专题02 牛顿运动定律与直线运动(教学案)-2017年高考物理二轮复习精品资料

高一物理专题二 直线运动和牛顿运动定律教案一 教学目的1 理解有关直线运动的基本概念，掌握直线运动的特点和基本规律，并能较熟练地解决有关直线运动的问题2.进一步理解牛顿运动定律,掌握用牛顿定律解题的一般方法,明确力和运动的关系.3.通过典型题的讲解和训练,帮助学生初步形成学习物理的良好的思维习惯,为后续学习打好基础.二 重要知识点㈠ 匀变速直线运动的规律1．基本规律①．速度公式： 0t V V at =+②．位移公式： 2012S V t at =+注意： ．这两个公式是矢量式ⅱ ．从位移公式的推导过程看1()2S t =0t v +v 也是匀变速直线运动求位移的一个重要公式。

2．有用的推论③．速度位移关系： 2202t V V aS -=3．其他导出规律⑴．一般的匀变速直线运动④．连续相等时间间隔T 内的位移之差为定值a 2T ，即： 21N N S S aT +-=⑤．某段过程中间时刻的即时速度等于这段过程的平均速度，即021()2t t S V V V t ==+ ⑥．某段过程中间位置即时速度等于这段过程初、末速度平方和一半的平方根，即2S V =⑵．初速度v 0 0=的匀变速直线运动⑦．速度与时间成正比，即： V t ∝⑧．位移与时间平方成正比，即： 2S t ∝⑨．从开始运动起，连续相等的时间间隔内位移之比等于从1起的连续奇数比，即：123:::1:3:5:(21)N S S S S N =-⑩．从开始运动起，通过连续相等的位移所用时间之比为123:::1:(21):(32):(1)n t t t t n n =----㈡ 牛顿第二定律1. 内容：物体的加速度与物体所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与合外力方向一致。

其表达式为 F m a =其分量式为： x x y y z zF ma F ma F ma ===2.要点：⑴．物体的惯性得到了量化：质量是惯性的唯一量度。

牛顿第二定律是高考中每年必考的热点内容，既会单独考查，又会与电磁学内容结合考查学生的综合处理问题的能力.近几年高考主要考查匀变速直线运动的公式、规律及运动图象的应用，题型多以选择题和计算题为主，题目新颖，与生活实际联系密切。

考查直线运动和力的关系时大多综合牛顿运动定律、受力分析、运动过程分析等内容。

牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一。

对这部分内容的考查非常灵活，选择、实验、计算等题型均可以考查。

其中用整体法和隔离法处理问题，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题，物体的平衡条件等都是高考热点；对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。

另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题、同步卫星问题等等，应用非常广泛，尤其要注意以天体问题为背景的信息给予题，这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度，而且还能考查考生从材料、信息中获取要用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。

