2022-2023年粵教版(2019)新教材高中物理必修1 第4章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第5節(jié)牛頓第二定律公式及其應(yīng)用課件

例1：（多選）如圖所示,與水平面夾角為θ的力F作用在質(zhì)量為m的物體上,使物體做向右加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物體所受合外力為（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

課前小測(cè)考查點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)受力分析課前小測(cè)例2.(多選)如下圖所示,小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí),看到擺球懸線與豎直方向成θ角,并與小車(chē)保持相對(duì)靜止,則下列說(shuō)法中正確的是(

)

A．小車(chē)可能向右加速運(yùn)動(dòng),加速度為gsinθB．小車(chē)可能向右減速運(yùn)動(dòng),加速度為gtanθC．小車(chē)可能向左加速運(yùn)動(dòng),加速度為gtanθD．小車(chē)可能向左減速運(yùn)動(dòng),加速度為gtanθ考查點(diǎn)：牛二矢量性課前小測(cè)例3．(多選)如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開(kāi)始自由下落,接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落,在小球下落的這一過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是(

)A．小球剛接觸彈簧的瞬間速度最大B．小球剛接觸彈簧時(shí)加速度變?yōu)樨Q直向上C．小球剛接觸彈簧起到到達(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小D．小球剛接觸彈簧起到到達(dá)最低點(diǎn),小球的加速度先減小后增大考查點(diǎn)：牛二瞬時(shí)性課前小測(cè)

例4.

為了節(jié)省能量,某商場(chǎng)安裝了如圖所示智能化的電動(dòng)扶梯,扶梯與水平面的夾角為θ.無(wú)人乘行時(shí),扶梯運(yùn)行得很慢；當(dāng)有人站上扶梯時(shí),扶梯先以加速度a勻加速運(yùn)動(dòng),再以速度v勻速運(yùn)動(dòng).一質(zhì)量為m的顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過(guò)程,重力加速度為g,下列說(shuō)法中正確的是(

)A.顧客始終受到三個(gè)力的作用B.扶梯對(duì)顧客的支持力始終等于mgC.加速階段扶梯對(duì)顧客的摩擦力大小為macosθ,方向水平向右D.顧客對(duì)扶梯作用力的方向先沿扶梯向上,再豎直向下考查點(diǎn)：牛二獨(dú)立性與合成性牛頓第二定律及動(dòng)力世界你們中國(guó)的力學(xué),不歸我管小滑塊:同學(xué),你是不是很恨我.牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.

幫忙轉(zhuǎn)移研究對(duì)象牛頓第二定律：物體加速度與物體所受到的作用力成正比,與物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向與作用力的方向相同.

牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力F和反作用力F’總是大小相等、方向相反,作用在同一條直線上.

勻變速運(yùn)動(dòng)系列公式同體性矢量性瞬時(shí)性方向獨(dú)立性與合成性?xún)深?lèi)基本問(wèn)題瞬時(shí)問(wèn)題多過(guò)程問(wèn)題連接體問(wèn)題系統(tǒng)牛二超失重問(wèn)題因果性臨界問(wèn)題常規(guī)較難力v運(yùn)動(dòng)v

勻變速運(yùn)動(dòng)系列公式運(yùn)動(dòng)力同體性矢量性瞬時(shí)性方向獨(dú)立性與合成性?xún)深?lèi)基本問(wèn)題瞬時(shí)問(wèn)題多過(guò)程問(wèn)題連接體問(wèn)題系統(tǒng)牛二超失重問(wèn)題因果性臨界問(wèn)題常規(guī)較難例1：（多選）如圖所示,與水平面夾角為θ的力F作用在質(zhì)量為m的物體上,使物體做向右加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物體所受合外力為（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

課前小測(cè)考查點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)受力分析動(dòng)力學(xué)受力分析與靜力學(xué)大區(qū)分?。、陟o力學(xué)問(wèn)題三力平衡問(wèn)題適宜用合成法,四力以上適宜用正交分解,動(dòng)力學(xué)中二力問(wèn)題用合成法與正交分解法皆可,三力以上適宜正交分解.①動(dòng)力學(xué)問(wèn)題受力分析應(yīng)先預(yù)判加速度方向,如不能預(yù)判,也應(yīng)該根據(jù)具體問(wèn)題分析加速度可能方向.

