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

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的勻加速直線運動,已知物體與地面間動摩擦因數(shù)為μ,則物體所受合外力為（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

課前小測考查點：動力學受力分析課前小測例2.(多選)如下圖所示,小車運動時,看到擺球懸線與豎直方向成θ角,并與小車保持相對靜止,則下列說法中正確的是(

)

A．小車可能向右加速運動,加速度為gsinθB．小車可能向右減速運動,加速度為gtanθC．小車可能向左加速運動,加速度為gtanθD．小車可能向左減速運動,加速度為gtanθ考查點：牛二矢量性課前小測例3．(多選)如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一個小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落,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程中下列說法正確的是(

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

例4.

為了節(jié)省能量,某商場安裝了如圖所示智能化的電動扶梯,扶梯與水平面的夾角為θ.無人乘行時,扶梯運行得很慢；當有人站上扶梯時,扶梯先以加速度a勻加速運動,再以速度v勻速運動.一質量為m的顧客乘扶梯上樓,恰好經歷了這兩個過程,重力加速度為g,下列說法中正確的是(

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

幫忙轉移研究對象牛頓第二定律：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.

勻變速運動系列公式同體性矢量性瞬時性方向獨立性與合成性兩類基本問題瞬時問題多過程問題連接體問題系統(tǒng)牛二超失重問題因果性臨界問題常規(guī)較難力v運動v

勻變速運動系列公式運動力同體性矢量性瞬時性方向獨立性與合成性兩類基本問題瞬時問題多過程問題連接體問題系統(tǒng)牛二超失重問題因果性臨界問題常規(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的勻加速直線運動,已知物體與地面間動摩擦因數(shù)為μ,則物體所受合外力為（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

課前小測考查點：動力學受力分析動力學受力分析與靜力學大區(qū)分！?、陟o力學問題三力平衡問題適宜用合成法,四力以上適宜用正交分解,動力學中二力問題用合成法與正交分解法皆可,三力以上適宜正交分解.①動力學問題受力分析應先預判加速度方向,如不能預判,也應該根據(jù)具體問題分析加速度可能方向.

動力學受力分析與靜力學大區(qū)分?。、陟o力學問題三力平衡問題適宜用合成法,四力以上適宜用正交分解,動力學中二力問題適宜用合成法,三力以上適宜正交分解.①動力學問題受力分析應先預判加速度方向,如不能預判,也應該根據(jù)具體問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動,求物體加速度方向及大小.③靜力學問題中正交分解坐標軸選取任意,一般遵循便利性原則,動力學中嚴重建議加速度方向及垂直于加速度方向建立坐標軸.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瞬時性：加速度和物體所受的合外力是瞬時對應關系,即同時產生、同時變化、同時消失,保持一一對應關系.③矢量性：F＝ma是矢量式,任一時刻a的方向均與合外力F的方向時刻保持一致.①同體性：公式F＝ma中a、F、m都是針對同一物體的,進行計算時,主體要同一.

⑤獨立性與合成性：當物體同時受到幾個力作用時,各個力都滿足F＝ma,每個力都會產生一個加速度,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

關于性質②因果性：F決定a.④瞬時性：加速度和物體所受的合外力是瞬時對應關系,即同時產生、同時變化、同時消失,保持一一對應關系.③矢量性：F＝ma是矢量式,任一時刻a的方向均與合外力F的方向時刻保持一致.①同體性：公式F＝ma中a、F、m都是針對同一物體的,進行計算時,主體要同一.

⑤獨立性與合成性：當物體同時受到幾個力作用時,各個力都滿足F＝ma,每個力都會產生一個加速度,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

關于性質②因果性：F決定a.課前小測例2.(多選)如下圖所示,小車運動時,看到擺球懸線與豎直方向成θ角,并與小車保持相對靜止,則下列說法中正確的是(

)

A．小車可能向右加速運動,加速度為gsinθB．小車可能向右減速運動,加速度為gtanθC．小車可能向左加速運動,加速度為gtanθD．小車可能向左減速運動,加速度為gtanθ考查點：牛二矢量性解析：由于小球與小車間相對靜止,所以小球與小車的運動狀態(tài)相同,以小球為對象,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.因為F＝mgtanθ,所以a＝＝gtanθ,a與F方向相同,水平向左.故小車應向左做加速運動,或者向右做減速運動,加速度大小為gtan

θ.答案：BC考查點：牛二矢量性課前小測【練一練】如圖,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當小車向右做勻加速運動時,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：如問桿對小球的作用力呢？考查點：牛二矢量性課前小測例3．(多選)如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一個小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落,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程中下列說法正確的是(

)A．小球剛接觸彈簧的瞬間速度最大B．小球剛接觸彈簧時加速度變?yōu)樨Q直向上C．小球剛接觸彈簧起到到達最低點,小球的速度先增大后減小D．小球剛接觸彈簧起到到達最低點,小球的加速度先減小后增大考查點：牛二瞬時性【練一練】蹦極（BungeeJumping）是一項非常刺激的戶外探險活動.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,a點為橡皮繩剛剛被拉直時其所處的位置,c點為第一次下落過程人能達到的最低點,b為人最后停下時所處的位置.將人視為質點,忽略空氣阻力,請回答下列問題：（1）簡述該蹦極者從P點由靜止下落至c點的過程中,人體受哪些力的作用,下落過程中這些力大小、方向是否發(fā)生了變化？如果變化,則是如何變化的？（2）該蹦極者運動到何處時橡皮繩對人的拉力最大？運動到何處時速度最大？（3）分析并判斷該蹦極者從P點由靜止下落至c點的過程中,速度變化的情況,并說出作出相應判斷的依據(jù).

