第二讲--牛顿运动定律

2011年高考物理考点精炼（3）牛顿运动定律本专题撰稿人：宇睿章远审定：王后雄专家组一、考纲分析2、命题形式：（1）对概念和规律的理解方面，涉及的内容有力和运动的关系、牛顿第一定律等。

主要以选择题形式出现，分值一般为6分。

牛顿第三定律的知识在最近几年考试中出现的比例较少。

（2）牛顿第二定律的考查比较多，主要涉及以下几个方面的内容：①瞬时关系，根据力求加速度或根据加速度求力；②动力学的两类问题；③连接体问题；④牛顿第二定律在生活、生产和科技中的应用。

考查形式有选择题也有计算题，总分值在18-20分左右。

3、命题趋势：高考对本专题知识的考查仍然时重点，特别是牛顿运动定律与曲线运动、万有引力及电磁学等知识相结合得题目出现的可能性较大。

对牛顿第二定律的考查仍然放在瞬时关系、两类基本问题及连接体等问题上。

对基本概念的考查主要涉及力和运动、超重和失重等方面。

应当注意牛顿第三定律的知识可能会在高考中出现。

本章试题大多综合运用牛顿定律，物体的受力分析和运动状态的分析是解题的关键，且贯穿始终。

二、知识网络构建1、知识结构图内容：以求物体总保持（）或（）状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止惯性：物体保持（）的性质（）是惯性大小的唯一量度公式：a=F/m F=ma特点：矢量性：a的方向与物体所受合外力F的方向时刻相同瞬时性：a与F同时产生、同时消失、同时变化独立性：作用在物体上的每个力各自产生一个加速度，物体的加速度是这些分加速度的矢量和同体性：a、F、m这三个量必须同时针对同一研究对象应用：（1）动力学两类问题A：已知物体的受力情况，分析物体的运动情况B：已知物体的运动情况，分析物体的受力情况内容：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是（）相等，方向（），作用在一条直线上，作用在相互作用的两个物体上。

作用力与反作用力和平衡二力的区别：2、深度剖析：（1）对“惯性”的理解：①惯性是物体本身的固有属性，一切物体都具有、一切运动状态都具有；②质量是惯性大小的惟一量度，与物体的位置、形状、运动状态无关；③惯性不是力，惯性无法克服。

（3）应用牛顿第二定律应该注意的问题①在应用牛顿第二定律解决问题时，要注意研究对象的选取。

我们在处理问题时，可以选择某个物体作为研究对象（隔离法），也可以把几个物体作为系统（整体法）一起研究。

②在应用牛顿第二定律解决问题时，要分清楚内力与外力的差别。

因为，我们在使用牛顿第二定律解决问题时，常常的要选择几个物体作为系统研究，以使问题简化，而根据牛顿第二定律我们知道改变系统运动状态的是物体受到的合外力，内力不会改变物体系的运动状态，所以必须分清楚内力与外力的区别。

③注意物体受到的合外力F与物体加速度a的瞬时对应关系。

正是因为合外力与加速度是瞬时对应的，二者同时存在、同时变化、同时消失，而物体受到的合外力是可以突变的，所以加速度也可以突变。

因此，在应用牛顿第二定律分析问题时，需要详尽的分析物体的受力情况和运动情况。

④注意牛顿第二定律F＝ma是矢量式，所以在应用时，要选择正方向，如果物体受到的力或物体的运动速度等与我们选定的正方向相同，则取正值；反之则取负值。

一般我们是选择加速度方向，即物体受到的合外力方向为正方向。

（4）应用牛顿第二定律解答的两类基本问题运用牛顿运动定律研究力和运动的关系时，它包括两类基本问题：①已知物体的受力情况，确定物体的运动情况。

即知道物体受到的全部作用力，运用牛顿第二定律求出加速度，如果再知道物体的初始运动状态，运用运动学公式就可以求出物体的运动情况—任意时刻的位置和速度，以及运动的轨迹。

②已知物体的运动情况，推断或求出物体所受的未知力。

即知道物体的运动情况，运用运动学公式求出物体的加速度，再运用牛顿第二定律推断或求出物体的受力情况。

（5）两类基本问题解决时的基本思路和一般步骤①基本思路是“注重两态分析，注重牛顿第二定律的桥梁作用”。

两态分析就是受力情况分析和运动状态分析，牛顿第二定律是联系“受力分析”和“运动状态分析”的桥梁。

力和加速度是“桥头堡”。

在解决具体问题时，要根据问题的情景，首先明确是从受力情况确定加速度还是从运动状态确定加速度。

然后决定解题过程是从受力情况求加速度，还是从运动状态求加速度。

最后求解物体的运动情况，或是求解物体的受力情况。

②一般步骤：A．确定研究对象；B．对物体进行受力分析并画出受力图或对物体进行运动状态分析；C．选择正方向或建立直角坐标系，由牛顿第二定律及运动学规律列方程；D．计算，求解未知量。

