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第一节牛顿第一定律一、伽利略的理想实验例题1.理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图1所示的理想实验，他的设想步骤如下：图1①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可)．在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列有关事实和推论的分类正确的是() A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论【参考答案】②③①④B【试题解析】本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论．而②是可靠事实，因此放在第一步，③、①是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.例题2.由牛顿第一定律可知()A．物体的运动是依靠惯性来维持的B．力停止作用后，物体的运动就不能维持C．物体做变速运动时，一定有外力作用D．力是改变物体惯性的原因【参考答案】AC【试题解析】物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性，由于惯性的存在，物体才保持原来的运动状态，A对．力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，B错，C对．惯性是物体的固有属性，力不能改变物体的惯性大小，D错．例题3.做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是()A．悬浮在空中不动B．速度逐渐减小C．保持一定速度向下做匀速直线运动D．无法判断【参考答案】C【试题解析】物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失以后，物体将不受力，根据牛顿第一定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动，故选项C正确．例题4.关于物体的惯性，下述说法中正确的是()A．运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大B．静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性【参考答案】C【试题解析】惯性大小只与物体质量有关，与物体的速度无关，故A错误；质量是物体惯性大小的唯一量度，火车速度变化慢，表明它的惯性大，是因为它的质量大，与是否静止无关，故B错误；乒乓球能被快速抽杀，表明它的运动状态容易发生改变，是因为它的惯性小，故C正确；一切物体在任何情况下都有惯性，故D错误．1.关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()A．只要接触面摩擦相当小，物体在水平面上就能匀速运动下去B．这个实验实际上是永远无法做到的C．利用气垫导轨，就能使实验成功D．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上【参考答案】BD【试题解析】只要接触面摩擦存在，物体就受到摩擦力的作用，物体在水平面上就不能匀速运动下去，故A错误．没有摩擦是不可能的，这个实验实际上是永远无法做到的，故B正确．若使用气垫导轨进行理想实验，可以提高实验精度，但是仍然存在摩擦力，故C错误；虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，故D正确．2．关于牛顿第一定律的理解正确的是()A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D．飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态【参考答案】ABD【试题解析】牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，A、B正确；牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态．飞跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态，C错误，D正确．3．某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见()A．力是维持物体速度不变的原因B．力是维持物体运动的原因C．力是改变物体惯性的原因D．力是改变物体运动状态的原因【参考答案】D【试题解析】力是改变物体运动状态的原因，小车原来静止，在力的作用下小车开始运动，是力使其运动状态发生了改变．用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故4．关于惯性，下列说法中正确的是()A．受力越大的物体惯性越大B．速度越大的物体惯性越大C．已知物体在月球上所受的重力是地球上的1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6D．质量越大的物体惯性越大【参考答案】D【试题解析】惯性是物体的固有属性，物体惯性的大小与其运动状态和受力情况无关，A、B错误；物体的惯性大小仅由其质量大小决定，与其他因素无关，C错误，D正确5．关于惯性以下说法中正确的是（）A．火车行驶得越快，进站时越不容易停下来，这是因为火车运动得越快，其惯性越大的缘故B．匀速行驶的汽车存在惯性，加速行驶的汽车不存在惯性C．