[精选PPT]牛顿运动定律的综合应用6

机器人技术
机器人的移动和操作也遵循牛顿第一定律，通过编程控制机器人的运动轨迹和 姿态，实现各种复杂动作。
02
CATALOGUE
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的基本理解
01
02
03
牛顿第二定律
物体加速度的大小跟它所 受的合力成正比，跟它的 质量成反比，加速度的方 向跟合力的方向相同。
公式
F=ma，其中F代表物体所 受的合力，m代表物体的 质量，a代表物体的加速 度。
轨道力学
火箭发射和卫星入轨需要精确的力学计算，包括牛顿第二定律的应用 ，以确定火箭所需的推力和轨迹。
THANKS
感谢观看
牛顿运动定律的综 合应用
contents
目录
• 牛顿第一定律的应用 • 牛顿第二定律的应用 • 牛顿第三定律的应用 • 牛顿运动定律的综合应用案例
01
CATALOGUE
牛顿第一定律的应用
惯性系与非惯性系
惯性系
一个不受外力作用的参考系，物 体在该参考系中保持静止或匀速 直线运动状态。
非惯性系
一个受到外力作用的参考系，物 体在该参考系中不会保持静止或 匀速直线运动状态。
划船
划桨时水对桨产生反作用力，使船前进。
3
走路
脚蹬地面时，地面给人一个反作用力，使人前进 。
牛顿第三定律在科技中的应用
喷气式飞机
通过燃烧燃料喷气产生反作用力，推 动飞机前进。
火箭推进器
电磁炮
通过电磁力加速弹丸，使其获得高速 ，射出后产生反作用力推动炮身运动 。
火箭向下喷射燃气产生反作用力，推 动火箭升空。
03
转向稳定性
汽车在转弯时，向心力（根据牛顿第二定律）的作用使车辆维持在转弯

必考内容 第3章 第4讲
人 教 实 验 版
高考物理总复习
归纳领悟 1．运用整体法解题的基本步骤 (1)明确研究的系统或运动的全过程． (2)画出系统的受力图和运动全过程的示意图． (3)寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理 规律列方程求解．
人 教 实 验 版
必考内容
第3章 第4讲
高考物理总复习
人 教 实 验 版
必考内容
第3章 第4讲
高考物理总复习
人 教 实 验 版
必考内容
第3章 第4讲
高考物理总复习
连接体问题
命题规律 利用整体法和隔离法分析求解多物体间
人 教 实 验 版
的相互作用力，或能根据受力情况求其运动情况．
(2011· 盐城模拟)
必考内容
第3章 第4讲
高考物理总复习
如图所示，固定在水平面上的斜面倾角 θ＝37° ，木 块 A 的 MN 面上钉着一颗小钉子，质量 m＝1.5kg 的小 球 B 通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木 块与斜面间的动摩擦因数 μ＝0.50.现将木块由静止释放， 木块将沿斜面下滑．求在木块下滑的过程中小球对木块 MN 面的压力． g＝10m/s2， (取 sin37° ＝0.6， cos37° ＝0.8)
必考内容
第3章 第4讲
高考物理总复习
[解析] 由极限思想当滑轮质量 m＝0 时，则 A、D 答 m1m2g 案中 T1＝ 由于单选故 A、D 错．B 答案中 T1＝ m1＋m2 m1m2g 2m1m2g ，C 答案中 T1＝ .由牛顿第二定律对 m1、 2m1＋m2 m1＋m2 m2 取整体： 则有 m1g－m2g＝(m1＋m2)a① 以 m1 为研究对象时：m1g－T1＝m1a② 2m1m2g 联立①②解得 T1＝ ，故选项 C 正确. m1＋m2

了保持物块与斜面相对静止，需用水平向左80N的力F推斜面。现将斜面固定，对B施加用水平向右的
力F使其静止在斜面上，g取10m/s2.则F大小为（
）
A．30N
B．15N
C．50N
D．80N
（多选）倾角为30°的光滑斜面上放一质量为m的盒子A，A盒用轻质细绳跨过定滑轮与B盒相连，B盒
内放一质量的物体。如果把这个物体改放在A盒内，则B盒加速度恰好与原来等值反向，重力加速度为
木楔斜面上时，它正好匀速下滑。现用与木楔斜面成α角的力F拉木块，木块匀速上升。求：
（2）若取消对木楔的固定，且不考虑各接触面的摩擦力，将外力改为水平方向，如图2所示，在水平
外力F1作用下，木块与木楔相对静止一起做匀加速直线运动，θ（θ＜45°），并固定在在水平面上，当将一质量为m的木块放在
g，则B盒的质量mB和系统的加速度a的大小分别为（
）