動(dòng)力學(xué)受力分析與靜力學(xué)大區(qū)分！?、陟o力學(xué)問(wèn)題三力平衡問(wèn)題適宜用合成法,四力以上適宜用正交分解,動(dòng)力學(xué)中二力問(wèn)題適宜用合成法,三力以上適宜正交分解.①動(dòng)力學(xué)問(wèn)題受力分析應(yīng)先預(yù)判加速度方向,如不能預(yù)判,也應(yīng)該根據(jù)具體問(wèn)題分析加速度可能方向.

【練一練】如圖所示,為傾角37°的光滑斜面,質(zhì)量為m物體受到水平向右恒力F=mg,使物體沿斜面作勻變速直線運(yùn)動(dòng),求物體加速度方向及大小.③靜力學(xué)問(wèn)題中正交分解坐標(biāo)軸選取任意,一般遵循便利性原則,動(dòng)力學(xué)中嚴(yán)重建議加速度方向及垂直于加速度方向建立坐標(biāo)軸.解：垂直于斜面方向,物體受力平衡

沿斜面方向,根據(jù)牛頓第二定律

方向沿斜面向上④瞬時(shí)性：加速度和物體所受的合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,保持一一對(duì)應(yīng)關(guān)系.③矢量性：F＝ma是矢量式,任一時(shí)刻a的方向均與合外力F的方向時(shí)刻保持一致.①同體性：公式F＝ma中a、F、m都是針對(duì)同一物體的,進(jìn)行計(jì)算時(shí),主體要同一.

⑤獨(dú)立性與合成性：當(dāng)物體同時(shí)受到幾個(gè)力作用時(shí),各個(gè)力都滿足F＝ma,每個(gè)力都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)加速度,這些加速度的矢量和即為物體具有的合加速度．故牛頓第二定律可表示為

關(guān)于性質(zhì)②因果性：F決定a.④瞬時(shí)性：加速度和物體所受的合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,保持一一對(duì)應(yīng)關(guān)系.③矢量性：F＝ma是矢量式,任一時(shí)刻a的方向均與合外力F的方向時(shí)刻保持一致.①同體性：公式F＝ma中a、F、m都是針對(duì)同一物體的,進(jìn)行計(jì)算時(shí),主體要同一.

⑤獨(dú)立性與合成性：當(dāng)物體同時(shí)受到幾個(gè)力作用時(shí),各個(gè)力都滿足F＝ma,每個(gè)力都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)加速度,這些加速度的矢量和即為物體具有的合加速度．故牛頓第二定律可表示為

關(guān)于性質(zhì)②因果性：F決定a.課前小測(cè)例2.(多選)如下圖所示,小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí),看到擺球懸線與豎直方向成θ角,并與小車(chē)保持相對(duì)靜止,則下列說(shuō)法中正確的是(

)

A．小車(chē)可能向右加速運(yùn)動(dòng),加速度為gsinθB．小車(chē)可能向右減速運(yùn)動(dòng),加速度為gtanθC．小車(chē)可能向左加速運(yùn)動(dòng),加速度為gtanθD．小車(chē)可能向左減速運(yùn)動(dòng),加速度為gtanθ考查點(diǎn)：牛二矢量性解析：由于小球與小車(chē)間相對(duì)靜止,所以小球與小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同,以小球?yàn)閷?duì)象,小球受力如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律可知,小球所受合外力的方向沿水平方向.因?yàn)镕＝mgtanθ,所以a＝＝gtanθ,a與F方向相同,水平向左.故小車(chē)應(yīng)向左做加速運(yùn)動(dòng),或者向右做減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為gtan

θ.答案：BC考查點(diǎn)：牛二矢量性課前小測(cè)【練一練】如圖,頂端固定著小球的直桿固定在小車(chē)上,當(dāng)小車(chē)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),球所受合外力的方向沿圖中的(

)A.OA方向 B.OB方向C.OC方向 D.OD方向拓展：如問(wèn)桿對(duì)小球的作用力呢？考查點(diǎn)：牛二矢量性課前小測(cè)例3．(多選)如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開(kāi)始自由下落,接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落,在小球下落的這一過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是(