同一物体，放在地球上与放在月球上时的惯性大小是不一样的D．物体的惯性大小仅与物体的质量有关【参考答案】D【试题解析】A、惯性大小与速度无关，只与质量有关．故A错误．B、惯性是具有的保持原来运动状态的性质，是物体的固有属性，任何状态下都具有惯性．故B错误．C、同一物体，质量一定，放在地球上与放在月球上时的惯性大小是一样的．故C错误．D、物体的惯性大小与物体的质量有关，与其它因素都无关．故D正确．6．如图，在学校秋季运动会上，小明同学以背越式成功地跳过了1.70米的高度．若空气阻力作用可忽略，则下列说法正确的是（）A．小明上升过程中处于失重状态B．整个运动过程中重心一定都在小明身上C．起跳时小明对地面的压力小于地面对他的支持力D．小明起跳以后在下降过程中重力消失了，只有惯性【参考答案】A【试题解析】A、小明起跳以后在上升过程，也是只受重力的作用，有向下的重力加速度，是处于完全失重状态，故A正确．B、小明在空中姿态是不断变化的，整个运动过程中重心不一定一直都在小明身上，如最高点时；故B错误．C、在小明起跳过程中，小明对地面的压力与地面对他的支持力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，故C错误.D、在小明下降过程，仍然受重力的作用，有向下的重力加速度，故D错误1．下列说法正确的是（）A．伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础B．物体不受外力作用时，一定处于静止状态C．力是改变物体运动状态的原因D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证【参考答案】ACD【试题解析】A、伽利略根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因，改变了人们的认识．故A正确；B、物体不受外力作用时，不一定处于静止状态，也可能处于匀速直线运动．故B错误；C、力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因．故C正确；D、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可以用实验直接验证．故D正确．2．下列说法正确的是（）A．牛顿认为质量一定的物体其加速度与物体受到的合外力成正比B．亚里士多德认为轻重物体下落快慢相同C．笛卡尔的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因D．伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有物体将下落的同样快【参考答案】AD【试题解析】A、由F=Ma知质量一定的物体其加速度与物体受到的合外力成正比，A正确,B、亚里士多德认为重的物体下落快，B错误；C、伽利略通过理想斜面实验，假设没有摩擦，物体将一直运动下去不会停止，提出“力不是维持物体运动的原因”，C错误;D、伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有物体将下落的同样快，D正确3．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．关于惯性有下列说法，其中正确的是（）A．物体运动状态发生变化时物体惯性也发生变化B．质量相同的物体在月球上比在地球上的惯性小C．物体仅在静止和匀速运动时才具有惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以原有速度沿直线运动【参考答案】D【试题解析】A、任何物体都有保持原来运动状态的性质，叫着惯性，惯性只跟质量有关，跟其他因素没有关系，故A错误；B、质量相同的物体，惯性相同，跟所处位置无关，故B错误；C、任何物体任何时候都具有惯性，与运动状态无关，故C错误；D、运动的物体在不受力时，可以保持匀速直线运动，故D正确；4．关于惯性，下列说法中正确的是（）A．同一汽车，速度越快，越难刹车，说明物体速度越大，惯性越大B．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故D．已知月球上的重力加速度是地球上的，故一个物体从地球移到月球惯性减小为【参考答案】C【试题解析】物体的惯性大小与物体的运动状态无关，只与物体的质量有关，所以惯性与速度的大小无关，故A、B选项错误．C、乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的质量小，所以它的惯性小，故C选项正确．D、在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所以受的重力的大小也就不一样了，但质量不变，惯性也不变．所以D选项错误．。
初升高物理衔接班第4讲——牛顿第一定律问题一、学习目标：1. 理解牛顿第一定律的内容和意义，知道亚里士多德的观点2. 知道伽利略理想实验及推理方法。
3. 明确惯性的概念，知道惯性是物体的固有属性。
二、学习要点：1. 牛顿第一定律的理解。
2. 惯性概念的理解及利用惯性解释有关的现象。
三、课程精讲：实验演示一：演示实验：在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态。
思考1：怎样才能让小车运动起来呢？——要用力去推它、或者……思考2：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？本节课来探究这个问题。
实验演示二：【实验演示】（如图）让一个小车从斜面上滑下，斜面末端分别放毛巾、木板和玻璃板，让学生仔细观察实验现象。
（一）伽利略理想斜面实验：理想实验：小结：伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的。
