AB 长度足够长，传送皮带轮以大小为υ=2m/s 的恒定速率顺时针转动。一包货物以υ0=12m/s 的初速度从A 端滑上倾斜传送带，若货物与皮带之间的动摩擦因数μ=，且可将货物视为质点。
⑴ 求货物刚滑上传送带时加速度为多大
⑵ 当货物的速度和传送带的速度相同时用了多少时间这时货物相对于地面运动了多远
⑶ 从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A 端共用了多少时间（g =10 m/s 2，已知sin37°=，cos37°=
答案
1.
3.（1）8N ，（2）s 2
8.
，3g 11.（1）4m/s 2 （2）
18m （3）80m ， 13.
14.?θcos f sin ma ma mg FN =-=， 16.θθcos )(,sin )(a g m f a g m F N +=+=
20.
F m m m 21
2
+ 21. (1)以物体和绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F=（M+m ）a,解得
()
θμθθμθsin cos cos gsin a -++g m θ
υ0
B
A
a=F/(M+m).
(2)以物体和靠近物体x 长的绳为研究对象，如图15所示。根据牛顿第二定律可得：F x =(M+mx/L)a=(M+
x L m )
m
M F
+ . 由此式可以看出：绳中各处张力的大小是不同的，当x=0时，绳施于物体M 的力的大小为
F m
M M
+。22.（1） （2） 23.（1）2m/s 2，方向沿斜面向上
（2）24N ，沿斜面向上
F N = 25. 2
θμcos 1mg 26.
ka
a g m t )
(2-=
,
（1）4N ，1m/s 2
（2）1s （3） （4）2s ，2m/s
（1）2N ，沿斜面向下 （2）4m (3)2s 34.
35. ⑴设货物刚滑上传送带时加速度为1a ，货物受力如图所示：
沿传送带方向： 1sin f ma mg F θ=+ 垂直传送带方向：cos N F mg θ= 另有：f N F F μ=
由以上三式得：10)8.05.06.0(10)cos (sin =?+?=+=θμθg a m/s 2 3分 ⑵货物速度从0v 减至传送带速度v 所用时间设为1t ，位移设为1s ，则有：
110
12201=--=--=a v v t s （2分） 720144422
021=--=--=a v v s m （2分）
⑶ 过了1t 时刻，此后货物所受摩擦力沿传送带向上，设货物加速度大小为a 2， 则有 θμθcos sin 2mg mg ma -=，得：
2cos sin 2=-=θμθg g a m/s 2，方向沿传送带向下。 （1分）
设货物再经时间t 2，速度减为零，则12
20022=--=--=
a v t s （1分） 沿传送带向上滑的位移12
220202
222=?--=--=a v s m （1分）
上滑的总距离为=s 81721=+=+s s m ，货物到达最高再次下滑加速度就是2a 。
设下滑时间为3t ，2
3
22
1t a s =
，将s 和2a 代入，得223=t s. （1分） ∴货物从A 端滑上传送带到再次滑回A 端的总时间为)222(321+=++=t t t t s （1分） ⑶ 另一解法：由于下滑加速度就是2a ，（1分） 设下滑时间为2t ，则2
2
2212
1t a vt s -
=-， 代入数字有0722
2=--t t ，解得2212+=t s ，（3分）
∴货物从A 端滑上传送带到再次滑回A 端的总时间为22221+=+=t t t s 。（1分）
高考物理牛顿运动定律的应用练习题及答案
高考物理牛顿运动定律的应用练习题及答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图所示，倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m ，质量M=0.5kg 的薄木板，木板的最右端叠放质量为m=0.3kg 的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F ，同时让传送带逆时针转动，运行速度v=1.0m/s 。已知木板与物块间动摩擦因数μ1=3 ，木板与传送带间的动摩擦因数μ2= 3 4 ，取g=10m/s 2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若在恒力F 作用下，薄木板保持静止不动，通过计算判定小木块所处的状态； (2)若小木块和薄木板相对静止，一起沿传送带向上滑动，求所施恒力的最大值F m ； (3)若F=10N ，木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内，木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q 。 【答案】（1）木块处于静止状态；（2）9.0N （3）1s 12J 【解析】 【详解】 （1）对小木块受力分析如图甲： 木块重力沿斜面的分力：1 sin 2 mg mg α= 斜面对木块的最大静摩擦力：13 cos 4 m f mg mg μα== 由于：sin m f mg α> 所以，小木块处于静止状态； （2）设小木块恰好不相对木板滑动的加速度为a ，小木块受力如图乙所示，则 1cos sin mg mg ma μαα-=
