精高考物理冲刺复习专题三牛顿运动定律张PPT课件

1、1.牛顿运动定律、牛顿定律的应用 2.超重和失重 第1页/共159页1.理解牛顿第一定律、牛顿第三定律，认识惯性和作用力、反作用力的特点.2.熟练掌握牛顿第二定律，会用牛顿运动定律分析解决两类典型的动力学问题.3.牛顿运动定律是高中物理的基础，特别是两类动力学问题，超、失重问题，牛顿运动定律与曲线运动、电磁学相结合的问题更成为高考考查的热点.第2页/共159页 牛顿第三定律的应用【典例1】(2011浙江高考)如图所示，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赢.若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是( )第3页/共159页A.甲对绳的拉力与绳对

2、甲的拉力是一对平衡力B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C.若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D.若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利 【审题视角】解答本题时应注意以下三点：【关键点】(1)作用力与反作用力等大、反向、异体.(2)平衡力等大、反向、同体.(3)比赛的胜负取决于甲、乙两人的加速度.第4页/共159页【精讲精析】甲对绳的拉力与绳对甲的拉力的受力物体分别是绳子和甲，是一对作用力和反作用力,A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力都作用在绳子上，是一对平衡力,B错误；比赛的胜负取决于两人的加速度大小，由于冰面光滑，而两人所受绳的拉力大小相等，若甲的质量比

3、乙大，由牛顿第二定律可知甲的加速度小于乙的加速度，乙运动得比甲快，故乙先到达分界线，所以甲能赢得比赛，C正确、D错误.答案：C第5页/共159页【命题人揭秘】应用牛顿第三定律应注意的问题(1)定律中的“总是”表明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)牛顿第三定律揭示了作用力和反作用力具有同时性，若一个力产生或消失，则另一个力必然同时产生或消失.第6页/共159页 对牛顿第二定律瞬时性的理解【典例2】(2010全国卷)如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的

4、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( )第7页/共159页【审题视角】解答本题时应明确在木板抽出前后木块1和2的受力情况有何变化，弹簧的弹力是否变化，根据合力求加速度.12121212A.a0ag B.agagmMmMC.a0ag D.agagMM，第8页/共159页【精讲精析】抽出木板的瞬间，弹簧的弹力未变，故木块1所受合力仍为零，其加速度为a1=0.对于木块2受弹簧的弹力F1=mg和重力Mg作用，根据牛顿第二定律得 因此选项

5、C正确.答案：C12FMgmMagMM，第9页/共159页【命题人揭秘】瞬时加速度的求解与两种基本模型分析物体的瞬时问题，关键是分析瞬时前后的受力情况和运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意两种基本模型的建立:(1)弹簧(或橡皮绳)：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变.第10页/共159页(2)刚性绳(或接触面)：认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复的时间.一般题目中所给细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理.第11页/共159页 整体法和隔离法的应

6、用【典例3】(2011新课标全国卷)如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是( )第12页/共159页【审题视角】解答本题时可按以下思路分析：开始时F较小，两物体一起以相同的加速度运动，当F增大到某一值时，两物体相对滑动，m1水平方向仅受滑动摩擦力作用，加速度不变，m2水平方向所受合力增大，加速度增大，因此两物体加速度变化不同.第13页/共159页【精讲精析】该题解析过程如下

7、:答案：A第14页/共159页【命题人揭秘】整体法与隔离法的应用技巧(1)运用整体法分析问题时，系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同.(2)对于连接体各部分加速度相同时，一般的思维方法是先用整体法求出加速度，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”.(3)当求各部分之间的作用力时，一定要用隔离法.考虑解题的方便有以下两个原则：选出的隔离体应包含所求的未知量；在独立方程的个数等于未知量的个数前提下，隔离体的数目应尽可能地少.第15页/共159页 牛顿运动定律与运动图象问题【典例4】(2012安徽高考)质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静

8、止开始下落，该下落过程对应的v-t图象如图所示.球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4.设球受到的空气阻力大小恒为f，取g=10 m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力f的大小.(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h. 第16页/共159页【审题视角】解答本题时可按以下思路分析：第17页/共159页【精讲精析】(1)由v-t图象可知，弹性球第一次下落过程中的加速度为：由牛顿第二定律得：mg-f=ma1则有：f=mg-ma1=(0.110-0.18) N=0.2 N221v4a m/s8 m/st0.5第18页/共159页(2)弹性球第一次碰撞后反弹时的速度为由牛顿第二定律得：m

