第03章牛顿运动定律

1、第三章 牛顿运动定律1.1.高考要求高考要求2.2.知识网络知识网络3.3.分节复习分节复习高考要求主题主题内容内容要求要求说明说明牛牛顿顿运运动动定定律律牛顿运动定律、牛顿运动定律、牛顿定律的应用牛顿定律的应用IIII超重和失重超重和失重I I分节复习第一节：第一节：牛顿运动定律牛顿运动定律第二节：第二节：牛牛顿定顿定律的应用律的应用第三节：第三节：绳子、弹簧绳子、弹簧和滑块专和滑块专题题第一节 牛顿运动定律1.1.牛顿第一牛顿第一定律定律 （1 1）牛顿第一定律的产生）牛顿第一定律的产生 （2 2）惯性及惯性问题的解析）惯性及惯性问题的解析2.2.牛顿第三定律牛顿第三定律3.3.牛牛顿第二

2、顿第二定律定律 （1 1）第二定律内容）第二定律内容 （2 2）牛顿定律简单应用）牛顿定律简单应用易错题 1 如图所示如图所示, ,一个劈形物体一个劈形物体A, ,各面均光滑各面均光滑, ,放在固定斜面上放在固定斜面上, ,上面成水平上面成水平, ,水平面上放一水平面上放一光滑小球光滑小球B, ,劈形物体从静止开始释放劈形物体从静止开始释放, ,分析分析: :小球在碰到斜面前的运动情况小球在碰到斜面前的运动情况竖直向下运动竖直向下运动易错题 2 质量为质量为m的物体放在粗糙的水平面上的物体放在粗糙的水平面上, ,用用水平力水平力F拉物体时拉物体时, ,物体获得的加速度为物体获得的加速度为a,

3、,若若水平拉力为水平拉力为2 2F时时, ,物体的加速度物体的加速度( )( ) A. .等于等于2a B. .大于大于2a C. .在在a与与2 2a之间之间 D. .等于等于aB易错题 3 如图所示如图所示, ,沿平直轨道运动的车厢中的光沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平面上弹簧拴着一个小球滑水平面上弹簧拴着一个小球, ,弹簧处于自然弹簧处于自然状态状态, , 当旅客看到弹簧的长度变长时对火车当旅客看到弹簧的长度变长时对火车的运动状态判断可能正确的是的运动状态判断可能正确的是( )( ) A. .向右运动向右运动, ,速度在增加速度在增加 B. .向右运动向右运动, ,速度在减小速度在减小

4、C. .向左运动向左运动, ,速度在增加速度在增加 D. .向左运动向左运动, ,速度在减小速度在减小BC（1）第一定律的产生（1 1）亚）亚里士多德：力是维持物体运动的主要原因。里士多德：力是维持物体运动的主要原因。（2 2）伽）伽利略：物体利略：物体不受外力不受外力时，将保持匀速直线时，将保持匀速直线 运动或静止状态。运动或静止状态。（3 3）笛）笛卡儿：物体卡儿：物体受到外力受到外力时，才会改变原来的时，才会改变原来的 运动状态。运动状态。（4 4）牛）牛顿：一切物体总保持匀速直线运动或静止顿：一切物体总保持匀速直线运动或静止 状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。状态，直到有外力迫使

5、它改变这种状态为止。（1）第一定律的理解（1 1）定）定性揭示了运动与力的关系性揭示了运动与力的关系（2 2）定）定律说明了物体的一个共性惯性律说明了物体的一个共性惯性（3 3）运）运动是物体动是物体的属性，不的属性，不需要力来维持需要力来维持（4 4）力）力不是产生速度的原因，力却是使速度不是产生速度的原因，力却是使速度改改变的变的原因，定律对力进行了定义原因，定律对力进行了定义（5 5）定）定律不能用实验直接验证，却建立在大律不能用实验直接验证，却建立在大量的实验现象的基础上，通过思维逻辑推理量的实验现象的基础上，通过思维逻辑推理发现发现例 1 如图所示，在水平平直公路上匀速行驶的如图所示

