教材回顾(三) 牛顿三大定律

1．内容 物体的加速度跟物体的 合外力 成正比， 跟物 体的 质量 成反比，加速度的方向跟 合外力 的方 向相同。 2．表达式 F
合
＝ ma ，该表达式只能在国际单位制中成
立，因为公式 F 合＝kma，只有在国际单位中才有 k＝1。
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3．力的单位 当质量的单位为 kg，加速度的单位
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[小题速验](判断正误)
1．牛顿第一定律是实验定律。(
) ) )
2． 运动的物体惯性大， 静止的物体惯性小。 ( 3．物体的惯性越大，运动状态越难改变。(
答案：1.× 2.× 3.√
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二、牛顿第二定律
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A．物体经 10 s 速度减为零 B．物体经 2 s 速度减为零 C．物体速度减为零后将保持静止 D．物体速度减为零后将向右运动
答案：BC
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考点一
对牛顿运动定律的理解
1．[考查斜面实验]意大利科学家伽利略在研究物 体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测 量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做 的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增 大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推， 由此得出的结论是( )
答案：B
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五、动力学两类基本问题
1．解决两类基本问题的方法 无论从受力确定运动情况，还是从运动确定受力情况，都 要以 加速度 为“桥梁”，根据牛顿第二定律和运动学公式列 方程求解。
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2．两类动力学问题的解题步骤
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Fcos θ－mgsin θ－μFN＝ma1 FN＝Fsin θ＋mgcos θ 76 3 解得 F＝ N 5 当加速度沿斜面向下时 mgsin θ－Fcos θ－μFN＝ma1 FN＝Fsin θ＋mgcos θ 4 3 解得 F＝ N。 7
力的性质 一定是同种性质 的力
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合成与 作用效果
不可求合力，作用 合力为零， 作用效果 效果不可抵消 相互依存，同时产 相互抵消
依存关系 生，同时变化，同 时消失
无依存关系
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[深化理解]
牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁
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解析： 选 CD
物体的速度大小与加
速度大小及所受合外力大小无关，故 C、 D 正确，A、B 错误。
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[通关锦囊]
合力、加速度、速度间的决定关系
1． 合力的方向决定了加速度的方向， 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。 2．合力与速度同向时，物体做加速运动；合力与速度 反向时，物体做减速运动。 Δv 3．a＝ 是加速度的定义式，a 与 Δv、Δt 无直接关系； Δt F 1 a＝m是加速度的决定式，a∝F，a∝m。
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(2)提出了 惯性 的概念，因此牛顿 第一定律又称为 惯性定律 。
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3．惯性 (1)定义：物体保持原来 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：一切物体都有惯性，惯性是物体的 固有 属 性，与物体的运动状态和受力情况无关。
2．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。( )
3．牛顿第三定律中的“总是”说明对于任何物体， 在任何情况下该定律都是成立的。(
答案：1.× 2.× 3.√
)
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四、超重和失重
1．超重 (1)定义： 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 大于 物 体所受重力的现象。 (2)产生条件：物体具有 向上 的加速度。
(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数 μ； (2)恒力 F 的大小。
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解析：(1)根据牛顿第二定律可得 mgsin θ－μmgcos θ＝ma 3 解得 μ＝ 。 6 (2) 滑块沿斜面做匀加速直线运动，则 1 2 x＝ a1t 2 解得加速度大小为 a1＝2 m/s2 使滑块沿斜面做匀加速直线运动， 有加速度沿 斜面向上和向下两种可能。 当加速度沿斜面向上时，则有
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[小题速验] 下列关于超重和失重的说法正确的是(
)
A．游泳高手静躺在水面上时处于完全失重状态 B．跳水运动员在入水前处于失重状态，入水后短时间内 处于超重状态 C．飞船利用火箭发射后，上升过程中处于超重状态，
返回地面过程中处于失重状态 D．给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块 处于超重状态，到最高点后下滑，下滑的过程中物块处于失 重状态
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A．力不是维持物体运动的原因 B．力是使物体产生加速度的原因 C．自由落体运动是一种匀变速直线运动 D．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
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解析： 选 C 测量铜球在较小倾角斜面上的 运动情况， 发现铜球做的是匀变速直线运动， 且 铜球加速度随斜面倾角的增大而增大， 倾角最大 的情况就是 90° 时，这时铜球做自由落体运动， 由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速 直线运动。故 C 正确。
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解析： 选 C 绳拉牛的力和牛拉绳 的力是作用力与反作用力，大小相等， 方向相反，故 A、B 错误；由于没有拉 动牛， 可知绳拉牛的力与地面对牛的摩 擦力是一对平衡力，故 C 正确，故 D 错误。