9、g+f=ma则：则反弹的高度为：答案:(1)0.2 N (2)0.375 m33vv4 m/s3 m/s44 22mgf0.1 100.2a m/s12 m/sm0.1 22v3h m0.375 m2a2 12第19页/共159页【命题人揭秘】(1)本题以物体的v-t图象为背景，体现了高考以能力立意为主，重在培养学生读图能力和理解能力.主要考查v-t图象、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律、匀速直线运动等知识点.(2)物体的运动情况由所受的力及物体运动的初始状态共同决定，无论哪种情况，联系力和运动的“桥梁”是加速度.第20页/共159页 超重和失重问题【典例5】(2012山东高考)将地面上静止的

10、货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t图象如图所示.以下判断正确的是( )A.前3 s内货物处于超重状态B.最后2 s内货物只受重力作用C.前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同D.第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒第21页/共159页【审题视角】解答本题应把握以下四点：【关键点】(1)根据加速度的方向判断货物是超重还是失重.(2)根据加速度的大小判断货物是否只受重力作用.(3)利用运动学公式求平均速度的大小.(4)利用动能和势能的变化分析货物的机械能是否守恒.第22页/共159页【精讲精析】由货物运动的v-t图象可知，前3 s内货物向上做匀加速直线运动，货

11、物处于超重状态，A正确；最后2 s内货物向上做匀减速直线运动，加速度为-3 m/s2，说明货物除受重力外，还受其他力的作用，B错误；由平均速度公式得，前3秒内与最后2 s内货物的平均速度都为3 m/s，C对；第3 s末至第5 s末的过程中，货物的速度不变，动能不变，重力势能增加，故机械能增加，D错误.答案:A、C0tvvv2第23页/共159页【命题人揭秘】超重与失重状态的判断方法(1)拉力(或支持力)的角度：当物体受到的向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；当拉力(或支持力)小于重力时，物体处于失重状态；当拉力(或支持力)为零时，物体处于完全失重状态.(2)加速度的角度：当物体

12、具有向上的加速度(或加速度分量)时，处于超重状态；当具有向下的加速度(或加速度分量)时，处于失重状态；当具有向下的加速度且加速度a=g时，处于完全失重状态.第24页/共159页 用牛顿第二定律解决动力学问题【典例6】(2011上海高考)如图，质量m=2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20 m.用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2 s拉至B处.(已知cos37=0.8, sin37=0.6.取g=10 m/s2)(1)求物体与地面间的动摩擦因数；(2)用大小为30 N，与水平方向成37的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时

13、间t.第25页/共159页【审题视角】要使物体到达B处时间最短，物体应该先加速，然后减速，到达B处速度恰为0，中间没有匀速运动.第26页/共159页【精讲精析】(1)物体做匀加速运动解得：对物体由牛顿第二定律得：F-mg=ma0解得：20 01La t22202202L2 20a m/s10 m/st20Fma302 100.5mg2 10 第27页/共159页(2)设F作用的最短时间为t，物体先以大小为a的加速度匀加速时间t，撤去外力后，以大小为a的加速度匀减速时间t到达B处，速度恰为0，对物体由牛顿第二定律得：Fcos37-(mg-Fsin37)=ma解得：2222300.80.5 0.6

14、0.5 10 m/s11.5 m/s2mgag0.5 10 m/s5 m/sm F cos37sin37agm第28页/共159页由于匀加速阶段的末速度即为匀减速阶段的初速度，因此有：at=at解得：解得：答案：(1)0.5 (2)1.03 s2211Lata t22 a11.5ttt2.3ta5 222L2 20t s1.03 sa2.3 a11.52.35 第29页/共159页【命题人揭秘】解决动力学两类问题的基本思路(1)由受力情况求运动情况,解题思路:(2)由运动情况求受力情况,解题思路:第30页/共159页 相对运动在牛顿运动定律中的应用【典例7】(2010海南高考)图1中，质量为m

