高考物理一轮复习 专题三 牛顿运动定律 考点一 牛顿运动定律教学案(含解析)
3.高考第一轮复习教案03-牛顿运动定律
课 题: 牛顿运动定律 类型:复习课目的要求:解决力与运动的关系,会全面准确的受力分析和运动过程分析,深刻理解力与运动之间的联系,灵活运用 整体法和隔离法,会用假设法分析不确定的力。
牛顿第一、第三定律一、牛顿第一定律1、内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止. 说明:(1)物体不受外力是该定律的条件.(2)物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果.(3)直至外力迫使它改变这种状态为止,说明力是产生加速度的原因.(4)物体保持原来运动状态的性质叫惯性,惯性大小的量度是物体的质量.(5)应注意:①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的.牛顿以伽利略的理想斜面实验为基拙,加之高度的抽象思维,概括总结出来的.不可能由实际的实验来验证;②牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是不受外力时的理想化状态.③定律揭示了力和运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因.二、牛顿第三定律(1)内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,而且在一条直线上.(2)表达式:F =-F /说明:①作用力和反作用力同时产生,同时消失,同种性质,作用在不同的物体上,各产生其效果,不能抵消,所以这两个力不会平衡.②作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关.不管两物体处于什么状态,牛顿第三定律都适用。
③借助牛顿第三定律可以变换研究对象,从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析.④一对作用力和反作用力在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的总冲量一定为零,但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。
这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的,而位移大小、方向都可能是不同的。
三、作用力和反作用力与平衡力的区别注意:判断两个力是不是一对作用力与反作用力时,应分析这两个力是否具有“甲对乙”和“乙对甲”的关系,即受力物体与施力物体是否具有互易关系.否则,一对作用力和反作用力很容易与一对平衡力相混淆,因为它们都具有大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的特点.第1课牛顿第二定律1.内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.2.公式:F=ma3、对牛顿第二定律理解:(1)F=ma 中的F 为物体所受到的合外力.(2)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.(3)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.(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。
高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律1牛顿运动三定律复习教案
第三章 牛顿运动定律第1单元 牛顿运动三定律知识网络:一、牛顿第一定律(内容):(1)保持匀速直线运动或静止是物体的固有属性;物体的运动不需要用力来维持(2)要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变,必须施加力的作用,力是改变物体运动状态的原因1.牛顿第一定律导出了力的概念力是改变物体运动状态的原因。
(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:tv a ∆∆=,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。
(不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”。
)2.牛顿第一定律导出了惯性的概念惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
惯性应注意以下三点:(1)惯性是物体本身固有的属性,跟物体的运动状态无关,跟物体的受力无关,跟物体所处的地理位置无关(2)质量是物体惯性大小的量度,质量大则惯性大,其运动状态难以改变(3)外力作用于物体上能使物体的运动状态改变,但不能认为克服了物体的惯性3.牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的。
物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例。
4、不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。
它告诉了人们研究物理问题的另一种方法,即通过大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律。
5、牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
二、牛顿第三定律(12个字——等值、反向、共线 同时、同性、两体、)1.区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
高三一轮复习考试全套教案(牛顿运动定律)
2012-2013年高三物理一轮复习全套教案§3. 牛顿运动定律一、牛顿第一运动定律、牛顿第三运动定律导学目标1.掌握牛顿第一定律,会应用其解释物理现象.2.理解牛顿第三定律,会应用其解释物理现象.考点一牛顿第一定律的理解与应用考点解读1.明确惯性的概念牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性,即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质.2.揭示力的本质:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因.3.理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态,而物体不受外力的情形是不存在的.在实际情况中,如果物体所受的合外力等于零,与物体不受外力时的表现是相同的.4.与牛顿第二定律的关系:牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的.力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答.牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的,而牛顿第二定律是一条实验定律.典例剖析例1、火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现他仍落回到原处,这是因为:(D)A、人跳起后,厢内空气给他以向前的力,带着他随同车一起向前运动;B、人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动;C、人跳起后,车在继续向前运动,所以人在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具有相同的速度;跟踪训练:如图所示,一个劈形物M放在倾角为θ的斜面上,M上表面呈水平,在M上表面再放一个光滑小球m,开始时,M m都静止,现让M加速下滑,则小球在碰到斜面之前的运动轨迹是(B)A、沿斜面方向的直线;B、竖直向下的直线;C、抛物线;D、无规则的曲线;拓展:在上述运动过程中小球对M的压力为多大?(有能力者完成)例2如图2所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴着一只铁球和一只乒乓球,容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态.当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系) ()A.铁球向左,乒乓球向右B.铁球向右,乒乓球向左C.铁球和乒乓球都向左D.铁球和乒乓球都向右考点二牛顿第三定律的理解与应用考点解读1.作用力与反作用力的关系(1)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.(2)作用力与反作用力总是成对出现,同时产生,同时变化,同时消失.(3)作用力和反作用力作用在两个不同的物体上,各自产生其效果,永远不会抵消.(4)作用力和反作用力是同一性质的力.(5)物体间的相互作用力既可以是接触力,也可以是场力.定律内容可归纳为:作用力与反作用力“三同三不同”及“三无关”.“三同”是:大小相同;性质相同;出现、存在、消失的时间相同.“三不同”是:方向不同;作用的对象不同;作用的效果不同.“三无关”是:与物体的种类无关;与相互作用的两物体的运动状态无关;与是否与另外物体相互作用无关.典例剖析例3.汽车拉着拖车在平直的公路上运动,下列说法正确的是()A.汽车能拉着拖车向前是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的力B.汽车先对拖车施加拉力,然后才产生拖车对汽车的拉力C.匀速前进时,汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力;加速前进时,汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力D.拖车加速前进时,是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力跟踪训练如图1所示,一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气,结果大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系,不正确的说法是()A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大B.大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小一定相等D.只有在大人把小孩拉动的过程中,大人的力才比小孩的力大课堂训练:教学反思:二、牛顿第二定律导学目标1.理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围.典例剖析例1.如图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度的变化情况如何?方法突破利用牛顿第二定律分析物体运动过程时应注意以下两点:(1)a是联系力和运动的桥梁,根据受力条件,确定加速度,以加速度确定物体速度和位移的变化.(2)速度与位移的变化与力相联系,用联系的眼光看问题,分析出力的变化,从而确定加速度的变化,进而确定速度与位移的变化.跟踪训练:如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体可以一直运动到B点,如果物体受到的阻力恒定,则() A.物体从A到O先加速后减速B.物体从A到O加速运动,从O到B减速运动C.物体运动到O点时所受合力为0D.物体从A到O的过程加速度逐渐减小图2 考点二:牛顿第二定律的瞬时性问题分析(由于弹簧和橡皮绳受力时,恢复形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变) 例4.如图所示,质量为m 的小球被水平绳AO 和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态,现用火将绳AO 烧断,在绳AO 烧断的瞬间,下列说法正确的是 ( )A. 弹簧的拉力F=mg/cos θB. 弹簧的拉力F=mgsin θC. 小球的加速度为零D. 小球的加速度a=gsin θ归纳:本题考查牛顿第二定律的瞬时问题,这类题型的一般求法:(1)首先分析变化瞬间之前的状态(进行受力分析);(2)判别有哪些力在这一瞬间发生了变化,哪些力不发生变化;(3)再求出变化后物体受的合力,求得加速度。
