1、高中物理高中物理必修必修1教科版教科版3.5 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用 第第一课时一课时第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律目标定位目标定位1明确动力学的两类基本问题明确动力学的两类基本问题.2掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 预习导学预习导学用牛顿运动定律解决的几类基本问题用牛顿运动定律解决的几类基本问题 1已知物体的受力和运动情况可求得物体的质量已知物体的受力和运动情况可求得物体的质量.2根据物体的受力和初始运动情况，由牛顿运动定律可以根据物体的受力和初始运动情况，由牛顿运动定律可以确切地知道物体以后的运动确切地知道物体以后的运
2、动3根据物体的运动情况，由牛顿运动定律可推知物体的受根据物体的运动情况，由牛顿运动定律可推知物体的受力情况力情况 受力情况受力情况F合合运动情况运动情况am受力情况受力情况F合合初始运动情况初始运动情况a以后运动情况以后运动情况运动情况运动情况aF合合受力情况受力情况预习导学预习导学想一想想一想：如图：如图1所示为某次真空实验中用频闪照相所示为某次真空实验中用频闪照相机拍摄到的金属球与羽毛在真空中下落时的照片，机拍摄到的金属球与羽毛在真空中下落时的照片，由照片可以看出，在真空中金属球与羽毛的下落运由照片可以看出，在真空中金属球与羽毛的下落运动是同步的，即它们有相同的加速度动是同步的，即它们有相
3、同的加速度问题：根据牛顿第二定律，物体的加速度与其质量问题：根据牛顿第二定律，物体的加速度与其质量成反比，羽毛与金属球具有不同质量，为何它们的成反比，羽毛与金属球具有不同质量，为何它们的加速度相同呢？加速度相同呢？图图1 前提前提合力不变合力不变 只受重力只受重力 mamg ga 一、从受力确定运动情况一、从受力确定运动情况 课堂讲义课堂讲义1基本思路基本思路 首先首先对研究对象进行受力情况和运动情况分析对研究对象进行受力情况和运动情况分析，把，把题中所给的情况弄清楚，题中所给的情况弄清楚，然后然后由牛顿第二定律，结合运动学公式由牛顿第二定律，结合运动学公式进行求解进行求解 课堂讲义课堂讲义2
4、解题步骤解题步骤(1)确定研究对象，确定研究对象，对研究对象进行受力分析对研究对象进行受力分析，并画，并画出物体的受力图出物体的受力图(2)根据力的合成与分解，根据力的合成与分解，求出物体所受的合力求出物体所受的合力(包括包括大小和方向大小和方向)(3)根据根据牛顿第二定律牛顿第二定律列方程，求出物体运动的列方程，求出物体运动的加速度加速度(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出，求出所需的运动学量所需的运动学量任意时刻的位移和速度，以及运任意时刻的位移和速度，以及运动轨迹等动轨迹等 已知物体的受力情况已知物体的受力情况 F=ma求得求得a 求求
5、x、v0、v、t.课堂讲义课堂讲义【例例1】楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成37，一装潢工，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为始终保持竖直向上，大小为F10 N，刷子的质量为，刷子的质量为m0.5 kg，刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数刷子可视为质点，刷子与板间的动摩擦因数为为0.5，天花板长为，天花板长为L4 m，取，取sin 370.6，试求：，试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度刷子沿天花板向上的加速度(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用
6、的时间工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间图图352 mgFN Ff F由牛顿第二定律，得由牛顿第二定律，得(Fmg)sin 37(Fmg)cos 37ma a2 m/s2 由运动学公式，得由运动学公式，得 221atL t2 s 课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练一个静止在水平面上的物体，质量为一个静止在水平面上的物体，质量为2 kg，受水平拉力受水平拉力F6 N的作用从静止开始运动，已知物体的作用从静止开始运动，已知物体与平面间的动摩擦因数与平面间的动摩擦因数0.2，求物体，求物体2 s末的速度及末的速度及2 s内的位移内的位移(g取取10 m/s2)mgFNFFf 根据牛顿第二定律得根