考查點：牛二瞬時性課前小測

例4.

為了節(jié)省能量,某商場安裝了如圖所示智能化的電動扶梯,扶梯與水平面的夾角為θ.無人乘行時,扶梯運行得很慢；當有人站上扶梯時,扶梯先以加速度a勻加速運動,再以速度v勻速運動.一質量為m的顧客乘扶梯上樓,恰好經歷了這兩個過程,重力加速度為g,下列說法中正確的是(

)A.顧客始終受到三個力的作用B.扶梯對顧客的支持力始終等于mgC.加速階段扶梯對顧客的摩擦力大小為macosθ,方向水平向右D.顧客對扶梯作用力的方向先沿扶梯向上,再豎直向下考查點：牛二獨立性與合成性【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動,方便行動困難的老人上下樓（老人坐在水平的升降椅上）.以下說法正確的是（）A．升降椅減速上升時,老人受到支持力小于重力

B．升降椅減速上升時,老人水平方向不受力C．升降椅減速上升時,老人對升降椅作用力豎直向下D．升降椅減速上升時,老人對升降椅作用力為零考查點：牛二獨立性與合成性兩類基本問題

勻變速運動系列公式受力情況運動情況（受力分析）（過程分析）

解題重點兩類基本問題【練一練】民用航空客機的機艙除通常的艙門外還設有緊急出口,發(fā)生意外情況的飛機著陸后,打開緊急出口的艙門,會自動生成一個由氣囊組成的斜面,機艙中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上來．若某型號的客機緊急出口離地面高度為4.0m,構成斜面的氣囊長度為5.0m．要求緊急疏散時,乘客從氣囊上由靜止下滑到達地面的時間不超過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摩擦因數(shù)應滿足什么條件.兩類基本問題

【練一練】兩類基本問題1800m【典例3】

如圖所示,ACD是一滑雪場示意圖,其中AC是長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點由靜止下滑,經過C點時速度大小不變,又在水平面上滑行一段距離后停下．人與接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.25,不計空氣阻力,(取g＝10m/s2,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)求：(1)從斜坡頂端A滑至底端C所用的時間．(2)人在離C點多遠處停下？

多過程不可逃避的三部曲：多過程問題①分階段運動分析②分階段受力分析②關注過程連接速度值9．在風洞實驗室里,一根足夠長的均勻直細桿與水平面成θ＝37°角固定,質量為m＝1kg的小球穿在細桿上靜止于細桿底端O,如圖甲所示.開啟送風裝置,有水平向右的恒定風力F作用于小球上,在t1＝2s時刻風停止.小球沿細桿運動的部分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內及5s內位移分別大?。唬?）小球與細桿間的動摩擦因數(shù)μ和水平風力F的大小.多過程問題【練一練】如圖甲所示,質量m＝2kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運動,t＝0.5s時撤去拉力,利用速度傳感器得到其速度隨時間的變化關系圖象（v﹣t圖象）如圖乙所示,g取10m/s2,求：（1）0﹣1s內物塊的位移大小s和通過的路程L；（2）求斜面傾角α和拉力F的大小．作業(yè)【練一練】將一只皮球豎直向上拋出,皮球運動時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程中加速度大小a與時間t關系的圖象,可能正確的是()

f與G反向

2.可愛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始沿直線向上“奔跑”,t＝8s時,突然臥倒以肚皮貼著冰面向前滑行,最后退滑到出發(fā)點,完成一次游戲(企鵝在滑動過程中姿勢保持不變).若企鵝肚皮與冰面間的動摩擦因數(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??；(2)企鵝在冰面上滑動的加速度大??；(3)企鵝退滑到出發(fā)點時的速度大小.(計算結果可用根式表示)【練一練】作業(yè)解析(1)在企鵝向上“奔跑”過程中有s＝at2,解得s＝16m.(2)在企鵝臥倒以后將進行兩個過程的運動,第一個過程是從臥倒到最高點,第二個過程是從最高點滑到出發(fā)點,兩個過程根據(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的過程中,做勻減速直線運動,設時間為t′,位移為s′t′＝,s′＝a1t′2,解得s′＝1m.企鵝從最高點滑到出發(fā)點的過程中,設末速度為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)上滑過程a1＝8m/s2下滑過程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的勻加速直線運動,已知物體與地面間動摩擦因數(shù)為μ,則物體所受合外力為（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

課前小測解析：

考查點：動力學受力分析【練一練】如圖,頂端固定著小球的直桿固定在小車上,當小車向右做勻加速運動時,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：如問桿對小球的作