以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律。
题型1：伽利略理想斜面实验的理解：例1、关于伽利略理想实验，以下说法中正确的是（）。
A. 完全是理想的，没有事实为基础B. 是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律C. 无须事实基础，只是理想推理D. 以上说法都不对变式1：理想实验有时能更深刻地反映自然规律。
伽利略设想了一个理想实验，如图所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。
①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列__________（只要填写序号即可）。
在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。
下列关于事实和推论的分类正确的是（）。
初升高物理衔接班第5讲——牛顿第三定律一、学习目标：1. 清楚力的作用是相互的，清楚作用力与反作用力的概念。
2. 理解牛顿第三定律的确切含义，会用它解决简单的问题。
3. 会区分平衡力、作用力与反作用力。
二、学习要点：1. 掌握牛顿第三定律并会用它分析实际问题。
2. 区别平衡力、作用力和反作用力。
三、课程精讲：思考1：力是怎样定义的？实验演示1：取两块海绵进行实验，对齐并相互挤压，可以观察到其形状发生了变化，为什么这两块海绵的形状同时发生了变化？实验演示2：：将甲、乙两个悬挂在同一高度的磁铁，慢慢地靠近些，可以看到它们很快地相向运动起来，大家观察实验现象，分析其原因是什么？总结以上两个实验现象的结论。
（一）物体间的力的作用是相互的相互作用的一对力，可任选其中一个力称为作用力，则另一个力就是反作用力。
一对作用力与反作用力的性质总是相同的，即：作用力是弹力，则其反作用力也一定是弹力；作用力是摩擦力，其反作用力也一定是摩擦力，作用力与反作用力总是作用在不同的物体上。
分析：重力、弹力及摩擦力的作用都是相互的。
例1. 2003年10月15日9时50分，地处我国西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心，用“长征”II号F型火箭发射了“神舟”五号载人航天飞船，杨利伟代表中国人民成功地登上太空，下面关于飞船与火箭上天的情形叙述正确的是（）A. 火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力B. 火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C. 火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D. 飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力问题1：知道了作用力和反作用力的概念，那么它们之间的关系是什么呢？问题2：要设计一个实验来验证作用力与反作用力之间的关系，应怎样进行设计，需要什么器材，实验的原理又是什么？实验方案：把两个弹簧秤A和B连接在一起，如图甲所示。
第14讲牛顿第一定律模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1.了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养严谨的科学态度；2.知道牛顿第一定律的内容，并能对其揭示的运动和力的关系有较为深刻的理解；3.了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的思想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，培养科学推理和想象能力；4.理解惯性的内涵，能通过实例说明质量是惯性大小的唯一量度。
■知识点一：人类对运动与力的关系的认识历程代表人物主要观点亚里士多德必须有力作用在物体上，物体才能01运动；没有力的作用，物体就要02静止在某个地方伽利略力不是03维持物体运动的原因笛卡儿如果运动中的物体没有受到04力的作用，它将继续以同一05速度沿同一06直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向■知识点二：伽利略的理想实验(1)斜面实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。
如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。
如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更01长。
由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。
(2)结论：力02不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。
■知识点三：牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持01匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力02迫使它改变这种状态。
(2)意义①揭示了物体的一个固有属性，即物体具有保持原来03匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性。
牛顿第一定律也被叫作04惯性定律。