)A．小球剛接觸彈簧的瞬間速度最大B．小球剛接觸彈簧時(shí)加速度變?yōu)樨Q直向上C．小球剛接觸彈簧起到到達(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小D．小球剛接觸彈簧起到到達(dá)最低點(diǎn),小球的加速度先減小后增大考查點(diǎn)：牛二瞬時(shí)性【練一練】蹦極（BungeeJumping）是一項(xiàng)非常刺激的戶外探險(xiǎn)活動(dòng).蹦極者如圖乙所示,從約10層樓高的地方跳下,

P為某蹦極者下落的起點(diǎn),a點(diǎn)為橡皮繩剛剛被拉直時(shí)其所處的位置,c點(diǎn)為第一次下落過(guò)程人能達(dá)到的最低點(diǎn),b為人最后停下時(shí)所處的位置.將人視為質(zhì)點(diǎn),忽略空氣阻力,請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）簡(jiǎn)述該蹦極者從P點(diǎn)由靜止下落至c點(diǎn)的過(guò)程中,人體受哪些力的作用,下落過(guò)程中這些力大小、方向是否發(fā)生了變化？如果變化,則是如何變化的？（2）該蹦極者運(yùn)動(dòng)到何處時(shí)橡皮繩對(duì)人的拉力最大？運(yùn)動(dòng)到何處時(shí)速度最大？（3）分析并判斷該蹦極者從P點(diǎn)由靜止下落至c點(diǎn)的過(guò)程中,速度變化的情況,并說(shuō)出作出相應(yīng)判斷的依據(jù).

考查點(diǎn)：牛二瞬時(shí)性課前小測(cè)

例4.

為了節(jié)省能量,某商場(chǎng)安裝了如圖所示智能化的電動(dòng)扶梯,扶梯與水平面的夾角為θ.無(wú)人乘行時(shí),扶梯運(yùn)行得很慢；當(dāng)有人站上扶梯時(shí),扶梯先以加速度a勻加速運(yùn)動(dòng),再以速度v勻速運(yùn)動(dòng).一質(zhì)量為m的顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過(guò)程,重力加速度為g,下列說(shuō)法中正確的是(

)A.顧客始終受到三個(gè)力的作用B.扶梯對(duì)顧客的支持力始終等于mgC.加速階段扶梯對(duì)顧客的摩擦力大小為macosθ,方向水平向右D.顧客對(duì)扶梯作用力的方向先沿扶梯向上,再豎直向下考查點(diǎn)：牛二獨(dú)立性與合成性【練一練】如圖所示,家用樓梯升降椅可以沿著傾斜的直軌道運(yùn)動(dòng),方便行動(dòng)困難的老人上下樓（老人坐在水平的升降椅上）.以下說(shuō)法正確的是（）A．升降椅減速上升時(shí),老人受到支持力小于重力

B．升降椅減速上升時(shí),老人水平方向不受力C．升降椅減速上升時(shí),老人對(duì)升降椅作用力豎直向下D．升降椅減速上升時(shí),老人對(duì)升降椅作用力為零考查點(diǎn)：牛二獨(dú)立性與合成性?xún)深?lèi)基本問(wèn)題

勻變速運(yùn)動(dòng)系列公式受力情況運(yùn)動(dòng)情況（受力分析）（過(guò)程分析）

解題重點(diǎn)兩類(lèi)基本問(wèn)題【練一練】民用航空客機(jī)的機(jī)艙除通常的艙門(mén)外還設(shè)有緊急出口,發(fā)生意外情況的飛機(jī)著陸后,打開(kāi)緊急出口的艙門(mén),會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)由氣囊組成的斜面,機(jī)艙中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上來(lái)．若某型號(hào)的客機(jī)緊急出口離地面高度為4.0m,構(gòu)成斜面的氣囊長(zhǎng)度為5.0m．要求緊急疏散時(shí),乘客從氣囊上由靜止下滑到達(dá)地面的時(shí)間不超過(guò)2.0s(g取10m/s2),且為了不傷及乘客,要求乘客到地速度不超過(guò)6m/s,則：(1)乘客在氣囊上下滑的加速度至少為多大；(2)氣囊和下滑乘客間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件.兩類(lèi)基本問(wèn)題