A．mB=
4
3
B．mB=
8
C．a＝0.2g
D．a＝0.4g
如图所示，足够长的木板置于光滑水平面上，倾角= 53°的斜劈放在木板上，一平行于斜面的细绳一端系
在斜劈顶，另一端拴接一可视为质点的小球，已知木板、斜劈、小球质量均为1 kg，斜劈与木板之间的
动摩擦因数为μ，重力加速度g=10m/s2，现对木板施加一水平向右的拉力F，下列说法正确的是（
）
A．若μ=0.2，当F=4N时，木板相对斜劈向右滑动
B．若μ=0.5，不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止
C．若μ=0.8，当F=22.5N时，小球对斜劈的压力为0
D．若μ=0.8，当F=26 N时，细绳对小球的拉力为2 41N
OD滑到斜面上所用的时间依次为t1、t2、t3、t4。下列关系不正确的是（ ）

＝2ax
牛顿第二定律F合＝ma，确定了运动和力的关系，使我们能够把物
体的运动情况与受力情况联系起来。
重力 弹力 摩擦力
F合＝ma 桥梁
v＝v0＋at
两类动力学问题
1.两类动力学问题 第一类：已知受力情况求运动情况。 第二类：已知运动情况求受力情况。 2. 解题关键 (1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动分析； (2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相 互联系的桥梁．
01
从受力确定运动情况
知识要点
已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下， 要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。
处理这类问题的基本思路是： 先分析物体受力情况求合力， 据牛顿第二定律求加速度， 再用运动学公式求所求量(运动学量)。
【例题】：运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰 壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友， 可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。 （1）运动员以3.4 m/s的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，冰壶能 在冰面上滑行多远？g 取 10 m/s2。 （2）若运动员仍以3.4 m/s的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在 其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的90%，冰壶多滑行了多少 距离？
F 370
θmFf g 【解析】物体受力分析如图所示 由牛顿第二定律，可得:
Fcosθ-µFN=ma
FN
FN+Fsinθ=mg
4s末的速度 4s内的位移
典例分析
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54 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17.2 m，则路面和轮胎之间的动摩擦因数是多少？ 取 g＝10 m/s2。

0.91m/s
a= 7s =0.13 m/s2。
根据牛顿第二定律 F=ma=(m1+m2)a 得

m2=-m1=3 500 kg
3.(从受力确定运动情况)如图所示,哈利法塔是目前世界最高的建筑。游
客乘坐世界最快观光电梯,从地面开始经历加速、匀速、减速的过程恰好
到达观景台只需45 s,运行的最大速度为18 m/s。观景台上可以鸟瞰整个迪
答案:(1)22 kg
(2)1 s
解析:(1)对木箱受力分析,由平衡条件得
Fsin37°+N=mg
Fcos37°=f
f=μN
解得m=22 kg
(2)木箱匀减速运动过程由牛顿第二定律和运动学公式得
μmg=ma
0=v-at
解得t=1 s
根据受力求加速度的常用方法有合成法和正交分解法。
【变式训练1】 滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图所示,小
2.通过处理生产生活中的相关问题,培养科学态度及责任。
自主预习·新知导
学
牛顿运动定律的应用
1.动力学方法测质量:根据物体的受力情况和运动情况求出加速度,利用
牛顿第二定律求出质量。
2.从受力确定运动情况:根据物体受力情况,由牛顿第二定律求出加速度,
通过运动学规律可确定物体的运动情况。
3.从运动情况确定受力:由运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,
拜全景,可将棕榈岛、帆船酒店等尽收眼底,颇为壮观。一位游客用便携式
拉力传感器测得:在加速阶段质量为0.5 kg的物体受到的竖直向上的拉力
为5.45 N。电梯加速、减速过程视为匀变速直线运动(g取10 m/s2)。
(1)求电梯加速阶段的加速度大小及加速运动的时间;