②揭示了运动和力的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是05改变物体运动状态的原因。
(3)牛顿第一定律所描述的状态是一种理想状态，它是利用逻辑思维进行分析的产物，06不可能用实验直接验证。
■知识点四：惯性与质量(1)描述物体惯性的物理量是它的01质量。
衔接点13牛顿第二定律1【基础知识梳理】1、牛顿第二定律的内容：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同．2、牛顿第二定律的表达式：F=ma3、牛顿第二定律的理解(1)同向性：加速度的方向与力的方向始终一致(2)瞬时性；加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失(3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的(4)独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果2、牛顿第二定律解决实际问题1．确定研究对象．2．分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图．3．求出合力．注意用国际单位制统一各个物理量的单位．4．根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解．3、超重和失重超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称为超重现象．失重现象：当物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重现象．1．如图所示，质量为2 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。
质量为3 kg的物体B用轻质细线悬挂，A、B接触但无挤压。
某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（g＝10 m/s2）A ．12 NB ．22 NC ．25 ND ．30N【答案】A【解析】剪断细线前，A 、B 间无压力，对A 受力分析，受重力和弹簧的弹力，根据平衡条件有：21020A F m g ==⨯=N剪断细线的瞬间，对整体分析，根据牛顿第二定律有：()()A B A B m m g F a m m =+-+代入数据得整体加速度为：6a =m/s 2隔离对B 分析，根据牛顿第二定律有：B B m g N m a -= 代入数据解得：12N =N ，故A 正确，BCD 错误。
故选A ．2．如图所示，小球从轻弹簧正上方无初速释放，从小球开始接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度和所受的合力的变化是A ．合力变大，加速度变小，速度变小B ．合力与加速度逐渐变大，速度逐渐变小C ．合力与加速度先变小后变大，速度先变大后变小D ．合力、加速度和速度都是先变大后变小 【答案】C【解析】小球与弹簧接触后，受重力和弹力作用，开始重力大于弹力，合力方向向下，则加速度方向向下，向下做加速度减小的加速运动，当重力和弹力相等后，弹力大于重力，合力方向向上，加速度方向向上，与速度方向相反，做加速度逐渐增大的减小运动。
高中物理力学教案：应用牛顿三定律解决实际问题一、牛顿三定律解决实际问题的介绍力学是物理学的一个重要分支，它主要研究物体运动和受力情况。
而在力学中，牛顿三定律是一个基础、重要且普遍适用的定律。
它为我们解决实际问题提供了有力的工具和方法。
牛顿三定律包括：第一定律——惯性定律，第二定律——动量定律，第三定律——相互作用定律。
这些定律结合起来，能够帮助我们分析并解决各种现实生活中的问题。
二、牛顿三定律在实际问题中的应用1.应用牛顿第一定律解决摩擦力问题当物体处于静止状态或匀速运动时，根据牛顿第一定律可以得出结论：物体所受合外力等于零，即没有合外力作用于物体上。
因此，在处理摩擦力相关问题时，可以通过分析合外力是否为零来判断物体是否会运动以及运动的方向。
例如，在沿水平面滑行的小车上放置一个块状物体，并施加一个恒定的水平推拉力。
如果小车无摩擦力作用，或者推拉力与摩擦力相等且反向，那么物体将保持静止。
而当推拉力大于摩擦力时，物体将开始向前运动。
2.应用牛顿第二定律解决受力问题牛顿第二定律表明：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，并与物体质量成反比。
即 F = ma，其中 F 表示作用在物体上的合外力，m 表示物体质量，a 表示物体的加速度。
通过运用牛顿第二定律，我们可以解决各种需要计算物体加速度、质量或合外力大小的实际问题。
例如，在求解斜面上滑动物体受到的重力和斜面法向分量后，可以进一步利用牛顿第二定律求得其加速度。
3.应用牛顿第三定律解决平衡问题牛顿第三定律告诉我们：两个相互作用的物体之间会产生大小相等、方向相反的两个相互作用力，即行动-反作用对。
这些力不仅有时候可以帮助我们理解现象和解释原理，还在解决平衡问题时发挥了关键作用。
例如，在分析吊着重物的绳子时，我们通常需要考虑到有关绳子的拉力。
在应用牛顿第三定律时，可以将绳子的拉力合力与重物所受重力相等、反向，并求解未知数。
这样可以帮助我们确定重物是否处于平衡状态或找出导致不平衡的原因。
《用牛顿运动定律解决问题》讲义一、牛顿运动定律概述牛顿运动定律是物理学中的重要基础定律，包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律指出，任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
