4.5牛顿运动定律的应用（教师版） 2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册第四章同步练习题集.pdf

4.5牛顿运动定律的应用

1.进一步学习分析物体的受力情沉，并能结合物体的运动情沉进行受力分析。

2.知道动力学的两类问题，理解加速度是解决两类动力学问题的桥梁。

3.熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。

一、动力学两类基本问题

1、两类问题：

（1）如果已知物体的受力情况，则可由牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据运动学规律就可以确定

物体的运动情况.

（2）如果已知物体的运动情况，则可根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律就可以

确定物体所受的力.

2、动力学问题的解题思路

3、解题关键

(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析；

(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁.

4、注意问题：

（1）若物体受互成角度的两个力作用，可用平行四边形定则求合力；若物体受三个或三个以上力的作

用，常用正交分解法求合力；

（2）用正交分解法求合力时，通常以加速度a的方向为x轴正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各

力分解在x轴和y轴上，根据力的独立作用原理，两个方向上的合力分别产生各自的加速度，解方程组F＝

x

ma，F＝0.

y

（3）由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合力的方向，不能将速度的方向

和加速度的方向混淆.

（4）题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，均要先求出合力的大小、方向，再根据

力的合成与分解求分力.

二、动力学的临界问题

1、临界问题：某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态.

2、关键词语：在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，隐含

了相应的临界条件.

3、临界问题的常见类型及临界条件：

(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触(或脱离)的临界条件是

弹力为零.(2)相对静止或相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大

静摩擦力.

(2)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限的，绳子断与不断的临界条件是实

际张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是绳上的张力为零.

(3)加速度最大与速度最大的临界条件：当物体在变化的外力作用下运动时，其加速度和速度都会不断变

化，当所受合力最大时，具有最大加速度；当所受合力最小时，具有最小加速度.当出现加速度为

零时，物体处于临界状态，对应的速度达到最大值或最小值.

4、解题关键：正确分析物体运动情况，对临界状态进行判断与分析，其中处于临界状态时存在的独

特的物理关系即临界条件.

三、多过程问题的分析与求解

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、时间关系等.

1、多过程问题的分析方法

(1)分析每个过程的受力情况和运动情况，根据每个过程的受力特点和运动特点确定解题方法(正

交分解法或合成法)及选取合适的运动学公式.

(2)注意前后过程物理量之间的关系：时间关系、位移关系及速度关系.

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.

题型1根据受力情况确定运动情况

[例题1]（2023秋•朝阳期末）如图所示，一个滑雪场的滑雪赛道由一个斜坡直滑道和水平直滑道

组成，斜坡滑道的倾角θ＝37°，斜坡滑道和水平滑道平滑连接。一个滑雪运动员从距离斜坡

滑道底部100m处由静止开始下滑，经过斜坡滑道底部后在水平滑道上减速至停止。运动过程

中运动员仅受重力、支持力和摩擦力，滑雪板与滑道的动摩擦因数恒为μ＝0.125，不计运动员

2

在斜坡滑道与水平滑道连接处的速率损失，水平滑道足够长，重力加速度g＝10m/s，sin37°＝