4.6 牛顿运动定律的应用 课件 -2026-2027学年高一上学期物理教科版必修第一册

该高中物理课件聚焦牛顿运动定律的应用，核心内容包括动力学两类问题（从受力确定运动、从运动确定受力）及动力学方法测质量。通过双子星号宇宙飞船测质量实验导入，衔接牛顿第二定律，以受力分析和运动分析为支架，帮助学生理解加速度的桥梁作用。 其亮点在于结合实验案例与典型例题，通过流程图和核心分析框架培养科学思维（科学推理、模型建构）和物理观念（运动与相互作用）。如例题2从受力分析求加速度，再结合运动学公式求速度、位移，小结明确研究对象、运动过程等关键步骤，助力学生形成系统解题思路，教师可高效开展教学。

牛顿运动定律的应用 第四章　牛顿运动定律 重难点 重点 巩固对物体受力分析的方法,并能结合物体的运动情况进行受力分析 1 熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤 3 知道动力学的两类问题,理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁 2 动力学方法测质量 一 1.在地球的上空曾完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时,用质量为m1的双子星号宇宙飞船去接触正在轨道上运行的质量为m2的火箭组(后者的发动机已熄火)。接触以后,开动双子星号飞船的推进器,使飞船为火箭组共同加速(如图所示)。推进器的平均推力F等于895 N,推进器开动时间为7 s。测出飞船和火箭组的速度变化是0.91 m/s。双子星号宇宙飞船的质量是已知的,m1=3 400 kg,求 火箭组的质量m2。 答案　3 485 kg 例题 把飞船和火箭组看成一个整体进行研究,质量m=m1+m2 整体加速度a===0.13 m/s2 由牛顿第二定律得整体质量 m==≈6 885 kg 火箭组的质量 m2=m-m1=6 885 kg-3 400 kg=3 485 kg。 动力学方法测质量的基本思路 由运动学公式及物体的运动情况确定物体的加速度,再分析物体的受力情况,由牛顿第二定律F=ma求出物体的质量。 总结提升 从受力确定运动情况 二 2.如图所示,小孩与冰车的总质量为30 kg,静止在冰面上。大人用与水平方向夹角为θ=37°、F=60 N的恒定拉力,使其沿水平冰面由静止开始移动。已知冰车与冰面间的动摩擦因数μ=0.05,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°= 0.6,cos 37°=0.8。求: (1)小孩与冰车的加速度大小; 答案　 (1) 1.16 m/s2 (2) 3.48 m/s (3) 14.5 m 　 (2)冰车运动3 s时的速度大小; (3)冰车运动5 s时的位移大小。 例题 mg FN Ff F (1)如图所示建立平面直角坐标系,以水平向右为x轴的正方向,将冰车和小孩看作质点,作出它的受力示意图,并将拉力进行正交分解。 在竖直方向的合力为零,则有N+Fsin θ=mg 在水平方向,根据牛顿第二定律得Fcos θ-f=ma 摩擦力f=μN，联立解得加速度a=1.16 m/s2。 (2)冰车运动3 s时的速度大小v=at=1.16×3 m/s=3.48 m/s (3)冰车运动5 s时的位移大小 x=at2=×1.16×25 m=14.5 m。 1.基本思路 分析物体的受力情况,求出物体所受的合力,由牛顿第二定律求出物体的加速度;再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况。 2.流程图 已知物体受力情况 求 得 a 求得x、v0、 v、t等 总结提升 (2023·上海市普陀区高一期末)如图所示,人和雪橇总质量为50 kg,在倾角θ为30°的足够长斜坡顶端,从静止开始匀加速下滑,雪橇和斜坡间的摩擦力恒为100 N,求人从静止开始下滑6 m后的速度大小(重力加速度g取10 m/s2)。 答案　6 m/s 针对训练 根据题意,如图所示,对人和雪橇整体受力分析, 由牛顿第二定律有mgsin θ-f=ma 解得a=3 m/s2 由运动学公式可得,人从静止开始下滑有v2=2ax 解得人从静止开始下滑6 m后的速度大小 v==6 m/s。 从运动情况确定受力 三 3.(2024·玉树市高一期末)汽车轮胎与公路路面之间必须要有足够大的动摩擦因数,才能保证汽车安全行驶。为检测某公路路面与汽车轮胎之间的动摩擦因数,需要测试刹车的车痕。测试汽车在该公路水平直道上以72 km/h 的速度行驶时,突然紧急刹车,车轮被抱死后在路面上滑动,直至停下来。量得车轮在公路上摩擦的痕迹长度是30 m,则路面和轮胎之间的动摩擦因数是多少(g取10 m/s2)? 答案　 导练 根据匀变速直线运动规律可知v2-0=2ax 代入数据解得a= m/s2 对汽车进行受力分析可知N=mg f=μN=μmg 根据牛顿第二定律可知f=ma 联立解得μ=。 4.民航客机都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面(如图甲所示)。斜面的倾角θ=30°(如图乙所示),人员可沿斜面匀加速滑行到地上。如果气囊所构成的斜面长度为8 m,一个质量为50 kg的乘客从静止开始沿气囊滑到地面所用时间为2 s,求乘客与气囊之间的动摩擦因数(g=10 m/s2)。 答案　 θ y x mg FN Ff mgsin θ mgcos θ 设乘客沿气囊下滑过程的加速度为a,由x=at2,解得a=4 m/s2 对乘客进行受力分析如图所示 根据牛顿第二定律有, x方向mgsin θ-f=ma y方向N-mgcos θ=0 且f=μN 联立各式得μ=。 1.基本思路 分析物体的运动情况,由运动学公式求出物体的加速度,再由牛顿第二定律求出物体所受的合力或某一个力。 2.流程图 总结提升 研究对象 m 分析受力 分析运动过程 F1 、F2…Fn 合力 F 加速度 a 合成、正交分解 F＝ma v0、v 、t、 x 1.正确的进行受力分析和运动过程分析是基础. 2.通过受力求解加速度是关键. Keep Thinking! $