木板受力如图丙所示，则：()21sin cos cos m F Mg M m g mg Ma αμαμα--+-= 解得：()9 9.0N 8 m F M m g = += （3）因为F=10N>9N ，所以两者发生相对滑动 对小木块有：2 1cos sin 2.5m/s a g g μαα=-= 对长木棒受力如图丙所示 ()21sin cos cos F Mg M m g mg Ma αμαμα--+-'= 解得24.5m/s a =' 由几何关系有：221122 L a t at =-' 解得1t s = 全过程中产生的热量有两处，则 ()2121231cos cos 2Q Q Q mgL M m g vt a t μαμα?? =+=+++ ??? 解得：12J Q =。 2．如图所示，有1、2、3三个质量均为m =1kg 的物体，物体2与物体3通过不可伸长轻绳连接，跨过光滑的定滑轮，设长板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H =5.75m ， 物体1与长板2之间的动摩擦因数μ=O .2.长板2在光滑的桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v =4m/s 的初速度开始运动，运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下．(取g =10m/s2)求： (1)长板2开始运动时的加速度大小；
《牛顿运动定律的运用》教案
牛顿运动定律的应用 教学目标 一、 知识目标 1. 知道运用牛顿运动定律解题的方法 2. 进一步学习对物体进行正确的受力分析 二、 能力目标 1. 培养学生分析问题和总结归纳的能力 2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力 三、 德育目标 1. 培养学生形成积极思维，解题规范的良好习惯 教学重点 应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法 教学难点 应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 教学方法 实例分析发归纳法讲练结合法 教学过程 一、 导入新课 通过前面几节课的学习，我们已学习了牛顿运动定律，本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。 二、 新课教学 （一）、牛顿运动定律解答的两类问题 1.牛顿运动定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来，由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类： a.已知物体的受力情况，确定物体的运动情况。 b.已知物体的运动情况，求解物体的受力情况 2.用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路 已知物体的受力情况???→?=ma F 据 求得a ?→?据t v v s as v v at v v at v s t t t ......2210202020可求得???? ?????=-?→?+=+= 已知物体的运动情况???→?????→?=???????=-+=+=ma F as v v at v s at v v a t t 据据求得2221022 00求得物体的受力情况 3.总结 由上分析知，无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是联结力和运动的桥梁。 （二）已知物体的受力情况，求解物体的运动情况
牛顿运动定律的运用教案
牛顿运动定律的运用教 案 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
牛顿运动定律的应用 教学目标 一、知识目标 1.知道运用牛顿运动定律解题的方法 2.进一步学习对物体进行正确的受力分析 二、能力目标 1.培养学生分析问题和总结归纳的能力 2.培养学生运用所学知识解决实际问题的能力 三、德育目标 1.培养学生形成积极思维，解题规范的良好习惯 教学重点 应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法 教学难点 应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 教学方法 实例分析发归纳法讲练结合法 教学过程 一、导入新课 通过前面几节课的学习，我们已学习了牛顿运动定律，本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。 二、新课教学
（一）、牛顿运动定律解答的两类问题 1.牛顿运动定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来，由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类： a.已知物体的受力情况，确定物体的运动情况。 b.已知物体的运动情况，求解物体的受力情况 2.用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路 已知物体的受力情况???→?=ma F 据 求得a ?→?据t v v s as v v at v v at v s t t t ......2210202020可求得???? ?????=-?→?+=+= 已知物体的运动情况???→?????→?=???????=-+=+=ma F as v v at v s at v v a t t 据据求得2221022 00求得物体的受力情况 3.总结 由上分析知，无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是联结力和运动的桥梁。 （二）已知物体的受力情况，求解物体的运动情况 例1.如图所示，质量m=2Kg 的物体静止在光滑的水平地 面上，现对物体施加大小F=10N 与水平方向夹角θ＝ 370的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=,cos370=取g=10m/s 2，求物体5s 末的速度及5s 内的位移。 问：a.本题属于那一类动力学问题 （已知物体的受力情况，求解物体的运动情况） b.物体受到那些力的作用这些力关系如何 引导学生正确分析物体的受力情况，并画出物体受力示意图。