7、据牛顿第二定律得 F Ff ma 又又Ff mg a1 m/s2 所以物体所以物体2 s末的速度为末的速度为 vat12 m/s2 m/s 2 s内的位移为内的位移为 二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力课堂讲义课堂讲义1基本思路基本思路 首先首先从物体的运动情况入手从物体的运动情况入手，应用，应用运动学公式运动学公式求求得物体的加速度得物体的加速度a，再在再在分析物体受力分析物体受力的基础上，灵活利用的基础上，灵活利用牛顿第二定牛顿第二定律律求出相应的力求出相应的力 课堂讲义课堂讲义2解题步骤解题步骤(1)确定研究对象；确定研究对象；对研究对象进行受力分析对研究对象进行受力分析，画出
8、，画出力的示意图；力的示意图；(2)选取选取合适的运动学公式合适的运动学公式，求得加速度，求得加速度a；(3)根据根据牛顿第二定律牛顿第二定律列方程，求得合力；列方程，求得合力；(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力 已知物体运动情况已知物体运动情况 物体受力情况物体受力情况 匀变速直线匀变速直线运动公式运动公式amaF 课堂讲义课堂讲义【例例2】我国我国侵权责任法侵权责任法第第87条条“高空坠物连坐高空坠物连坐”条款规定：条款规定：建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损害，难建筑物中抛掷物品或者从建筑物上坠落的物品造成他人损
9、害，难以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加以确定具体侵权人的，除能够证明自己不是侵权人外，由可能加害的建筑物使用人给予补偿近日，绵阳一小伙就借助该条款赢害的建筑物使用人给予补偿近日，绵阳一小伙就借助该条款赢得了应有的赔偿假设质量为得了应有的赔偿假设质量为5.0 kg的物体，从离地面的物体，从离地面36 m高处，高处，由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经由静止开始加速下落，下落过程中阻力恒定，经3 s落地试求：落地试求：(1)物体下落的加速度的大小；物体下落的加速度的大小；(2)下落过程中物体所受阻力的大小下落过程中物体所受阻力的大小(g取取10 m/s2)(2)根据牛
10、顿第二定律可得根据牛顿第二定律可得 mgfma fmgma10 N 课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练 如图如图354所示，水平恒力所示，水平恒力F20 N，把质量，把质量m0.6 kg的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度的木块压在竖直墙上，木块离地面的高度H6 m木块从静止木块从静止开始向下作匀加速运动，经过开始向下作匀加速运动，经过2 s到达地面求：到达地面求：(1)木块下滑的加速度木块下滑的加速度a的大小；的大小；(2)木块与墙壁之间的滑动摩擦系数木块与墙壁之间的滑动摩擦系数(g取取10 m/s2)图图354354mgFNFFf(2)竖直方向，由牛顿第二定律有：竖直方向，由牛顿第二定律有：
11、mgFfma 水平方向水平方向,由平衡条件有：由平衡条件有：FFN FfFN三、多过程问题分析三、多过程问题分析课堂讲义课堂讲义1当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理将过程合理分段分段，找到相邻过程的联系点找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程并逐一分析每个过程 联系点：联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有另外还有位移关系位移关系等等 2注意：由于注意：由于不同过程中力发生了变化不同过程中力发生了变化，所以，所以加速
