4.1牛顿第一第三定律 (2)

[解析] 物体的质量是物体惯性大小的量度， 物体的惯性 是物体的固有属性，只与质量有关，与物体的运动状态无 关．抛掉副油箱可以减小质量，故选 B.
[点评] (1)惯性不是力，它和力是两个不同的概念；(2)惯 性定律与惯性不同， 惯性是物体保持原有运动状态不变的一种 性质，与物体的受力情况、运动快慢无关，惯性定律(牛顿第 一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律．
例 2 [2011· 漳州质检]一物块以一定的初速度冲上斜面， 利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的 变化关系图象如图 13－5 所示，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2.求： (1)物块上滑和下滑的加速度大小 a1、a2； (2)斜面的倾角 θ 及物块与斜面间的动摩擦因数 μ.
图 13－5
[答案](1)8 m/s
2
2 m/s
2
3 (2)30° 5
[解析] (1)由图可得，上滑过程加速度的大小 Δv1 4 a1＝ ＝ m/s2＝8 m/s2 Δt1 0.5 下滑过程加速度的大小 Δv2 2 a2＝ ＝ m/s2＝2 m/s2 Δt2 1
(2)由牛顿第二定律得，上滑过程满足 mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1 下滑过程满足 mgsinθ－μmgcosθ＝ma2 3 联立解得：θ＝30° ，μ＝ 5
(4)当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受 两个力，可以用平行四边形定则(或三角形定则)求其合力；如果物 体受力较多， 一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力； 如 果物体做直线运动， 一般把各个力分解到沿运动的方向和垂直运动 的方向上． (5)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、 加速度、速度等都可根据规定的正方向取正、负值代入公式，按代 数方法进行运算． (6)求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论．
2．瞬时性：加速度与合外力具有瞬时对应关系，它们总 是同时增大、同时减小、同时产生、同时消失． 3．同向性：加速度与合外力的方向始终保持一致． 4．独立性：若物体受多个力的作用，则每一个力都能独 自产生各自的加速度，并且任意方向均满足 F 合＝ma，在两个 相互垂直的方向进行正交分解，则有： Fx 合 ＝ m1ax1＋ m2ax2＋ m3ax3＋……；Fy 合＝m1ay1＋m2ay2＋m3ay3＋…….
区别 作用力与反作用力 一对平衡力
受力物体
作用效果 力的性质
作用在两个不同的物体上
不可抵消 一定相同 同时增大、同时减小、同时产 生、同时消失
作用在同一个物体上
可以抵消 不一定相同
变化特点
不一定相同
变式题 如图 12－ 2 所示，甲、乙两人在冰面上“拔 河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线 者为胜．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正 确的是( )
[ 点评 ] 对于牛顿运动定律所能解决的两类基本动力 学问题，无论是由受力求运动，还是由运动求受力，对加 速度的分析和计算是解题的关键．
变式题 [2010· 四川卷]质量为 M 的拖拉机拉着耙来耙地，由 静止开始做匀加速直线运动，在时间 t 内前进的距离为 x.耙地时， 拖拉机受到的牵引力恒为 F，受到地面的阻力为自重的 k 倍，耙所 受阻力恒定， 连接杆的质量不计且与水平面的夹角 θ 保持不变． 求： (1)拖拉机的加速度大小． (2)拖拉机对连接杆的拉力大小． (3)时间 t 内拖拉机对耙做的功．
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► 探究考向一 对牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的 定量关系， 联系物体受力情况和运动情况的桥梁是加速度． 可 以从以下角度进一步理解牛顿第二定律： 1．同体性：在表达式中，m、F 合、a 都是同一个研究对 象的对应量． (1)若研究对象为单个物体，则满足 F 合＝ma. (2)若研究对象为多个物体，则满足 F 合＝m1a1＋m2a2＋ m3a3＋……(一维情况下)．
A．10 N
B．20 N
图 13－7 C．25 N D．30 N
[答案]C
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[解析] 当 AB 整体处于静止状态时，弹簧的弹力等于 AB 整体的重力，当施加力 F 的瞬间，弹力在瞬间不变，故 AB 整 F合 体所受合力为 10 N，则加速度为 a＝ ＝2.5 m/s2，然后隔离 2m A 物块受力分析，由牛顿第二定律得 F＋mg－FN＝ma，解得 FN＝25 N，所以 A 对 B 的压力大小也等于 25 N.
4．适用范围 (1) 牛顿第二定律只适用于惯性参考系 (相对地面静止或匀速 运动的参考系)． (2)牛顿第二定律只适用于宏观物体 (相对于分子、原子)、低 速运动(远小于光速)的情况．
►
知识点二
力学单位制
由基本单位和导出单位一起组成了单位制．基本物理量共七 个，其中力学有三个，它们是质量、时间、长度，它们的单位分 kg s m 别是________ 、________ 、________.