高考物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析
高考物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m ，如图（a ）所示．0t =时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至1t s =时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s 时间内小物块的v t -图线如图（b ）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取10m/s 2．求 （1）木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ； （2）木板的最小长度； （3）木板右端离墙壁的最终距离． 【答案】（1）10.1μ=20.4μ=（2）6m （3）6.5m 【解析】 （1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v 4m/s = 碰撞后木板速度水平向左，大小也是v 4m/s = 木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有24/0/1m s m s g s μ-= 解得20.4μ= 木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间1t s =，位移 4.5x m =，末速度v 4m/s = 其逆运动则为匀加速直线运动可得212 x vt at =+ 带入可得21/a m s = 木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1g a μ= 可得10.1μ= （2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有121()M m g mg Ma μμ++= 可得214 /3 a m s = 对滑块，则有加速度2 24/a m s = 滑块速度先减小到0，此时碰后时间为11t s = 此时，木板向左的位移为2111111023x vt a t m =- =末速度18 /3 v m s =
人教版高中物理第一册牛顿运动定律的应用1
牛顿运动定律的应用 教学目标： 1．掌握运用牛顿三定律解决动力学问题的基本方法、步骤 2．学会用整体法、隔离法进行受力分析，并熟练应用牛顿定律求解 3．理解超重、失重的概念，并能解决有关的问题 4．掌握应用牛顿运动定律分析问题的基本方法和基本技能 教学重点：牛顿运动定律的综合应用 教学难点： 受力分析，牛顿第二定律在实际问题中的应用 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用 1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（两类动力学基本问题）： （1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等． （2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）． 但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案． 两类动力学基本问题的解题思路图解如下： 可见，不论求解那一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键。 点评：我们遇到的问题中，物体受力情况一般不变，即受恒力作用，物体做匀变速直线运动，故常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，如 2/2 ,2,21,0202200t t t t v v v t s v as v v at t v s at v v =+===-+=+=等. 2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤 （1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型. （2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象. （3）分析研究对象的受力情况和运动情况. （4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上. （5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算. （6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论.
