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4.5牛頓運動定律的應用
第四章 運動和力的關系
人教版高中物理 必修一
前面我們學習了怎樣描述物體的運動，但是沒有討論物體為什么會運動。要討論這個問題，必須知道運動和力的關系。在力學中，只研究物體怎樣運動而不涉及運動和力的關系的分支，叫作運動學（kinematics）；研究運動和力的關系的分支，叫作動力學（dynamics）。
動力學知識在生產和科學研究中很重要，設計各種機器，控制交通工具，研究天體運動等，都離不開動力學知識。
學習目標
1.能根據物體的受力情況，結合初始運動狀態，分析物體的運動情況。（科學思維）
2.能根據物體的運動情況，結合牛頓第二定律確定物體的受力情況。（科學思維）
3.掌握應用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。（科學思維）
導入新課
為了盡量縮短停車時間，旅客按照站臺上標注的車門位置候車。列車進站時總能準確地?？吭趯囬T的位置。這是如何做到的呢？
一、從受力確定運動情況
牛頓第二定律確定了 的關系，使我們能夠把物體的運動情況與受力情況聯系起來。因此，它在許多基礎科學和工程技術中都有廣泛的應用。中學物理中我們只研究一些簡單的實例。
運動和力
一、從受力確定運動情況
1.基本思路
分析物體的 情況﹐由牛頓第二定律求出物體的 ，再由運動學公式確定物體的 。流程圖如下所示:
受力
分析物體的運動情況
求合力
求得a
由

由F=ma
加速度
運動情況
一、從受力確定運動情況
2.解題關鍵
（1）兩類分析——物體的 分析和物體的 分析。
（2）兩個橋梁—— 是聯系運動和力的橋梁； 是各運動過程間相互聯系的橋梁。
受力
運動過程
加速度
速度
一、從受力確定運動情況
對于勻變速直線運動，合力方向與速度方向在同一直線上。
一般題目采用分解力的方法處理，通常使合外力在坐標系的某一軸上，但個別題目采用分解加速度的方式處理會更容易解決問題。
一、從受力確定運動情況
（3）程序法:對于多過程問題，在解題過程中，按照物理過程的先后順序，對題目進行分析、判斷、計算的解題方法叫程序法。重點分析判斷前、后兩個物理過程的特點，銜接點往往是解決物理問題的“切入口”或者是解題的“命門”。
一、從受力確定運動情況
4.解題步驟
（1）確定研究對象，對研究對象進行受力分析，并畫出受力示意圖。
（2）根據力的合成與分解的方法，求出物體所受的合力（包括大小和方向）。
（3）根據牛頓第二定律列方程，求出物體運動的加速度。
（4）結合物體運動的初始條件，選擇運動學公式，求出所要求解的運動學參量─—任意時刻的位移、速度等。
可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的系統。
方程的形式:牛頓第二定律F =ma ，體現了力是產生加速度的原因。應用時方程式的等號左右應該體現出前因后果的關系，切記不要寫成F-ma=0的形式，這樣形式的方程失去了物理意義。
一、從受力確定運動情況
一、從受力確定運動情況
一、從受力確定運動情況
一、從受力確定運動情況
一、從受力確定運動情況
二、從運動情況確定受力
1.基本思路
分析物體的 ，由 求出物體的加速度，再由牛頓第二定律求出 ，進而可以求出 ，流程圖如下所示:
運動情況
運動學公式
物體所受的合外力
物體所受的其他力
已知物體的運動情況
求得a
確定物體的受力情況
由運動學公式
由F=ma
二、從運動情況確定受力
2.解題的一般步驟
（1）確定研究對象：根據問題的需要和解題的方便，選定研究的物體或系統。
（2）分析運動情況：分析運動過程及運動性質，重點是速度、加速度的方向和變化情況。
（3）求出加速度：根據已知條件，選擇適當的運動學公式求出加速度。
（4）求出合力：根據牛頓第二定律求合力的大小和方向。
（5）求出待求力:根據受力情況和力的合成與分解，再求出某個待求力。
二、從運動情況確定受力
3.從運動情況確定受力情況應注意的三個方面
（1）由運動學規律求加速度，要特別注意加速度的方向，從而確定合外力的方向，不能將速度的方向和加速度的方向混淆。
（2）題目中所求的可能是合力，也可能是某一特定的力，一般要先求出合力的大小、方向，再根據力的合成與分解求解。
（3）已知運動情況確定受力情況的關鍵是對研究對象進行正確的運動過程分析，先根據運動學公式求出加速度，再根據牛頓第二定律求力。
A
二、從運動情況確定受力
二、從運動情況確定受力
二、從運動情況確定受力
二、從運動情況確定受力
二、從運動情況確定受力
BC
BD

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