这一定律揭示了物体具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关。
牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比，其表达式为 F ＝ ma。
这一定律在解决涉及力和运动关系的问题中起着关键作用。
牛顿第三定律表明，两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
二、运用牛顿运动定律解决问题的一般步骤1、确定研究对象首先要明确我们所研究的物体或系统。
2、进行受力分析画出研究对象的受力示意图，分析物体受到哪些力的作用，注意不要遗漏或多画力。
3、建立坐标系根据问题的具体情况，选择合适的坐标系，通常选择直角坐标系。
4、列方程求解根据牛顿第二定律 F ＝ ma，在选定的坐标系中分别列出各个方向上的力与加速度的关系式。
5、求解方程对列出的方程进行求解，计算出所需的物理量。
三、常见问题类型及解法1、已知受力情况求运动情况当我们知道物体所受的力时，可以通过牛顿第二定律求出加速度，然后结合运动学公式（如位移公式、速度公式等）求出物体的运动状态（速度、位移等）。
例如，一个质量为 m 的物体，受到水平向右的力 F 作用，已知物体与地面的摩擦力为 f，求物体的加速度和经过一段时间 t 后的速度和位移。
首先，根据牛顿第二定律，水平方向的合力为 F f，加速度 a ＝（F f) ／ m。
然后，根据速度公式 v ＝ v₀＋ at（假设初速度 v₀＝ 0），可得 v ＝（F f)t ／ m。
再根据位移公式 s ＝ v₀t ＋ 1/2at²，可得 s ＝ 1/2(F f)t²／ m 。
2、已知运动情况求受力情况如果已知物体的运动状态（速度、位移等随时间的变化），可以通过运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律求出物体所受的合力，进而分析各个力的情况。
初升高物理衔接班教案(学生版)牛顿第二定律初升高物理衔接班教案(学生版) - 牛顿第二定律1. 引言牛顿第二定律是物理学中非常重要的概念之一，它描述了物体受力情况下的运动状态。
在研究中学阶段的物理后，我们即将进入高中物理，在这个过程中，我们需要对牛顿第二定律有一个全面的理解。
本教案旨在帮助同学们理解和掌握牛顿第二定律的概念和应用。
2. 概念解析2.1 牛顿第二定律牛顿第二定律描述了物体在受到外力作用时的加速度与作用力之间的关系。
它的数学表达式为 F = m * a，其中 F 表示作用在物体上的净力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。
2.2 净力净力是作用在物体上的合力，也就是物体所受到的所有力的矢量和。
净力决定了物体的运动状态，当净力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动。
3. 实例演示3.1 动态物体的加速运动假设有一个质量为 2 kg 的物体，受到一个 10 N 的力作用，我们来计算物体的加速度。
根据牛顿第二定律的公式 F = m * a，我们可以将物体的质量和作用力代入公式进行计算。
F = 10 Nm = 2 kga = F / m = 10 N / 2 kg = 5 m/s²所以，物体的加速度为 5 m/s²。
3.2 静态物体的平衡状态当一个物体处于静止或匀速直线运动时，净力为零。
假设一个质量为 5 kg 的物体放置在水平地面上，我们施加一个 50 N 的力使其保持静止。
根据牛顿第二定律的公式 F = m * a，我们可以将物体的质量和作用力代入公式进行计算。
由于物体保持静止，加速度为零，所以净力也为零。
F = 50 Nm = 5 kga = F / m = 50 N / 5 kg = 0 m/s²所以，物体所受的支持力和重力之间存在平衡，物体保持静止。
4. 探究扩展除了受到常规的力之外，物体还可能受到其他形式的力。
例如，摩擦力、弹力、重力等。
我们可以通过继续探究这些力在牛顿第二定律中的应用，来进一步理解物体在不同力作用下的运动状态。
第18讲牛顿运动定律的应用模块一思维导图串知识模块二基础知识全梳理（吃透教材）模块三教材习题学解题模块四核心考点精准练模块五小试牛刀过关测1.能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体受力确定运动情况，已知物体运动确定受力；2.掌握利用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，首先对研究对象受力分和运动情况分析，然后利用牛顿第二定律将二者联系起来；■知识点一：从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由求出物体的加速度，再通过的规律确定物体的运动情况。
■知识点二：从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的，结合受力分析，再根据求出力。
【参考答案】1.从受力确定运动情况牛顿第二定律、运动学2.从运动情况确定受力加速度、牛顿第二定律【答案】（1）28.9m；（2）2.1m。
【答案】650N，方向垂直于山坡向下；教材习题一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。
层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，考向一：从受力确定运动情况【例1】如图所示，位于水平地面上的质量为M 的小木块，在大小为F 、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动。