12、加速度也会发生变化度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度分析，分别求加速度课堂讲义课堂讲义【例例3】(2013四川资阳期末四川资阳期末)如图如图355所示，在倾角所示，在倾角37足够足够长的斜面底端有一质量长的斜面底端有一质量m1 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦的物体，物体与斜面间的动摩擦因数因数0.5.现用大小为现用大小为F22.5 N、方向沿斜面向上的拉力将物、方向沿斜面向上的拉力将物体由静止拉动，经时间体由静止拉动，经时间t00.8 s撤去拉力撤去拉力F，已知，已知sin 370.6，cos 370.8，取，取g10 m/s2，
13、求：，求：(1)t00.8 s时物体速度时物体速度v的大小；的大小；(2)撤去拉力撤去拉力F以后物体在斜面上运动的时间以后物体在斜面上运动的时间t.图图355mgFNFf FFmgsin Ffma(1)fFNmgcos vat0 v10 m/s 课堂讲义课堂讲义【例例3】(2013四川资阳期末四川资阳期末)如图如图355所示，在倾角所示，在倾角37足够足够长的斜面底端有一质量长的斜面底端有一质量m1 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦的物体，物体与斜面间的动摩擦因数因数0.5.现用大小为现用大小为F22.5 N、方向沿斜面向上的拉力将物、方向沿斜面向上的拉力将物体由静止拉动，经时间体由静止拉动，
14、经时间t00.8 s撤去拉力撤去拉力F，已知，已知sin 370.6，cos 370.8，取，取g10 m/s2，求：，求：(1)t00.8 s时物体速度时物体速度v的大小；的大小；(2)撤去拉力撤去拉力F以后物体在斜面上运动的时间以后物体在斜面上运动的时间t.图图355mgFNFf (2)拉力作用下物体发生的位移为拉力作用下物体发生的位移为x0 撤去拉力后向上运动时：撤去拉力后向上运动时：mgsin mgcos ma1 0va1t1课堂讲义课堂讲义【例例3】(2013四川资阳期末四川资阳期末)如图如图355所示，在倾角所示，在倾角37足够足够长的斜面底端有一质量长的斜面底端有一质量m1 kg
15、的物体，物体与斜面间的动摩擦的物体，物体与斜面间的动摩擦因数因数0.5.现用大小为现用大小为F22.5 N、方向沿斜面向上的拉力将物、方向沿斜面向上的拉力将物体由静止拉动，经时间体由静止拉动，经时间t00.8 s撤去拉力撤去拉力F，已知，已知sin 370.6，cos 370.8，取，取g10 m/s2，求：，求：(1)t00.8 s时物体速度时物体速度v的大小；的大小；(2)撤去拉力撤去拉力F以后物体在斜面上运动的时间以后物体在斜面上运动的时间t.图图355mgFNFf (2)撤去拉力后向下运动时：撤去拉力后向下运动时：mgsin mgcos ma2 tt1t2=4 s 课堂讲义课堂讲义针对
16、训练针对训练质量为质量为m2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图，现在对物体施加如图356所示的力所示的力F，F10 N，37(sin 370.6)，经，经t110 s后撤去力后撤去力F，再经一段时，再经一段时间，物体又静止间，物体又静止(g取取10 m/s2)则：则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态说明物体在整个运动过程中经历的运动状态(2)物体运动过程中最大速度是多少？物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？物体运动的总位移是多少？图图356356(1)当力当力F
17、作用时，物体做匀加速直线运动，作用时，物体做匀加速直线运动，撤去撤去F时物体的速度达到最大值，时物体的速度达到最大值，撤去撤去F后物体做匀减速直线运动后物体做匀减速直线运动 mgFNFf Fsin FN1mg Fcos Ffma1FfFN1 va1t1 211121tax x125 m，v5 m/s(2)竖直方向竖直方向水平方向水平方向由由匀变速运动规律匀变速运动规律得得 课堂讲义课堂讲义针对训练针对训练质量为质量为m2 kg的物体静止在水平面上，物体与水平面之的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数间的动摩擦因数0.5，现在对物体施加如图，现在对物体施加如图356所示的力所示的力F