高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第1讲 牛顿第一、第三定律教案-人教版高三全册物理教案
第三章牛顿运动定律考纲要求考情统计2019年2018年2017年1.牛顿运动定律及其应用Ⅱ课标Ⅱ·T22:测量动摩擦因数课标Ⅱ·T25:多过程运动中的参量求解课标Ⅲ·T20:滑块—滑板模型中的动力学求解课标Ⅱ·T23:测木块与木板间的动摩擦因数课标Ⅱ·T24:牛顿第二定律的应用课标Ⅲ·T25:动力学与功能关系的综合问题课标Ⅲ·T25:滑块—滑板模型中的动力学分析2.超重和失重Ⅰ3.中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他单位,例如小时、分、升、电子伏特Ⅰ实验四:验证牛顿运动定律备考题型要点:①惯性,超、失重和牛顿运动定律的理解;②由牛顿第二定律分析、求解瞬时加速度;③动力学的两类基本问题的分析与计算;④整体法和隔离法处理连接体问题第1讲牛顿第一、第三定律一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持①匀速直线运动状态或②静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.意义(1)揭示了物体的固有属性:保持原来运动状态不变的特性——③惯性。
一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫④惯性定律。
(2)揭示了力与运动的关系:力不是⑤维持物体运动状态的原因,而是⑥改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。
二、惯性1.定义:物体具有保持原来⑦匀速直线运动状态或⑧静止状态的性质,我们把这个性质叫做惯性。
2.量度:⑨质量是惯性大小的唯一量度,⑩质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
3.普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关。
三、牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的。
一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。
物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。
2.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 ,方向相反 ,作用在同一条直线上。
高考物理一轮复习教案: 牛顿运动定律的综合应用 Word版含解析
考点二牛顿运动定律的综合应用基础点知识点1牛顿运动定律的综合应用1.动力学的两类基本问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况;第二类:已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法:以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:知识点2超重和失重1.实重和视重(1)实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关。
(2)视重①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。
2.超重、失重和完全失重的比较知识点3动力学中的图象问题1.动力学中常见的图象v-t图象、x-t图象、F-t图象、F-a图象等。
2.解决图象问题的关键:(1)看清图象的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从零开始。
(2)理解图象的物理意义,能够抓住图象的一些关键点,如斜率、截距、面积、交点、拐点等,判断物体的运动情况或受力情况,再结合牛顿运动定律求解。
重难点一、应用牛顿运动定律解决两类动力学问题1.两类动力学问题及解题思路(1)已知物体的受力情况,求解物体的运动情况解决这类题目,一般是先分析物体的受力情况,求出合外力,再应用牛顿运动定律求出物体的加速度,再根据物体的初始条件,应用运动学公式,求出物体运动的情况,即求出物体在任意时刻的位置、速度及运动轨迹。
流程图如下:物体的受力情况―→物体的合外力―→加速度―→运动学公式―→物体的运动情况(2)已知物体的运动情况,求解物体的受力情况解决这类题目,一般是先应用运动学公式求出物体的加速度,再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而求出物体所受的其他外力。
流程图如下:物体的运动情况―→运动学公式―→加速度―→物体的合外力―→物体的受力情况2.解决两类动力学问题的一般步骤可简记为:选对象,建模型;画草图,想情景;分析状态和过程;找规律、列方程;检验结果行不行。
高考物理一轮复习专题三牛顿运动定律考点一牛顿运动定律教学案(含解析)
专题三 牛顿运动定律考纲展示 命题探究考点一 牛顿运动定律基础点知识点1 牛顿第一定律 1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)意义①揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
②揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。
2.惯性(1)定义:物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。
(2)特点:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
(3)表现①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变。
(4)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
知识点2 牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2.表达式:a =Fm。
3.物理意义反映物体运动的加速度的大小、方向与其所受作用力的关系,且这种关系是瞬时的。
4.力的单位:当质量单位为千克(kg),加速度单位为米每二次方秒(m/s 2)时,力的单位为N ,即1 N =1 kg·m/s 2。
5.牛顿第二定律的适用范围(1)牛顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系。
(2)牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体。
知识点3 牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力。
2.牛顿第三定律(1)内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上的不同物体上。
(2)表达式:F=-F′。
(3)物理意义:①体现力的作用的相互性。
②建立了作用力与反作用力的相互依存关系。
高考物理一轮:3.3《牛顿运动定律的综合应用》教学案(含答案)
第3讲牛顿运动定律的综合应用考纲下载:1.牛顿运动定律的应用(Ⅱ) 2.超重和失重(Ⅰ)主干知识·练中回扣——忆教材夯基提能1.超重和失重(1)视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
(1)整体法当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时,可以把系统内的所有物体看成一个整体,分析其受力和运动情况,运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法。
(2)隔离法当求系统内物体间相互作用的内力时,常把某个物体从系统中隔离出来,分析其受力和运动情况,再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法。
(3)外力和内力如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。
应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力;如果把某物体隔离出来作为研究对象,则内力将转换为隔离体的外力。
巩固小练1.判断正误(1)超重就是物体的重力变大的现象。
(×)(2)减速上升的升降机内的物体,物体对地板的压力大于重力。
(√)(3)加速上升的物体处于超重状态。
(√)(4)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。
(×)(5)物体处于超重或失重状态,完全由物体加速度的方向决定,与速度方向无关。
(×)(6)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。
(×)(7)求解物体间的相互作用力应采用隔离法。
(√)[超重和失重]2.如图所示,将物体A放在容器B中,以某一速度把容器B竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器B的底面始终保持水平,下列说法正确的是()A.在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零B.上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力D .在上升和下降过程中A 对B 的压力都等于物体A 受到的重力解析:选A 把容器B 竖直上抛,物体处于完全失重状态,在上升和下降过程中A 对B 的压力都一定为零,选项A 正确。
2019年高三物理总复习一轮复习教学案-牛顿运动定律
高三物理总复习-一轮复习教学案-牛顿运动定律一、牛顿第一定律一切物体总保持匀速运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
1.牛顿第一定律导出了力的概念力是改变物体运动状态的原因。
(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:t v a ∆∆=,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。
2.牛顿第一定律导出了惯性的概念一切物体都有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。
惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。
质量是物体惯性大小的量度。
3.牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的。
不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F =0时的特例。
二、牛顿第三定律两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
注意区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。
三、牛顿第二定律物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同。
即F =ma1.对应性和矢量性选定研究对象后,F 为研究对象受的合外力, a 为物体的实际加速度。
牛顿第二定律是矢量式,可用于任意选定的方向。
若F 为研究对象在某一个方向上的所的合力,那么a 表示物体在该方向上的分加速度。
2.重要意义牛顿第二定律确立了力和运动的关系,明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。
加速度是联系物体的受力情况和运动情况的桥梁。
3.应用牛顿第二定律解题的步骤①明确研究对象。
可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。
高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律
考力和运动的综合题,重点考查综合运用知识的能力,如为使物体变为某一运动状态,应选择怎样的施力方案;
二是联系实际,以实际问题为背景命题,重点考查获取并处理信息,去粗取精,把实际问题转化成物理问题的
能力。
§1 牛顿第一定律 牛顿第三定律