15、的物块叠放在质量为2m的足够长的木板上方右侧，木板放在光滑的水平地面上，物块与木板之间的动摩擦因数为=0.2.在木板上施加一水平向右的拉力F，在03 s内F的变化如图2所示，图中F以mg为单位，重力加速度g=10 m/s2.整个系统开始时静止.第31页/共159页(1)求1 s、1.5 s、2 s、3 s末木板的速度以及 2 s、3 s末物块的速度；(2)在同一坐标系中画出03 s内木板和物块的v-t图象，据此求03 s内物块相对于木板滑过的距离.【审题视角】解答本题时要首先分析出在各个阶段木板和物块的受力情况，根据牛顿第二定律求出各自的加速度.再根据运动学公式可以求出各个时刻的速度，由v-t

16、图象确定相对位移.第32页/共159页【精讲精析】(1)设木板和物块的加速度分别为a和a，在t时刻木板和物块的速度分别为vt和vt，木板和物块之间摩擦力的大小为Ff，依据牛顿第二定律、运动学公式和摩擦力公式得：Ff=ma Ff=mg，当vtvt vt2=vt1+a(t2-t1) F-Ff=2ma vt2=vt1+a(t2-t1) 第33页/共159页结合题给条件得：v1=4 m/s,v1.5=4.5 m/s,v2=4 m/s,v2=4 m/s 2 s末木板和物块达到共同速度，此后两物体一起做匀速直线运动，故v3=4 m/s,v3=4 m/s 第34页/共159页(2)由上述公式得到物块与木板运

17、动的v-t图象，如图所示.在03 s内物块相对于木板的距离s等于木板和物块v-t图线下的面积之差，即图中带阴影的四边形面积，该四边形由两个三角形组成，上面的三角形面积为0.25 m，下面的三角形面积为2 m，因此s=2.25 m.答案：(1)4 m/s 4.5 m/s 4 m/s 4 m/s 4 m/s 4 m/s(2)图见精讲精析 2.25 m第35页/共159页【命题人揭秘】(1)本题以F-t图象为背景，考查牛顿运动定律以及相对运动知识，明确运动情景与物体受力的对应关系是解决问题的关键.(2)本题用F-t图象间接地给出了物体的受力情况，立意新；同时将物体间的相对运动的距离和v-t图象的“面

18、积”结合起来，使复杂问题变得直观、形象，但对学生的能力也提出了较高的要求.第36页/共159页 牛顿运动定律的综合应用【典例8】(2011山东高考)如图所示，在高出水平地面h=1.8 m 的光滑平台上放置一质量M=2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度l1=0.2 m且表面光滑，左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量m=1 kg.B与A左段间动摩擦因数=0.4.开始时二者均静止，先对A施加F=20 N 水平向右的恒力，待B脱离A(A尚未露出平台)后，将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2 m.(取g=10 m/s2)求：第37页/共159

19、页(1)B离开平台时的速度vB.(2)B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间tB和位移xB.(3)A左段的长度l2.【审题视角】解答本题时应注意以下三点：【关键点】(1)物体A、B受力分析对应两个过程.(2)物体的运动与对应的受力情况.(3)两个物体运动时间之间的关系.第38页/共159页【精讲精析】(1)物块B离开平台后做平抛运动：x=vBth= gt2解之可得vB=2 m/s(2)物块B与A右端接触时处于静止状态，当B与A左端接触时做匀加速直线运动，设加速度为aB,则mg=maBvB=aBtB又xB= aBtB2解得tB=0.5 sxB=0.5 m1212第39页/共159页(3)A刚开始

20、运动时，A做匀加速直线运动，设加速度为a1,B刚开始运动时，A的速度为v1,加速度为a2,则有F=Ma1v12=2a1l1F-mg=Ma2l2=v1tB+ a2tB2- aBtB2解得l2=1.5 m答案：(1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m 1212第40页/共159页【阅卷人点拨】失失分分提提示示(1)(1)由于不明确物块由于不明确物块B B在在A A左段运动时的受力变化，求解左段运动时的受力变化，求解l2 2出出错错. .(2)(2)由于不明确两个物体运动时间之间的关系，求不出由于不明确两个物体运动时间之间的关系，求不出l2 2的的大小大小. .备备考考指指南

21、南(1)(1)在复习牛顿运动定律时应注重物体的受力分析，尤其在复习牛顿运动定律时应注重物体的受力分析，尤其是多物体、多过程的物体的受力变化是解题的关键是多物体、多过程的物体的受力变化是解题的关键. .(2)(2)注重多物体、多过程和单物体、多过程的组合问题，注重多物体、多过程和单物体、多过程的组合问题，当物体由一种运动变为另一种运动时，变化处的速度以及当物体由一种运动变为另一种运动时，变化处的速度以及不同物体运动时间之间的关系往往是解题的突破口不同物体运动时间之间的关系往往是解题的突破口. .第41页/共159页 牛顿运动定律高考指数:1.(2011北京高考)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹

22、性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示，将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为( )第42页/共159页A.g B.2g C.3g D.4g第43页/共159页【解题指南】解答本题时应把握以下三点：(1)绳子拉力稳定不变时，人处于静止状态.(2)人处于静止状态时，绳子的拉力等于重力.(3)绳子拉力与重力的合力决定人的加速度.【解析】选B.从题图中可以看出，最后绳子拉力稳定不变，表明人已经静止不动，此时绳子的拉力等于重力，所以mg=0.6F0，根据牛顿第二定律，最大加速度

23、 故B正确.00maxF1.8Fmg1.2F2mga2gmmmm合，第44页/共159页2.(2011福建高考)如图，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B.若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦.设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2.已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的.请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( )第45页/共159页【解析】选C.若将滑轮视为轻质滑轮，即m=0，故T1=T2，由牛顿第二定律得m2g-T2=m2a，T1-m1g=m1a，解得当m=0时对各选项

24、逐一进行验证，只有C正确；当m1=m2时，则T1=m1g，同时对各选项逐一进行验证，只有C正确；故正确答案选C.21121112122112111212m2mm gm2mm gA.T B.Tm2(mm )m4(mm )m4mm gm4mm gC.T D.Tm2(mm )m4(mm )121122m mTgmm；第46页/共159页3.(2011上海高考)在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛.一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力( )A.小于受到的弹力B.大于受到的弹力C.和受到的弹力是一对作用力与反作用力D.和受到的弹力是一对平衡力【解析】选D.因磁性冰箱贴静止不动，在水

25、平方向上受到两个力：磁力与弹力，应为平衡力，故D正确，A、B、C错误.第47页/共159页 牛顿运动定律的应用高考指数:4.(2012安徽高考)如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则( )A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度a匀加速下滑C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑第48页/共159页【解析】选C.根据物块的运动情况可知，加恒力F前、后，物块的受力情况分别如图甲、乙所示:则由牛顿第二定律得：mgsin-umgcos=ma，(F+mg)sin-u(F+mg)cos=ma，两式相除得： 所以aa

26、,故只有选项C正确.aFmg1amg ，第49页/共159页5.(2012江苏高考)将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是( )第50页/共159页【解析】选C.皮球在上升过程中速度越来越小，所以空气阻力越来越小，重力与空气阻力的合力越来越小，所以加速度越来越小，一开始加速度最大，后来减小得越来越慢，最后速度为零时，加速度变为重力加速度，所以答案选C.第51页/共159页6.(2012江苏高考)如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大

27、静摩擦力均为f.若木块不滑动，力F的最大值是( )2f mM2f mMA. B.Mm2f mM2f mMC.mM g D.mM gMm第52页/共159页【解题指南】本题考查共点力的平衡问题，分别用到整体法和隔离法，属于基本应用，难度中等.【解析】选A.对木块受力分析有2f=Mg，对夹子受力分析，在竖直方向上有F=2f+mg，联立两式可得： 答案选A.2f mMFM，第53页/共159页7.(2011上海高考)如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态.地面受到的压力为FN，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的

28、压力( )A小于FN B.等于FNC等于FN+F D.大于FN+F第54页/共159页【解题指南】解答本题要把握以下三点：(1)剪断细线前由整体法列平衡方程求出FN，隔离法列出b球的平衡方程.(2)剪断细线后对箱子和a球整体列平衡方程求出FN.(3)分析b球上升过程中库仑力的变化.第55页/共159页【解析】选D.剪断细线前,把箱子以及两小球a、b看做一个整体，静止时地面受到的压力为FN等于三个物体的总重力，即FN=Mg+mag+mbg，对球b由平衡条件得F电=mbg+F；剪断细线后，对箱子和a球由平衡条件得FN=Mg+mag+F电=FN-mbg+F电，b球加速上升过程中，两球之间的库仑力增大

