2022-2023年粤教版(2019)新教材高中物理必修1 第4章牛顿运动定律第5节牛顿第二定律公式及其应用课件

例1：（多选）如图所示,与水平面夹角为θ的力F作用在质量为m的物体上,使物体做向右加速度为a的匀加速直线运动,已知物体与地面间动摩擦因数为μ,则物体所受合外力为（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

课前小测考查点：动力学受力分析课前小测例2.(多选)如下图所示,小车运动时,看到摆球悬线与竖直方向成θ角,并与小车保持相对静止,则下列说法中正确的是(

)

A．小车可能向右加速运动,加速度为gsinθB．小车可能向右减速运动,加速度为gtanθC．小车可能向左加速运动,加速度为gtanθD．小车可能向左减速运动,加速度为gtanθ考查点：牛二矢量性课前小测例3．(多选)如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上,一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落,在小球下落的这一过程中下列说法正确的是(

)A．小球刚接触弹簧的瞬间速度最大B．小球刚接触弹簧时加速度变为竖直向上C．小球刚接触弹簧起到到达最低点,小球的速度先增大后减小D．小球刚接触弹簧起到到达最低点,小球的加速度先减小后增大考查点：牛二瞬时性课前小测

例4.

为了节省能量,某商场安装了如图所示智能化的电动扶梯,扶梯与水平面的夹角为θ.无人乘行时,扶梯运行得很慢；当有人站上扶梯时,扶梯先以加速度a匀加速运动,再以速度v匀速运动.一质量为m的顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,重力加速度为g,下列说法中正确的是(

)A.顾客始终受到三个力的作用B.扶梯对顾客的支持力始终等于mgC.加速阶段扶梯对顾客的摩擦力大小为macosθ,方向水平向右D.顾客对扶梯作用力的方向先沿扶梯向上,再竖直向下考查点：牛二独立性与合成性牛顿第二定律及动力世界你们中国的力学,不归我管小滑块:同学,你是不是很恨我.牛顿运动定律牛顿第一定律：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.

帮忙转移研究对象牛顿第二定律：物体加速度与物体所受到的作用力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与作用力的方向相同.

牛顿第三定律：两个物体之间的作用力F和反作用力F’总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上.

匀变速运动系列公式同体性矢量性瞬时性方向独立性与合成性两类基本问题瞬时问题多过程问题连接体问题系统牛二超失重问题因果性临界问题常规较难力v运动v

匀变速运动系列公式运动力同体性矢量性瞬时性方向独立性与合成性两类基本问题瞬时问题多过程问题连接体问题系统牛二超失重问题因果性临界问题常规较难例1：（多选）如图所示,与水平面夹角为θ的力F作用在质量为m的物体上,使物体做向右加速度为a的匀加速直线运动,已知物体与地面间动摩擦因数为μ,则物体所受合外力为（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

课前小测考查点：动力学受力分析动力学受力分析与静力学大区分！！②静力学问题三力平衡问题适宜用合成法,四力以上适宜用正交分解,动力学中二力问题用合成法与正交分解法皆可,三力以上适宜正交分解.①动力学问题受力分析应先预判加速度方向,如不能预判,也应该根据具体问题分析加速度可能方向.

动力学受力分析与静力学大区分！！②静力学问题三力平衡问题适宜用合成法,四力以上适宜用正交分解,动力学中二力问题适宜用合成法,三力以上适宜正交分解.①动力学问题受力分析应先预判加速度方向,如不能预判,也应该根据具体问题分析加速度可能方向.

【练一练】如图所示,为倾角37°的光滑斜面,质量为m物体受到水平向右恒力F=mg,使物体沿斜面作匀变速直线运动,求物体加速度方向及大小.③静力学问题中正交分解坐标轴选取任意,一般遵循便利性原则,动力学中严重建议加速度方向及垂直于加速度方向建立坐标轴.解：垂直于斜面方向,物体受力平衡

沿斜面方向,根据牛顿第二定律

方向沿斜面向上④瞬时性：加速度和物体所受的合外力是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失,保持一一对应关系.③矢量性：F＝ma是矢量式,任一时刻a的方向均与合外力F的方向时刻保持一致.①同体性：公式F＝ma中a、F、m都是针对同一物体的,进行计算时,主体要同一.

⑤独立性与合成性：当物体同时受到几个力作用时,各个力都满足F＝ma,每个力都会产生一个加速度,这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度．故牛顿第二定律可表示为

关于性质②因果性：F决定a.④瞬时性：加速度和物体所受的合外力是瞬时对应关系,即同时产生、同时变化、同时消失,保持一一对应关系.③矢量性：F＝ma是矢量式,任一时刻a的方向均与合外力F的方向时刻保持一致.①同体性：公式F＝ma中a、F、m都是针对同一物体的,进行计算时,主体要同一.

⑤独立性与合成性：当物体同时受到几个力作用时,各个力都满足F＝ma,每个力都会产生一个加速度,这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度．故牛顿第二定律可表示为

关于性质②因果性：F决定a.课前小测例2.(多选)如下图所示,小车运动时,看到摆球悬线与竖直方向成θ角,并与小车保持相对静止,则下列说法中正确的是(

)

A．小车可能向右加速运动,加速度为gsinθB．小车可能向右减速运动,加速度为gtanθC．小车可能向左加速运动,加速度为gtanθD．小车可能向左减速运动,加速度为gtanθ考查点：牛二矢量性解析：由于小球与小车间相对静止,所以小球与小车的运动状态相同,以小球为对象,小球受力如图所示,根据牛顿第二定律可知,小球所受合外力的方向沿水平方向.因为F＝mgtanθ,所以a＝＝gtanθ,a与F方向相同,水平向左.故小车应向左做加速运动,或者向右做减速运动,加速度大小为gtan