若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为()A.FM B ．F cos αMC.F cos α－μMgMD ．F cos α－μ(Mg －F sin α)M【巩固1】如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°角，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F ＝10N ，刷子的质量为m ＝0.5kg ，刷子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数μ＝0.5，天花板长为L ＝4m ，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10m/s 2。
试求：(1)刷子沿天花板向上的加速度大小；(2)工人把刷子从天花板底端由静止推到顶端所用的时间。
考向二：从运动情况确定受力【例2】光滑水平面上，质量为4kg的物体在水平推力F1的作用下由静止开始运动，0～2s内的位移为6m；质量为2.5kg的物体在水平推力F2的作用下由静止开始运动，0～3s 内的位移为9m。
高中物理教案：应用牛顿运动定律解决实际问题一、引言在高中物理学习的过程中，牛顿运动定律是一个非常重要的概念。
牛顿运动定律提供了解释物体在力作用下如何运动的基本原则。
本教案将着重介绍如何应用牛顿运动定律解决实际问题，帮助学生将所学知识应用到实际生活中。
二、目标•理解牛顿第一、第二和第三定律的概念•学会应用牛顿运动定律解决有关力与加速度、摩擦力等实际问题•培养学生分析和解决实际问题的能力三、教学内容及步骤第一步：复习牛顿运动定律基础知识（20分钟）1.回顾牛顿第一法则（惯性定律）：物体会保持静止或匀速直线运动，直到受到外力作用。
2.复习牛顿第二法则（力学方程）：F = ma，力等于质量乘以加速度。
3.复习牛顿第三法则（作用与反作用定律）：对于每一个作用力，都存在一个等大小、相反方向的反作用力。
第二步：应用牛顿运动定律解决实际问题（60分钟）1.解决有关力与加速度的问题：•例如，一辆质量为500kg的汽车被一个20N的恒定力推动，求汽车的加速度。
•学生需要运用牛顿第二法则，将所给力值和质量代入公式计算出加速度。
2.解决涉及摩擦力的问题：•例如，一个100kg的箱子在水平地面上受到10N的推拉力，箱子与地面之间的摩擦系数为0.2，求箱子的加速度。
•学生需要首先分析箱子受到的各个力以及其方向，并应用牛顿第二法则解决此类问题。
3.探讨其他实际问题：•学生可以根据自己感兴趣的现象或实际情境提出有关牛顿运动定律的问题，并尝试解答。
第三步：总结与拓展（20分钟）1.回顾学习内容并总结关键点。
2.引导学生思考如何将牛顿运动定律应用到其他实际问题中。
3.提供相关拓展阅读材料，进一步深入了解牛顿运动定律的应用。
四、教学资源•教科书：提供理论知识的基础•实物模型：可帮助学生更好地理解牛顿运动定律•计算器或电脑：辅助计算和数据处理五、评估方法•课堂练习：包括选择题、填空题和解答题等形式，检验学生对所学内容的掌握程度•小组讨论和展示：学生可在小组内合作探讨并分享解决实际问题的方法，并进行展示和交流六、延伸活动•实验探究：通过设计小型实验让学生观察和验证牛顿运动定律的应用•研究报告：鼓励学生选取一个与牛顿运动定律相关的实际问题进行深入研究，并撰写一份简要报告。
第四节 用牛顿运动定律解决问题一、牛顿第二定律的作用 牛顿第二定律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． 二、动力学的两类基本问题 1．从受力确定运动情况求解此类题的思路是：已知物体的受力情况，根据牛顿第二定律，求出物体的加速度，再由物体的初始条件，根据运动学规律求出未知量(速度、位移、时间等)，从而确定物体的运动情况．2．从运动情况确定受力求解此类题的思路是：根据物体的运动情况，利用运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的力，从而求得未知的力，或与力相关的某些量，如动摩擦因数、劲度系数、力的角度等．三、解决动力学问题的关键对物体进行正确的受力分析和运动情况分析，并抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度.一、从受力确定运动情况已知物体的受力情况――→F ＝ma 求得a ，例题1.如图所示，质量m ＝2 kg 的物体静止在水平地面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍，现对物体施加一个大小F ＝8 N 、与水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2.求：(1)画出物体的受力图，并求出物体的加速度；(2)物体在拉力作用下5 s 末的速度大小；(3)物体在拉力作用下5 s 内通过的位移大小．【参考答案】(1)见解析图 1.3 m/s 2，方向水平向右(2)6.5 m/s (3)16.25 m【试题解析】(1)对物体受力分析如图：由图可得：⎩⎪⎨⎪⎧ F cos θ－μF N ＝ma F sin θ＋F N ＝mg 解得：a ＝1.3 m/s 2，方向水平向右(2)v ＝at ＝1.3×5 m/s ＝6.5 m/s(3)x ＝12at 2＝12×1.3×52 m ＝16.25 m 二、从运动情况确定受力例题2.民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口，发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊组成的斜面，机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来．