29、，即F电F电，因此FNFN+F，D正确，A、B、C错误. 第56页/共159页8.(2011上海高考)受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v-t图线如图所示，则( )A.在0t1秒内，外力F大小不断增大B.在t1时刻，外力F为零C.在t1t2秒内，外力F大小可能不断减小D.在t1t2秒内，外力F大小可能先减小后增大第57页/共159页【解题指南】解答本题要注意以下三点：(1)v-t图象的斜率表示物体的加速度.(2)摩擦阻力不变.(3)F的方向可能与加速度a一致，也可能与a相反.第58页/共159页【解析】选C、D.0t1秒内，物体加速运动，F-Ff=ma，从图象斜率看，这段时间

30、内的加速度减小，所以，0t1秒内，不断减小，A错误；从图象斜率看在t1时刻，加速度为零，F=Ff，B错误；在t1t2秒内减速运动，若开始时的方向与a相反，则Ff-F=ma，从图象斜率看加速度逐渐增大，因此不断减小，C正确；当减小到零，反向之后，Ff+F=ma，当增大时，加速度逐渐增大，D正确第59页/共159页9.(2011福建高考)如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2v1，则( )第60页/共159页A.t

31、2时刻，小物块离A处的距离达到最大B.t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【解析】选B.由图乙可知t1时刻小物块向左运动最远，t1t2这段时间小物块向右加速，但相对传送带还是向左滑动，因此t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大，A错，B对；0t2 这段时间小物块受到的摩擦力方向始终向右，t2t3小物块与传送带一起运动，摩擦力为零，C、D错.故选B.第61页/共159页10.(2010山东高考)如图甲所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动

32、摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接.图乙中v、a、Ff和s分别表示物体的速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.图乙中正确的是( )第62页/共159页【解析】选C.本题考查了图象问题，对于该问题要寻找规律，写出表达式，然后判断.物体在两个过程中都做匀变速运动，由此可知A、B、D选项不正确.由Ff1=mgcos和Ff2=mg可知，C选项正确.第63页/共159页11.(2010海南高考)在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止.现将该木板改成倾角为45的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑.若小物块与木板之间的动摩擦因数为，则小物块上滑到最高位置所需时间与

33、t之比为( )21A. B. C. D.11222第64页/共159页【解析】选A.木板水平时，小物块的加速度a1=g，设滑行初速度为v0，则滑行时间为t= ；木板改成倾角为45的斜面后，小物块上滑的加速度为：滑行时间为： A项正确.0vg212gmgsin45mgcos45am2，002v2vt2ta1gt1 ，因此，第65页/共159页12.(2010上海高考)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体( )A.刚抛出时的速度最大B.在最高点的加速度为零C.上升时间大于下落时间D.上升时的加速度等于下落时的加速度【解析】选A.本题考查了牛顿运动定

34、律和运动学知识，解答的关键是搞清上升和下降阶段加速度不同，上升时加速度大，时间短，所以C、D错，在最高点的加速度为g，所以B错，只有A正确.第66页/共159页13.(2010福建高考)质量为 2 kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等.从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图所示.重力加速度g取10 m/s2，则物体在t=0到t=12 s 这段时间内的位移大小为( )A.18 m B.54 mC.72 m D.198 m第67页/共159页【解析】选B.拉力只有大于最大静

35、摩擦力时，物体才会由静止开始运动.03 s时：F=Ffmax=mg=4 N，物体保持静止，x1=0；3 s6 s时：FFfmax，物体由静止开始做匀加速直线运动22fmax222FF84a m/s2 m/sm2vat6 m/s11xat2 3 m9 m22 ，第68页/共159页6 s9 s时：F=Ffmax，物体做匀速直线运动,x3=vt=63 m=18 m9 s12 s时：FFfmax，物体以6 m/s为初速度，以2 m/s2为加速度继续做匀加速直线运动，则：x4=vt+ at2=63 m+ 232 m=27 m所以012 s内物体的位移为：x=x1+x2+x3+x4=54 m，B正确.1

36、212第69页/共159页【误区警示】解答本题易产生的两个误区(1)误认为03 s物体做匀速直线运动，实际上这段时间内物体受力平衡，保持静止状态.(2)误认为3 s6 s和9 s12 s时间内物体都做初速度为零的匀加速直线运动，实际上9 s12 s时间内的初速度等于6 s9 s时间内物体匀速运动的速度.第70页/共159页14.(2012浙江高考)为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m、形状不同的“A鱼”和“B鱼”，如图所示.在高出水面H处分别静止释放“A鱼”和“B鱼”，“A鱼”竖直下潜hA后速度减为零，“B鱼”竖直下潜hB后速度减为零.“鱼”在水中运动时，除受