三、题型盘点：题型一：关于力与运动关系、惯性概念的理解【例题1】下列说法中正确的是：A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B．物体只有受外力作用时才有惯性C．物体的速度大时惯性大 D．力是物体产生加速度的原因【例题2】由同种材料制成的物体A和B放在长木板上，随长木板一起以速度v向右做匀速直线运动，如图所示，已知M A > M B，某时刻木板停止运动，下列说法正确的是〔）A、若木块光滑，由于A的惯性较大,A、B间的距离将增大B、若木板光滑，由于B的惯性较小,A、B间距离将减小C、若木板粗糙，A、B一定会相撞D、不论木板是否光滑,A、B间的相对距离保持不变变式练习：火车在平直轨道上匀速行驶，门窗密闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为A．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢地板给它的一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动C．人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度题型二：理解作用力和反作用力，正确区分平衡力与作用力、反作用力【例题1】传动皮带把物体由低处传送到高处的过程中，物体与皮带间的作用力与反作用力的数量有A．一对 B．两对 C．三对 D．四对【例题2】物体静止于一斜面上如图所示．则下述说法正确的是（）A.物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D.物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力题型三：对牛顿第二定律的理解1、F=ma中的F为物体所受到的合外力．【例题1】力F1单独作用在某物体时产生的加速度为3 m/s2，力F2单独作用在此物体产生的加速度为4 m/s2，两力同时作用在此物体产生的加速度可能是A．1 m/s2 B．5 m/s2 C．4 m/s2 D．8 m/s2【例题2】如图所示,小球质量为m,被三根质量不计的弹簧A、B、C拉住,弹簧间的夹角均为1200,小球平衡时, A、B、C的弹力大小之比为3：3：1,当剪断C瞬间,小球的加速度大小及方向可能为：①g/2,竖直向下;②g/2,竖直向上;③g/4,竖直向下;④g/4,竖直向上;A、①②;B、①④;C、②③;D、③④;变式练习：(全国高考物理卷)质量为M的木块位于粗糙的水平地面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a。

当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为a′，则：A．a′=a B．a′＜2a C．a′＞2a D．a′=2a2、F＝ma中的F与a有瞬时对应关系，F变a则变，F大小变，a则大小变，F方向变a也方向变．【例题】如图所示，木块A、B用轻弹簧相连，放在悬挂的木箱C内，处于静止状态，它们的质量之比是1：2：3。

当剪断细绳的瞬间，各物体的加速度大小及其方向？变式练习：如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M瞬间，小球加速度的大小为12m/s2，若不拔去销钉M而拔去销钉N瞬间，小球的加速度可能是（取g=10m/s2）Ａ．22 m/s2，竖直向上Ｂ．22 m/s2，竖直向下Ｃ．2 m/s2，竖直向上Ｄ．2 m/s2，竖直向下3、F＝ma中的m，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统（几个物体组成一个系统）做受力分析时，如果F是系统受到的合外力，则m是系统的合质量．【例题】如图所示，放在水平地面上的木板长1米，质量为2kg，B与地面间的动摩擦因数为0．2．一质量为3kg的小铁块A放在B的左端，A、B之间的动摩擦因数为0．4．当A以3m／s的初速度向右运动后，求最终A对地的位移和A对B的位移．变式练习：如图所示，轻绳跨过定滑轮（与滑轮问摩擦不计）一端系一质量为m的物体，一端用P N的拉力，结果物体上升的加速度为a1，后来将P N的力改为重力为P N的物体，m向上的加速度为a2则（）A．a1＝a2；B．a1＞a2；C、a1＜a2；D．无法判断4、F＝ma中的F与a有矢量对应关系，a的方向一定与F的方向相同。

【例题】如图所示，A、B是一对平行的金属板．在两板间加上一周期为T的交变电压u．A板的电势U A=0，B板的电势UB随时间的变化规律为；在0到T/2的时间内，U B=U0（正的常数）；在T/2到T的时间内，U B=-U0；在T到3T/2的时间内，U B=U0；在3T/2到2T的时间内．U B=-U0……，现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内．设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则（）A．若电子是在t=0时刻进入的，它将一直向B板运动B．若电子是在t=T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上C．若电子是在t=3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上D．若电子是在t=T/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动．5、F＝ma中，可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度，也可以求某一个方向合外力的加速度．【例题1】如图电梯与水平面夹角为370，60千克的人随电梯以a＝lm/s2的加速度运动，则人受到平面的支持力及摩擦力各为多大？（g取10 rn／s2）【例题2】一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图所示．在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是A．当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小【例题3】如图，车厢中有一倾角为300的斜面，当火车以10m／s2的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体m与车厢相对静止，分析物体m所受摩擦力的方向．题型四：动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况求物体运动中的某一物理量：应先对物体受力分析，然后找出物体所受到的合外力，根据牛顿第二定律求加速度a，再根据运动学公式求运动中的某一物理量．2、已知物体的运动情况求物体所受到的某一个力：应先根据运动学公式求得加速度a，再根据牛顿第二定律求物体所受到的合外力，从而就可以求出某一分力．综上所述，解决问题的关键是先根据题目中的已知条件求加速度a，然后再去求所要求的物理量，加速度象纽带一样将运动学与动力学连为一体．【例题1】如图所示，水平传送带A、B两端相距S＝3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1。