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成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修1第四章牛顿运动定律成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1牛顿运动定律第四章第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修16用牛顿运动定律解决问题(一)第四章第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5易错案例剖析6课时作业7学习目标定位1第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1学习目标定位第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1※知道运动力学的两类基本问题及其特点※※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第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课堂情景切入第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1运动与力总是息息相关，从物体的受力出发，可以了解物体的运动情况。从运动情况可以分析受力情况。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1知识自主梳理第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．牛顿第二定律确定了________和________的关系，使我们能够把物体的运动情况和________联系起来。2．如果已知物体的受力情况，可由牛顿第二定律求出物体的________，再通过运动学的规律就可以确定物体的________。从受力情况确定运动情况运动力受力情况加速度运动情况第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1若已经知道物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的________，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的________，这是力学所要解决的又一方面的问题。从运动情况确定受力情况加速度外力第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1重点难点突破第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1一、动力学的两类基本问题动力学有两类问题：一是已知物体的受力情况分析运动情况；二是已知运动情况分析受力情况，程序如下图所示。力受力分析牛顿第二定律加速度a运动学公式运动状态其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1二、从受力确定运动情况1．分析思路(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图。(2)根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)。(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。(4)结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的物理量——任意时刻的速度，任意时间内的位移，以及运动轨迹等。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．分析流程已知物体的受力情况――→由F＝ma求得a由x＝v0t＋12at2v＝v0＋atv2－v20＝2ax→求得x、v0、v、t。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1在冬季滑冰比赛中，假设滑冰运动员的总质量为55kg，滑冰运动员左右脚交替蹬冰滑行，左右脚向后蹬冰的力都是110N，每次蹬冰时间1s，左右脚交替时，中间有0.5s的时间不蹬冰，忽略运动员滑行中受到的阻力，设运动员由静止开始直线滑行，求15s末运动员的速度。答案：20m/s第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：由牛顿第二定律得运动员蹬冰时的加速度a＝Fm＝11055m/s2＝2m/s2①因为在15s中运动员只10s的时间加速，所以15s末的速度v＝at＝2×10m/s＝20m/s②第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1三、从运动情况确定受力1．分析思路(1)根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度。(2)根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力。(3)结合受力分析，从而求出未知的力或与力相关的某些物理量。对物体进行受力分析时要善于结合物体的运动状态来确定某个力的有无及其方向，比如弹力、摩擦力是否存在与物体的运动情况有关，因此要结合物体的运动状态利用假设法去分析。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．分析流程已知物体运动情况――――――――――→由匀变速直线运动公式a――――→由F＝ma物体受力情况。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12014年2月24日，十集纪录片《天地神舟》在央视纪录频道首播。《天地神舟》首次全程记录了“神舟十号”的发射、飞行、返回的全过程。飞船返回地球时，为了保证宇航员的安全。靠近地面时会放出降落伞进行减速(如下图所示)。若返回舱离地面4km时，速度方向竖直向下，大小为200m/s，要使返回舱最安全、最理想着陆，则放出降落伞后返回舱应获得多大的加速度？降落伞产生的阻力应为返回舱重力的几倍？(设放出降落伞后返回舱做匀减速运动)。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1答案：5m/s2；1.5倍解析：飞船返回时，放出降落伞，以飞船为研究对象，受到竖直向下的重力mg和空气阻力f的作用。最理想最安全着陆是末速度vt＝0，才不致于着地时与地面碰撞而使仪器受到损坏。由运动学公式v2t－v20＝2as变形得a＝v202s＝20022×4×103m/s2＝5m/s2第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1再由牛顿第二定律F合＝f－mg＝maf＝m(g＋a)＝mg(1＋0.5)＝1.5mg则阻力应为返回舱重力的1.5倍。