37、重力外，还受浮力和水的阻力，已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的 倍，重力加速度为g,“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度.假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定，空气阻力不计.求：109第71页/共159页(1)“A鱼”入水瞬间的速度vA.(2)“A鱼”在水中运动时所受阻力fA.(3)“A鱼”与“B鱼”在水中运动时所受阻力之比fA fB.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：确定研究对象受力分析运动分析用牛顿第二定律和匀变速直线运动规律列方程解得结果.第72页/共159页【解析】(1)以“A鱼”为研究对象，“A鱼”入水前，只受重力，做自由落体运动，则有vA2-0=2gH，得vA= .(2)“A鱼”

38、入水后，受重力、阻力、浮力三个力作用，做匀减速直线运动，设加速度为aA，以运动方向为正方向，有mg-F浮-fA=maA,0-vA2=2aAhA,由题意F浮= mg,联立得109AAH1fmg().h92gH第73页/共159页(3)以“B鱼”为研究对象，“B鱼”的受力和运动情况与“A鱼”相似，所以答案:BAABBBABh9HhfH1fmg.h9fh9Hh()，则 BAAABh9HhH112gH 2 mg() 3h9h (9Hh )第74页/共159页15.(2012重庆高考)某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为s，比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀

39、加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0，如图所示.设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.第75页/共159页(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度v变化的关系式；(3)整个匀速跑阶段，若该同学速度仍为v0，而球拍的倾角比0大了并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落，求应满足的条件.【解析】(1)

40、在匀速运动阶段，有mgtan0=kv0得00mgtankv第76页/共159页(2)加速阶段，设球拍对球的支持力为N，有Nsin-kv=ma Ncos=mg得00avtantangv 第77页/共159页(3)以速度v0匀速运动时，设空气阻力与重力的合力为F，有球拍倾角为0+时，空气阻力与重力的合力不变，设球沿球拍面下滑的加速度大小为a有Fsin=ma设匀速跑阶段所用时间为t，有球不从球拍上掉落的条件 at2r得0mgFcos00vstv2a1202002rcossinvsg()v2a 第78页/共159页答案： 02002rcos3 sinvsg()v2a 0000mgtanav1 2 ta

41、ntanv gv 第79页/共159页16.(2011江苏高考)如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置.将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连，小物块悬挂于管口.现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g)第80页/共159页(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于【解析】(1)设细线中的张力为FT,根据牛顿第二定律得:对小物块:Mg-FT=Ma对小球:FT-mgs

42、in30=ma且M=km联立解得2L.22k1ag.2 k1第81页/共159页(2)设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0，M落地后m的加速度大小为a0，根据牛顿第二定律-mgsin30=ma0由匀变速直线运动规律知v2=2aLsin30，v02-v2=2a0L(1-sin30) 联立解得0k2vgL k2 .2 k1第82页/共159页(3)由平抛运动规律x=v0t,Lsin30= gt2解得 得证.答案: (3)见解析12k22xL,xL2 k12则 2k1k21g 2gL(k2)2 k12 k1第83页/共159页17.(2010安徽高考)质量为2 kg的物体在水平推力F

43、的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图象如图所示.g取10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数；(2)水平推力F的大小；(3)010 s内物体运动位移的大小.第84页/共159页【解析】(1)设物体做匀减速直线运动的时间为t2，初速度为v20，末速度为v2t，加速度为a2，则 设物体所受的摩擦力为Ff，由牛顿第二定律得：Ff=ma2 Ff=-mg 联立式，代入数据得=0.2 22t2022vva2 m/st 第85页/共159页(2)设物体做匀加速直线运动的时间为t1，初速度为v10，末速度为v1t，加速度为a1，则 根据牛顿第二定律，有F+Ff=ma1 联

44、立各式，代入数据得F=6 N(3)由匀变速直线运动位移公式，得x=x1+x2=v10t1+ =46 m答案:(1)0.2 (2)6 N (3)46 m21t1011vva1 m/st22112022211atvtat22第86页/共159页18.(2009海南高考)一卡车拖挂一相同质量的车厢，在水平直道上以v0=12 m/s的速度匀速行驶，其所受阻力可视为与车重成正比，与速度无关，某时刻，车厢脱落，并以大小为a=2 m/s2的加速度减速滑行，在车厢脱落t=3 s后，司机才发觉并紧急刹车，刹车时阻力为正常行驶时的3倍，假设刹车前牵引力不变，求卡车和车厢都停下后两者之间的距离.第87页/共159页