高中物理牛顿运动定律的应用模拟试题含解析
高中物理牛顿运动定律的应用模拟试题含解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．某智能分拣装置如图所示，A为包裹箱，BC为传送带．传送带保持静止，包裹P 以初速度v0滑上传送带，当P滑至传送带底端时，该包裹经系统扫描检测，发现不应由A收纳，则被拦停在B处，且系统启动传送带轮转动，将包裹送回C处．已知v0=3m/s，包裹P 与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，传送带与水平方向夹角θ=37o，传送带BC长度L=10m，重力加速度g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8，求： （1）包裹P沿传送带下滑过程中的加速度大小和方向； （2）包裹P到达B时的速度大小； （3）若传送带匀速转动速度v=2m/s，包裹P经多长时间从B处由静止被送回到C处；（4）若传送带从静止开始以加速度a加速转动，请写出包裹P送回C处的速度v c与a的关系式，并画出v c2-a图象． 【答案】（1）0.4m/s2 方向：沿传送带向上（2）1m/s（3）7.5s （4） 2 2 2 200.4/ 80.4/ c a a m s v a m s ?< =? ≥ ? （） （） 如图所示： 【解析】 【分析】 先根据牛顿第二定律求出包裹的加速度，再由速度时间公式求包裹加速至速度等于传送带速度的时间，由位移公式求出匀加速的位移，再求匀速运动的时间，从而求得总时间，这是解决传送带时间问题的基本思路，最后对加速度a进行讨论分析得到v c2-a的关系，从而画出图像。 【详解】
（1）包裹下滑时根据牛顿第二定律有：1sin cos mg mg ma θμθ-= 代入数据得：2 10.4/a m s =-，方向：沿传送带向上； （2）包裹P 沿传送带由B 到C 过程中根据速度与位移关系可知：220 L=2v v a - 代入数据得：1/v m s =； （3）包裹P 向上匀加速运动根据牛顿第二定律有：2cos sin mg mg ma μθθ-= 得2 20.4/a m s = 当包裹P 的速度达到传送带的速度所用时间为：12250.4 v t s s a = == 速度从零增加到等于传送带速度时通过的位移有：2245220.4 v x m m a = ==? 因为x 专题强化三应用牛顿运动定律解决“四类”热点问题 专题解读 1.本专题是应用动力学方法分析动力学图象问题、连接体问题、临界和极值问题以及多运动过程问题．在高考中主要以选择题形式考查，且每年都有命题． 2．学好本专题可以培养同学们的分析推理能力、应用数学知识和方法解决物理问题的能力． 3．本专题用到的规律和方法有：整体法和隔离法、牛顿运动定律和运动学公式、临界条件和相关的数学知识． 1．常见图象 v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等． 2．题型分类 (1)已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况． (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况． (3)由已知条件确定某物理量的变化图象． 3．解题策略 (1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点． (2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等． (3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情景结合起来，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． 例1(多选)(2019·全国卷Ⅲ·20)如图1(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4 s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取10 m/s2.由题给数据可以得出() A．木板的质量为1 kg B．2～4 s内，力F的大小为0.4 N C．0～2 s内，力F的大小保持不变 D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 高一物理《牛顿运动定律的应用》教案高一物理《牛顿运动定律的应用》教案 教学目标 1、知识目标： (1)能结合物体的运动情况进行受力分析. (2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题. 2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力. 3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯. 教学建议 教材分析 本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况;已知物体的运动情况，求解物体的受力. 教法建议 1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析. 2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再 动笔算，并养成画情景图的好习惯. 3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2-3节课完成. 教学设计示例 教学重点：物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路. 教学难点：物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题. 示例： 一、受力分析方法小结 通过基本练习，小结受力分析方法.(让学生说，老师必要时补充) 1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析. 答案： 2、受力分析方法小结 (1)明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来; (2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析; (3)注意：分析各力的依据和方法：产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法. 