一、匀变速直线运动的规律1．匀变速直线运动的公式2．匀变速直线运动的规律的应用技巧(1)任意相邻相等时间内的位移之差相等，即Δx＝x2－x1＝x3－x2＝…＝aT2，x m－x n＝(m－n)aT2.(2)某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，即v t/2＝(3)对于初速度为零的匀变速直线运动，可尽量利用初速度为零的运动特点解题．如第n秒的位移等于前n秒的位移与前n－1秒的位移之差，即x′n＝x n－x n－1＝an2－a(n－1)2＝a(2n－1)．(4)逆向思维法：将末速度为零的匀减速直线运动转换成初速度为零的匀加速直线运动处理．末速度为零的匀减速直线运动，其逆运动为初速度为零的匀加速直线运动，两者加速度相同．如竖直上抛运动上升阶段的逆运动为自由落体运动，竖直上抛运动上升阶段的最后1 s内的位移与自由落体运动第1 s的位移大小相等．(5)加速度不变的匀减速直线运动涉及反向运动时(先减速后反向加速)，可对全过程直接应用匀变速运动的规律解题．如求解初速度为19.6 m/s的竖直上抛运动中3 s末的速度，可由v t＝v0－gt直接解得v t＝－9.8 m/s，负号说明速度方向与初速度相反．3．图象问题(1)两种图象(2)v－t图象的特点①v－t图象上只能表示物体运动的两个方向，t轴上方代表的是“正方向”，t轴下方代表的是“负方向”，所以v－t图象只能描述物体做“直线运动”的情况，不能描述物体做“曲线运动” 的情况．②v－t图象的交点表示同一时刻物体的速度相等．③v－t图象不能确定物体的初始位置．(3)利用运动图象分析运动问题要注意以下几点①确定图象是v－t图象还是x－t图象．②明确图象与坐标轴交点的意义．③明确图象斜率的意义：v－t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向；x－t图象中图线的斜率或各点切线的斜率表示物体的速度，斜率的大小表示速度的大小，斜率的正负反映了速度的方向．④明确图象与坐标轴所围的面积的意义．⑤明确两条图线交点的意义．二、牛顿第二定律的四性三、超重与失重1．物体具有向上的加速度(或具有向上的加速度分量)时处于超重状态，此时物体重力的效果变大．2．物体具有向下的加速度(或具有向下的加速度分量)时处于失重状态，此时物体重力的效果变小；物体具有向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态，此时物体重力的效果消失．注意：①重力的效果指物体对水平面的压力、对竖直悬绳的拉力以及浮力等；②物体处于超重或失重(含完全失重)状态时，物体的重力并不因此而变化．四、力F与直线运动的关系五、匀变速直线运动规律的应用匀变速直线运动问题，涉及的公式较多，求解方法较多，要注意分清物体的运动过程，选取简洁的公式和合理的方法分析求解，切忌乱套公式，一般情况是对任一运动过程寻找三个运动学的已知量，即知三求二，若已知量超过三个，要注意判断，如刹车类问题，若已知量不足三个，可进一步寻找该过程与另一过程有关系的量，或该物体与另一物体有关系的量，一般是在时间、位移、速度上有关系，然后联立关系式和运动学公式求解，且解题时一定要注意各物理量的正负．六、追及、相遇问题1．基本思路2．追及问题中的临界条件(1)速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动)：①当两者速度相等时，若追者位移仍小于被追者位移，则永远追不上，此时两者间有最小距离．②若两者速度相等时，两者的位移也相等，则恰能追上，也是两者避免碰撞的临界条件．③若两者位移相等时，追者速度仍大于被追者的速度，则被追者还有一次追上追者的机会，其间速度相等时两者间距离有一个较大值．(2)速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动)：①当两者速度相等时有最大距离．②当两者位移相等时，即后者追上前者．3．注意事项(1)追者和被追者速度相等是能追上、追不上或两者间距最大、最小的临界条件．(2)被追的物体做匀减速直线运动时，要判断追上时被追的物体是否已停止．七、动力学的两类基本问题1．已知物体的受力情况，确定物体的运动情况处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度，也就是确定了物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，确定物体的受力情况处理方法：已知物体的运动情况，由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合外力，由此推断物体受力情况．八、动力学中的临界问题解答物理临界问题的关键是从题述信息中寻找出临界条件．许多临界问题题述中常用“恰好”、“最大”、“至少”、“恰好不相撞”、“恰好不脱离”……词语对临界状态给出暗示．也有些临界问题中不显含上述常见的“临界术语”，但审题时会发现某个物理量在变化过程中会发生突变，则该物理量突变时物体所处的状态即为临界状态．审题时，一定要抓住这些特定的词语，明确含义，挖掘内涵，找出临界条件．高频考点一运动图象问题例1．（2018年全国Ⅲ卷）甲乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。

高中物理牛顿第二定律教案5篇通过教案能够为教师提供丰富的教学资源和参考资料，教师若希望在教学中脱颖而出，应高度重视教案的撰写和规划，以下是本店铺精心为您推荐的高中物理牛顿第二定律教案5篇，供大家参考。

高中物理牛顿第二定律教案篇1【教材地位与作用】本节内容是在上节实验课程探究加速度、质量与力的关系的基础上进行知识的探究和总结，在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。

牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起，具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系，是动力学中的核心内容，是本章的重点内容。

【学情分析】在学习这一节内容之前，学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力；通过上一节探究加速度与力、质量的关系，知道了加速度与力、质量的关系。

这些都为本节学习准备了知识基础，牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起，使前三章构成一个整体，是解决力学问题的重要工具，应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解，全面掌握。

【教学目标】1、知识目标（1）理解加速度与力和质量间的关系。

（2）理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义。

（3）能运用牛顿第二定律解答有关问题。

2、能力目标培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。

3、德育目标（1）渗透物理学研究方法的教育。

（2）认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

（3）培养学生严谨思考的能力，激发学生学习物理的兴趣。

【教学重点】理解牛顿第二定律【教学难点】牛顿第二定律的应用【教学策略】回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。

【教学流程图】【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【知识回顾】回忆上节课探究的a与f、m关系。

向学生提问：回忆上节实验探究课内容，控制变量法的应用？我们研究了哪几个物理量？它们之间有什么关系？能用公式反应他们之间的关系吗？回忆上节课知识，集体回答。

专题2 直线运动规律及牛顿运动定律的应用【2020年高考考纲解读】(1)匀变速直线运动的规律及应用(2)运动图象与匀变速直线运动规律的综合应用(3)运动图象与牛顿第二定律的综合应用(4)动力学的两类基本问题【命题趋势】(1)单独考查匀变速直线运动的规律、运动图象的应用以及牛顿运动定律及其应用，题型一般为选择题．(2)力和运动的关系大多结合牛顿运动定律、受力分析、运动过程分析综合考查，题目一般为计算题；涉及的题目与实际密切联系．【重点、难点剖析】本专题的高频题型主要集中在牛顿运动定律、匀变速直线运动规律的应用，以及对运动图象的理解及应用等几个方面，难度适中，本专题知识常与电场、磁场、电磁感应等知识结合，考查带电体或导体棒的运动规律，复习时要侧重对知识的理解和应用，以及各知识点间的综合分析。

