4.5 牛顿运动定律的应用 课件-2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

该高中物理课件聚焦牛顿运动定律的应用，以“已知受力确定运动”和“已知运动确定受力”两大核心问题为主线，通过回顾匀变速直线运动与牛顿第二定律的内在联系，构建起力与运动之间的逻辑桥梁，形成清晰的学习支架，帮助学生实现从旧知到新知的自然过渡。 其亮点在于深度融合科学思维与科学探究素养，如在例题分析中引导学生分步建模、正交分解、联立方程求解，体现模型建构与科学推理能力；设计“头脑风暴”绘制思维导图环节，强化知识结构化整理，提升归纳概括能力；结合交警判案情境提出真实问题，激发学生用物理规律解释生活现象，落实科学态度与责任。此教学设计既有助于学生建立系统思维，又便于教师高效组织课堂活动，提升教学质量。

第五节 牛顿运动定律的应用 【教学目标】 1.物理观念 具有运动与相互作用观念，理解牛顿第二定律的各物理量及公式的物理意义。 2.科学思维 通过对典型示例的分析、讨论过程，认识分析、归纳等科学方法，掌握用牛顿运动定律解决实际问题的一般规律和方法。 3.科学探究 能分析物理现象，提出可探究的物理问题：如何设计加速度计？ 4.科学态度与责任 使学生体会到物理规律的简洁美，学会在生活实践中应用物理规律。 回顾旧知识： 回顾1：牛顿第二定律与加速度之间的关系。 回顾2：第一二章学习的匀变速直线运动规律与加速度之间的关系。 是同一加速度，物体受合外力，产生加速度，合外力不变， 加速度不变，做匀变速直线运动。 加速度是联系运动和力的桥梁。 思考:两部分知识所说的加速度是否是同一加速度？ 分组讨论，画出牛顿运动定律应用思路的思维导图，到黑板展示自己的思维导图，介绍自己的思路。 头脑风暴：合作完成思维导图 受力 情况 运动 情况 加速度 牛顿第二定律 运动学公式 已知受力确定运动情况 已知运动情况确定受力 6 受力 情况 运动 情况 加速度 牛顿第二定律 运动学公式 已知运动情况确定受力 例题1：一列静止在站台上的火车，总质量为6.0×105kg。出发时间到了，这列火车从站台缓缓开出，1min20s后显示其速度达到72km/h，若火车做匀加速直线运动，求火车在加速过程中的合力要多大才能满足加速度的要求？ 7 解：火车的运动情况和受力情况如图所示。 t=1min20s =72km/h 选取火车前进方向为正方向， =20m/s =80s =6.0 ×105kg mg FN F f 由牛顿第二定律F合=ma，得火车所受合外力为 F合=6.0×105 ×0.25N=1.5×105 N 即火车在加速过程中的合外力约为1.5 ×105 N才能满足加速的要求。 实际情况中，火车肯定受阻力的影响。设火车受到的阻力是车重的0.05倍，这时火车的牵引力是多大？ F合=F牵-f， f=0.05mg=3.0×105N F牵=F合+f=4.5×105 N 变式训练1一位滑雪者，人与装备的总质量为75 kg，以2 m/s的初速度沿山 坡匀加速直线滑下，山坡倾角为 30°，在5s的时间内滑下的路程为60 m。 求滑雪者对雪面的压力及滑雪者受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)，g 取 。 受力 情况 运动 情况 加速度 牛顿第二定律 运动学公式 已知运动情况确定受力 1.选择研究对象，进行受力分析 2.进行运动分析 3. 建立直角坐标系，正交分解 4. 列牛顿第二定律表达式 5.列运动学公式 6.联立式子求解 mg mg 解：滑雪者沿山坡向下加速运动 得 方向沿山坡斜向上 解得 根据牛顿第三定律，滑雪者对雪面的压力 方向垂直山坡向下 10 受力 情况 运动 情况 加速度 牛顿第二定律 运动学公式 已知受力确定运动情况 例题2：某市交通部门规定汽车在市区某些街道的行驶速度不得超过vm=30km/h。一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止。交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长sm=10m,从手册中查出该型号车轮与地面间的动摩擦因素μ=0.72。试通过计算判断该汽车是否违反规定超速行驶。（g=10m/s2） 11 例题2：某市交通部门规定汽车在市区某些街道的行驶速度不得超过vm=30km/h。一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑行一段距离后停止。交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长sm=10m,从手册中查出该型号车轮与地面间的动摩擦因素μ=0.72。试通过计算判断该汽车是否违反规定超速行驶。（g=10m/s2） 思考：如果你是交警，应如何采集现场数据信息，判断汽车是否违反规定超速行驶 12 解：汽车的运动情况和受力情况如图所示。 mg N f =10m =0 =? 竖直方向平衡：FN=mg 由牛顿第二定律有： 选初速度方向为正方向， 匀减速 即汽车刹车前速度为43.2km/h，此汽车属超速行驶。 变式训练2 如图，沿倾角为的斜面向上拉一个质量为m的方木箱，拉力F与斜面平行，木箱与斜面的动摩擦因素为，木箱沿斜面向上运动的距离为s，求木箱通过距离s所用的时间t。 受力 情况 运动 情况 加速度 牛顿第二定律 运动学公式 已知受力确定运动情况 1.选择研究对象，进行受力分析 2.进行运动分析 3. 建立直角坐标系，正交分解，求合力 4. 列牛顿第二定律表达式 求加速度 5.列运动学公式 6.联立式子求解 方木箱 mg f 沿斜面向上加速运动 mg 15 课堂小结 1.选择研究对象，进行受力分析 2.进行运动分析 3. 建立直角坐标系，正交分解 4.列牛顿第二定律的表达式 5.列运动学公式 6.联立式子求解 处理问题的基本流程 $