(4) 运动图像的应用（V—t图像，a—t图像）
【例1】（2012海南卷）如图，表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水 平地面上，ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β，且α＞β.一初速度为v0 的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然 后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑．在小物块从a运动到c的过程中， 可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是( )
2 f (m+M ) D． ＋（m＋M）g m
【分析】A 当F达到最大值时，以夹子和木块作为整体，竖直方向上由 牛顿第二定律可得：F－（m＋M）g＝（m＋M）a，再以木块为研究对 象，F最大时木块刚好不滑脱，静摩擦力为最大值，在竖直方向上由牛顿 第二定律可得：2f－Mg＝Ma，两式联立解得，A项正确． 【点评】本题关键是对题中隐含条件的挖掘：当F最大时，夹子和木块之 间刚要滑动，即摩擦力为最大静摩擦力。由于木块的外力均已知，所以 先隔离木块，由牛顿第二定律求加速度，再对整体分析并求出外力F。这 样抓住它们之间的加速度相同，是求解的关键。
新课标全国卷 安徽理综卷（T17,6分，选择 （T24,14分，计算 题.T22，14分，计算题）北京理综
题）北京理综卷 （T18,6分，选择题）
卷（T23,18分，计算题）天津理 综卷（T8，6分，选择题）
天津理综卷
（T2,6分，选择题）
牛顿第二定律 与连接体
山东理综卷
（T17,4分，选择题）
2：近三年高考主要考查点分析
解析：（1）设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为a1，由题 图知 a1 v 4 m/s 2 8 m/s 2 t 0.5 ① 根据牛顿第二定律，得 mg－f＝ma1② f＝m（g－a1）＝0.2 N．③

• 应在什么方向物体才会产生题目给定的 运动状态．
• 方法二：假定某力沿某一方向，用运动 规律进行验算，若算得正值，说明此力与假
• 2．“极限法”分析动力学问题
•
在物体的运动状态变化过程中，往往
达到某个特定状态时，有关的物理
•
量将发生突变，此状态叫临界状态．
相应的待求物理量的值叫临界
• 2.
• 解析：在施加外力F前，对AB整体受力 分析可得：2mg＝kx1，A、B两物体分离时 ，B物体受力平衡，两者加速度恰好为零， 选项A、B错误；对物体A：mg＝kx2，由于 x1－x2＝h，所以弹簧的劲度系数为k＝mg/h ，选项C正确；在 B与A分离之前，由于弹
• 图3－3－7 •2－1 如图3－3－7所示，光滑水平面上放置 质量分别为m、2m的A、B两个物 •• 体解，析A：、当B间A、的B最之大间静恰摩好擦不力发为生μ相m对g，滑现动用 水时平力拉F最力大F拉，B此，时使，AB对以于同A一物体所受的合外
【例3】如图3－3－8所示，一辆卡车后面用轻绳拖着
• 擦因数相同．当用水平力F作用于图3B－上3－3且两 物块共同向右加速运动时，弹簧的伸
【例1】 如图3－3－4所示，质量为m的球与弹簧Ⅰ和 水平细线Ⅱ相连，Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P、 Q.球静止时，Ⅰ中拉力大小为F1，Ⅱ中拉力大小为 F2，当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间时，球的加速 度a应是( )
压力
橡皮 绳
较大
一般不 能突变
只有拉 力没有
压力
• 当物不体受处力处突然变化时，物体的加速既度可有
轻弹 计 相等
一般不 拉力也
1.
图3－3－1 如图3－3－1所示，A、B两木块间连一轻质弹簧，A、B质量相等，一起静 止地放在一块光滑木板上，若将此木板突然抽去，在此瞬间，A、B两木块 的加速度分别是( )

解析
高考一轮总复习•物理
第19页
2．[竖直方向的连接体模型]如图所示，轻质定滑轮与固定在天花板上的拉力传感器相 连，跨过定滑轮的轻绳两端分别与质量不等的 A、B 两物体相连．用挡板托住物体 B 使 A、 B 保持静止，此时拉力传感器的示数为 10 N；撤去挡板，物体 A 上升、B 下降，此时拉力 传感器的示数为 15 N．重力加速度取 g＝10 m/s2，则物体 B 的质量为( )
高考一轮总复习•物理
第23页
典例 3 (2024·湖北部分重点中学联考)如图所示，质量为 m＝1.5 kg 的托盘放在竖直放 置的轻质弹簧上方，质量为 M＝10.5 kg 的物块放在托盘里处于静止状态，已知弹簧劲度系 数 k＝800 N/m.现对物块施加一向上的力 F 作用，使它向上做匀加速直线运动，已知 F 的最 大值为 168 N(取 g＝10 m/s2)，求：
答案
高考一轮总复习•物理
第11页
解析：由 a-t 图像中图线与 t 轴所围的面积表示速度的变化量，及题图可知，速度的变化 量大小约为 Δv＝2×1 m/s＋12×(1.5＋2)×2 m/s＋12×3×1.5 m/s＝7.75 m/s，所以 0 时刻的速 度约为 v0＝Δv＝7.75 m/s≈28 km/h，又因为公共汽车做加速度逐渐减小的减速运动，故 0～6 s 内的位移满足 x<12v0t＝23.25 m，故 A 错误，B 正确；由题图可知 4 s 时公共汽车的加速度 约为 1.0 m/s2，故 C 错误；由牛顿第二定律可知 4 s 时公共汽车受到外力的合力约为 F＝ma ＝5 000 N，故 D 错误．
高考一轮总复习•物理
第8页
1．[根据物理情境选择图像]在地面将一小球竖直向上抛出，经时间 t0 到达最高点，然 后又落回原处，若空气阻力大小恒定，则如图所示的图像能正确反映小球的速度 v、加速 度 a、位移 x、速率 u 随时间 t 变化关系的是(竖直向上为正方向)( )