不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力. 二、动力学的两类基本问题 【物理】物理牛顿运动定律的应用练习题 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求： (1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得： F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有： mgh = 212 mv 解得 v 2gh ； 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有： μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得： μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移为： x=v 0t 对物体有： v 0=v ?at ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为： △x=L?x 相对滑动产生的热量为： Q=μmg△x 代值解得： Q=0.5J 【点睛】 对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移． 2．如图，有一质量为M=2kg的平板车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P处开始，A以初速度=2m/s向左运动，同时B 以=4m/s向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车，两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取，求： （1）开始时B离小车右端的距离； （2）从A、B开始运动计时，经t=6s小车离原位置的距离。 【答案】（1）B离右端距离（2）小车在6s内向右走的总距离： 【解析】(1)设最后达到共同速度v，整个系统动量守恒，能量守恒 解得：， A离左端距离，运动到左端历时，在A运动至左端前，木板静止 ，， 解得 B离右端距离 (2)从开始到达共速历时，，， 解得 小车在前静止，在至之间以a向右加速： 小车向右走位移 §3.4应用牛顿运动定律解题的方法和步骤 应用牛顿运动定律的基本方法是隔离法，再配合正交坐标运用分量形式求解。 解题的基本步骤如下： (1)选取隔离体，即确定研究对象 一般在求某力时，就以此力的受力体为研究对象，在求某物体的运动情况时，就以此物体为研究对象。有几个物体相互作用，要求它们之间的相互作用力，则必须将相互作用的物体隔离开来，取其中一物体作研究对象。有时，某些力不能直接用受力体作研究对象求出，这时可以考虑选取施力物体作为研究对象，如求人在变速运动的升降机内地板的压力，因为地板受力较为复杂，故采用人作为研究对象为好。 在选取隔离体时，采用整体法还是隔离法要灵活运用。如图3-4-1要求质量分别为M 和m 的两物体组成的系统的加速度a ，有 两种方法，一种是将两物体隔离，得方程为 ma T mg =- Ma Mg T =-μ 另—种方法是将整个系统作为研究对象，得方 程为 a M m Mg mg )(+=-μ 显然，如果只求系统的加速度，则第二种方法好；如果还要求绳的张力，则需采用前一种方法。 (2)分析物体受力情况：分析物体受力是解动力学问题的一个关键，必须牢牢 图3-4-1 掌握。 ①一般顺序：在一般情况下，分析物体受力的顺序是先场力，如重力、电场力等，再弹力，如压力、张力等，然后是摩擦力。并配合作物体的受力示意图。 大小和方向不受其它力和物体运动状态影响的力叫主动力，如重力、库仑力；大小和主向与主动力和物体运动状态有密切联系的力叫被动力或约束力，如支持力、摩擦力。这就决定了分析受力的顺序。如物体在地球附近不论是静止还是加速运动，它受的重力总是不变的；放在水平桌面上的物体对桌面的压力就与它们在竖直方向上有无加速度有关，而滑动摩擦力总是与压力成正比。 ②关于合力与分力：分析物体受力时，只在合力或两个分力中取其一，不能 同时取而说它受到三个力的作用。一般情况下选取合Array力，如物体在斜面上受到重力，一般不说它受到下滑力 和垂直面的两个力。在—些特殊情况下，物体其合力不 图3-4-2 能先确定，则可用两分力来代替它，如图3-4-2横杆左 端所接铰链对它的力方向不能明确之前，可用水平和竖直方向上的两个分力来表示，最后再求出这两个分力的合力来。 ③关于内力与外力：在运用牛顿第二定律时，内力是不可能对整个物体产生加速度的，选取几个物体的组合为研究对象时，这几个物体之间的相互作用力不能列入方程中。要求它们之间的相互作用，必须将它们隔离分析才行，此时内力转化成外力。 ④关于作用力与反作用力：物体之间的相互作用力总是成对出现，我们要分 清受力体与施力体。在列方程解题时，对一对相互作用力一般采用同一字线表示。在不考虑绳的质量时，由同一根绳拉两个物体的力经常作为一对相互作用力处 第3讲牛顿运动定律的应用 ★考情直播 1．考纲解读 考纲内容能力要求考向定位 1.牛顿定律的应用 2.超重与失重 3.力学单位制1.能利用牛顿第二定 律求解已知受力求运 动和已知运动求受力 的两类动力学问题 2.了解超重、失重现 象，掌握超重、失重、 完全失重的本质 3.了解基本单位和导 出单位，了解国际单 位制 牛顿第二定律的应 用在近几年高考中出 现的频率较高，属于 Ⅱ级要求，主要涉及 到两种典型的动力学 问题，特别是传送带、 相对滑动的系统、弹 簧等问题更是命题的 重点.这些问题都能 很好的考查考试的思 维能力和综合分析能 力. 考点一已知受力求运动 [特别提醒] 已知物体的受力情况求物体运动情况：首先要确定研究对象，对物体进行受力分析，作出受力图，建立坐标系，进行力的正交分解，然后根据牛顿第二定律求加速度a，再根据运动学公式求运动中的某一物理量. 一轻质光滑的定滑轮，一条不可伸长的轻 绳绕过定滑轮分别与物块A 、B 相连，细绳处于伸直状态，物块A 和B 的质量分别为m A =8kg 和m B =2kg ，物块A 与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.1，物块B 距地面的高度h =0.15m.