一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律(惯性定律)的内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
看,要求准确理解牛顿第一定律;加深理解牛顿第二定律,熟练掌握其应用,尤其是物体受力分析的方法;理
解牛顿第三定律;理解和掌握运动和力的关系;理解超重和失重。本章内容的高考试题每年都有,对本章内容
单独命题大多以选择、填空形式出现,趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题。经常与电场、
磁场联系,构成难度较大的综合性试题,运动学的知识往往和牛顿运动定律连为一体,考查推理能力和综合分
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高考物理第一轮复习教案
第三章 牛顿运动定律
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这个定律有两层含义: (1)保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性;物体的运动不需要用力来维持。 (2)要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变,必须施加力的作用,力是改变物体运动状态的 原因,是使物体产生加速度的原因。 2.牛顿第一定律的几点说明 (1)物体不受外力是该定律的条件。 (2)物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果。 (3)惯性:一切物体都有保持原有运动状态的性质。 惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动状态及受力情况无关。 惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。 质量是物体惯性大小的惟一量度。 (4)牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态,而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力 和物体所受合外力为零是有区别的。 (5)牛顿第一定律成立的参考系是惯性参考系。 (6)应注意: ①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础,加之高度的抽象思维, 概括总结出来的,不可能由实际的实验来验证; ②牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是不受外力时的理想化状态。 例 1.下列说法正确的是 A.运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大 B.小球在做自由落体运动时,惯性不存在了 C.把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的冲力 D.物体的惯性仅与质量有关,质量大的惯性大,质量小的惯性小 解析:惯性是物体保持原来运动状态的性质,仅由质量决定,与它的受力状况与运动状况均无关。一切物 体都有惯性。答案:D 例 2. 火车在长直水平轨道上匀速行驶,车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处(空气阻力不 计),这是因为 A.人跳起后,车厢内的空气给人一个向前的力,这力使他向前运动 B.人跳起时,车厢对人一个向前的摩擦力,这力使人向前运动 C.人跳起后,车继续向前运动,所以人下落后必定向后偏一些,只是由于时间很短,距离太小,不明显而 已。 D.人跳起后,在水平方向人和车水平速度始终相同 解析:人向上跳起,竖直方向做竖直上抛运动,水平方向不受外力作用,由于惯性,所以水平方向与车速 度相同,因而人落回原处。 答案:D 例 3. 下面说法正确的是 A.静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用 B.物体的速度为零时一定处于平衡状态 C.物体的运动状态发生变化时,一定受到外力的作用 D.物体的位移方向一定与所受合力方向一致 解析:物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态,但处于这些状态时不一定不受外力作用,所以 A 错; 物体是否处于平衡状态是看其受力是否为零,而不是看它的速度是否为零,如竖直上抛物体到达最高点时速度
2020高考物理一轮复习专题03牛顿运动定律(解析版)
专题03 牛顿运动定律1 .(2020 届安徽省宣城市高三第二次调研)如图所示,在水平桌面上叠放着质量均为M 的A、B 两块木板,在木板 A 的上面放着一个质量为m 的物块C,木板和物块均处于静止状态。
A、B、C 之间以及 B 与地面之间的动摩擦因数都为。
若用水平恒力 F 向右拉动木板 A (已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力),要使 A 从 C 、B 之间抽出来,则对 C 有aC=mg=gm对 B 受力分析有:受到水平向右的滑动摩擦力力,有f= μ(2M+m )g因为μ(M+m )g<μ(2M+m )g 所以 B 没有运动,加速度为0 ;所以当a A>a C 时,能够拉出,则有F mg M m g M解得F> 2μ(m+M )g,故选C2 .(2020 届福建省漳州市高三第一次教学质量检测)如图,个可以看作质点,质量为m=1kg 的物块,以沿传动带向下的速度v0 4m/s 从M 点开始沿传送带运动。
物块运动过程的部分v-t 图像如图所示,取g=10m/s 2,则()F 大小应满足的条件是(A.F (m 2M )g B.F (2m 3M )gC .F 2 (m M )gD .F (2m M )g答案】C解析】要使 A 能从C、 B 之间抽出来,则,A要相对于B、C 都滑动,所以AC 间,AB 间都是滑动摩擦力,对 A 有a A=mg M m gμ(M+m )g,B 与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦MN 是一段倾角为=30 °的传送带A .物块最终从传送带N 点离开B .传送带的速度v=1m/s ,方向沿斜面向下C .物块沿传送带下滑时的加速度a=2m/s 2D .物块与传送带间的动摩擦因数32【答案】D【解析】从图象可知,物体速度减为零后反向向上运动,最终的速度大小为1m/s ,因此没从N 点离开,并且能推出传送带斜向上运动,速度大小为1m/s ,AB 错误;v—t 图象中斜率表示加速度,可知物块沿传送带下滑时的加速度a=2.5m/s 2,C 错误;根据牛顿第二定律mg cos30o mg sin 30o ma,可得3,D 正确。
高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 第3节 牛顿运动定律的综合应用教案(含解析)-人教版高三全册
第3节牛顿运动定律的综合应用动力学中整体法、隔离法的应用[讲典例示法] 1.整体法的选取原则及解题步骤(1)当只涉及系统的受力和运动情况而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时,一般采用整体法。
(2)运用整体法解题的基本步骤:2.隔离法的选取原则及解题步骤(1)当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时,一般采用隔离法。
(2)运用隔离法解题的基本步骤:①明确研究对象或过程、状态。
②将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从系统或全过程中隔离出来。
③画出某状态下的受力图或运动过程示意图。
④选用适当的物理规律列方程求解。
[典例示法](多选)(2019·某某一模)如图所示,一质量M=3 kg、倾角为α=45°的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为m=1 kg的光滑楔形物体。
用一水平向左的恒力F作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动。
重力加速度取g=10 m/s2,下列判断正确的是( )A.系统做匀速直线运动B.F=40 NC.斜面体对楔形物体的作用力大小为5 2 ND.增大力F,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动关键信息:“光滑水平地面”“水平向左的恒力F”,两条信息表明整体向左匀加速运动。
[解析] 对整体受力分析如图甲所示,由牛顿第二定律有F=(M+m)a,对楔形物体受力分析如图乙所示。
由牛顿第二定律有mg tan 45°=ma,可得F=40 N,a=10 m/s2,A错误,B正确;斜面体对楔形物体的作用力F N2=mgsin 45°=2mg=10 2 N,C错误;外力F 增大,则斜面体加速度增加,由于斜面体与楔形物体间无摩擦力,则楔形物体将会相对斜面体沿斜面上滑,D正确。
甲乙[答案]BD(1)处理连接体问题时,整体法与隔离法往往交叉使用,一般的思路是先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力。
(2)隔离法分析物体间的作用力时,一般应选受力个数较少的物体进行分析。
高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律1牛顿运动三定律复习教案
第三章 牛顿运动定律第1单元 牛顿运动三定律知识网络:一、牛顿第一定律(内容):(1)保持匀速直线运动或静止是物体的固有属性;物体的运动不需要用力来维持(2)要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变,必须施加力的作用,力是改变物体运动状态的原因1.牛顿第一定律导出了力的概念力是改变物体运动状态的原因。
(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:tv a ∆∆=,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。
(不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”。
)2.牛顿第一定律导出了惯性的概念惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
惯性应注意以下三点:(1)惯性是物体本身固有的属性,跟物体的运动状态无关,跟物体的受力无关,跟物体所处的地理位置无关(2)质量是物体惯性大小的量度,质量大则惯性大,其运动状态难以改变(3)外力作用于物体上能使物体的运动状态改变,但不能认为克服了物体的惯性3.牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的。
物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例。
4、不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。
它告诉了人们研究物理问题的另一种方法,即通过大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律。
5、牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
二、牛顿第三定律(12个字——等值、反向、共线 同时、同性、两体、)1.区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