θ.答案：BC考查点：牛二矢量性课前小测【练一练】如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的(

)A.OA方向 B.OB方向C.OC方向 D.OD方向拓展：如问杆对小球的作用力呢？考查点：牛二矢量性课前小测例3．(多选)如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上,一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落,在小球下落的这一过程中下列说法正确的是(

)A．小球刚接触弹簧的瞬间速度最大B．小球刚接触弹簧时加速度变为竖直向上C．小球刚接触弹簧起到到达最低点,小球的速度先增大后减小D．小球刚接触弹簧起到到达最低点,小球的加速度先减小后增大考查点：牛二瞬时性【练一练】蹦极（BungeeJumping）是一项非常刺激的户外探险活动.蹦极者如图乙所示,从约10层楼高的地方跳下,

P为某蹦极者下落的起点,a点为橡皮绳刚刚被拉直时其所处的位置,c点为第一次下落过程人能达到的最低点,b为人最后停下时所处的位置.将人视为质点,忽略空气阻力,请回答下列问题：（1）简述该蹦极者从P点由静止下落至c点的过程中,人体受哪些力的作用,下落过程中这些力大小、方向是否发生了变化？如果变化,则是如何变化的？（2）该蹦极者运动到何处时橡皮绳对人的拉力最大？运动到何处时速度最大？（3）分析并判断该蹦极者从P点由静止下落至c点的过程中,速度变化的情况,并说出作出相应判断的依据.

考查点：牛二瞬时性课前小测

例4.

为了节省能量,某商场安装了如图所示智能化的电动扶梯,扶梯与水平面的夹角为θ.无人乘行时,扶梯运行得很慢；当有人站上扶梯时,扶梯先以加速度a匀加速运动,再以速度v匀速运动.一质量为m的顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,重力加速度为g,下列说法中正确的是(

)A.顾客始终受到三个力的作用B.扶梯对顾客的支持力始终等于mgC.加速阶段扶梯对顾客的摩擦力大小为macosθ,方向水平向右D.顾客对扶梯作用力的方向先沿扶梯向上,再竖直向下考查点：牛二独立性与合成性【练一练】如图所示,家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动,方便行动困难的老人上下楼（老人坐在水平的升降椅上）.以下说法正确的是（）A．升降椅减速上升时,老人受到支持力小于重力

B．升降椅减速上升时,老人水平方向不受力C．升降椅减速上升时,老人对升降椅作用力竖直向下D．升降椅减速上升时,老人对升降椅作用力为零考查点：牛二独立性与合成性两类基本问题

匀变速运动系列公式受力情况运动情况（受力分析）（过程分析）

解题重点两类基本问题【练一练】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4.0m,构成斜面的气囊长度为5.0m．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2.0s(g取10m/s2),且为了不伤及乘客,要求乘客到地速度不超过6m/s,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应满足什么条件.两类基本问题

【练一练】两类基本问题1800m【典例3】

如图所示,ACD是一滑雪场示意图,其中AC是长L＝8m、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＝10m/s2,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)求：(1)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？

多过程不可逃避的三部曲：多过程问题①分阶段运动分析②分阶段受力分析②关注过程连接速度值9．在风洞实验室里,一根足够长的均匀直细杆与水平面成θ＝37°角固定,质量为m＝1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O,如图甲所示.开启送风装置,有水平向右的恒定风力F作用于小球上,在t1＝2s时刻风停止.小球沿细杆运动的部分v－t图像如图乙所示,取g＝10m/s2,sin37°＝0.6,cos37°＝0.8,忽略浮力.求∶（1）求小球2s内及5s内位移分别大小；（2）小球与细杆间的动摩擦因数μ和水平风力F的大小.多过程问题【练一练】如图甲所示,质量m＝2kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动,t＝0.5s时撤去拉力,利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象（v﹣t图象）如图乙所示,g取10m/s2,求：（1）0﹣1s内物块的位移大小s和通过的路程L；（2）求斜面倾角α和拉力F的大小．作业【练一练】将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象,可能正确的是()

f与G反向

2.可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如图11所示,有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上,先以加速度a＝0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t＝8s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变).若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25,已知sin37°＝0.6,cos37°＝0.8,g取10m/s2.求：(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小；(2)企鹅在冰面上滑动的加速度大小；(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小.(计算结果可用根式表示)【练一练】作业解析(1)在企鹅向上“奔跑”过程中有s＝at2,解得s＝16m.(2)在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动,第一个过程是从卧倒到最高点,第二个过程是从最高点滑到出发点,两个过程根据牛顿第二定律分别有mgsin37°＋μmgcos37°＝ma1mgsin37°－μmgcos37°＝ma2解得a1＝8m/s2,a2＝4m/s2.(3)企鹅从卧倒到滑到最高点的过程中,做匀减速直线运动,设时间为t′,位移为s′t′＝,s′＝a1t′2,解得s′＝1m.企鹅从最高点滑到出发点的过程中,设末速度为vt,初速度为0,则有v－02＝2a2(s＋s′)解得vt＝2m/s≈11.7m/s.答案(1)16m

(2)上滑过程a1＝8m/s2下滑过程a2＝4m/s2

(3)2m/s(或11.7m/s)例1：（多选）如图所示,与水平面夹角为θ的力F作用在质量为m的物体上,使物体做向右加速度为a的匀加速直线运动,已知物体与地面间动摩擦因数为μ,则物体所受合外力为（）A.FcosθB.Fcosθ-μmgC.maD.Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m

课前小测解析：

考查点：动力学受力分析【练一练】如图,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的(

)A.OA方向 B.OB方向C.OC方向 D.OD方向拓展：如问杆对小球的作