第四章 运动和力的关系 章末素养提升（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高一物理必修第一册学习笔记（人教版 提高A版）

该高中物理第四章复习课件系统梳理了牛顿运动定律及应用，以物理观念为核心整合牛顿第一、二定律，力学单位制，超重失重等内容，通过科学思维模块串联理想实验法、控制变量法及传送带、板块等模型，构建完整知识网络。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，设计“模型应用-图像分析-实验拓展”复习活动，如通过等时圆模型题、F-t图像分析题巩固知识，结合“探究加速度与力、质量的关系”实验培养探究能力。分层训练覆盖选择、计算，助力学生夯实基础提升能力，也为教师提供针对性复习方案。

章末素养提升 第 四 章 素养再现 物理观念 牛顿第一定律 (1)内容：一切物体总保持 ，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 (2)牛顿第一定律说明：力是 的原因 (3)惯性：物体保持 状态或 状态的性质；惯性的大小取决于 的大小 牛顿第二定律 (1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同 (2)表达式：______ (3)矢量性、瞬时性、独立性、同体性 匀速直线运动状态或静止状态 改变物体运动状态 原来匀速直线运动 静止 质量 F=ma 物理观念 力学单位制 (1)基本单位；(2)导出单位；(3)单位制 超重和失重 (1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____ 物体所受的重力，超重时物体具有 的加速度 (2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____ 物体所受的重力，失重时物体具有 的加速度 (3)完全失重：物体对支持物(或悬挂物)的作用力为 ，物体的加速度a=__ 大于 向上 小于 向下 0 g 科学思维 理想实验法 知道伽利略的理想实验和相应的推理过程 控制变量法 用控制变量法探究加速度与力、质量的关系 用分析推理方法解决动力学两类基本问题 力 a v、x、v0、t等 建立几类物理模型 (1)含弹簧的瞬时加速度问题 (2)动力学的整体和隔离问题 (3)传送带模型 (4)板块模型 科学思维 图像法 (1)由v-t、x-t图像分析物体的受力情况 (2)由F-t、F-x图像分析物体的运动情况 (3)由a-F图像分析物体运动或受力情况 科学探究 1.能完成“探究加速度与力、质量的关系”等物理实验。 2.能从生活中的现象提出可探究的物理问题；能在他人帮助下制订科学探究方案，有控制变量的意识，会使用实验器材获取数据；能根据数据形成结论，会分析导致实验误差的原因。 3.能参考教科书撰写有一定要求的实验报告，在报告中能对实验操作提出问题并进行讨论，能用学过的物理术语等交流科学探究过程和结果 科学态度与责任 1.通过伽利略、牛顿相关的史实，能认识物理学研究是不断完善的 2.乐于将牛顿运动定律应用于日常生活实际 3.能认识牛顿运动定律的应用对人类文明进步的推动作用 提能训练 　(2024·南宁市高一期末)如图，倾角为θ的斜面体A放在水平面上，物块B放在斜面上，对A施加水平向右的推力F，使A、B一起向右做匀加速直线运动，A、B保持相对静止，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，则加速度a的大小为 A.gsin θ B.gcos θ C. D.gtan θ 例1 √ 对B研究，由牛顿第二定律，可得mgtan θ=ma，解得a=gtan θ，故选D。 　如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道，其中A、C两点处于同一个圆上，C是圆上任意一点，A、M分别为此圆与y、x轴的切点。B点在y轴上且∠BMO=60°，O'为圆心。现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放，它们将沿轨道运动到M点，如所用时间分别为tA、tB、tC，则tA、tB、tC大小关系是 A.tA<tC<tB B.tA=tC=tB C.tA=tC<tB D.由于C点的位置不确定，无法比较时间大小关系 例2 √ 由题意可知A、C、M三点处于同一个圆上，且圆心O'与M点在同一竖直线上，设圆的半径为R，从圆上任意一点与M点构成一光滑轨道，该轨道与竖直方向的夹角为θ，如图所示，小球从轨道顶端静止滑下的加速度为a=gcos θ，根据运动学公式可得x= 2Rcos θ=at2，联立可得小球从轨道顶端到底端M点所用时间为t= =，可知从圆轨道任一点滑到底端M点所用时间与倾角无关， 则有tA=tC，由题图可知，若小球从BM轨道与圆交点由静止滑下，则所用时间与从A点、C点滑下所用时间相同，由于B点处于圆外，则有tA=tC<tB，故选C。 