1．必须精通的几种方法(1)图象法分析物体的运动规律。

(2)整体法和隔离法分析连接体问题。

(3)逆向思维法处理匀减速直线运动。

(4)正交分解法在动力学问题中的应用。

(5)对称法分析竖直上抛运动。

2．必须明确的易错易混点(1)处理刹车类问题时要注意在给定的时间内车是否已经停止运动。

(2)物体沿斜面上冲时，从最高点返回时的加速度与上冲时的加速度不一定相同。

(3)处理追及相遇问题时，若被追赶的物体做匀减速直线运动，一定要注意追上前该物体是否已停止运动。

(4)注意区分a 、Δv 、Δt Δv 三个物理量。

(5)由图象得到的加速度方向与应用牛顿第二定律列式时所取的正方向应保持一致。

(6)超重或失重的物体加速度方向不一定沿竖直方向。

(7)加速度“突然”变化时，绳、杆产生的弹力可能跟着“突变”，而弹簧、橡皮筋产生的弹力不会“突变”。

3.求解追及相遇问题的基本思路4．要抓住一个条件，两个关系(1)一个条件：即两者速度相等，它往往是物体间能否追上或两者距离最大、最小的临界条件，也是分析判断的切入点。

(2)两个关系：即时间关系和位移关系。

专题2 牛顿运动定律与直线运动本部分内容高考命题存在以下特点和趋势：一是高考考查的重点，命题次数较多；二是题型全面：从选择到实验、再到计算题；三是命题趋势大体呈现以下特点：从匀变速直线运动规律的应用为重点转向动力学方法的应用为重点，而从2016年高考开始又趋向动力学方法和功能关系的综合应用。

高频考点：匀变速直线运动规律的应用、运动学图象问题、牛顿运动定律的应用。

考点一、匀变速直线运动规律应用例 (郑州2018届高三阶段考试) 甲、乙两人在某一直道上完成200 m 的赛跑，他们同时、同地由静止开始运动，都经过4 s 的匀加速，甲的爆发力比乙强，加速过程甲跑了20 m 、乙跑了18 m ；然后都将做一段时间的匀速运动，乙的耐力比甲强，匀速持续时间甲为10 s 、乙为13 s ，因为体力、毅力的原因，他们都将做匀减速运动的调节，调节时间都为2 s ，且速度都降为8 m/s ，最后冲刺阶段以8 m/s 的速度匀速达到终点。

求：(1)甲做匀减速运动的加速度； (2)甲冲刺阶段完成的位移大小。

【审题立意】本题为多过程直线运动问题，主要考查匀变速直线运动规律的应用。

在解题时要明确各个运动阶段，注意平均速度公式的应用、加速度的计算方法，同时在计算时要注意各物理量的矢量性。

【解题思路】 (1)在匀加速过程，设甲的位移为x 1，所用的时间为t 1，达到的末速度为v 1，由x 1＝v1t 12，解得v 1＝10 m/s甲做匀减速运动的末速度为v 2，匀减速运动的加速度为a 2，由a 2＝v 2－v 1Δt得a 2＝－1 m/s 2。

(2)甲匀速运动的位移：x 2＝v 1t 2＝10×10 m＝100 m 甲匀减速的位移：x 3＝v 1＋v 22Δt考向预测知识与技巧的梳理解得x 3＝18 m最后甲冲刺的位移为：x 4＝200 m －(x 1＋x 2＋x 3)＝200 m －(20＋100＋18)m ＝62 m 【参考答案】(1)－1 m/s 2(2)62 m【知识建构】1．记牢匀变速直线运动的“四类公式”2．掌握处理匀变速直线运动的五种方法【变式训练】 1．(2018届高三·第一次全国大联考Ⅲ卷) 如图所示，两光滑斜面在B 处连接，小球从A 处由静止释放，经过B 、C 两点时速度大小分别为3 m/s 和4 m/s ，AB ＝BC 。

第三章牛顿运动定律知识网络一. 方法和技巧：1.主要方法：（1）力的处理方法:○1正交分解法：若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题F x=ma x,F=ma y○2合成法：若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用合成法。

