课时5 牛顿运动定律的应用 核心 目标 1．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，知道应首先进行受力和运动情况分析． 2．能用牛顿运动定律解决两类主要问题：即已知受力情况确定运动情况、已知运动情况确定受力情况的问题． 考向1 从受力情况确定运动情况 1．基本思路 分析物体的受力情况，求出物体所受的合力，由牛顿第二定律求出物体的加速度；再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况． 2．流程图 AAA (2025·深圳期末)无人机目前正得到越来越广泛的应用．如图所示为一种四旋翼无人机，它能够竖直起降，质量m＝2 kg，运动过程中所受空气阻力Ff，大小恒为4 N．一次性能检测时，在离地面高度H＝40 m处，关闭动力后无人机由静止下落，2 s后启动动力设备提供恒定升力，无人机恰好在接近地面时回升．无人机可看作质点，取g＝10 m/s2．求： (1) 无人机下落过程中最大速度的大小． (2) 从启动动力设备到回升，经过的时间． 答案：(1) 16 m/s (2) 3 s 解析：(1) 关闭动力后无人机由静止下落过程，由牛顿第二定律得mg－Ff＝ma 代入数据解得a＝8 m/s2 由运动学公式vm＝at1 解得vm＝16 m/s (2) 关闭动力后无人机由静止下落过程，下落高度 h＝at，得h＝16 m 启动动力设备后，有t2＝H－h，解得t2＝3 s． 考向2 从运动情况确定受力情况 1．基本思路 分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合力；再分析物体的受力，求出物体受到的作用力． 2．流程图 (2025·大湾区期末)小明通过拉小车训练体能．如图所示，倾角θ＝37°的小车上有一质量m＝1 kg的物体，物体与小车间的动摩擦因数μ＝0.8．小明拉着小车从静止开始沿直线匀加速奔跑，经过16 m后达到最大速度，然后以最大速度匀速跑，再经过64 m到达终点，全程共用时12 s，物体与小车始终保持相对静止．取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求： (1) 小明匀加速运动所用的时间t1． (2) 小明匀加速运动阶段，物体对斜面压力的大小． 答案：(1) 4 s (2) 9.2 N 解析：(1) 设最大速度为vm，匀速阶段所用时间为t2，根据题意有t＝t1＋t2＝12 s x1＝t1＝16 m x2＝vmt2＝64 m 联立解得vm＝8 m/s，t1＝4 s (2) 小明匀加速运动阶段的加速度大小为a＝＝2 m/s2 根据牛顿第二定律可得，对m有 N cos 37°＋f sin 37°＝mg，N sin 37°－f cos 37°＝ma 联立解得N＝9.2 N 考向3 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．将复杂的过程拆分为几个子过程，分析每一个子过程的受力情况、运动性质，用相应的规律解决问题． 2．注意分析两个子过程交接的位置，该交接点速度是上一过程的末速度，也是下一过程的初速度，它起到“桥梁”的作用，对解决问题有重要作用． (2025·梅州期末)如图所示，在倾角θ为37°的粗糙斜面上一质量m＝2.0 kg的木块，在平行于斜面的恒力F的作用下，从静止开始加速向上运动，0.6 s末速度变为2.4 m/s，此时撤去恒力F．已知木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25．假设斜面足够长，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2，求： (1) 木块在前0.6 s内的加速度大小． (2) 恒力F的大小． (3) 木块在整个运动过程中离出发点的最大距离． 答案：(1) 4 m/s2 (2) 24 N (3) 1.08 m 解析：(1) 由题可知，前0.6 s物体的加速度 a1＝＝4 m/s2． (2) 对物体受力分析，前0.6 s，由牛顿第二定律 F－mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma1 其中f＝μmg cos 37°＝4 N 解得F＝24 N (3) 加速位移x1＝a1t2＝0.72 m 减速过程，由牛顿第二定律可得 mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma2，解得a2＝8 m/s2 减速至0的位移x2＝＝0.36 m 离出发点距离最远是x＝x1＋x2 ... ...
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