第四章第5节 牛顿运动定律的应用-【精剖细解】2023年物理新高一初升高衔接讲义（全国通用）

第四章第5节 牛顿运动定律的应用 ——精剖细解预习讲义 知识点回顾：牛顿运动定律的应用 初中物理并未学习这部分知识。 首先初中物理只学习了牛顿第一定律的知识，仅要求学生能够从定性的角度去分析运动与力的关系，虽然学习了相互作用力但是并没有对牛顿第三定律进行讲解，对于力学体系的学习并没有系统化和规范化。 其次初中物理并没有学习牛顿第二定律，对力学定量计算并没有太高要求，而计算也仅仅只是二力平衡的计算而已，对于初中物理知识的学习只要求会简单计算即可。 知识点1：从受力确定运动情况 1、解题思路 对物体进行受力分析，求出物体所受的合外力，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律和运动的初始条件确定物体的运动情况。如下图所示： 2、解题的一般步骤 明确研究对象；根据问题的需要选出被研究的对象，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体； 对研究进行受力分析，画出受力分析图； 建立直角坐标系，规定正方向； 根据牛顿运动定律列运动方程； 求解方程，并对计算结果进行分析检验或讨论。 运动情况由受力情况和运动初始条件共同决定，因此知道物体的受力情况,不一定能确定物体的运动情况。 合外力的方向与加速度的方向相同，而与物体运动的速度方向无关。 知识点2：从运动情况确定受力 1、解题思路 对物体的运动情况进行分析，根据运动学的公式求出物体的加速度，由牛顿第二定律即可求出物体所受的合外力，接下来再对物体进行受力分析并求出物体受到的作用力。如下图所示： 2、解题的一般步骤 明确研究对象；根据问题的需要选出被研究的对象，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体； 对研究进行运动分析，选择合适的运动学公式； 建立直角坐标系，规定正方向，通常以加速度方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向较为适宜，求出加速度； 根据牛顿运动定律列运动方程； 求解方程，并对计算结果进行分析检验或讨论。 3、两类基本问题的求解思路 4、求解两类动力学基本问题应把握的关键 一个桥梁：加速度是联系物体运动和受力的桥梁。 两个分析：物体的受力情况分析和运动过程分析。 如果题目给出的物理问题是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个物理过程。 在画受力示意图和运动过程图中应注明力、速度、加速度的符号和方向，对每一个力都明确施力物体和受力物体，以免分析力时有所遗漏或无中生有。 如果物体做直线运动，一般将力沿运动方向和垂直于运动方向进行分解。 如果要求解物体的加速度，一般要沿加速度方向分解力；如果要求解某一个力，一般可沿该力的方向分解加速度。 知识点3：等时圆模型 1、模型条件 多条相交的倾斜光滑轨道，质点由静止开始从轨道的一端滑到另一端。 2、模型示意图 3、顶点设置 上端相交：交点为圆的最高点；下端相交：交点为圆的最低点。 4、作等时圆 过顶点作竖直线，作以某轨道为弦圆心在竖直线上的圆。 5、分析 模型 分析 图例 圆周内同顶端的斜面 在竖直面内的同一个圆周上，各斜面的顶端都在竖直圆周的最高点，底端都落在该圆周上。由2R·sin θ＝·gsin θ·t2，可推得t1＝t2＝t3。 圆周内同底端的斜面 在竖直面内的同一个圆周上，各斜面的底端都在竖直圆周的最低点，顶端都源自该圆周上的不同点。由2R·sin θ＝·gsin θ·t2，可推得t1＝t2＝t3。 双圆周内斜面 在竖直面内两个圆，两圆心在同一竖直线上且两圆相切。各斜面过两圆的公共切点且顶端源自上方圆周上某点，底端落在下方圆周上的相应位置。由2R·sin θ＝·gsin θ·t2，可推得t1＝t2＝t3。 拓展： 模型 分析 图例 等高斜面 由L＝at2，a＝gsin θ，L＝，可得t＝ ， 可知倾角越小，时间越长，如右图中t1＞t2＞t3。 同底斜面 由L＝at2，a＝gsin θ，L＝，可得t＝ ， 可见θ＝45°时时间最短，如右图中t1＝t3＞t2。 知识点4：连接体模型 1、连接体 两个（或两个以上）物体组成的系统，我们称之为连接体。连接体的加速度通常是相同的，但也有不同的情况，如一个静止、一个运动。 2、类型 类型 图例 物物连接体 轻杆连接体 弹簧连接体 轻绳连接体 6、解题方法 方法 内容 选取原则 隔离法 当问题涉及几个物体时，常常将这几个物体“隔离”开来，对它们分别进行受力分析，根据其运动状态，应用牛顿第二定律或平衡条件列式求解。特别是问题涉及物体间的相互作用时，隔离法是一种有效的解题方法。 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力。 整体法 将相互作用的两个或两个以上的物体看成一个整体（系统）作为研究对象，去寻