（2）如何建立直角坐标系若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。

○1一般选加速度方向为一个坐标轴的正方向○2尽量少的分解矢量○3要有利于简化方程组例6.在图示的几种情况下，要用正交分解法解题，如何建立直角坐标系？（1）求小车的加速度（2）求人受到的摩擦力和支持力（3）求平抛运动的小球距斜面的最大距离2、牛顿运动定律在系统中的应用：若研究对象是质点组，牛顿第二定律的形式可以表述为：系统所受到的合外力F等于系统各部分的质量m i乘各部分的加速度a i的和F=m1a1+m2a2+m3a3+……+m n a nF x=m1a1x+m2a2x+…Fy=m1a1y+m2a2y+….例1.如图，倾角为θ质量为M的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为μ，木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。

求水平面给斜面体的支持力、摩擦力的大小和方向3.研究对象的选取方法:--- 整体法与隔离法○1隔离法：若研究物体间作用时，应将研究对象隔离出来分析研究。

○2整体法：a. 两物体相对静止情况：F x=（m1+m2）a xF=（m1+m2）a y例2. 如图所示，悬挂于向右运动小车里的小球偏离竖直方向θ角，则小车对底板上的物块摩擦力多大？物块质量为m。

mg tgθ.水平向右.例3如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上．小车上用细线悬吊一质量为m 的小球，M＞m．现用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成α角，细线的拉力为T；若用一力F’水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a’向左运动时，细线与竖直方向也成α角，细线的拉力为T’．则A．a'=a,T '=TB．a'<a,T '=TC．a'>a,T '=TD．a'>a,T '>TCb.两物体间有相对运动情况：F x=m1a1x+m2a2xF y=m1a1y+m2a2y例4.如图所示，质量为M，长为l的木板放在光滑的斜面上。

专题02 牛顿运动定律与直线运动构建知识网络：考情分析：牛顿运动定律是高中物理的基础，更是力学的核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，近几年对牛顿运动定律的考查频率非常高，牛顿运动定律将主要考查牛顿运动定律在动力学中的综合问题、电场与磁场中电荷运动问题、电磁感应综合问题的应用。

重点知识梳理：一、匀变速直线运动的“四类公式”（简称1、2、3、4运动学公式：一个定义式两个基本公式三个重要推论四个初速度为零的推论）1.2.3.（无论匀加速还是匀减速直线运动）逐差法4.初速度为0的几个推论：（设时间间隔为t）①．第1t末、第2t末、第3t末速度之比：②．前1t内、前2t内、前3t内位移之比：③．第1t内、第2t内、第3t内位移之比：④．若将整个过程分成若干个相等的位移等分，每一等分所用时间之比：二、符号法则(1)匀变速直线运动的“四类公式”都是矢量式，应用时注意各量符号的确定。

(2)一般情况下，取初速度的方向为正方向。

三、解决匀变速直线运动的常用方法四、牛顿第一定律1.内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.意义(1)指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因.(2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律.(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受合外力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态.3.惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小.(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关.五、牛顿第二定律1.内容物体加速度的大小跟所受外力的合力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟合外力方向相同.2.表达式：F＝ma.六、牛顿第三定律1.牛顿第三定律的内容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.2.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同.(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同.(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关.七、力学单位制1.力学中的基本物理量及单位(1)力学中的基本物理量是长度、质量、时间.(2)力学中的基本单位：米(m)、千克（Kg）、秒（S） .2.单位制(1)由基本单位和导出单位组成的单位系统叫做单位制.(2)国际单位制(SI)：国际计量大会制定的国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制.八、超重与失重1.超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象.(2)产生条件：物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于物体所受重力的现象.(2)产生条件：物体具有向下的加速度.【名师提醒】动力学综合题的解法：受力分析—过程分析—求解加速度是关键直线运动--受力分析后建立的表达式：（1）运动方向建立牛顿第二运动定律表达式；（2）垂直于运动方向建立平衡条件表达式；（3）两个方向的联系滑动摩擦力公式直线运动--过程分析后建立的表达式：选用合适的运动学公式，如果是多过程问题分段处理，两个过程的联系通常是前一过程的末速度是后一过程的初速度典型例题剖析：考点一：匀变速直线运动规律的应用【典型例题1】如图所示，云南省彝良县发生特大泥石流，一汽车停在小山坡底，司机突然发现在距坡底240 m的山坡处泥石流以8 m/s的初速度、0.4 m/s2的加速度匀加速倾泻而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动.已知司机的反应时间为1 s，汽车启动后以0.5 m/s2的加速度一直做匀加速直线运动.试分析司机能否安全脱离.【答案】司机能安全脱离【变式训练1】(2017·江苏如皋一模)如图所示，水平地面O点的正上方的装置M每隔相等的时间由静止释放一小球，当某小球离开M的同时，O点右侧一长为L＝1.2 m的平板车开始以a＝6.0 m/s2的恒定加速度从静止开始向左运动，该小球恰好落在平板车的左端，已知平板车上表面距离M的竖直高度为h＝0.45 m，忽略空气的阻力，重力加速度g取10 m/s2。