18、，F10 N，37(sin 370.6)，经，经t110 s后撤去力后撤去力F，再经一段时，再经一段时间，物体又静止间，物体又静止(g取取10 m/s2)则：则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态说明物体在整个运动过程中经历的运动状态(2)物体运动过程中最大速度是多少？物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？物体运动的总位移是多少？图图356356(3)撤去撤去F后后 mgFN2Ff Ffmgma2 2a2x2v2 x22.5 m 物体运动的总位移：物体运动的总位移：xx1x227.5 m.由由匀变速运动规律匀变速运动规律得得 1如图如图357所示，某高速列车最大
19、运行速度可达所示，某高速列车最大运行速度可达270 km/h,机机车持续牵引力为车持续牵引力为1.57105N.设列车总质量为设列车总质量为100 t，列车所受阻，列车所受阻力为所受重力的力为所受重力的0.1倍，如果列车在该持续牵引力牵引下做匀加倍，如果列车在该持续牵引力牵引下做匀加速直线运动，那么列车从开始启动到达到最大运行速度共需要速直线运动，那么列车从开始启动到达到最大运行速度共需要多长时间？多长时间？(g取取10 m/s2)从受力确定运动情况从受力确定运动情况 对点练习对点练习图图357357m100 t1.0105 kg Ff0.1mg1.0105 N v270 km/h75 m/s
20、 由由牛顿第二定律牛顿第二定律得得 FFfma 所以所以a0.57 m/s2.由由运动学公式运动学公式 vv0at t131.58 s.2“歼十歼十”战机装备我军后，在各项军事演习中表现战机装备我军后，在各项军事演习中表现优异，引起了世界的广泛关注如图优异，引起了世界的广泛关注如图358所示，一架质所示，一架质量量m5.0103 kg的的“歼十歼十”战机，从静止开始在机战机，从静止开始在机场的跑道上滑行，经过距离场的跑道上滑行，经过距离x5.0102 m，达到起飞，达到起飞速度速度v60 m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的机重量的0.02倍求飞
21、机滑行时受到的牵引力多大？倍求飞机滑行时受到的牵引力多大？(g取取10 m/s2)从运动情况确定受力从运动情况确定受力 对点练习对点练习图图358358Ff0.02mgmgFNFf F由由牛顿第二定律牛顿第二定律得：得：FFfma 飞机飞机匀加速匀加速滑行滑行 v202ax F1.9104 N a3.6 m/s2 3静止在水平面上的物体的质量为静止在水平面上的物体的质量为2 kg，在水平恒力，在水平恒力F推动下推动下开始运动，开始运动，4 s末它的速度达到末它的速度达到4 m/s，此时将力撤去，又经，此时将力撤去，又经6 s物物体停下来，若物体与地面的动摩擦因数不变，求体停下来，若物体与地面的
22、动摩擦因数不变，求F的大小的大小多过程问题分析多过程问题分析对点练习对点练习前前4 s 运动学运动学公式公式 va1t a11 m/s2 mgFNFf FFFfma1 由由牛顿第二定律牛顿第二定律得：得：后后6 s 运动学运动学公式公式 0v-a2t mgFNFf Ffma2 由由牛顿第二定律牛顿第二定律得：得：4物体以物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为的初速度从斜面底端冲上倾角为37的斜坡，的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；物体沿斜面上
23、滑的最大位移；(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小物体再滑到斜面底端时的速度大小对点练习对点练习 mgFNFf 垂直斜面方向：垂直斜面方向：平行斜面方向：平行斜面方向：FNmgcos 37 Ffmgsin 37ma1 FfFN a18 m/s2沿斜面上滑时做沿斜面上滑时做匀减速匀减速直线运动直线运动 v=0 xav12020故上滑的最大位移故上滑的最大位移x9 m.4物体以物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为的初速度从斜面底端冲上倾角为37的斜坡，的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8