2019年高考物理一轮复习精品资料专题3.1 牛顿第一定律 牛顿第三定律(教学案) 含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料1.理解牛顿第一定律的内容和惯性,会分析实际问题.2.理解牛顿第三定律的内容,会区分相互作用力和平衡力.一、牛顿第一定律的理解与应用1.内容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.2.意义(1)指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称为惯性定律.(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态,而实际中不受力作用的物体是不存在的,当物体受外力但所受合力为零时,其运动效果跟不受外力作用时相同,物体将保持静止或匀速直线运动状态.3.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关.二、牛顿第三定律的理解与应用1.牛顿第三定律的内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.2.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同.(2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生的效果不同.(3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与物体是否和其他物体存在相互作用无关.3.相互作用力与平衡力的比较对应名称作用力和反作用力一对平衡力比较内容不同点作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零一定是同性质的力 性质不一定相同 相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上高频考点一 牛顿第一定律的理解与应用例1、关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( ) A .它表明了力是维持物体运动状态的原因 B .它表明了物体具有保持原有运动状态的性质 C .它表明了改变物体的运动状态并不需要力D .由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程,所以牛顿第一定律没有用处【答案】B【感悟提升】1.对牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念:牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性。
高考物理一轮复习 第3章 牛顿运动定律 第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律教案
第3章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律牛顿第三定律一、牛顿第一定律、惯性牛顿第一定律内容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意义(1)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律(2)指出力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,即是产生加速度的原因惯性定义物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质普遍性惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关量度质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小1.作用力和反作用力两个物体之间的作用总是相互的,一个物体A对另一个物体B施加了力,物体B一定也同时对物体A施加了力。
2.牛顿第三定律(1)内容:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
(2)表达式:F=-F′。
(3)意义:建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)牛顿第一定律不能用实验验证。
(√)(2)在水平面上滑动的木块最终停下来,是因为没有外力维持木块运动。
(×)(3)物体运动时受到惯性力的作用。
(×)(4)两物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力。
(×)(5)人走在松软的土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力。
(×)(6)作用力与反作用力等大,反向,其合力为零。
(×)2.(人教版必修1P70T1改编)(多选)下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是( ) A.飞机投弹时,当目标在飞机的正下方时投下炸弹,能击中目标B.地球自西向东自转,人向上跳起来后,还会落到原地C.安全带的作用是防止汽车刹车时,人由于惯性发生危险D.有的同学说,向上抛出的物体,在空中向上运动时,肯定受到了向上的作用力BC[飞机在目标正上方投弹时,由于惯性,炸弹会落在目标的前方,A错误;地球自西向东自转,人向上跳起后,由于惯性,还会落在原地,B正确;汽车刹车时,由于惯性,人会向前冲,安全带可以防止人的前冲,C正确;物体被向上抛出后,在空中向上运动是由于惯性,D错误。
高考物理总复习 3专题三 牛顿运动定律 专题三 牛顿运动定律(讲解部分)
2 mg,aB=
2 g,A、B项错误。剪断细
绳前对A球受力分析如图乙,得A球的重力大小mAg=2F绳 cos 30°= 6 mg,剪
断细绳瞬间,A球受到的支持力FNA=mAg cos 30°= 3 2 mg,C项错误。剪断细
2
绳瞬间,对A球由牛顿第二定律有mAg sin 30°=mAaA,得A球的加速度aA=g sin
二、实重和视重 1.实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态④ 无关 。 2.视重:当物体在⑤ 竖直 方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力 或对台秤的压力将不等于物体的⑥ 重力 。此时弹簧测力计的示数或 台秤的示数即视重。
三、超重和失重的应用 此类问题多为定性分析台秤上放物体或弹簧测力计下悬吊物体时的示数 的变化。分析此类问题时,要特别注意以下几点: 1.超重、失重不是物体重力增加或减少了,而是物体对水平支持面的压力 或对竖直悬线的拉力变大或变小了,重力的大小是没有变化的,仍为mg。 2.超重、失重与物体的速度无关,只取决于物体的加速度方向。 3.对系统超重、失重的判定不能只看某一物体,要综合分析某一物体的加 速运动会不会引起其他物体运动状态的变化。例如台秤上放一盛水容器, 一细线拴一木球,线另一端拴于盛水容器的底部,剪断细 线,木球加速上升的同时有相同体积的水以相等的加速 度在加速下降,综合起来,台秤示数会减小。若不能注意 到这一点,会得出相反的错误结论。
解析 (1)在2 s内,由图乙知:
物块沿斜面向上运动的最大距离:s1=
1 2
×2×1
m=1
m
物块下滑的距离:s2=
1 2
×1×1
m=0.5
m所以Biblioteka 移大小s=s1-s2=0.5 m路程L=s1+s2=1.5 m
高三物理第一轮复习教案第三单元 牛顿运动定律
《高三第一轮复习教案》:第三单元:牛顿运动定律回顾:1、静力学问题的解题基本思路是(核心求解问题:共点力的平衡):确定对象,受力分析,选取坐标,正交分解,立出方程,联立求解。
基本方法:整体法,隔离法2、运动学问题的解题基本思路是(核心求解问题:匀变速直线运动的规律):确定对象,运动分析,画出草图,选择规律,立式求解。
基本方法:函数式计算(选公式),图象应用而动力学问题既研究受力又研究运动,是前两部分内容的综合1、牛顿第一定律(1)内容(2)注意:A、力不是运动的原因,即运动可以不受力的作用。
B、力是改变物体运动状态的原因,即产生a。
C、运动的原因是物体具有惯性。
(惯性是物体保持原运动状态的能力)D、一切物体都具有惯性,惯性的大小仅由质量决定。
例题分析:1、关于伽利略的理想实验,下列说法正确的是(BD )A、只要接触而相当光滑,物体就能在水平面上一直做匀速直线运动B、这个实验实际上是永远无法何等到的C、利用气垫导轨,就能使实验成功D、虽然是想像中的实验,但是它是建立在可靠的事实基础上的2、下列说法正确的是( C )A、大卡车的速度小,轿车的速度大,所以轿车的惯性大B、汽车在速度大的时候比在速度小的时候难以停下所以汽车速度大时的惯性大C、乒乓球可以被快速地来回抽杀,是因为其惯性小的缘故D、用同样的力骑自行车,车胎没气时速度增加得慢,运动状态难以改变,因此,比有气时的惯性大3、理想实验有时更能深刻地反映自然规律,伽利略设想了一个是理想实验,其中有一个实验事实,其余是推论。
①减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做匀速运动(1)请将上述理想实验的设计步骤按照正确的顺序排列②③①④ (只要填写序号)(2)在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想的推论,下列关于事实和推论的分类正确的是( B )A、①是事实,②③④是推论B、②是事实,①③④是推论C、③是事实,①②④是推论D、④是事实,①②③是推论学生练习:1、在车厢顶板上用细线挂一小球,车内的观察者,根据观察到的现象,判断正确的是(BCD )A、若细线保持竖直,车一定是静止的B、若细线保持竖直,车可能在做匀速直线运动C、若细线向右偏斜,车可能向左转弯D、若细线的前偏,车可能向前减速2、如图所示,车厢在平直轨道上匀加速向左行驶,车厢顶落有油滴滴落在车厢地板上,车厢地板O点位于A点的正下方,则当滴管依次滴下三滴油时,下列说法正确的是( C )A、这三滴油依次落在O点的右方,且一滴比一滴高O点远B、这三滴油依次落在O点的右方,且一滴比一滴高OC、这三滴油依次落在O点的右方,且在同一个位置上D、这三滴油依次落都在O点上3、关于惯性,下列说法中正确的是()A、推动原来静止的物体比推动正在运动的物体所需的力大,所以静止的物体惯性大B、正在行驶的质量相同的两辆汽车,速度大的不易停下来,所以速度大的物体惯性大C、自由下落的物体处于完全失重状态,所以这时物体的惯性消失了D、以上说法均不正确4、伽利略的斜面实验证明了()A、使物体运动必须有力的作用,没有力作用的物体将静止B、使物体静止必须有力的作用,没有力的作用物体就运动C、物体没有外力的作用,一定处于静止状态D、物体不受外力的作用时,总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态2、牛顿第三定律(1)内容(2)注意:A、作用力与反作用力必定是相同性质的力。
高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第11讲牛顿第一定律牛顿第三定律学案含解析20190506163.doc
第11讲 牛顿第一定律 牛顿第三定律[研读考纲明方向][重读教材定方法](对应人教版必修1的页码及相关问题)1.P 68~69伽利略利用了什么方法揭示了力和运动的关系?提示:理想实验的方法。
2.P 72“实验数据的分析”一段,怎样证明加速度a 与质量m 成反比?提示:若加速度a 与质量m 成反比,则加速度a 一定与质量m 的倒数成正比,在a 1m图象中,应该是一条过原点的直线。
3.P 73“参考案例二”中,怎样才算平衡摩擦力?提示:在小车后面挂上纸带,通过打点计时器打点,若打出来的点间隔均匀,说明平衡摩擦力适合。
4.P 75写出对F =ma 的认识。
提示:F 、m 、a 三个量一定是对应同一物体,F 是合力;F 、m 、a 的单位都应是国际单位,分别是N 、kg 、m/s 2。
5.P 80[说一说]中,她的根据是什么?提示:等式右边的单位为m 4,而体积的单位为m 3,由单位关系可判断出这个公式是错误的。
6.P 82怎样理解牛顿第三定律中“总是”一词?提示:没有例外,任何物体任何情况任意时刻都这样。
7.P 83一对平衡力与一对作用力和反作用力的主要区别是什么?提示:一对平衡力是作用在一个物体上,一对作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体上。
8.P 85利用牛顿运动定律可以研究哪两类问题?提示:从受力确定运动情况和从运动情况确定受力。
9.P 87平衡状态有哪两种形式?提示:静止或匀速直线运动状态。
10.P 88~89怎样判断超重和失重?提示:若加速度的方向向上,处于超重状态;若加速度的方向向下,则处于失重状态。
11.P 90怎样理解竖直上抛运动中上升与下降过程的对称性?提示:经过同一段路程上升和下落所用时间相等;经过同一点上升和下落速度大小相等。
12.P 98~99阅读“误差和有效数字”部分,什么是偶然误差和系统误差?提示:由偶然因素造成的误差叫做偶然误差,例如实验人操作和读数的不准确造成的误差;系统误差是由仪器结构缺陷、实验方法不完善造成的,例如天平两臂不完全等长会造成系统误差,测量重力加速度时由于没有消除空气等阻力的影响,也会引起系统误差。
高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第2讲 牛顿 第二定律的应用(1)教学案(含解析)