第8课 一张图 学透 传送带 问题
第5页
一张图学透
滑块—木板模型
第8课 一张图 学透 滑块—木 板模型
第6页
一张图学透
滑块—木板模型
第8课 一张图 学透 滑块—木 板模型
第7页
三组题讲透
第8课 方法便笺
P40
第8页
三组题讲透
第8课 方法便笺
P42
第9页
三组题讲透
第8课 第（7）题
P42
第10页
三组题讲透
第8课 第（7）题
P42
第11页
三组题讲透
第8课 第（7）题
P42
第12页
三组题讲透
第8课 第（7）题
P42
第13页
第8课 牛顿运动定律综合应用
普查讲8 一张图学透 连接体问题
滑块—木板模型
传送带问题
目录
第1页
一张图学透
连接体问题
第8课 一张图 学透 连接体 问题
第2页
一张图学透
连接体问题
第8课 一张图 学透 连接体 问题
第3页
一张图学透
传送带问题
第8课 一张图 学透 传送带 问题
第4页
一张图学透
传送带问题

1 1
m1 + m2
D、 a1＝a， 、 ，
m1 + m2 m1 a2 = − a m2
方法总结： 确定物体在某一时刻的瞬时加速度，关键在于：
1、正确确定该瞬时物体受到的作用力，还要注意 正确确定该瞬时物体受到的作用力， 分析物体在这一瞬时前、后的受力及其变化情况。 分析物体在这一瞬时前、后的受力及其变化情况。 明确两种基本模型的特点。 2、明确两种基本模型的特点。 轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中， ⑴轻绳不需要形变恢复时间，在瞬时问题中，其 弹力可以突变，成为零或别的值。 弹力可以突变，成为零或别的值。 轻弹簧（或橡皮绳）需要较长的形变恢复时间， ⑵轻弹簧（或橡皮绳）需要较长的形变恢复时间， 在瞬时间问题中，其弹力不能突变，大小不变。 在瞬时间问题中，其弹力不能突变，大小不变。
练习、如图示，倾斜索道与水平方向夹角为 ， 练习、如图示，倾斜索道与水平方向夹角为θ，已 知tg θ=3/4，当载人车厢匀加速向上运动时，人对 ，当载人车厢匀加速向上运动时， 厢底的压力为体重的1.25倍，这时人与车厢相对静 厢底的压力为体重的 倍 A） 止，则车厢对人的摩擦力是体重的 （ A. 1/3倍 倍 C. 5/4倍 倍 B.4/3倍 倍 D.1/4倍 倍 θ
1
a2
例5 、在运动的升降机中天花板上用细线悬挂一个 物体A，下面吊着一个轻质弹簧秤（ 物体 ，下面吊着一个轻质弹簧秤（弹簧秤的质量 不计） 弹簧秤下吊着物体B，如下图所示， 不计），弹簧秤下吊着物体 ，如下图所示，物体 A和B的质量相等，都为 ＝5kg，某一时刻弹簧秤 的质量相等， 和 的质量相等 都为m＝ ， 的读数为40N， 设 g=10 m/s2 ， 则细线的拉力等于 的读数为 ， _____ ，若将细线剪断，在剪断细线瞬间物体 的 若将细线剪断，在剪断细线瞬间物体A的 80N 向下 加速度是 18 m/s2 ，方向 ______ ； 2 m/s2 ； 物体B的加速度是 物体 的加速度是 A 向下 方向 _____ 。