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1四、用牛顿定律解题应注意的问题(1)要注意研究对象的选取，在解决问题时，可以用“隔离法”对某个物体进行研究，也可以用“整体法”对系统一起研究。(2)注意“内力”与“外力”的区别，内力不会改变物体系的运动状态。(3)注意物体所受的合外力F与物体运动加速度a的瞬时对应关系。所以我们分析问题时要特别注意物体所受的力在运动过程中是否发生变化。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(4)注意牛顿第二定律中的加速度a是对惯性参考系的，一般我们以地球作为惯性参考系。(5)注意F合＝ma是矢量式，所以在应用时，要选择正方向，一般我们选择合外力的方向即加速度的方向为正方向。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1考点题型设计第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1如图所示，一个滑雪运动员，滑板和人总质量为m＝75kg，以初速度v0＝8m/s沿倾角为θ＝37°的斜坡向上自由滑行，已知滑板与斜坡间动摩擦因数μ＝0.25，假设斜坡足够长。不计空气阻力。试求：(1)运动员沿斜坡上滑的最大距离。(2)若运动员滑至最高点后掉转方向向下自由滑行，求他滑到起点时的速度大小。已知物体的受力情况分析物体的运动情况第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：(1)上滑过程中，对人进行受力分析，滑雪者受重力mg、弹力FN、摩擦力f，并设滑雪者加速度为a1根据牛顿第二定律有：mgsinθ＋f＝ma1，a1方向沿斜面向下①由平衡关系有：FN＝mgcosθ②根据公式有：f＝μFN③由上列各式解得：a1＝g(sinθ＋μcosθ)＝8m/s2④滑雪者沿斜面向上做匀减速直线运动，减速到为零时的位移x＝v202a1＝4m⑤即滑雪者上滑的最大距离为4m第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(2)滑雪者沿斜面下滑时，滑雪者受到斜面的摩擦力沿斜面向上，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有：mgsinθ－f＝ma2，a2方向沿斜面向下⑥由平衡关系有：FN＝mgcosθ⑦根据公式有：f＝μFN⑧由上列各式解得：a2＝g(sinθ－μcosθ)＝4m/s2⑨滑雪者沿斜面向下做初速度为零的匀加速直线运动，滑到出发点的位移大小为x＝4m则滑雪者再次滑到出发点时速度大小：v＝2a2x＝42m/s＝5.7m/s⑩答案：(1)4m(2)5.7m/s第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝4.0N，玩具的质量m＝0.5kg，经过时间t＝2.0s，玩具移动了距离x＝4.8m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下。(1)全过程玩具的最大速度是多大？(2)松开手后玩具还能运动多远？(取g＝10m/s2。sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1答案：(1)4.8m/s(2)1.7m解析：(1)由牛顿第二定律得：F·cos53°－μ(mg－F·sin53°)＝ma①根据运动学公式知x＝12at2②vm＝at③由①②③解得μ＝0.67vm＝4.8m/s(2)松手后玩具滑行的加速度a1＝μg＝6.7m/s2滑行距离s＝v2m2a1＝1.7m。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1如图所示，中国选手何雯娜在北京奥运会女子蹦床项目的比赛中摘取金牌，已知何雯娜的体重为49kg，设她从3.2m高处自由下落后与蹦床的作用时间为1.2s，离开蹦床后上升的高度为5m，试求她对蹦床的平均作用力？(g取10m/s2)已知物体的运动情况分析物体的受力情况解析：当她从3.2m高处下落到与蹦床接触的过程中做自由落体运动，由运动学公式v2＝2gx得，她接触蹦床时的速度大小为v1＝2gx1＝2×10×3.2m/s＝8m/s第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1她离开蹦床时的速度大小为v2＝2gx2＝2×10×5m/s＝10m/s取竖直向上为正方向，则由运动学公式v2＝v1＋at得她的加速度大小为a＝v2－v1t＝10－－81.2m/s2＝15m/s2，方向竖直向上，她与蹦床接触的过程中受重力mg和蹦床对她的平均作用力F，由牛顿第二定律得F－mg＝ma解得蹦床对她的平均作用力F＝1225N，方向竖直向上。答案：1225N方向竖直向上第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(济宁市2014～2015学年高一上学期检测)一质量为m＝1kg的物体在水平恒力F作用下沿直线水平运动，1s末撤去恒力F，其v－t图象如图所示，则恒力F和物体所受阻力Ff的大小是()A．F＝8NB．F＝9NC．Ff＝2ND．Ff＝3N答案：BD第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：撤去恒力F后，物体在阻力作用下运动，由v－t图象可知，1～3s内物体的加速度大小为3m/s2，由牛顿第二定律得Ff＝ma，可知阻力Ff＝3N；由图象可知，在0～1s内其加速度为6m/s2，由牛顿第二定律得F－Ff＝ma′，可求得F＝9N，B、D正确。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1如下图所示，螺旋管道内径均匀，内壁光滑，螺距均为d＝0.1m，共5圈，螺旋横截面的半径R＝0.2m，管道半径比管道内径大得多，一小球自管道A端从静止开始下滑，求它到达管道B端时的速度大小和所用的时间。开放·探究第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：中学生很少出现螺旋线运动的定量计算，学生会感到无从下手，如果采用整体转化，将螺旋管展开则变成了一倾斜放置的直线管道，小球由螺旋线运动变成了沿一斜面下滑的匀加速直线运动，如图(2)所示，在小球下滑过程中，只有重力能够产生加速度，∴a＝gsinθ，∴AB总长为10πR，v0＝0，sinθ＝4d10πR，∴v＝2ax＝2gsinθ·10πR＝22m/s，t＝va＝4.4s。答案：224.4s点评：通过此题，启迪学生的开放性思维。第四章6成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