第2讲牛顿第二定律的应用(1)教材知识梳理一、动力学的两类基本问题1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路:先求出几个力的合力,由牛顿第二定律(F合=ma)求出________,再由运动学的有关公式求出速度或位移.2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路:已知加速度或根据运动规律求出________,再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.说明:牛顿第二定律是联系运动问题与受力问题的桥梁,加速度是解题的关键.二、超重和失重1.超重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)________物体所受重力的情况称为超重现象.2.失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)________物体所受重力的情况称为失重现象.3.完全失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)________的情况称为完全失重现象.4.视重与实重(1)当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为________.视重大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力.(2)物体实际受到的重力大小称为________.三、连接体与隔离体1.连接体与隔离体:两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为________.如果把其中某个(或几个)物体隔离出来,该物体称为________.2.外力和内力(1)以物体系为研究对象,系统之外其他物体的作用力是系统受到的________,而系统内各物体间的相互作用力为________.(2)求外力时应用牛顿第二定律列方程不考虑________;如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将变为隔离体的________.答案:一、1.加速度 2.加速度二、1.大于 2.小于 3.等于零4.(1)视重(2)实重三、1.连接体隔离体2.(1)外力内力(2)内力外力【思维辨析】(1)放置于水平桌面上的物块受到的重力是物块的内力.( )(2)系统的内力不会影响系统整体的运动效果.( )(3)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解,所以加速度由运动情况决定.( )(4)物体处于超重状态时,物体的重力大于mg.( )(5)物体处于完全失重状态时其重力消失.( )(6)物体处于超重还是失重状态,由加速度的方向决定,与速度方向无关.( )(7)减速上升的升降机内的物体对地板的压力大于重力.( )答案:(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(×)(5)(×)(6)(√)(7)(×)考点互动探究考点一解决动力学两类问题的基本思路] (17分)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图372所示,竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面.一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的底端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止.已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为0.4;货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍.货物与货车分别视为小滑块和平板,取cos θ=1,sin θ=0.1,g 取10 m/s2.求:(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;(2)制动坡床的长度.图371图372[解答规范] (1)设货物的质量为m ,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢间的动摩擦因数μ=0.4,受摩擦力大小为f ,加速度大小为a 1,则________=ma 1(2分)f =________(2分)联立以上二式并代入数据得a 1=5 m/s 2(1分)a 1的方向沿制动坡床向下.(1分)(2)设货车的质量为M ,车尾位于制动坡床底端时的车速为v =23 m/s.货物在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s 0=38 m 的过程中,用时为t ,货物相对制动坡床的运动距离为s 2.货车受到制动坡床的阻力大小为F ,F 是货车和货物总重的k 倍,k =0.44,货车长度l 0=12 m ,制动坡床的长度为l ,则Mg sin θ+F -f =Ma 2(2分) F =k (m +M )g (2分) s 1=________(2分) s 2=________(2分) s =________(1分) l =l 0+s 0+s 2(1分)联立并代入数据得l =98 m .(1分)答案:f +mg sin θ μmg cos θ vt -12a 1t 2 vt -12a 2t 2s 1-s 21 研究表明,一般人的刹车反应时间(即图373甲中“反应过程”所用时间)t 0=0.4 s ,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72 km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L =39 m .减速过程中汽车位移x 与速度v 的关系曲线如图乙所示.此过程可视为匀变速直线运动.重力加速度的大小g 取10 m/s 2.求:(1)减速过程中汽车加速度的大小及所用时间; (2)饮酒使志愿者比一般人增加的反应时间;(3)减速过程中汽车对志愿者的作用力大小与志愿者重力大小的比值.图373答案:(1)8 m/s 22.5 s (2)0.3 s (3)415[解析] (1)设减速过程中汽车加速度的大小为a ,所用时间为t ,由题可得,初速度v 0=20 m/s ,末速度v =0,位移x =25 m ,由运动学公式得v 20=2ax t =v 0a联立以上两式,代入数据得a =8 m/s 2,t =2.5 s(2)设志愿者正常情况下反应时间为t ′,饮酒后反应时间的增加量为Δt ,由运动学公式得L =v 0t ′+xΔt =t ′-t 0联立以上两式,代入数据得 Δt =0.3 s(3)设志愿者所受的合外力大小为F ,汽车对志愿者的作用力大小为F 0,志愿者质量为m ,由牛顿第二定律得F =ma由平行四边形定则得F 20=F 2+(mg )2联立以上两式,代入数据得F 0mg =415.2 [2016·合肥质量检测] 如图374所示,有一半圆,其直径水平且与另一圆的底部相切于O 点,O 点恰好是半圆的圆心,圆和半圆处在同一竖直平面内.现有三条光滑轨道AOB 、COD 、EOF ,它们的两端分别位于圆和半圆的圆周上,轨道与圆的竖直直径的夹角关系为α>β>θ.现让小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端,则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为( )图374A .t AB =t CD =t EF B .t AB >t CD >t EFC .t AB <t CD <t EF D .t AB =t CD <t EF答案:B [解析] 设圆的直径为D ,半圆的半径为R ,对轨道AOB ,其长度为L 1=D cos α+R ,在其上运动的加速度a 1=g cos α,由L 1=12a 1t 2AB ,解得t AB =2(D cos α+R )g cos α=2Dg+2Rg cos α.对轨道COD 、EOF ,同理可得t CD =2Dg+2Rg cos β,t EF =2Dg+2Rg cos θ.由轨道与竖直线的夹角关系α>β>θ可知,t AB >t CD >t EF ,选项B 正确.考点二] 我国“80后”女航天员王亚平在“天宫一号”里给全国的中小学生们上了一堂实实在在的“太空物理课”.在火箭发射、飞船运行和回收过程中,王亚平要承受超重或失重的考验,下列说法正确是( )A .飞船在降落时需要打开降落伞进行减速,王亚平处于超重状态B .飞船在降落时需要打开降落伞进行减速,王亚平处于失重状态C .飞船在绕地球匀速运行时,王亚平处于超重状态D .火箭加速上升时,王亚平处于失重状态 答案:A[解析] 飞船在降落时需要打开降落伞进行减速,加速度方向向上,王亚平处于超重状态,故A 正确,B 错误;飞船在绕地球匀速运行时,万有引力提供向心力,加速度方向向下,王亚平处于失重状态,故C 错误;火箭加速上升时,加速度方向向上,王亚平处于超重状态,故D 错误.■ 题根分析本题通过受力分析和牛顿第二定律,考查运动过程中的超重、失重问题.对超重、失重问题的分析应注意:(1)超重、失重现象的实质是物体的重力的效果发生了变化,重力的效果增大,则物体处于超重状态;重力的效果减小,则物体处于失重状态.重力的作用效果体现在物体对水平面的压力、物体对竖直悬线的拉力等方面,在超重、失重现象中物体的重力并没有发生变化.(2)物体是处于超重状态,还是失重状态,取决于加速度的方向,而不是速度的方向.只要加速度有竖直向上的分量,物体就处于超重状态;只要加速度有竖直向下的分量,物体就处于失重状态,当物体的加速度等于重力加速度时(竖直向下),物体就处于完全失重状态.(3)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平不能测量物体的质量、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.■ 变式网络1 [2016·合肥质量检测] 如图375所示,在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重.她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程.关于她的实验现象,下列说法中正确的是( )图375A.只有“起立”过程才能出现超重的现象B.只有“下蹲”过程才能出现失重的现象C.“下蹲”的过程中,先出现超重现象后出现失重现象D.“起立”“下蹲”的过程中,都能出现超重和失重的现象答案:D [解析] “起立”的过程中,先加速向上后减速向上运动,加速向上运动时加速度方向向上,出现超重现象,减速向上运动时加速度方向向下,出现失重现象,即“起立”过程先出现超重现象后出现失重现象;“下蹲”的过程中,先加速向下后减速向下运动,加速向下运动时加速度方向向下,出现失重现象,减速向下运动时加速度方向向上,出现超重现象,即“下蹲”过程先出现失重现象后出现超重现象,D正确,A、B、C错误.2 [2016·福建质量检测] 如图376所示,质量为M的缆车车厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上,车厢水平底板上放置一质量为m的货物,在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动.若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向,重力加速度大小为g,则( )图376A.车厢对货物的作用力大小等于mgB.车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上C.悬臂对车厢的作用力大于(M+m)gD.悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上答案:C [解析] 货物随车厢一起斜向上加速运动,由牛顿第二定律可知,车厢与货物的重力和悬臂对车厢的作用力的合力方向应与加速度方向一致,故悬臂对车厢的作用力方向是斜向上的,选项D错误;由于车厢和货物在竖直方向有向上的分加速度,处于超重状态,故悬臂对车厢的作用力大于(M+m)g,选项C正确;同理,对车厢中货物用隔离法分析可知,车厢对货物的作用力大于mg,方向是斜向上的,但不平行于缆绳,选项A、B错误.3 (多选)飞船绕地球做匀速圆周运动,宇航员处于完全失重状态时,下列说法正确的是( )A.宇航员不受任何力作用B.宇航员处于平衡状态C.地球对宇航员的引力全部用来提供向心力D.