【練一練】?jī)深?lèi)基本問(wèn)題1800m【典例3】

如圖所示,ACD是一滑雪場(chǎng)示意圖,其中AC是長(zhǎng)L＝8m、傾角θ＝37°的斜坡,CD段是與斜坡平滑連接的水平面．人從A點(diǎn)由靜止下滑,經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小不變,又在水平面上滑行一段距離后停下．人與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ＝0.25,不計(jì)空氣阻力,(取g＝10m/s2,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)求：(1)從斜坡頂端A滑至底端C所用的時(shí)間．(2)人在離C點(diǎn)多遠(yuǎn)處停下？

多過(guò)程不可逃避的三部曲：多過(guò)程問(wèn)題①分階段運(yùn)動(dòng)分析②分階段受力分析②關(guān)注過(guò)程連接速度值9．在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室里,一根足夠長(zhǎng)的均勻直細(xì)桿與水平面成θ＝37°角固定,質(zhì)量為m＝1kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端O,如圖甲所示.開(kāi)啟送風(fēng)裝置,有水平向右的恒定風(fēng)力F作用于小球上,在t1＝2s時(shí)刻風(fēng)停止.小球沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)的部分v－t圖像如圖乙所示,取g＝10m/s2,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8,忽略浮力.求∶（1）求小球2s內(nèi)及5s內(nèi)位移分別大小；（2）小球與細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和水平風(fēng)力F的大小.多過(guò)程問(wèn)題【練一練】如圖甲所示,質(zhì)量m＝2kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),t＝0.5s時(shí)撤去拉力,利用速度傳感器得到其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖象（v﹣t圖象）如圖乙所示,g取10m/s2,求：（1）0﹣1s內(nèi)物塊的位移大小s和通過(guò)的路程L；（2）求斜面傾角α和拉力F的大?。鳂I(yè)【練一練】將一只皮球豎直向上拋出,皮球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到空氣阻力的大小與速度的大小成正比.下列描繪皮球在上升過(guò)程中加速度大小a與時(shí)間t關(guān)系的圖象,可能正確的是()

f與G反向

2.可愛(ài)的企鵝喜歡在冰面上玩游戲.如圖11所示,有一企鵝在傾角為37°的傾斜冰面上,先以加速度a＝0.5m/s2從冰面底部由靜止開(kāi)始沿直線向上“奔跑”,t＝8s時(shí),突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行,最后退滑到出發(fā)點(diǎn),完成一次游戲(企鵝在滑動(dòng)過(guò)程中姿勢(shì)保持不變).若企鵝肚皮與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25,已知sin37°＝0.6,cos37°＝0.8,g取10m/s2.求：(1)企鵝向上“奔跑”的位移大小；(2)企鵝在冰面上滑動(dòng)的加速度大??；(3)企鵝退滑到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小.(計(jì)算結(jié)果可用根式表示)【練一練】作業(yè)解析(1)在企鵝向上“奔跑”過(guò)程中有s＝at2,解得s＝16m.(2)在企鵝臥倒以后將進(jìn)行兩個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng),第一個(gè)過(guò)程是從臥倒到最高點(diǎn),第二個(gè)過(guò)程是從最高點(diǎn)滑到出發(fā)點(diǎn),兩個(gè)過(guò)程根據(jù)牛頓第二定律分別有mgsin37°＋μmgcos37°＝ma1mgsin37°－μmgcos37°＝ma2解得a1＝8m/s2,a2＝4m/s2.(3)企鵝從臥倒到滑到最高點(diǎn)的過(guò)程中,做勻減速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)時(shí)間為t′,位移為s′t′＝,s′＝a1t′2,解得s′＝1m.企鵝從最高點(diǎn)滑到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中,設(shè)末速度為vt,初速度為0,則有v－02＝2a2(s＋s′)解得vt＝2m/s≈11.7m/s.答案(1)16m

(2)上滑過(guò)程a1＝8m/s2下滑過(guò)程a2＝4m/s2

(3)2m/s(或11.7m/s)例1：（多選）如圖所示,與水平面夾角為θ的力F作用在質(zhì)量為m的物體上,使物體做向右加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則物體所受合外力為（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

課前小測(cè)解析：

考查點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)受力分析【練一練】如圖,頂端固定著小球的直桿固定在小車(chē)上,當(dāng)小車(chē)向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),球所受合外力的方向沿圖中的(

)A.OA方向 B.OB方向C.OC方向 D.OD方向拓展：如問(wèn)桿對(duì)小球的作