6、，在水平平直公路上匀速行驶的小车顶上小车顶上, ,用绳子悬挂着一个小球：用绳子悬挂着一个小球：(1)(1)若剪断绳子若剪断绳子, ,小球将落在小球将落在_点点; ;(2)(2)若小车速度突然减小若小车速度突然减小, ,小球将偏向小球将偏向_方方; ;(3)(3)若小车速度突然增大若小车速度突然增大, ,小球将偏向小球将偏向_方。方。B前前后后巩固练习 有一仪器中电路如图所示，其中有一仪器中电路如图所示，其中M是质量是质量较大的金属块，将仪器固定在一辆汽车上，汽较大的金属块，将仪器固定在一辆汽车上，汽车启动时和急刹车时，发现其中一盏灯亮了，车启动时和急刹车时，发现其中一盏灯亮了，试分析是哪一盏灯

7、亮了。试分析是哪一盏灯亮了。（2）牛顿第三定律 牛顿第三定律牛顿第三定律: : 物物体之间的作用力与反作用力总是大小相体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反且作用在同一直线上。等，方向相反且作用在同一直线上。 特点：特点： （1 1）依赖关系）依赖关系同生共死同生共死; ; （2 2）力的性质）力的性质性性质相同质相同; ; （3 3）受力物体）受力物体两个物体两个物体; ; （4 4）效果叠加）效果叠加不不能抵消。能抵消。 如图所示，为某人设计的一种交通工具，如图所示，为某人设计的一种交通工具，在平板车上的风扇吹出的风全部打到固定在小在平板车上的风扇吹出的风全部打到固定在小车的风帆上

8、，靠风帆受力而向前运动。对于这车的风帆上，靠风帆受力而向前运动。对于这种设计，下列分析中正确的是（种设计，下列分析中正确的是（ ） A.根据牛二定律，小车能运行根据牛二定律，小车能运行 B.根据牛三定律，小车能运行根据牛三定律，小车能运行 C.不能运行，违反牛二定律不能运行，违反牛二定律 D.不能运行，违反牛三定律不能运行，违反牛三定律 例 2D（3）牛顿第二定律（2 2）特点：）特点： 矢矢量性量性 瞬瞬时性时性 同体性同体性 独立性独立性 相对性相对性（1 1）牛顿第二定律）牛顿第二定律: : 物体的加速度跟它所受的合外力成正比，物体的加速度跟它所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，即：

9、跟物体的质量成反比，即：F=ma例 3 如图所示，水平面上质量为如图所示，水平面上质量为m的物体，在的物体，在与水平方向成与水平方向成，大小为，大小为F的推力的推力作用下向右作用下向右作匀加速直线运动。已知物体与地面之间的动作匀加速直线运动。已知物体与地面之间的动摩擦因素为摩擦因素为，试求：物体的加速度大小。，试求：物体的加速度大小。Fm巩固练习 2 如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上，的光滑固定斜面上，有一质量为有一质量为M的长木板，长木板上有一质量为的长木板，长木板上有一质量为m的人。若要使长木板静止在斜面上，试求：的人。若要使长木板静止在斜面上，试求：人向下奔跑的加速度

10、大小。人向下奔跑的加速度大小。sinMmagm第二节 牛顿运动定律的应用（1 1）两）两类基类基本问本问题题 已知受力已知受力求求运动运动 已已知运知运动动求求受力受力（2 2）牛顿定律的应用）牛顿定律的应用 超超重和重和失重失重 运动图像与牛顿定律运动图像与牛顿定律 整体隔离法与牛顿定律整体隔离法与牛顿定律易错题 1 如图所示，在匀速运动的升降机内，物体如图所示，在匀速运动的升降机内，物体在伸长弹簧的拉力作用下相对升降机静止。今在伸长弹簧的拉力作用下相对升降机静止。今突然发现物体突然由静止开始向右运动，试分突然发现物体突然由静止开始向右运动，试分析：升降机此时可能的运动情况。析：升降机此时可

11、能的运动情况。（1）向上匀减速）向上匀减速（2）向下匀加速）向下匀加速易错题 2 雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，下图的图象能正确反映雨滴下落运动情大，下图的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是（况的是（ ）C易错题 3 如图所示，放在光滑水平面上的物块如图所示，放在光滑水平面上的物块1 1和和2 2用轻质弹簧秤相连。今对物块用轻质弹簧秤相连。今对物块1 1、2 2分别施以分别施以相反的水平力相反的水平力F1 1 、F2 2且且F1 1大于大于F2 2，则弹簧，则弹簧秤的示数（秤的

