第4章 5 牛顿运动定律的应用（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案聚焦牛顿运动定律的应用，通过高铁进站、跳楼机体验等生活情境导入，引导学生连接受力分析、运动学公式与牛顿第二定律，构建从受力确定运动、从运动确定受力及多过程问题的学习支架。 以核心素养为导向，设置探究问题、典例解析与对标训练，培养学生模型建构和科学推理能力，结合生活实例渗透科学态度，帮助学生形成正确物理观念，提升解决实际问题的关键能力。

55 5 牛顿运动定律的应用 【定标—核心素养】 关键能力与核心素养 考情揭秘 直击能力 定标素养 基本考查点 从受力确定运动情况；从运动情况确定受力 1．通过具体例题的分析求解，进一步理解文字、情境、图像、公式等各种信息表达方式，进一步熟悉作受力示意图、作运动过程图、建立坐标系等方法与技能，会以恰当的方式将物理情境清晰、直观地呈现出来； 2．通过具体例题的分析求解，归纳出应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，即首先对研究对象进行受力和运动情况分析，然后用牛顿运动定律把二者联系起来。应用基本思路和方法解决具体问题 1．理解牛顿第二定律中的加速度、力、质量三者之间的关系，形成正确的物理观念。 2．在用牛顿运动定律科学解决问题的过程中培养模型建构能力和科学推理能力 3．体会日常生活中物理无处不在，均是物理规律在起作用，培育学生的科学态度与责任心。 重点及难点 物体的受力分析和运动状态的分析 题型及难度 选择题和计算题， 难度中等 【本课时主要内容】 牛顿运动定律的应用 知识导航　牛顿第二定律　加速度　运动学公式　运动学公式　加速度　牛顿第二定律　受力分析　加速度 探究1　从受力确定运动情况 【问题导入】 为了尽量缩短高铁停车时间，旅客们按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时车门总能准确地停靠在对应站台上标注车门的位置。这是如何做到的呢？ 【思考与讨论】 若将列车进站过程简化成匀减速运动，要计算列车开始制动的位置离站台的距离，需要知道哪些信息？ 引出由受力求出加速度a，再用运动学公式求位移。 典例1 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°、大小为60 N的恒定拉力F,使小孩与冰车的整体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取10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: 　典例1 (1) 小孩与冰车的加速度的大小; (2) 冰车运动3 s时的位移的大小; (3) 冰车运动5 s时的速度大小. 必备知识　牛顿第二定律,受力分析,匀变速直线运动相关公式. 关键能力　 【答案】　(1) 1.16 m/s2　(2) 5.22 m　(3) 5.8 m/s　 【解题思路】 对标训练1 某质量为1 100 kg的汽车在平直路面上进行测试,现测得汽车前进中所受阻力恒为车重的0.04倍,当汽车用2 200 N的牵引力起步加速时,需要多长时间速度能达到108 km/h?如汽车以108 km/h匀速前进时,关闭汽车发动机,则汽车的滑行距离是多少?(g取10 m/s2) 【答案】18.75 s　1 125 m　 【解题思路】 易错提醒 运动方向会影响摩擦力方向,进而影响加速度. 探究2　从运动情况确定受力 【问题导入】 如图所示是某晚报报道香港建成的一种让人体验自由落体的跳楼机，跳楼机先做自由落体运动，紧接着做匀减速运动。 【思考与讨论】 要估算跳楼机减速时的某乘客所受座椅作用力大小，需要知道跳楼机哪些运动信息？ 引出由运动情况求出加速度a，再用牛顿第二定律求作用力。 典例2 (教材改编题)一位滑雪爱好者与装置的总质量为50 kg,在倾角为37°的雪坡上,以2 m/s的初速度沿斜坡匀加速直线滑下.他运动的v-t图像如图所示.g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: 典例2 (1) 滑雪者受到雪面的支持力大小; (2) 滑雪者受到的阻力大小. 必备知识　v-t图像,受力分析,运动学公式,牛顿第二定律. 关键能力　 【答案】(1) 400 N　(2) 100 N　 【解题思路】 对标训练2 如图所示为翔安大桥通往滨海东大道的引桥段的简化模型,一辆质量为1 500 kg的轿车以54 km/h的初速度从A点进入辅道,沿下坡路段刹车做匀减速直线运动至B点时速度为36 km/h,接着保持该速率通过水平圆弧BC路段,最后经过CD路段进入滨海东大道.若辅道AB长为250 m、与水平面夹角为θ,重力加速度g取10 m/s2,sin θ=0.05,求: 对标训练2 (1) 轿车在AB路段行驶时的加速度大小; (2) 轿车在AB路段行驶时受到的总阻力大小(忽略发动机动力). 【答案】(1) 0.25 m/s2 　(2) 1 125 N　 【解题思路】 易错提醒 由题给信息分析物体的运动情况是关键,也是容易出现问题的环节. 探究3　多运动过程问题 【问题导入】 小明骑自行车去上学，途中需要经过一段上坡路和一段下坡路。假设小明骑车的牵引力大小恒定。 【思考与讨论】 1．分析小明在上坡时的受哪些力？如何运动？ 2．分析小明在下坡时的受哪些力？如何运动？ 3．为避免在下坡时速度过大，小明应该采取什么措施？车受哪些力？如何运动？ 典例3 如图所示,一足够长的斜面倾角为θ,斜面BC与水平面AB平滑连接,质量m=2 kg的物体静止于水平面上的M点,M点与B点之间的距离L=9 m,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,现物体受到一水平向右的恒力F=14 N作用,运动至B点时撤去该力,sin θ=0.6,g取10 m/s2. 　典例3 (1) 物体在恒力F作用下运动时的加速度是多大? (2) 物体到达B点时的速度是多大? (3) 物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少?物体回到B点的速度是多大? 必备知识　两类动力学问题:由受力分析运动,由运动分析受力. 关键能力　 【答案】(1) 2 m/s2　(2) 6 m/s　(3) 1.8 m　 m/s　 【解题思路】 对标训练3 某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征,使用质量m=0.05 kg的流线型人形模型进行模拟实验.实验时让模型从h=0.8 m高处自由下落进入水中,假设模型入水后受到大小恒为0.3 N的阻力Ff和大小为1.0 N的恒定浮力F作用,模型的位移大小远大于模型长度,忽略模型在空气中运动时受到的阻力,重力加速度g取10 m/s2,求模型: 　对标训练3 (1) 在水中能到达的最大深度H; (2) 从开始下落到返回水面所需时间t. 【答案】(1) 0.5 m　(2) 1.15 s　 【解题思路】 易错提醒 在不同运动过程边界上的受力的变化. 学科网（北京）股份有限公司 $