正立和倒立时宇航员一样舒服答案:CD [解析] 飞船绕地球做匀速圆周运动时,飞船以及里面的宇航员都受到地球的万有引力,选项A错误;宇航员随飞船绕地球做匀速圆周运动,宇航员受到地球的万有引力提供其做圆周运动的向心力,不是处于平衡状态,选项B错误,选项C正确;完全失重状态下,重力的效果完全消失,正立和倒立情况下,身体中的器官都是处于悬浮状态,没有差别,所以一样舒服,选项D正确.考点三连接体问题应用牛顿第二定律解决连接体类问题时,正确地选取研究对象是解题的关键.若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,则可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量);若连接体内各物体的加速度不相同,或者需要求出系统内各物体之间的作用力,则需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解;若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求物体之间的作用力,则可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力,即“先整体求加速度,后隔离求内力”.如图377所示,一足够长的固定光滑斜面的倾角θ=37°,大小可以忽略的两个小物体A 、B 的质量分别为m A =1 kg 、m B =4 kg ,两物体之间的轻绳长L =0.5 m ,轻绳可承受的最大拉力为T =12 N .对B 施加一沿斜面向上的力F ,使A 、B 由静止开始一起向上运动,力F 逐渐增大,g 取10 m/s 2.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)若某一时刻轻绳被拉断,求此时外力F 的大小;(2)若轻绳拉断瞬间A 、B 的速度为3 m/s ,绳断后保持外力F 不变,当A 运动到最高点时,求A 、B 之间的距离.图377[解析] (1)对整体受力分析,根据牛顿第二定律得F -(m A +m B )g sin θ=(m A +m B )a隔离A 物体,根据牛顿第二定律得T -m A g sin θ=m A a联立解得F =60 N(2)取沿斜面向上为正方向.隔离A 物体,根据牛顿第二定律得 -m A g sin θ=m A a A解得a A =-g sin θ=-6 m/s 2则A 物体到最高点所用时间t =0-v 0a A=0.5 s此过程A 物体的位移为x A =v 02·t =0.75 m隔离B 物体,根据牛顿第二定律得F -m B g sin θ=m B a B解得a B =F m B-g sin θ=9 m/s 2此过程B 物体的位移为x B =v 0t +12a B t 2=2.625 m两者间距为x B-x A+L=2.375 m.1 [2016·湖南衡阳月考] 如图378所示,质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面,最后竖直向上匀加速运动,不计空气阻力,在三个阶段的运动中,线上的拉力大小( )图378A.由大变小B.由小变大C.始终不变且大小为m1m1+m2FD.由大变小再变大答案:C [解析] 在水平面上时,对整体,由牛顿第二定律得F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a1,对质量为m1的物体,由牛顿第二定律得T1-μm1g=m1a1,联立解得T1=m1m1+m2F;在斜面上时,对整体,由牛顿第二定律得F-μ(m1+m2)g cos θ-(m1+m2)g sin θ=(m1+m2)a2,对质量为m1的物体,由牛顿第二定律得T2-μm1g cos θ-m1g sin θ=m1a2,联立解得T2=m1m1+m2F;在竖直方向上运动时,对整体,由牛顿第二定律得F-(m1+m2)g=(m1+m2)a3,对质量为m1的物体,由牛顿第二定律得T3-m1g=m1a3,联立解得T3=m1m1+m2F.综上分析可知,线上的拉力大小始终不变且大小为m1m1+m2F,选项C正确.2 a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连.当用大小为F的恒力竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,如图379所示,下列说法正确的是( )图379A.x1一定等于x2B.x1一定大于x2C.若m1>m2,则x1>x2D.若m1<m2,则x1<x2答案:A [解析] 在竖直方向运动时,以整体为研究对象,由牛顿第二定律有F-(m1+m2)g=(m1+m2)a1,以物体b为研究对象,由牛顿第二定律有kx1-m2g=m2a1,联立解得kx1=m2Fm1+m2;在水平方向运动时,以整体为研究对象,由牛顿第二定律有F=(m1+m2)a2,以物体b为研究对象,由牛顿第二定律有kx2=m2a2,联立解得kx2=m2Fm1+m2,可见x1=x2,选项A正确.■ 方法技巧求解连接体内部物体之间的作用力时,一般选受力较少的隔离体为研究对象;求解具有相同的加速度的连接体外部对物体的作用力或加速度时,一般选取系统整体为研究对象.大多数连接体问题中需要整体法和隔离法交替使用.【教师备用习题】1.[2015·重庆卷] 若货物随升降机运动的vt图像如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图像可能是图中的( )图13A B C D[解析] B 货物的上下运动涉及超重和失重,超重时加速度向上,失重时加速度向下.由vt图像知,整个运动分为六个阶段,货物的加速度分别是:向下、为零、向上、向上、为零、向下,故支持力和重力的关系分别为:小于、等于、大于、大于、等于、小于.以第二、第五两个阶段为基准(支持力等于重力),可得B正确.2.(多选)[2015·海南卷] 如图所示,升降机内有一固定斜面,斜面上放一物块.开始时,升降机做匀速运动,物块相对于斜面匀速下滑.当升降机加速上升时( )A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑[解析] BD 升降机匀速运动时,物块匀速下滑,以物块为研究对象,沿斜面方向,有mg sin θ=f,垂直于斜面方向,有F N=mg cos θ,又知f=μF N,解得μ=tan θ;升降机加速上升,时物块处于超重状态,物块与斜面间的正压力变大,滑动摩擦力也变大,选项A错误,选项B正确;加速上升瞬间,沿斜面方向,有f′-mg sin θ=ma sin θ,垂直于斜面方向,有F′N-mg cos θ=ma cos θ,解得f′F N′=tan θ=μ,由于物块有相对于斜面向下的初速度,所以物块沿斜面向下匀速运动,选项C错误,选项D正确.3.[2013·安徽卷] 如图所示,细线的一端系一质量为m的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行.在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T和斜面的支持力F N分别为(重力加速度为g)( )A.T=m(g sin θ+a cos θ),F N=m(g cos θ-a sin θ)B.T=m(g cos θ+a sin θ),F N=m(g sin θ-a cos θ)C.T=m(a cos θ-g sin θ),F N=m(g cos θ+a sin θ)D.T=m(a sin θ-g cos θ),F N=m(g sin θ+a cos θ)[解析] A 对物体进行受力分析,如图所示,应用牛顿第二定律,在水平方向有T cos θ-F N sin θ=ma,在竖直方向有T sin θ+F N cos θ=mg,解得T=ma cos θ+mg sin θ,F N=mg cos θ-ma sin θ,选项A正确.4.(多选)[2013·浙江卷] 如图所示,总质量为460 kg的热气球从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2,当热气球上升到180 m时,以5 m/s的速度向上匀速运动.若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g取10 m/s2.关于热气球,下列说法正确的是( )A.所受浮力大小为4830 NB.加速上升过程中所受空气阻力保持不变C.从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD.以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N[解析] AD 热气球从地面刚开始竖直上升时,速度很小,空气阻力可以忽略,对热气球,由牛顿第二定律有F-mg=ma,解得浮力F=mg+ma=4830 N,故A正确.如果热气球一直匀加速上升,则上升180 m时的速度v=2ah=6 5 m/s>5 m/s,故热气球不是匀加速上升,说明随着速度的增加,空气阻力也越来越大,故B错误.如果热气球一直匀加速上升,则上升180 m所用的时间t=2ha=12 5 s>10 s,说明上升10 s后还未上升到180 m处,速度小于5 m/s,故C错误.以5 m/s的速度匀速上升阶段,空气阻力f=F-mg=230 N,故D正确.。
高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第1讲 牛顿运动定律的理解教学案(含解析)-人教版高三全册物
第1讲牛顿运动定律的理解➢教材知识梳理一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持________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.2.惯性(1)定义:一切物体都有保持原来________运动状态或静止状态的性质.(2)量度:________是物体惯性大小的唯一量度,________大的物体惯性大,________小的物体惯性小.二、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度的大小跟它受到的________成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向________.2.公式:________.3.适用范围:(1)只适用于________参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).(2) 只适用于________物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.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________,方向________,作用在同一条直线上.2.表达式:F甲对乙=-F乙对甲,负号表示________.四、国际单位制力学中的基本量是质量、________、长度,对应的基本单位分别是________、________、________.答案:一、1.匀速直线 2.(1)匀速直线(2)质量质量质量二、1.作用力(或合力) 相同 2.F=ma3.(1)惯性(2)宏观三、1.相等相反 2.方向相反四、时间千克秒米[思维辨析](1)牛顿第一定律是实验定律.( )(2)牛顿第一定律指出,当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态.( )(3)物体运动必须有力的作用,没有力的作用,物体将静止.( )(4)力的单位是牛顿,1 N=1 kg· m/s2.( )(5)外力(不为零)作用于静止物体的瞬间,物体立刻获得加速度.( )(6)物体加速度的方向一定与合外力方向相同.( )(7)惯性是物体抵抗运动状态变化的性质.( )(8)作用力与反作用力的效果相互抵消.( )答案:(1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(√)(5)(√)(6)(√)(7)(√)(8)(×)[思维拓展]根据牛顿第二定律,当合外力为零时物体的加速度等于零,物体保持原来状态不变,所以,牛顿第一定律是第二定律的特殊情况吗?答案:牛顿第一定律是建立力的科学概念所必不可少的!取消了它,就不可能正确地建立力的概念,当然,更谈不上力的度量了.同样,离开了牛顿第一定律,也不会有惯性和惯性质量的概念.可见,取消了牛顿第一定律,牛顿第二定律中两个主要的物理量“力〞和物体的“惯性质量〞将无法建立,那么牛顿第二定律将无从谈起.所以,尽管我们确实可在牛顿第二定律成立的前提下推出牛顿第一定律的结果,但仍不能取消牛顿第一定律;否那么的话,这个前提就不存在了.