桌面上部分的绳足够长.现将物块B 从h 高处由静止释放，直到A 停止运动.求A 在水平桌面上运动的时间.（g=10m/s 2） [解析]对B 研究，由牛顿第二定律得m B g-T=m B a 1 同理，对A ：T-f =m A a 1 A N f μ= 0=-g m N A A 代入数值解得21/2.1s m a = B 做匀加速直线运2112 1t a h =；11t a v = 解得s t 5.01= s m v /6.0= B 落地后，A 在摩擦力作用下做匀减速运动2a m f A = ；2 1a v t = 解得：s t 6.02= s t t t 1.121=+= [方法技巧] 本题特别应注意研究对象和研究过程的选取，在B 着地之前，B 处于失重状态，千万不可认为A 所受绳子的拉力和B 的重力相等.当然B 着地之前，我们也可以把A 、B 视为一整体，根据牛顿第二定律求加速度，同学们不妨一试. 考点二 已知运动求受力 [例2]某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ内高度下降1700ｍ造成众多 高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求： (1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得： F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有： mgh = 212 mv 解得 v 2gh ； 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有： μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得： μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移为： x=v 0t 对物体有： v 0=v ?at ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为： △x=L?x 相对滑动产生的热量为： Q=μmg△x 代值解得： Q=0.5J 【点睛】 对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移． 2．如图所示，倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m，质量M=0.5kg的薄木板，木板的最右端叠放质量为m=0.3kg的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F，同时让传送 带逆时针转动，运行速度v=1.0m/s。已知木板与物块间动摩擦因数μ1= 3 2 ，木板与传送 带间的动摩擦因数μ2=3 ，取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若在恒力F作用下，薄木板保持静止不动，通过计算判定小木块所处的状态； (2)若小木块和薄木板相对静止，一起沿传送带向上滑动，求所施恒力的最大值F m； (3)若F=10N，木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内，木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q。 【答案】（1）木块处于静止状态；（2）9.0N（3）1s 12J 【解析】 【详解】 （1）对小木块受力分析如图甲： 高中物理牛顿运动定律的应用试题类型及其解题技巧 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求： (1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得： F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有： mgh = 212 mv 解得 v 2gh ； 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有： μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得： μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移为： x=v 0t 对物体有： v 0=v ?at ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为： △x =L?x 相对滑动产生的热量为： Q=μmg △x 代值解得： Q =0.5J 【点睛】 对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs ，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移． 2．传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，两者长度分别为L 1＝2.5 m 、L 2＝2 m ．传送带始终保持以速度v 匀速运动．现将一滑块（可视为质点）轻放到传送带的左端，然后平稳地滑上平板．已知：滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，滑块与平板、平板与支持面的动摩擦因数分别为μ1＝0.3、μ2＝0.1，滑块、平板的质量均为m ＝2 kg ，g 取10 m/s 2.求： （1）若滑块恰好不从平板上掉下，求滑块刚滑上平板时的速度大小； （2）若v ＝6 m/s ，求滑块离开平板时的速度大小． 【答案】（1）4/m s （2）3.5/m s 【解析】 【详解】 (1)滑块在平板上做匀减速运动，加速度大小：a 1＝1mg m μ＝3 m/s 2 由于μ1mg>2μ2mg 故平板做匀加速运动，加速度大小：a 2＝ 122mg mg m μμ-?＝1 m/s 2 设滑块滑至平板右端用时为t ，共同速度为v′，平板位移为x ，对滑块： v′＝v －a 1t(1分) L 2＋x ＝vt －12 a 1t 2 对平板：v′＝a 2t x ＝ 12 a 2t 2 联立以上各式代入数据解得：t ＝1 s ，v ＝4 m/s. (2)滑块在传送带上的加速度：a 3＝ mg m μ＝5 m/s 2 高考第一轮复习---牛顿运动定律考点例析 牛顿三个运动定律是力学的基础，对整个物理学也有重大意义。