等时圆模型 总结提升 物体沿着同一竖直圆上的所有光滑弦轨道由静止下滑，比较沿不同弦轨道到达底端所用时间。 设某一条弦与水平方向的夹角为α，圆的半径为R，物体沿光滑弦做匀加 速直线运动，加速度a=gsin α，位移x=2Rsin α。由运动学公式x=at2，得：t===2 即沿各条弦运动具有等时性，运动时间与弦的倾角、长短无关，可以得出结论： (1)物体从圆的顶端沿光滑弦轨道由静止滑下，滑到弦轨道与圆的交点的时间相等(如图甲)； 总结提升 (2)物体从圆上的各个位置沿光滑弦轨道由静止滑下，滑到圆的底端的时间相等(如图乙)。 　(多选)(2024·潍坊市高一期末)如图甲所示，弹簧台秤的托盘内放一个物块A，整体处于静止状态，托盘的质量m=1 kg，物块A的质量M=2 kg，竖直轻弹簧的劲度系数k=200 N/m。给A施加一个竖直向上的力F，使A从静止开始向上做匀加速直线运动，力F随时间变化的F-t图像如图乙所示，取重力加速度g=10 m/s2，下列说法正确的是 A.托盘运动的最大速度为0.8 m/s B.t=0时F大小为12 N C.t=0时刻托盘对物块的支持力为16 N D.t=0.2 s时F大小为42 N 例3 √ √ 开始未施加力F时对整体有(m+M)g=kx0，解得x0=0.15 m，t=0时刻施加力F时，根据牛顿第二定律F0=(m+M)a，由题图乙可知，在t=0.2 s时刻物块与托盘脱离，则Fm-Mg=Ma，kx1-mg=ma，其中x0-x1=at2，联立解得x1=0.07 m，a=4 m/s2，F0=12 N，Fm=28 N，选项B正确，D错误； 物块与托盘脱离时的速度为v=at=0.8 m/s，此后托盘继续向上做加速度减小的加速运动，当加速度为零时速度最大，则最大速度大于0.8 m/s，选项A错误； t=0时，对物块F0+FN-Mg=Ma，解得FN=16 N，选项C正确。 　(多选)如图甲所示，水平地面上有一质量为M的物体，用竖直向上的力F向上提它，力F变化引起物体加速度变化的函数关系图像如图乙所示，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是 A.当F小于图乙中A点横坐标值时，物体的重 力Mg>F，物体不动 B.图乙中A点的横坐标值等于物体的重力大小 C.物体向上运动的加速度与力F成正比 D.图线延长线和纵轴的交点B的纵坐标为-g 例4 √ √ √ 当0≤F≤Mg时，物体静止，A正确； 当F>Mg时，能将物体提离地面，此时，F-Mg=Ma，a=F-g，A点表示的意义为F=Mg，图线的纵轴截距为-g，B、D正确，C错误。 图像问题的解题策略 1.把图像与具体的题意、情景结合起来，明确图像的物理意义，明确图像所反映的物理过程。 2.应用物理规律列出与图像对应的函数关系式，明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系。 3.特别注意图像中的一些特殊点，如图线与横、纵坐标轴的交点，图线的转折点，两图线的交点等所表示的物理意义。找出图线的斜率、截距或图线与坐标轴所围图形面积的物理意义。 总结提升 　如图所示，质量为2.5 kg的一个长方体空铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速直线运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1为0.3。这时铁箱内一个质量为0.5 kg的木块恰好能静止在后壁上。 例5 木块与铁箱内壁间的动摩擦因数μ2为0.25。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2。 (1)求木块对铁箱压力的大小； 答案　20 N 木块静止在铁箱后壁上，所以在竖直方向有Ff=m木g 又有Ff=μ2FN 所以有FN==20 N 由牛顿第三定律可得木块对铁箱的压力大小为20 N。 (2)求水平拉力F的大小； 答案　129 N 对木块分析，在水平方向有a==40 m/s2 对铁箱和木块整体分析，在水平方向有F-μ1(m木+m箱)g=(m木+m箱)a 解得F=129 N (3)减小拉力F，经过一段时间，木块沿铁箱左侧内壁落到底部且不反弹，当铁箱的速度为6 m/s时撤去拉力，又经过1 s时间木块从左侧到达右侧，则此时木块相对铁箱运动的距离是多少？ 答案　0.3 m 撤去拉力后，铁箱向右做减速运动， 其加速度大小a箱==3.1 m/s2 木块向右做减速运动，其加速度大小a木==2.5 m/s2 在t=1 s的时间内， 铁箱向右运动的位移x箱=vt-a箱t2=4.45 m 木块向右运动的位移x木=vt-a木t2=4.75 m 木块相对铁箱运动的距离x=x木-x箱=0.3 m。 第 四 章 本课结束 $