若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m ，构成斜面的气囊长度为5.0 m ．要求紧急疏散时，乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g 取10 m/s 2)，则：(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大？(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少？【参考答案】(1)2.5 m/s 2 (2)0.92【试题解析】(1)由题意可知，h ＝4.0 m ，L ＝5.0 m ，t ＝2.0 s.设斜面倾角为θ，则sin θ＝h L. 乘客沿气囊下滑过程中，由L ＝12at 2得a ＝2L t2，代入数据得a ＝2.5 m/s 2. (2)在乘客下滑过程中，对乘客受力分析如图所示，沿x 轴方向有mg sin θ－F f ＝ma ，沿y 轴方向有F N －mg cos θ＝0，又F f ＝μF N ，联立方程解得μ＝g sin θ－a g cos θ≈0.92.例题3.质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v —t 图象如图2所示．弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的34.设球受到的空气阻力大小恒为F f ，取g ＝10 m/s 2，求：(1)弹性球受到的空气阻力F f 的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h .【参考答案】 (1)0.2 N (2)0.375 m【试题解析】(1)由v －t 图象可知，弹性球下落过程的加速度为a 1＝Δv Δt ＝4－00.5m/s 2＝8 m/s 2 根据牛顿第二定律，得mg －F f ＝ma 1所以弹性球受到的空气阻力F f ＝mg －ma 1＝(0.1×10－0.1×8) N ＝0.2 N(2)弹性球第一次反弹后的速度v 1＝34×4 m/s ＝3 m/s 根据牛顿第二定律mg ＋F f ＝ma 2，得弹性球上升过程的加速度为a 2＝mg ＋F f m ＝0.1×10＋0.20.1m/s 2＝12 m/s 2 根据v 2－v 21＝－2a 2h ，得弹性球第一次反弹的高度h ＝v 212a 2＝322×12m ＝0.375 m.三、多过程问题分析1．当题目给出的物理过程较复杂，由多个过程组成时，要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段，找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程．联系点：前一过程的末速度是后一过程的初速度，另外还有位移关系等．2．注意：由于不同过程中力发生了变化，所以加速度也会发生变化，所以对每一过程都要分别进行受力分析，分别求加速度．例题4.质量为m ＝2 kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.5，现在对物体施加如图所示的力F ，F ＝10 N ，θ＝37°(sin 37°＝0.6)，经t 1＝10 s 后撤去力F ，再经一段时间，物体又静止，(g 取10 m/s 2)则：(1)说明物体在整个运动过程中经历的运动状态．(2)物体运动过程中最大速度是多少？(3)物体运动的总位移是多少？【参考答案】(1)见解析 (2)5 m/s (3)27.5 m【试题解析】(1)当力F 作用时，物体做匀加速直线运动，撤去F 时物体的速度达到最大值，撤去F 后物体做匀减速直线运动．(2)撤去F 前对物体受力分析如图，有：F sin θ＋F N1＝mgF cos θ－F f ＝ma 1F f ＝μF N1x 1＝12a 1t 21v ＝a 1t 1，联立各式并代入数据解得x 1＝25 m ，v ＝5 m/s(3)撤去F 后对物体受力分析如图，有：F f ′＝μF N 2＝ma 2，F N 2＝mg2a 2x 2＝v 2，代入数据得x 2＝2.5 m物体运动的总位移：x ＝x 1＋x 2得x ＝27.5 m例题5.冬奥会四金得主王濛于2014年1月13日亮相全国短道速滑联赛总决赛．她领衔的中国女队在混合3 000米接力比赛中表现抢眼．如图所示，ACD 是一滑雪场示意图，其中AC 是长L ＝8 m 、倾角θ＝37°的斜坡，CD 段是与斜坡平滑连接的水平面．人从A 点由静止下滑，经过C 点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下．人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间；(2)人在离C点多远处停下？【参考答案】(1)2 s(2)12.8 m【试题解析】(1)人在斜坡上下滑时，受力如图所示．设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得mg sin θ－F f＝maF f＝μF N垂直于斜坡方向有F N－mg cos θ＝0由匀变速运动规律得L＝12at2联立以上各式得a＝g sin θ－μg cos θ＝4 m/s2t＝2 s(2)人在水平面上滑行时，水平方向只受到地面的摩擦力作用．设在水平面上人减速运动的加速度为a′，由牛顿第二定律得μmg＝ma′设人到达C处的速度为v，则由匀变速直线运动规律得人在斜面上下滑的过程：v2＝2aL人在水平面上滑行时：0－v2＝－2a′x联立以上各式解得x＝12.8 m四、瞬时加速度问题根据牛顿第二定律，加速度a与合外力F存在着瞬时对应关系：合外力恒定，加速度恒定；合外力变化，加速度变化；合外力等于零，加速度等于零．