本章考查的重点是牛顿第二定律，而牛顿第一定律和第三定律在牛顿第二定律的应用中得到了完美的体现。从近几年高考看，要求准确理解牛顿第一定律；加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是物体受力分析的方法；理解牛顿第三定律；理解和掌握运动和力的关系；理解超重和失重。本章内容的高考试题每年都有，对本章内容单独命题大多以选择、填空形式出现，趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题。经常与电场、磁场联系，构成难度较大的综合性试题，运动学的知识往往和牛顿运动定律连为一体，考查推理能力和综合分析能力。如：2000年上海物理试题第21题（风洞实验）、2001年全国物理试题第8题（惯性制导系统）、2001年上海物理试题第8题（升降机下落）、2001年上海物理试题第20题（轻绳和轻弹簧的辩析纠错题）、2002年理科综合全国卷第26题（蹦床运动）、2003年全国春季理综第16题（滑冰运动）、2004年全国理综四第19题（猫在木板上跑动）等等。同学们只要把任何一套高考试题拿来研究，总会发现有与牛顿定律有关的试题。 一、夯实基础知识 1、牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 对牛顿第一定律的理解要点：（1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持；（2）它定性地揭示了运动与力的关系，即力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因；（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性；（4）不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律；（5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。 2、牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F=ma. 对牛顿第二定律的理解要点：（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础；（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度；（3）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，F x=ma x, F y=ma y,F z=ma z;（4）牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——牛顿（定义使质量为1kg 的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2. 3、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。 对牛顿第三定律的理解要点：(1)作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互 最新高考物理牛顿运动定律的应用试题经典 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H =25m 处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g =10m/s 2，不计细绳与滑轮间的摩擦，求：, (1)A 、B 两球开始运动时的加速度． (2)A 、B 两球落地时的动能． (3)A 、B 两球损失的机械能总量． 【答案】（1）2 5m/s A a =27.5m/s B a = （2）850J kB E = （3）250J 【解析】 【详解】 (1)由于是轻绳,所以A 、B 两球对细绳的摩擦力必须等大，又A 得质量小于B 的质量，所以两球由静止释放后A 与细绳间为滑动摩擦力，B 与细绳间为静摩擦力，经过受力分析可得： 对A ：A A A A m g f m a -= 对B ：B B B B m g f m a -= A B f f = 0.5A A f m g = 联立以上方程得：2 5m/s A a = 27.5m/s B a = (2)设A 球经t s 与细绳分离，此时，A 、B 下降的高度分别为h A 、h B ，速度分别为V A 、V B ，因为它们都做匀变速直线运动 则有：212A A h a t = 21 2 B B h a t = A B H h h =+ A A V a t = B B V a t = 联立得：2s t =，10m A h =， 15m B h =，10m/s A V =，15m/s B V = A 、 B 落地时的动能分别为kA E 、kB E ，由机械能守恒，则有： 21()2 kA A A A A E m v m g H h = +- 400J kA E = 第三章 D 牛顿运动定律的应用 一、教学任务分析 本节内容是对牛顿运动定律的综合提高和延伸，也为学习以后的物理学习打好力学基础。 学习本节内以受力分析、力的合成与分解、匀加速直线运动规律、牛顿运动定律等基础知识和相应的技能为基础。 通过实例情景和学生活动，了解建立国际单位制的重要性和必要性，介绍用国际单位制及其应用。 通过对典型示例的分析和讨论，归纳出用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。 通过对观察录像、演示实验和学生小实验，感受超重、失重现象，应用牛顿第二定律分析、探究超重、失重现象的本质与规律。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）知道国际单位制。知道基本单位和导出单位。理解力学中的三个基本单位。 （2）学会导出单位的推演方法并能进行单位换算。 （3）掌握用牛顿运动定律解决力学问题的一般规律和方法。 （4）知道超重和失重现象。 （5）学会用牛顿第二定律分析超重、失重现象。 2、过程与方法 （1）通过创设情景、实例分析和练习的过程，认识引入国际单位制的重要性和必要性。 （2）通过对典型示例的分析、讨论过程，认识分析、比较、等效、演绎、归纳、验证等科学方法。 （3）通过对电梯中进行的超重失重实验的定性观察和学生小实验，感受用牛顿运动定律解决实际问题的一般规律和方法。 3、情感、态度与价值观 （1）通过阅读关于“火星探测器失事原因”的STS材料，在了解统一单位重要性的同时，感悟严谨的治学态度对科学发展的重大意义。 （2）通过应用牛顿运动定律解决实际问题的过程，感悟物理学在社会发展中的重要作用。 （3）通过学生实验的过程，激发求知欲，获得成就感。 （4）通过观察神舟六号飞船录像片段，了解我国航天事业的发展，激发民族自豪感。三、教学重点与难点 重点：怎样应用牛顿运动定律解决力学问题。 难点：对超重失重视现象的认识。 四、教学资源 1、器材：多媒体投影仪，演示超重、失重的DIS实验器材，改锥，饮料瓶（人手一个）。 专题12 牛顿运动定律的综合应用 【基础回顾】 考点内容:牛顿运动定律及其应用；超重与失重 考纲解读： 1.掌握超重、失重的概念，会分析有关超重、失重的问题。 2.学会分析临界与极值问题。 3.会进行动力学多过程问题的分析。 考点一超重与失重 1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了．在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生了变化（即“视重”发生变化）． 2．只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关． 3．尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态． 4．物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma. 考点二动力学中的临界极值问题分析 1．当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件．用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键． 2．临界或极值条件的标志： （1）有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；（2）若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就是临界状态； （3）若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点； （4）若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是要求收尾加速度或收尾速度． 考点三动力学中的图象问题 物理公式与物理图象的结合是一种重要题型，也是高考的重点及热点． 1．常见的图象有：v－t图象，a－t图象，F－t图象，F－a图象等． 牛顿运动定律的应用练习题含答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求： (1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得： F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有： mgh = 212 mv 解得 v 2gh ； 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有： μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得： μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移为： x=v 0t 对物体有： v 0=v ?at ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为： △x =L?x 相对滑动产生的热量为： Q=μmg △x 代值解得： Q =0.5J 【点睛】 对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs ，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移． 2．如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M =6.0kg 的物块A 。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以u =2.0m/s 匀速运动。传送带的右边是一半径R =1.25m 位于竖直平面内的光滑 14圆弧轨道。质量m =2.0kg 的物块B 从1 4 圆弧的最高处由静止释放。已知物块B 与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，传送带两轴之间的距离l =4.5m 。设第一次碰撞前，物块A 静止，物块B 与A 发生碰撞后被弹回，物块A 、B 的速度大小均等于B 的碰撞前的速度的一半。取g =10m/s 2。求： (1)物块B 滑到 1 4 圆弧的最低点C 时对轨道的压力； (2)物块B 与物块A 第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能； (3)如果物块A 、B 每次碰撞后，物块A 再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B 经第一次与物块A 碰撞后在传送带上运动的总时间。 【答案】（1）60N ，竖直向下（2）12J （3）8s 【解析】 【详解】 (1) 设物块B 沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v 0，由机械能守恒定律得： 2 012 mgR mv 代入数据解得： v 0=5m/s应用牛顿运动定律解决“四类”热点问题
高一物理《牛顿运动定律的应用》教案
【物理】物理牛顿运动定律的应用练习题
应用牛顿运动定律解题的方法和步骤
牛顿运动定律的应用
高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析
高中物理牛顿运动定律的应用试题类型及其解题技巧
牛顿运动定律应用
最新高考物理牛顿运动定律的应用试题经典
高一物理牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律---牛顿运动定律的综合应用
牛顿运动定律的应用练习题含答案