12、示数（ ） A一定等于一定等于F1F2 B一定等于一定等于F1F2 C一定大于一定大于F2小于小于F1 D条件不足，无法确定条件不足，无法确定C（1）两类基本问题 （1 1）解题思路）解题思路受力分析受力分析确定对象确定对象正交分解正交分解牛二定律牛二定律速度速度加速度加速度位移位移已知受力求运动 如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为37o的斜面底端的斜面底端有一质量为有一质量为m的物体，在大小为的物体，在大小为F2mg的水的水平推力作用下由静止开始运动，经过时间平推力作用下由静止开始运动，经过时间t1s后撤后撤去去F。已。已知物体和斜面的摩擦系数为知物体和斜面的摩擦系数为0.25，斜面足够长

13、斜面足够长（g=10m/s2）。试）。试求：求：物体沿斜面向上运动的最大物体沿斜面向上运动的最大位移位移F6.56mSm已知运动求受力 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量其质量m2kg，动力系统提供的恒定升力，动力系统提供的恒定升力F28N28N。飞行器从地面由静止开始竖直上升。飞行器从地面由静止开始竖直上升。已知飞行已知飞行t8s时到达高度时到达高度H64m。设飞行。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变（器飞行时所受的阻力大小不变（g=10m/s=10m/s2 2）。）。试求：飞行器所受阻力试求：飞行器所受阻力f的大小。的大小。 （2）牛顿定律的应用（1

14、1）超重和失重）超重和失重： a向上向上超重超重 a向下向下失重失重a相同相同对系统分析对系统分析求出求出a隔离分析隔离分析求出待解求出待解F其他其他（2 2）整体隔离法：）整体隔离法： 例 3 如图所示，质量为如图所示，质量为2m的物体的物体分割成质量分割成质量相等的两份，并将它们紧靠着相等的两份，并将它们紧靠着放在水平面上，放在水平面上，物体的分割线与水平线成物体的分割线与水平线成角。现用大小为角。现用大小为F水平向右的力作用在水平向右的力作用在物体物体上，使上，使它们它们一起向一起向右运动（不计一切摩擦）。试求：右运动（不计一切摩擦）。试求：物体的两物体的两部分之间部分之间的作用力的作用

15、力F2sinABFN巩固练习 1 如图所示，水平面上两个完全相同的物体如图所示，水平面上两个完全相同的物体质量为质量为m，用水平细绳相连。在与水平方向成，用水平细绳相连。在与水平方向成，大小为，大小为F的拉力作用下的拉力作用下B和和A一起向一起向右做匀右做匀加速直线运动。已知物体与地面之间的动摩擦加速直线运动。已知物体与地面之间的动摩擦因素为因素为，试求：，试求：（1 1）物体的加速度物体的加速度大小；大小；（2）绳子拉）绳子拉A的作用力的作用力大小。大小。FAB巩固练习 2 如图所示如图所示, ,在车厢顶上吊一小球在车厢顶上吊一小球, ,小球悬线小球悬线与竖直方向夹角与竖直方向夹角a, ,行

16、车速度方向如图所示行车速度方向如图所示, ,质质量为量为m的物体相对车厢静止的物体相对车厢静止, ,试求：试求：（1 1）小车运动的加速度；）小车运动的加速度；（2 2）物体受到摩擦力大小。）物体受到摩擦力大小。例 4 如图所示，固定光滑细杆与地面成一定如图所示，固定光滑细杆与地面成一定倾角，杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆倾角，杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力方向的推力F作用下向上运动，推力作用下向上运动，推力F与小环与小环速度速度v变化规律如图所示（变化规律如图所示（g=10=10m/ /s2 2）。试求：。试求：（1 1）小环的质量）小环的质量m；（2 2）细杆与地面间的倾角）

17、细杆与地面间的倾角。第三节 绳子、弹簧和滑块专题 （1 1）绳）绳子的力学特征子的力学特征（2 2）弹）弹簧的力学特征簧的力学特征（3 3）滑块木板模型分析）滑块木板模型分析 vo=0，判断相对判断相对滑动滑动 vo0，判断是否分离判断是否分离 如图所示，质量不计的光滑滑轮，通过如图所示，质量不计的光滑滑轮，通过足够长的细绳悬挂质量分别为足够长的细绳悬挂质量分别为m和和2m的的两个两个物体物体。现现在将两个物体由静止开始释放在将两个物体由静止开始释放，稳稳定后弹簧秤的示数（定后弹簧秤的示数（ ） A.3mg B.2mg C.mg D.8mg/3易错题 12mmD 如图所示，质量为如图所示，质量