➢考点互动探究考点一牛顿第一定律1.牛顿第一定律是在可靠的实验事实(如伽利略斜面实验)基础上采用科学的逻辑推理得出的结论,物体不受外力是牛顿第一定律的理想条件,所以,牛顿第一定律不是实验定律.2.惯性是物体保持原来运动状态的性质,与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关,物体的惯性只与其质量有关,物体的质量越大其惯性越大;牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因.1 [2016·江苏南通如皋模拟] 飞机在迫降前应该把机载的燃油放空,消防车在跑道上喷出了一条泡沫带.以下说法中正确的选项是( )A.放空燃油除了防止起火爆炸,同时也增加飞机的惯性B.放空燃油除了防止起火爆炸,同时也减小飞机的惯性C.泡沫带是为了减小飞机所受的合力D.泡沫带是为了减小飞机所受的阻力答案:B[解析] 惯性的大小只跟质量有关,质量越小,惯性越小,放空燃油除了防止起火爆炸,同时也减小飞机的惯性,故A错误,B正确;泡沫带是给飞机降温的,不是为了减小飞机的合力或阻力,故C、D错误.式题关于运动状态的改变,以下说法正确的选项是( )A.只要物体在运动,其运动状态一定改变B.物体受到多个力作用,其运动状态一定改变C.只要物体的速度大小不变,运动状态就不变D.只要物体的速度大小或方向中有一个改变,其运动状态就一定改变答案:D[解析] 物体的运动状态是否改变,需要看速度是否变化,速度是矢量,其大小和方向有一个改变,速度就改变,运动状态也就改变,选项C错误,选项D正确;做匀速直线运动的物体的速度不变,选项A 错误;物体受到多个力作用,当其合力为零时,物体应处于静止或匀速直线运动状态,选项B错误.■ 要点总结1.对牛顿第一定律的理解包含两方面:其一,定义了“惯性〞和“力〞;其二,指出了“惯性〞和“力〞对运动的影响.2.惯性不是力,惯性和力是两个截然不同的概念.物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度,惯性越大,物体运动状态越难以改变.但要判断物体下一时刻的运动状态,必须掌握物体的受力情况和初始状态.考点二牛顿第二定律对牛顿第二定律的理解矢量性公式F=ma是矢量式,任一时刻,F与a总同向多项选择)[2016·全国卷Ⅰ] 一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,那么( )A .质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B .质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C .质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D .质点单位时间内速率的变化量总是不变答案:BC[解析] 由牛顿第二定律,质点的加速度总是与该恒力方向相同,且加速度恒定,单位时间内速度的变化量不变,但速率的变化量可能不同,选项C 正确,选项D 错误;当恒力与速度方向不在同一直线上时,质点做匀变速曲线运动,速度方向与恒力方向不相同,但速度方向不可能总与该恒力方向垂直,选项B 正确;只有当恒力与速度同向,做匀加速直线运动时,速度方向才与该恒力方向相同,选项A 错误.1 [2016·贵阳质量检测] 如图361所示,质量为m 的球置于斜面上,被一个固定在斜面上的竖直挡板挡住而处于静止状态.现用一个水平力F 拉斜面体,使球和斜面体在水平面上一起做加速度为a 的匀加速直线运动,假设忽略一切摩擦,与球静止时相比( )图361A .竖直挡板对球的弹力不一定增大B .斜面对球的弹力保持不变C .斜面和挡板对球的弹力的合力等于maD.假设加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零答案:B[解析] 球受重力和两个弹力作用,斜面对球的弹力的竖直分力等于球的重力,故斜面对球的弹力不变,B正确,D错误;挡板对球的弹力与斜面对球的弹力的水平分力之差等于ma,当整体匀加速运动时,竖直挡板对球的弹力随加速度的增大而增大,A错误;两弹力的合力的水平分力等于ma,竖直方向分力等于mg,C错误.2 (多项选择)[2015·海南卷] 如图362所示,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c 之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a的加速度的大小记为a1,S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g,在剪断的瞬间( )图362A.a1=3gB.a1=0C.Δl1=2Δl2D.Δl1=Δl2答案:AC[解析] 以a、b、c整体为研究对象,细线拉力F=3mg,以b、c整体为研究对象,弹簧S1的弹力为F1=kΔl1=2mg,以c为研究对象,弹簧S2的弹力为F2=kΔl2=mg,剪断细线瞬间,对a,有mg+F1=ma1,可得a1=3g,在剪断细线瞬间,弹簧的伸长来不及改变,那么F1=2F2,Δl1=2Δl2,选项A、C正确.3 如图363所示,一木块在光滑水平面上受到一个恒力F作用而运动,前方固定一个轻质弹簧,当木块接触弹簧后,以下判断正确的选项是( )图363A.木块将立即做匀减速直线运动B.木块将立即做变减速直线运动C.在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大D.在弹簧压缩量最大时,木块的加速度为零答案:C [解析] 从木块接触弹簧到弹簧压缩量最大过程中,弹力从零开始逐渐增大,所以木块受到的合力先向左,合力的大小逐渐减小,根据牛顿第二定律知,木块的加速度向左,加速度逐渐减小;当木块所受弹力和恒力F大小相等时,合力为零,加速度减小为零,此时木块速度最大;此后木块继续向左运动,弹力继续增大,合力向右,加速度方向向右(改变),加速度大小逐渐增大,速度逐渐减小为零,弹簧压缩量最大时,木块的加速度不为零,选项C正确.■ 要点总结1.作用在物体上的每一个力都将独立地产生各自的加速度,合外力产生的加速度是这些加速度的矢量和;2.关于牛顿第二定律的瞬时性,主要考查轻绳和轻弹簧中力的突变对比;3.牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的.牛顿第一定律是在物体不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的,而牛顿第二定律是一条实验定律,牛顿第二定律的意义在于力是如何改变物体运动状态的.考点三牛顿第三定律对相互作用力的理解(与平衡力对比)比较相互作用力平衡力方向方向相反、作用在同一条直线上方向相反、作用在同一条直线上大小大小相等大小相等受力物体两个相互作用的物体上同一物体上力的性质一定是同性质的力性质不一定相同同时性一定同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可求合力两力作用效果可以求合力3 (多项选择)[2016·海阳一中模拟改编] 北京时间2016年9月15日晚10时04分,中国在酒泉卫星发射中心用“长征二号F-T2〞火箭将“天宫二号〞空间实验室成功发射升空,顺利入轨并正常开展各项科研活动.关于“天宫二号〞与火箭起飞的情形,以下表达正确的选项是( )图364A.“天宫二号〞进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力B.运载火箭尾部向下喷气,喷出的气体对火箭产生反作用力,火箭获得向上的推力C.运载火箭尾部喷出的气体对空气产生作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力D.运载火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽向下喷气,但无法获得前进的动力答案:AB[解析] “天宫二号〞进入轨道后,“天宫二号〞与地球之间依然存在着相互吸引力,即地球吸引“天宫二号〞,“天宫二号〞也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,选项A正确;火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推力,此动力并不是由周围的空气对火箭提供的,因而与是否飞出大气层,是否在空气中飞行无关,选项B正确,选项C、D错误.式题[2016·江苏南通如皋模拟] 以下关于小鸟和飞机相撞时的说法正确的选项是( ) A.小鸟对飞机的作用力比飞机对小鸟的作用力大B.飞机对小鸟的作用力比小鸟对飞机的作用力大C.小鸟对飞机的作用力与飞机对小鸟的作用力一样大D.主动撞击的一方产生的作用力大答案:C [解析] 作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,所以小鸟对飞机的作用力与飞机对小鸟的作用力一样大,与是否主动无关,故A、B、D错误,C正确.■ 须知区分一对相互作用力与一对平衡力是牛顿第三定律问题的重点,平衡力是同一物体受到的一对力,其作用效果可以抵消,相互作用力是两个不同物体受到的一对力,二力分别作用在不同物体上,其作用效果不能抵消;牛顿第三定律的重要作用之一是转换研究对象,当根据条件无法直接求得物体受到的某作用力时,可以根据牛顿第三定律,先求得该力的反作用力.[教师备用习题]1.如下图,一个劈形物体N,放在固定的斜面M上,物体N上表面水平,其上放一光滑小球m.假设劈形物体各面均光滑,从静止开始释放,那么小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规那么曲线D.抛物线[解析] B 根据牛顿第一定律,小球在水平方向上不受外力,所以在水平方向上运动状态不变,只能沿竖直方向运动,应选项B正确.2.(多项选择)如下图,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上,质量m=2 kg的物块与水平轻弹簧相连,物块在与水平方向成θ=45°角的拉力F作用下处于静止状态,此时水平面对物块的弹力恰好为零,g取10 m/s2,以下说法正确的选项是( )A.此时轻弹簧的弹力大小为20 NB.当撤去拉力F的瞬间,物块的加速度大小为8 m/s2,方向向左C.假设剪断弹簧,那么剪断的瞬间物块的加速度大小为8 m/s2,方向向右D.假设剪断弹簧,那么剪断的瞬间物块的加速度为0[解析] AB 物块在重力、拉力F和弹簧的弹力作用下处于静止状态,由平衡条件得kx=F cos θ,mg=F sin θ,解得弹簧的弹力kx=mgtan 45°=20 N,应选项A正确;撤去拉力F的瞬间,由牛顿第二定律得kx-μmg=ma1,解得a1=8 m/s2,方向向左,应选项B正确;剪断弹簧的瞬间,弹簧的弹力消失,那么F cos θ=ma2,解得a2=10 m/s2,方向向右,应选项C、D错误.3.(多项选择)图是汽车运送圆柱形工件的示意图.图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,当汽车静止时,Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零.在汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零.sin 15°=0.26,cos 15°=0.97,tan 15°=0.27,g取10 m/s2,那么汽车向左匀加速启动的加速度可能为( )A .4 m/s 2B .3 m/s 2C .2 m/s 2D .1 m/s 2[解析] AB 在汽车向左匀加速启动过程中,P 传感器示数为零而Q 、N 传感器示数不为零,那么小球受重力mg 、压力传感器N 的弹力F N 作用和压力传感器Q 向下的弹力F Q 作用,沿水平、竖直方向正交分解,根据牛顿第二定律得,F Q +mg =F N cos 15°,F 合=F N sin 15°=ma ,解得a =F Q +mg m tan 15°=F Q m×0.27 m/s 2+2.7 m/s 2>2.7 m/s 2,选项A 、B 正确.4.(多项选择)如下图,底面足够大的水池中静置两种互不相溶的液体,一可视为质点的空心塑料小球自水池底部无初速度释放,穿过两液体分界面后继续向上运动.每种液体各处密度均匀,小球受到的阻力与速度成正比,比例系数恒定,小球向上运动中不翻滚.对小球速度v 随时间t 变化的图线描述可能正确的选项是图中的( )[解析] CD 浮力F =ρgV ,根据牛顿第二定律得F -mg -kv =ma ,小球向上运动的加速度a =ρgV -mg -kv m,在第一种液体中,小球先向上加速运动,速度增加,加速度减小,小球可能一直做加速度减小的加速运动,也可能先做加速度减小的加速运动,加速度减为零后做匀速直线运动.小球进入第二种液体,假设第二种液体的密度小于第一种液体的密度,那么加速度可能向下,加速度大小a =mg +kv -ρ′gV m,小球做减速运动,加速度减小,小球可能一直做加速度减小的减速运动,也可能先做加速度减小的减速运动,最终做匀速运动;假设第二种液体的密度大于第一种液体的密度,那么加速度方向向上,加速度大小a =ρ″gV -mg -kv m,小球可能一直做加速度减小的加速运动,也可能先做加速度减小的加速运动,最终做匀速运动.综上所述,选项C 、D 正确.。