24、)求：求：(1)物体沿斜面上滑的最大位移；物体沿斜面上滑的最大位移；(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小物体再滑到斜面底端时的速度大小对点练习对点练习 mgFNFf 垂直斜面方向：垂直斜面方向：平行斜面方向：平行斜面方向：FNmgcos 37 mgsin 37-Ffma2 FfFN a24 m/s2沿斜面下滑时做沿斜面下滑时做匀加速匀加速直线运动直线运动 v22a2x 诗歌是一种忧郁的媒体，而诗人的使命是孤独的。垂下的头颅只是为了让思想扬起，你若有一个不屈的灵魂，脚下就会有一片坚实的土地。只要春天还在我就不会悲哀纵使黑夜吞噬了一切太阳还可以重新回来只要生命还在我就不会悲哀纵使陷身茫茫沙漠还有希
25、望的绿洲存在只要明天还在我就不会悲哀冬雪终会悄悄融化春雷定将滚滚而来 我和这个世界不熟。这并非是我安静的原因。我依旧有很多问题，问南方，问故里，问希望，问距离。我和这个世界不熟。这并非是我绝望的原因。我依旧有很多热情，给分开，给死亡，给昨天，给安寂。我和这个世界不熟。这并非是我虚假的原因。我依旧有很多真诚，离不开，放不下，活下去，爱得起。我和这个世界不熟。这并非是我孤寂的原因。我依旧有很多诉求，需慰藉，待分享，惹心烦，告诉你。我和这个世界不熟。这并非是我冷漠的原因。我依旧有很多动情，为时间，为白为天黑，畏天命。那时我们有梦，一切都是命运，一切都是烟云一切都是没有结局的开始，一切都是稍纵即逝的追
26、寻，一切欢乐都没有微笑，一切苦难都没有泪痕，一切语言都是重复，一切交往都是初逢，一切爱情都在心里，一切往事都在梦中，一切希望都带着注释，一切信仰都带着呻吟，一切爆发都有片刻的宁静，一切死亡都有冗长的回声。走吧，落叶吹进深谷，歌声却没有归宿。走吧，冰上的月光，已从河面上溢出。走吧，眼睛望着同一片天空，心敲击着暮色的鼓。走吧，我们没有失去记忆，我们去寻找生命的湖。走吧，路呵路，飘满了红罂粟。我不相信，生活是沼泽，我不相信，生命旅途不能一路高歌；我不相信，成长是懦弱，我不相信，双手握不住执着的绳索。人生一世，草木一秋，我们就跟大树上的叶子一样，早晚会枯黄陨落。树叶虽小但见证了春秋，既目睹了繁花似锦，
27、也目睹了大树凋零。我们都是很相似的树叶，因为人生就是这样，生老病死是谁都要经过的。如果你是条船，漂泊就是你的命运，可别靠岸。谁校对时间 谁就会突然老去 虽生犹死的寂寞让生命都凋零了人总要慢慢成熟，将这个浮华的世界看得更清楚，看穿伪装的真实，看清隐匿的虚假，很多原本相信的事便不再相信。但是，要相信，这个世界里美好总要多过阴暗，欢乐总要多过苦难，还有很多事，值得你一如既往的相信。人生不能像做菜，把所有的料都准备好了才下锅 卑鄙是卑鄙者的通行证高尚是高尚者的墓志铭 早上，灿亮的阳光扑进来，他还睡着。我打开窗帘，看窗外那一片平凡而现实的风景。心想，在平凡和现实里，也必有巨大的美的可能吧。那时我们还年轻
28、。穿过残垣断壁苍松古柏，我们来到山崖上。沐浴着夕阳，心静如水，我们向云雾飘荡的远方眺望。其实啥也看不到，生活的悲欢离合远在地平线以外，而眺望是一种青春的姿态。才子当然心里冰雪般的透彻：有些事，只能一个人做。有些关，只能一个人过。有些路啊，只能一个人走。不必向我诉说春天我的心里并没有秋寒不必向我解释色彩我的眼里自有一片湛我叹世事多变幻世事望我却依然 我和这个世界不熟。这并非是我逃避的原因。我依旧有很多憧憬，对梦想，对记忆，对失败，对希冀。我和这个世界不熟。这并非是我卑微的原因。我依旧有很多勇敢，不信输，不信神，不信天，不信地。我和这个世界不熟。这并非是我失落的原因。我依旧有很多高昂，有存在，有价
29、值，有独特，有意义。说实话离开故乡久了，家的概念变得混乱。有时我在他乡的天空下开车，会突然感到纳闷：我在哪儿？这就是我家吗？我家，在不同的路标之间。这世界上唯一扛的住岁月摧残的就是才华。1、垂下的头颅只是为了让思想扬起，你若有一个不屈的灵魂，脚下就会有一片坚实的土地。曾几何时，我们做了世上那最柔情的人，为一朵花低眉，为一朵云驻足，为一滴雨感动长的是磨难，短的是人生 生命之所以有意义是因为它会停止。生命可以随心所欲，但不能随波逐流。如果出现了绝壁，那么就越过它，就能把绝壁变成桥了一曲终了，繁花散尽，伊人已逝，只余一声空叹。欲戴王冠，必承其重。有时候，同样的一件事情，我们可以去安慰别人，却说服不了自己。行到水穷处，坐看云起时。所谓的王，乃最贪婪，最豪爽，最易怒之人。且清且浊，追求极致人生。为臣者，因之而仰慕，追随其左右。因此，臣民才会有称王之志，追寻自己的理想。这个世界其实从不曾有一个人能取代另一个人的位置，所谓的取代，只是以前的那个人被遗忘面对大河我无限惭愧我年华虚度 空有一身疲倦和所有以梦为马的诗人一样岁月易逝 一滴不剩你穷，是因为你没有野心 见了他，她变得很低很低，低到尘埃里。但她心里是欢喜的，从尘埃里开出花来。如果你是鱼 不要迷恋天空如果你是鸟 不要痴情海洋 世界上的事情，最忌讳的就是个十全十美，你看那天上的月亮，