18、为M的框架放在水平地面的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起。试求：当框架对地面压力为零瞬终没有跳起。试求：当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小。间，小球的加速度大小。 易错题 2gmMma（1）绳子的力学特征 （1 1）绳）绳子对物体只能是拉力子对物体只能是拉力（2 2）同）同一段绳子的拉力处处相等一段绳子的拉力处处相等（3 3）作）作用力的方向沿着绳子收缩的方向用力的方向沿着绳子收缩的方向（4 4）绳）绳子的形变量可忽略，张力可突变子的形

19、变量可忽略，张力可突变（5 5）绳子不）绳子不会会“储存储存”或或“释放释放”机械能机械能（6 6）相）相连的物体，在连的物体，在沿绳子方向速度相等沿绳子方向速度相等 如图所示，质量如图所示，质量为为m=2kg的的木块放在木块放在光滑光滑水平桌面上，细绳栓在木块上，并跨过滑水平桌面上，细绳栓在木块上，并跨过滑轮轮 (g=10m/s(g=10m/s2 2) ) ，试，试求木块的加速度：求木块的加速度：（1 1）用大小）用大小为为F40N的的力向下拉绳子力向下拉绳子（2 2）把一质量）把一质量为为M=4kg的的重物挂在绳子上重物挂在绳子上例 1(1)(2)MagmMagMmmMm巩固练习 如图所示

20、，倾角为如图所示，倾角为的光滑斜面体上，小的光滑斜面体上，小球球m被平行于斜面的细绳固定，斜面体放在被平行于斜面的细绳固定，斜面体放在水平面上。已知水平面上。已知6060o o，m2 2kg，当斜面体，当斜面体以以a10 10 m/ /s2 2向右做匀加速运动时，试求：向右做匀加速运动时，试求：绳对小球拉力多大？绳对小球拉力多大？( (g取取10 10 m/ /s2 2) )o45220与水平方向成NF （2）弹簧的力学特征（1 1）弹）弹簧的力可以是拉力或支簧的力可以是拉力或支持力；持力；（2 2）同）同一段弹簧的作用力处处一段弹簧的作用力处处相等；相等；（3 3）作）作用力的方向沿着弹簧的

21、用力的方向沿着弹簧的方向；方向；（4 4）弹）弹簧的形变需要时间，弹力不可簧的形变需要时间，弹力不可突变；突变；（5 5）弹簧的弹性势能取决于）弹簧的弹性势能取决于k、x：Ep=kx2/2。例 2 如图所示，箱子如图所示，箱子A和物体和物体B、C的质量均的质量均为为m，现将挂箱子，现将挂箱子A的悬线烧断，试分析：在的悬线烧断，试分析：在烧断悬线的瞬间各个物体的加速度。烧断悬线的瞬间各个物体的加速度。ABC320ABCaaga 如图所示，一根劲度系数为如图所示，一根劲度系数为k的轻弹簧上的轻弹簧上端固定，下端连着一质量为端固定，下端连着一质量为m的物体。有一水的物体。有一水平木板托住物体，并使弹

22、簧处于自然长度。平木板托住物体，并使弹簧处于自然长度。现让木板由静止开始以加速度现让木板由静止开始以加速度a( (amg，会滑动，会滑动(2)(2)若若fmg，不滑动，不滑动对系统：对系统：F= ( m+M ) a对对m：f=maMmmFf解得： 如图所示，光滑水平面上，质量为如图所示，光滑水平面上，质量为m=1kg的物块放在质量为的物块放在质量为M=2kg的木板上，均处于静的木板上，均处于静止状态。今对物块施加止状态。今对物块施加F=3N的水平恒力，已的水平恒力，已知两者间的摩擦系数为知两者间的摩擦系数为=0.3（g=10m/s2），），试求：此时木板受到的摩擦力。试求：此时木板受到的摩擦力。例 3FmMf=2N，水平向右巩固练习 如图所示，光滑水平面上，质量为如图所示，光滑水平面上，质量为m=1kg的物块放在质量为的物块放在质量为M的木板上，均处于的木板上，均处于静止状态。静止状态。t=0开始，对开始，对M施加一个水平向右施加一个水平向右慢慢增大的拉力慢慢增大的拉力F，已知，已知m受到的摩擦力受到的摩擦力f与拉与拉力力F的关系图象如下（取的关系图象如