45、【解析】设刹车前卡车的牵引力大小为F，卡车的质量为m，则车厢没脱落前，F=2mg 设车厢脱落后，卡车加速度大小为a1，刹车后，卡车加速度大小为a2，由牛顿第二定律得：F-mg=ma1 mg=ma 3mg=ma2 设车厢脱落后，t=3 s内卡车行驶的路程为x1，末速度为v1，则:x1=v0t+ a1t2 12第88页/共159页v1=v0+a1t v12=2a2x2 (式中x2是卡车在刹车后减速行驶的路程)设车厢脱落后滑行的路程为x，有v02=2ax 卡车和车厢都停止时相距x，则:x=x1+x2-x 式联立代入数据解得:x=36 m.答案:36 m第89页/共159页【方法技巧】受力分析是解决动

46、力学问题的关键解决动力学问题时，受力分析是关键，对物体运动情况的分析同样重要，特别是对运动过程较复杂的问题.分析时，一定要弄清楚整个过程中物体的加速度是否相同，若不同，必须分阶段处理，加速度改变时的速度是前后过程联系的桥梁.分析受力时，要注意前后过程中哪些力发生了变化，哪些力没发生变化.第90页/共159页 超重和失重高考指数:19.(2010海南高考)如图所示，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块：木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为( )A.加速下降 B.加速上升C.减速上升 D.减速下降第91页/共

47、159页【解析】选B、D.木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，合外力的方向向上，表明系统有向上的加速度，是超重，可能加速上升，也可能是减速下降，B、D正确.第92页/共159页20.(2010浙江高考)如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是( )A.在上升和下降过程中A对B压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力第93页/共159页【解析】选A.该题考查了加速度相同的连接体问题，用隔离法

48、求相互作用力.当系统被抛出后，两者的加速度为g.对物体A进行受力分析，设支持力为F，则mg-F=mg，F=0，A选项正确.第94页/共159页21.(2011天津高考)某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数为G.他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是_.【解析】测力计的示数小于G，说明电梯处于失重状态，加速度方向向下，则电梯可能是向下加速，也可能是向上减速.答案:减速上升或加速下降第95页/共159页【方法技巧】巧用超失重观点解题当物体的加速度不在竖直方向上，而具有向上的分量a上或者具有

49、向下的分量a下，则物体的视重与实重的关系为：(1)超重时：F视=mg+ma上 ，视重等于实重加上ma上，视重比实重大ma上.(2)失重时：F视=mg-ma下，视重等于实重减去ma下，视重比实重“失去”了ma下.第96页/共159页 牛顿第一定律、牛顿第三定律1.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)物理意义.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.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，即产生加速度的原因.第97页/共159页2.惯性(1)定义：物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止

50、状态的性质.(2)惯性的性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关.(3)惯性的表现：物体不受外力作用时，有保持静止或匀速直线运动状态的性质；物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上.(4)惯性大小的量度：质量是惯性大小的惟一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小.第98页/共159页3.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)物理意义：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.第99页/共159页4.相互作用力与平衡力的比较内内 容容作用力和反作

51、用力作用力和反作用力二力平衡二力平衡受力物体受力物体作用在两个相互作用作用在两个相互作用的物体上的物体上作用在同一物体上作用在同一物体上依赖关系依赖关系相互依存，不可单独相互依存，不可单独存在，同时产生，同存在，同时产生，同时变化，同时消失时变化，同时消失无依赖关系，撤除一个，无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是另一个可依然存在，只是不再平衡不再平衡第100页/共159页内内 容容作用力和反作用力作用力和反作用力二力平衡二力平衡叠叠 加加 性性两力作用效果不可叠两力作用效果不可叠加，不可求合力加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力且合力可叠加，可

52、求合力且合力为零为零力的性质力的性质一定是同种性质的力一定是同种性质的力可以是同种性质的力，也可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力可以是不同种性质的力大小、方向大小、方向大小相等、方向相反、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上作用在同一条直线上大小相等、方向相反、作大小相等、方向相反、作用在同一条直线上用在同一条直线上第101页/共159页【名师点睛】1.牛顿第一定律的理解(1)牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象、归纳推理而总结出来的.(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想化情况.第102页/共159页2.对惯性的理解，应

