新人教版物理必修一第四章 牛顿运动定律 第 6节 用牛顿运动定律解决问题(一) (共18张PPT)

千里之行始于足下

-1-第四章牛顿运动定律

基础知识复习

1、牛顿第一定律

⑴内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种

状态为止．

⑵理解牛顿第一定律时应注意的问题

①牛顿第一定律不像其他定律一样是实验直接总结出来的，它是牛顿以伽利略的理想实验

为基础总结出来的．

②牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的运动规律，牛顿第一定律是独立规律，绝

不能简单地看成是牛顿第二定律的特例．

③牛顿第一定律的意义在于指出了一切物体都具有惯性，力不是维持物体运动的原因，

而是改变物体运动状态产生加速度的原因．

⑶牛顿第一定律可以从以下几个方面来进一步理解：

①定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或

静止状态”，对于所说的物体，在空间上是指所有的任何一个物体；在时间上则是指每个物

体总是具有这种属性．即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体．这种“保持匀速直

线运动状态或静止状态”的性质叫惯性．简而言之，牛顿第一定律指出了一切物体在任何

情况下都具有惯性。

②定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”实际上是对力下的定义：

即力是改变物体运动状态的原因，而并不是维持物体运动的原因．

③牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律．其实，不受外力作用的物体

在我们的周围环境中是不存在的．当物体所受到的几个力的合力为零时，其运动效果和不

受外力的情况相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态．

应该注意到，不受任何外力和受平衡力作用，仅在运动效果上等同，但不能说二者完全等

同，如一个不受力的弹簧和受到一对拉或压的平衡力作用的同一个弹簧，显然在弹簧是

否发生形变方面是明显不同的．惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质

叫惯性．

⑷惯性是一切物体的固有属性，是性质，而不是力．与物体的受力情况及运动状态无

关．因此说，人们只能利用惯性而不能克服惯性，质量是物体惯性大小的量度，即质量大

的，惯性大；质量小的，惯性小．

第四章 牛顿运动定律第七节 用牛顿定律解决问题（二）

1 一根弹簧下端挂一重物，上端用手提着使重物竖直向上做加速运动，加速度a＜g，当手突然停下时起，到弹簧恢复原长为止，此过程中重物的加速度的大小（ ）

A 逐渐增大 B 逐渐减小

C 先减小后增大 D 先增大后减小

2 关于超重和失重，下列说法中正确的是（ ）

A 超重就是物体重力增大了

B 失重就是物体受的重力减小了

C 完全失重就是完全不受重力作用

D 无论超重、失重或完全重力，物体所受重力不变

3 宇航员乘坐航天飞船遨游太空，进行科学试验和宇宙探秘，下列说法中正确的是（ ）

A 升空阶段宇航员处于超重状态

B 升空阶段宇航员处于失重状态

C 返回下落阶段宇航员处于超重状态

D 返回下落阶段宇航员处于失重状态

4 一个物体在五个共点力作用下保持平衡。现在撤掉其中两个力，这两个力的大小分别为25N和20N，其余三个力保持不变。则物体现在所受合力大小可能是（ ）

A 0 B 15N C 20N D 50N

5 把一质量为0.5kg的物体挂在弹簧下，在电梯中看到弹簧秤的示数是3N，g取10m/s2，则可知电梯的运动情况可能是（ ）

A 以4m/s2的加速度加速上升 B 以4m/s2的加速度减速上升

C 以4m/s2的加速度加速下降 D 以4m/s2的加速度减速下降

6 某电梯中用细绳悬挂一重物，电梯在竖直方向做匀速运动，突然发现绳子断了，由此可定（ ）

A 电梯一定是变为加速上升 B 电梯可能是变为减速上升

1 用牛顿运动定律解决问题（一）

教材分析

力和物体运动的关系问题，一直是动力学研究的基本问题，人们对它的认识经历了一个漫长的过程，直到牛顿用他的三个定律对这一类问题作出了精确的解决．牛顿由此奠定了经典力学的基础．牛顿三定律成为力学乃至经典物理学中最基本、最重要的定律．牛顿第一定律解决了力和运动的关系问题；牛顿第二定律确定了运动和力的定量关系；牛顿第三定律确定了物体间相互作用力遵循的规律．动力学所要解决的问题由两部分组成：一部分是物体运动情况；另一部分是物体与周围其他物体的相互作用力的情况．牛顿第二定律恰好为这两部分的链接提供了桥梁．