所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．应注意两类基本模型的区别：(1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，形变恢复几乎不需要时间．(2)弹簧(或橡皮绳)模型：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的．例题6.如图中小球质量为m，处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ.则：(1)绳OB和弹簧的拉力各是多少？(2)若烧断绳OB瞬间，物体受几个力作用？这些力的大小是多少？(3)烧断绳OB瞬间，求小球m的加速度的大小和方向．【参考答案】(1)mg tan θmgcos θ(2)两个重力为mg弹簧的弹力为mgcos θ(3)g tan θ水平向右【试题解析】解析(1)对小球受力分析如图甲所示其中弹簧弹力与重力的合力F′与绳的拉力F等大反向则知F＝mg tan θ；F弹＝mg cos θ(2)烧断绳OB的瞬间，绳的拉力消失，而弹簧还是保持原来的长度，弹力与烧断前相同．此时，小球受到的作用力是重力和弹力，大小分别是G＝mg，F弹＝mgcos θ.(3)烧断绳OB的瞬间，重力和弹簧弹力的合力方向水平向右，与烧断绳OB前OB绳的拉力大小相等，方向相反，(如图乙所示)即F合＝mg tan θ，由牛顿第二定律得小球的加速度a＝F合m＝g tan θ，方向水平向右．例题7.如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a 1、a2.重力加速度大小为g.则有()A．a1＝0，a2＝g B．a1＝g，a2＝gC．a1＝0，a2＝m＋MM g D．a1＝g，a2＝m＋MM g【参考答案】C【试题解析】在抽出木板后的瞬间，弹簧对木块1的支持力和对木块2的压力并未改变．木块1受重力和支持力，mg＝F N，a1＝0，木块2受重力和压力，根据牛顿第二定律a2＝F N′＋MgM＝m＋MM g，故选C.五、整体法和隔离法在连接体问题中的应用1．整体法：把整个连接体系统看做一个研究对象，分析整体所受的外力，运用牛顿第二定律列方程求解．其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互作用力．2．隔离法：把系统中某一物体(或一部分)隔离出来作为一个单独的研究对象，进行受力分析，列方程求解．其优点在于将系统内物体间相互作用的内力转化为研究对象所受的外力，容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单．注意整体法主要适用于各物体的加速度相同，不需要求内力的情况；隔离法对系统中各部分物体的加速度相同或不相同的情况均适用．例题8.如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2.拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1>F2.试求在两个物块运动过程中轻线的拉力F T的大小．【参考答案】m1F2＋m2F1 m1＋m2【试题解析】以两物块整体为研究对象，根据牛顿第二定律得F1－F2＝(m1＋m2)a①隔离物块m1，由牛顿第二定律得F1－F T＝m1a②由①②两式解得F T＝m1F2＋m2F1 m1＋m2六、动力学中的临界问题分析若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般都有临界状态出现．分析时，可用极限法，即把问题(物理过程)推到极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件．在某些物理情景中，由于条件的变化，会出现两种不同状态的衔接，在这两种状态的分界处，某个(或某些)物理量可以取特定的值，例如具有最大值或最小值．常见类型有：(1)隐含弹力发生突变的临界条件弹力发生在两物体的接触面之间，是一种被动力，其大小由物体所处的状态决定，运动状态达到临界状态时，弹力发生突变．(2)隐含摩擦力发生突变的临界条件摩擦力是被动力，由物体间的相对运动趋势决定，静摩擦力为零是状态方向发生变化的临界状态；静摩擦力最大是物体恰好保持相对静止的临界状态．例题8.如图所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球．(1)当滑块至少以多大的加速度a向左运动时，小球对滑块的压力等于零？(2)当滑块以a′＝2g的加速度向左运动时，线中拉力为多大？【参考答案】(1)g (2)5mg【试题解析】(1)假设滑块具有向左的加速度a 时，小球受重力mg 、线的拉力F 和斜面的支持力F N 作用，如图甲所示．由牛顿第二定律得水平方向：F cos 45°－F N cos 45°＝ma ，竖直方向：F sin 45°＋F N sin 45°－mg ＝0.由上述两式解得F N ＝m (g －a )2sin 45°，F ＝m (g ＋a )2cos 45°. 由此两式可以看出，当加速度a 增大时，球所受的支持力F N 减小，线的拉力F 增大．当a ＝g 时，F N ＝0，此时小球虽与斜面接触但无压力，处于临界状态，这时绳的拉力为F＝mg cos 45°＝2mg .所以滑块至少以a ＝g 的加速度向左运动时小球对滑块的压力等于零． (2)当滑块加速度a >g 时，小球将“飘”离斜面而只受线的拉力和重力的作用，如图乙所示，此时细线与水平方向间的夹角α<45°.由牛顿第二定律得F ′cos α＝ma ′，F ′sin α＝mg ，解得F ′＝m a ′2＋g 2＝5mg .。