53、注意(1)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来.(2)惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关，惯性大小仅由质量决定.3.注意区别惯性和惯性定律(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、受力的大小无关.(2)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.第103页/共159页4.牛顿第三定律的“三个相同”和“两个不同”(1)(2)第104页/共159页 牛顿第二定律及其应用1.牛顿第二定律(1)内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表

54、达式：F=ma.(3)适用范围.牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况.第105页/共159页2.进一步理解牛顿第二定律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，联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度，可从以下几个方面理解牛顿第二定律：第106页/共159页同向性同向性公式公式F=maF=ma是矢量式，任一时刻，是矢量式，任一时刻，a a与与F F同向同向瞬时性瞬时性a a与与F F对应同一时刻，即对应同一时刻，即a a为某时刻的加速度时，为某时刻的加速

55、度时，F F为该为该时刻物体所受的合力时刻物体所受的合力因果性因果性F F是产生是产生a a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力力同一性同一性有三层意思：有三层意思：加速度加速度a a相对同一惯性系相对同一惯性系( (一般指地面一般指地面) )F=maF=ma中，中，F F、m m、a a对应同一物体或同一系统对应同一物体或同一系统F=maF=ma中，各量统一使用国际单位中，各量统一使用国际单位第107页/共159页独立性独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律遵从牛顿第二定律物体的实际加速

56、度等于每个力产生的加速度的物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和矢量和分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，即：第二定律，即：F Fx x=ma=max x，F Fy y=ma=may y局限性局限性只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子观、高速运动的粒子物体的加速度必须是相对于地球静止或做匀速物体的加速度必须是相对于地球静止或做匀速直线运动的参考系而言的直线运动的参考系而言的第108页/共159页3.两类动力学问题牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的受力情况

57、与运动情况联系起来. 两类动力学问题分别是已知受力情况求物体的运动情况和已知运动情况求物体的受力情况，分析这两类问题的流程图为：第109页/共159页4.力学单位制(1)单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制.(2)基本单位：基本物理量的单位.基本物理量共七个，其中力学有三个，它们是质量、时间、长度，它们的单位分别是kg、s、m.(3)导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.第110页/共159页【名师点睛】1.牛顿第二定律F=ma在确定a与m、F的数量关系的同时，也确定了三个量间的单位关系，因为此式为矢量式，所以也确定了a与F间的方向关系.2.应用牛顿第二定律求a

58、时，可以先求F合，再求a，还可以先求各个力的加速度，再合成求出合加速度.第111页/共159页3.独立性原理是牛顿第二定律正交分解法的基础.根据独立性原理，把物体所受的合力分解在相互垂直的方向上，在这两个方向上分别列牛顿第二定律方程.这就是牛顿第二定律的正交分解法.第112页/共159页【状元心得】 1.应用牛顿第二定律的解题思路和步骤(1)解题思路.首先对所选取的研究对象进行受力分析和运动过程分析，然后由牛顿第二定律，通过加速度这个桥梁，结合运动学公式列式求解.(2)解题步骤.明确研究对象.根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体.进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确物体的运

59、动性质和运动过程.第113页/共159页选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的方向为正方向或以加速度的方向为某一坐标轴的正方向.求合外力F.根据牛顿第二定律F=ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论.第114页/共159页2.应用牛顿第二定律解决两类动力学基本问题的过程，主要把握两点(1)一个桥梁物体运动的加速度.(2)两类问题.第一类问题：已知受力求运动，对物体进行受力分析，确定加速度是解决问题的关键.第二类问题：已知运动求受力，分析物体的运动过程，通过运动学公式确定物体的加速度是解决问题的关键.第115页/共159页 超重和失重1.超重(1)物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)大

60、于物体所受重力的情况称为超重现象.(2)产生条件：物体具有向上的加速度.2.失重(1)物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象.(2)产生条件：物体具有向下的加速度.第116页/共159页3.完全失重(1)物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)等于零的情况称为完全失重现象.(2)产生条件：物体具有向下的加速度且加速度a=g.4.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，视重大小等于它们所受的压力或拉力.第117页/共159页【名师点睛】四角度理解超重和失重1.重力的角度：物体处于超重或失重状态时，重力没有变化,仍