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2．[考查作用力、反作用力和平衡力区别]如图所示，人 沿水平方向拉牛，但没有拉动，下列说法正确的是( )
A．绳拉牛的力小于牛拉绳的力 B．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力 C．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力 D．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是相互作用力
2．物体只有在受力的前提下才会产生加速度，因 此，加速度的产生要滞后于力的作用。 ( )
3．F＝ma 是矢量式，a 的方向与 F 的方向相同， 与速度方向无关。( )
4．物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而 速度不一定减小。(
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)
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5． 物理公式不仅确定了物理量之间 的数量关系，同时也确定了物理量间的 单位关系。 (
答案：1. ×
)
2. × 3. × 4. √ 5. √
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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 ， 方向 相反 ，作用在 同一条直线上 。
2．作用力和反作用力与一对平衡力的区别
作用力和反作用力 受力物体 作用在 两 个物体上 一对平衡力 作用在同一物体上 不一定是同种性质的力
2．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 小于 物 体所受重力的现象。 (2)产生条件：物体具有 向下 的加速度。
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3．完全失重 (1)定义： 物体对支持物的压力(或对 悬挂物的拉力) 等于零 的现象。 (2)产生条件：物体的加速度为重力 加速度。
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3．[考查 F、a、v 之间的关系· 多选]关于速度、加速度、 合外力之间的关系，正确的是( )
A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也 越大 B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也 为零 C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外 力也可能很大 D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外 力也可能为零
A．甲球用的时间比乙球长 B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
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)
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解析：选 BD
设小球在下落过程中所受阻力 F 阻＝kR，k 为
常数，R 为小球半径，由牛顿第二定律可知：mg－F 阻＝ma，由 4 4 4 3k 1 3 3 3 m＝ρV＝ ρπR 知： ρπR g－kR＝ ρπR a，即 a＝g－ · ，故 3 3 3 4ρπ R2 知：R 越大，a 越大，即下落过程中 a 甲＞a 乙，选项 C 错误；下落 1 2 相同的距离，由 h＝ at 知，a 越大，t 越小，选项 A 错误；由 2ah 2
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牛顿三大定律
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，除非 作用在它上面的力迫使它 改变 这种状态。 2．意义 (1)揭示了力与运动的关系， 即力不是 维持 物体运动的 原因，而是 改变 物体运动状态的原因。
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考点二 题点一
动力学的两类基本问题和图像
动力学两类基本问题的分析与计算
1．[考查已知受力求运动· 多选]两实心小球甲和乙由同一种 材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落， 假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无 关。若它们下落相同的距离，则(2016· 全国甲卷)(
3 答案：(1) 6
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76 3 4 3 (2) N或 N 5 7
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解决两类动力学问题的两个关键点
1．把握“两个分析”“一个桥梁” 两个分析：受力情况分析和运动过程分析并画图。 一个桥梁：加速度是联系物体运动和受力的桥梁。 2．寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系。如 第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度，而各过程 的位移之间的联系可以通过画运动情景图找出。
2 ＝v2－v0 知，v0＝0，a 越大，v 越大，选项 B 正确；由 W 阻＝－F
阻
h 知，甲球克服阻力做的功更大一些，选项 D 正确。
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2．[考查已知运动求受力]一质量为 m＝2 kg 的滑块能 在倾角为 θ＝30° 的足够长的斜面上以 a＝2.5 m/s2 的加速度 匀加速下滑。如图所示，若用一水平向右恒力 F 作用于滑 块， 使之由静止开始在 t＝2 s 内沿斜面运动的位移 x＝4 m。 (g 取 10 m/s2)求：
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[小题速验]
(多选)(2017· 山东师大附中质检)如图所示，质 量为 m＝1 kg 的物体与水平地面之间的动摩擦因 数为 0.3，当物体运动的速度为 10 m/s 时，给物体 施加一个与速度方向相反的大小为 F＝2 N 的恒 力，在此恒力作用下(g 取 10 m/s2)( )
2 m/s 为 时，力的单位为 N，即 1 N＝1
kg· m/s2。
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[深化理解] 牛顿第二定律的五个特性
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1．牛顿第二定律表达式 F＝ma 在任何情况下都适 用。( )
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。当某个力 不方便直接分析或求解时，可利用牛顿 第三定律转换研究对象，通过分析或求 解反作用力，从而快捷地解决问题。
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[小题速验](判断正误)
1． 作用力与反作用力可以作用在同一物体上。 ( )