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专题三 牛顿运动定律考纲展示 命题探究考点一 牛顿运动定律基础点知识点1 牛顿第一定律 1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)意义①揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
②揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。
2.惯性(1)定义:物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。
(2)特点:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
(3)表现①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变。
(4)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
知识点2 牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2.表达式:a =Fm。
3.物理意义反映物体运动的加速度的大小、方向与其所受作用力的关系,且这种关系是瞬时的。
4.力的单位:当质量单位为千克(kg),加速度单位为米每二次方秒(m/s 2)时,力的单位为N ,即1 N =1 kg·m/s 2。
5.牛顿第二定律的适用范围(1)牛顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系。
(2)牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体。
知识点3 牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力。
2.牛顿第三定律(1)内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上的不同物体上。
(2)表达式:F=-F′。
(3)物理意义:①体现力的作用的相互性。
②建立了作用力与反作用力的相互依存关系。
知识点4 单位制、基本单位、导出单位1.单位制基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(1)基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用这几个单位推导出其他物理量的单位。
这些被选定的物理量叫做基本量。
(2)基本单位:基本物理量的单位。
力学中的基本量有三个,它们是质量、长度、时间;它们的单位都是基本单位,国际单位制中分别是千克(kg)、米(m)、秒(s)。
(3)导出单位:由基本单位根据物理公式推导出来的其他物理量的单位。
2.国际单位制中的基本物理量及其单位一、对牛顿第一定律的理解1.对牛顿第一定律的理解(1)牛顿第一定律是在伽利略斜面实验的基础上,经过科学抽象、归纳整理而总结出来的,通过这一定律,构建了力与运动之间正确的辩证关系,它不是牛顿第二定律的特例,而是牛顿第二定律产生的基石。
(2)“力不是产生并维持运动的原因,而是使物体产生加速度,从而改变运动状态的原因”,这是牛顿第一定律要表达的核心思想。
这一思想使人们摆脱了“力与运动到底是什么关系”的困扰,揭示了力的本质。
(3)在牛顿第一定律的基石之上,通过实验探究,牛顿第二定律定量指出了力、质量和加速度的关系,所以牛顿第二定律是对“力与运动关系”的拓展。
2.对惯性的理解(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,与物体是否受力,是否运动等无关。
只与物体的质量有关。
(2)惯性的表现形式:总是以“保持原态”或“反抗改变”两种形式表现出来。
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。
特别提醒(1)牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态,而物体不受外力的情形是不存在的。
在实际情况中,如果物体所受的合外力等于零,与物体不受外力时的表现是相同的。
(2)力是改变物体运动状态的原因,惯性是维持物体运动状态的原因。
(3)“惯性力”不存在,惯性是物体固有的一种性质,不是力。
二、对牛顿第二定律的理解1.牛顿第二定律是三大定律的核心,它揭示了力和运动的关系,描述了力的瞬时作用效果——使物体产生加速度,其表达式a =Fm反映了物体的加速度和它所受的合外力的大小和方向的关系,它体现了以下几种性质 瞬时性 a 与F 对应同一时刻,即a 为某时刻的加速度时,F 为该时刻物体所受合力 因果性F 是产生a 的原因,物体具有加速度是因为物体受到了力同一性(1)加速度a 相对于同一惯性系(一般指地面)(2)a =F m 中,F 、m 、a 对应同一物体或同一系统 (3)a =F m中,各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律,即a x =F x m ,a y =F y m局限性(1)只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速运动情况 (2)只适用于惯性参考系 (1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,只要合力不为零,不管速度是大是小或是零,物体都有加速度,只有合力为零时,加速度才为零。
一般情况下,合力与速度无必然的联系。
(2)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动。
(3)加速度的定义式a =Δv Δt 是一个量度式,a 与Δv 、Δt 无直接关系;a =Fm 是加速度的决定式,a ∝F ,a ∝1m。
特别提醒(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。
(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个积累的过程,不会发生突变。
三、对牛顿第三定律的理解1.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同。
(2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生效果不同。
(3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与是否和另外物体相互作用无关。
2.一对相互作用力与一对平衡力的对比作用力与反作用力一对平衡力相同点大小相等,方向相反,作用在同一条直线上不同点涉及物体只涉及两个物体要涉及三个物体(两个施力物体、一个受力物体) 受力物体分别作用在两个物体上共同作用在一个物体上合力问题不能合成合力为零力的性质性质一定相同性质不一定相同依赖关系相互依存,同时产生,同时变化,同时消失无依赖关系,不一定同时产生、同时变化、同时消失作用效果使各自的受力者产生一个分加速度,彼此间不平衡使同一受力物体平衡概念作用力与反作用力是指相互作用的两个物体间的一对相互作用力二力平衡是指作用在同一物体上的两个力,若大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡公式F AB=-F BA F1-F2=0或F1=F2牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中都有广泛的应用。
当作用力不便直接分析或求解时,可利用牛顿第三定律转化为对反作用力的分析或求解,从而实现研究对象的转移。
特别提醒(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体,在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。
(2)牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立,因为大小相等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上的两个力,不一定是作用力和反作用力。
(3)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中,若一个产生或消失,则另一个必然同时产生或消失,否则就违背了“相等关系”。
四、对单位制的认识1.单位制、基本单位、导出单位、国际单位、常用单位的关系单位制错误!2.国际单位制(1)国际单位制是在1960年第11届国际计量大会上制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制。
它选择物理学中七个物理量的单位作为基本单位,导出了其他的所有的物理单位。
(2)力学单位制选质量、长度、时间的单位作为力学中的基本单位,选定的原则是:①这些物理量在力学中有最基本的地位。
②用这些物理量做基本单位后,可使基本单位的数目最少。
(3)国际单位制的优点国际单位制体现单位的一贯性,即在国际单位制中,对于所有的导出单位,当按一定的定义方程式从基本单位或辅助单位导出时,它们的系数都是1,而且所有的国际单位在运算过程中的系数也都是1,从而使运算简化。
特别提醒(1)物理量是为了描述物理现象或规律而引入的,为了比较物理量的大小,或对“量”进行测量而建立了单位。
如为了描述运动的快慢而引入了速度这个物理量,规定其单位为m/s后就可以比较速度的大小了。
(2)基本单位是基本物理量的单位,不一定是国际单位,如km是基本单位而非国际单位,而国际单位也可以是导出单位而非基本单位,如“N”是国际单位但不是基本单位。
(3)一个物理量的单位如果用两个或两个以上的基本单位的符号表示,这个物理量的单位一定是导出单位。
如:速度m/s。
但是用一个符号表示的单位不一定是基本单位,如牛顿(N)却是导出单位。
(4)用物理规律解决问题,要将所有物理量的单位统一到国际单位制中,这样就可以省去计算过程中单位的代入,从而使计算简便,并且这样求得的物理量的单位也是国际单位。
1.思维辨析(1)牛顿第一定律是实验定律。
( )(2)在水平面上运动的物体最终停下来,是因为水平方向没有外力维持其运动的结果。
( )(3)物体的惯性越大,状态越难改变。
( )(4)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。
( )(5)作用力与反作用力的作用效果不能抵消。
( )(6)物体的质量与加速度成反比。
( )(7)物体受到外力作用,立即产生加速度。
( )(8)可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况。
( )(9)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。
( )(10)力的单位牛顿,简称牛,属于导出单位。
( )答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√(8)×(9)×(10)√2.在物理学史上,正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是( )A.亚里士多德、伽利略 B.伽利略、牛顿C.伽利略、爱因斯坦D.亚里士多德、牛顿答案 B解析伽利略通过斜面实验正确认识了运动和力的关系,从而推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点;牛顿在归纳总结伽利略、笛卡儿等科学家的结论基础上得出了经典的牛顿第一定律,即惯性定律,故选项B正确。
3.(多选)用手托着一块砖,开始静止不动,当手突然向上加速运动时,砖对手的压力( )A.一定小于手对砖的支持力B.一定等于手对砖的支持力C.一定大于手对砖的支持力D.一定大于砖的重力答案BD解析砖对手的压力与手对砖的支持力是作用力与反作用力的关系,大小一定相等,故A、C错B对;砖向上加速,由牛顿第二定律知,手对砖的支持力大于重力,因而砖对手的压力大于重力,故D对。