4．惯性的详细解释 (1)定义：物体具有保持原来运动状态的性质叫惯性．惯 性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运 动、所处的地理位置无关，一切物体都具有惯性． (2)表现形式：①物体在不受外力或所受的合外力为零时 ，惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运 动)不变；②物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难 易程度：惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动 状态容易改变．
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► 探究考向四 【模型解读】
传送带问题为高中动力学问题中的难点，主要表现在两 方面：其一，传送带问题往往存在多种可能结论的判定，即 需要分析确定到底哪一种可能情况会发生；其二，决定因素 多，包括滑块与传送带间的动摩擦因数大小、斜面倾角、传 送带速度、传送方向、滑块初速度的大小及方向等．这就需 要考生对传送带问题能做出准确的动力学过程分析．下面是 最常见的几种传送带问题模型，供同学们参考． 1．水平传送带动力学问题图解
►
知识点三
牛顿第三定律
1．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是 大小相等 相反 ，作用在一条直线上． ________，方向________ 方向相反． 2．表达式：F 甲对乙＝－F 乙对甲，负号表示________ 3．意义：揭示了相互作用力的关第三定律的理解
牛顿第三定律揭示了力的相互性，明确了作用力和反作用 力的关系．作用力和反作用力与一对平衡力的比较如下表：
涉及传送带的动力学问题
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项目 图示 情景思考： 滑块可能的运动情况有哪些？
情景1
(1)可能滑块一直被加速． (2)可能滑块先加速后匀速． (3)还有其他结论吗？
(1)v0> v 时，可能一直减速，也可能先 减速再匀速． (2)v0< v时，可能一直加速，也可能先加 速再匀速． (1)传送带较短时，滑块一直减速达到左 端． (2)传送带较长时，滑块还要被传送带传 回右端．其中v0> v和v0< v两种情况下 滑块回到右端时有何不同？
2x 1 F－Mkg＋ 2 F′1＝F1＝ t cosθ (3)拖拉机对耙做的功 2x W＝F′1xcosθ＝F－Mkg＋ t2 x.
►
探究考向三
涉及牛顿第二定律的瞬时问题
1．对牛顿第二定律瞬时性的理解 物体运动的加速度 a 与其所受的合外力 F 有瞬时对应关 系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力．若合外力 的大小或方向改变，则加速度的大小或方向也立即 ( 同时 ) 改 变；如果合外力变为零，则加速度也立即变为零；如果合外力 发生突变，则对应加速度也发生突变．
图 13－6
2x 1 F－Mkg＋ 2 (2) t cosθ 2x (3)F－Mkg＋ t2 x 1 2 2x [解析] (1)由匀变速运动的公式：x＝ at 得：a＝ 2 2 t
2x [答案] (1) 2 t
(2)设连接杆对拖拉机的拉力为 F1，拖拉机受力如图所示，由 牛顿第二定律得：F－kMg－F1cosθ＝Ma 根据牛顿第三定律， 联立解得拖拉机对连接杆的拉力大小为：
第四章
牛顿运动定律
第1讲 牛顿第一定律、 牛顿第三定律
考点自主梳理
► 知识点一 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，除非 作用在它上面的力迫使它改变这种状态．
►
知识点二
惯性
匀速直线 运动状态或静 1．定义：一切物体都有保持 __________ 止状态的性质． 质量 2．惯性的量度： __________ 是物体惯性大小的唯一量 质量 质量 度．________ 大的物体惯性大，________ 小的物体惯性小． 固有 的属性，一切物体都有 3．普遍性：惯性是物体 ______ 惯性．
[点评] 本题为涉及弹簧的瞬时问题，注意弹簧在外界受 力环境突然发生变化的瞬间，只要其形变程度不变，则其弹 力不变．下面的变式题中弹簧弹力的分析也是如此．
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变式题 [2012· 荆州一模]如图 13－8 所示， 轻弹簧上端与 一质量为 m 的木块 1 相连， 下端与另一质量为 M 的木块 2 相连， 整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将 木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块 1、2 的加速 度大小分别为 a1、a2，重力加速度大小为 g，则有( )
►
探究考向
两类基本动力学的问题
1．两类基本问题 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，分析思路如图 13－4 所示．
图 13－4
2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤 (1)认真分析题意，明确已知条件和待求量，搞清所求问 题的类型． (2)选取研究对象．所选取的研究对象可以是一个物体， 也可以是几个物体组成的整体． 同一题目， 根据题意和解题需 要也可以先后选取不同研究对象． (3)分析研究对象的受力情况和运动情况．