应用牛顿运动定律解决动力学问题，高中阶段最为常见的有两类基本问题：一类是已知物体的受力情况，要求确定出物体的运动情况；另一类是已经知道物体的运动情况，要求确定物体的受力情况．要解决这两类问题，对物体进行正确的受力分析是前提，牛顿第二定律则是关键环节，因为它是运动与力联系的桥梁．

教学重点

应用牛顿运动定律解决动力学的两类基本问题．

教学难点

动力学两类基本问题的分析解决方法．

课时安排

1课时

三维目标

1．知识与技能

（1）知道动力学的两类基本问题，掌握求解这两类基本问题的思路和基本方法．

（2）进一步认识力的概念，掌握分析受力情况的一般方法，画出研究对象的受力图．

2．过程与方法

（1）培养学生运用实例总结归纳一般解题规律的能力．

（2）会利用正交分解法在相互垂直的两个方向上分别应用牛顿定律求解动力学问题．

（3）掌握用数学工具表达、解决物理问题的能力．

3．情感、态度与价值观

通过牛顿第二定律的应用，提高分析综合能力，灵活运用物理知识解决实际问题．

教学过程

导入新课

情境导入

利用多媒体播放“神舟”五号飞船的发射升空、“和谐号”列车高速前进等录像资 2 料．如图甲、乙所示．

引导：我国科技工作者能准确地预测火箭的升空、变轨，列车的再一次大提速节约了很多宝贵的时间，“缩短”了城市间的距离．这一切都得益于人们对力和运动的研究．我们现在还不能研究如此复杂的课题，就让我们从类似较为简单的问题入手，看一下这类问题的研究方法．

1 4．6 用牛顿定律解决问题(一)

(10分钟，10分)

1．A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面，若两物体的质量为mA>mB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为( )

A．xA＝xB B．xA>xB

C．xA

【答案】A

【解析】通过分析物体在水平面上滑行时的受力情况可以知道，物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg为合外力，由牛顿第二定律知：μmg＝ma得：a＝μg，可见：aA＝aB.

物体减速到零时滑行的距离最大，由运动学公式可得：

v2A＝2aAxA，

v2B＝2aBxB，

又因为vA＝vB，aA＝aB.

所以xA＝xB，A正确．

2.

如右图所示，水平地面上的物体质量为1 kg，在水平拉力F＝2 N的作用下从静止开始做匀加速直线运动，前2 s内物体的位移为3 m，则物体运动的加速度大小为( )

A．3 m/s2 B．2 m/s2

C．1.5 m/s2 D．0.75 m/s2

【答案】C

【解析】物体从静止开始做匀加速直线运动，前2 s内位移为3 m，设物体加速度为a，则x＝at2/2，代入数据解得a＝1.5 m/s2，即物体运动的加速度大小为1.5 m/s2，选项C正确．

3．一个静止在水平地面上的物体，质量是2 kg，在10 N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的动摩擦因数是0.2，g取10 m/s2.求：

(1)物体在4 s末的速度；

(2)物体在4 s内发生的位移．

拓展：若4 s末撤去拉力，则物体还能向前滑行多远？再经过多长时间物体停下来？

【解】(1)设物体所受支持力为N，所受摩擦力为f，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得

F－f＝ma1 ①

N＝mg ②

又f＝μN ③

联立①②③式得

a1＝F－μmgm ④

a1＝3 m/s2 ⑤

设物体4 s末的速度为v1，则v1＝a1t ⑥

联立⑤⑥式得v1＝12 m/s ⑦