高考物理一轮复习热点题型(力学)专题05牛顿三大运动定律理解与应用(原卷)

高考物理一轮复习热点题型(力学)专题05牛顿三大运动定律理解与应用(原卷版)高考物理一轮复习热点题型(力学)专题05牛顿三大运动定律理解与应用(原卷版)高考物理一轮复习热点题型(力学)专题05牛顿三大运动定律理解与应用(原卷版)2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题05牛顿三大运动定律的理解与应用【专题导航】目录热点题型一牛顿第必然律的理解和应用1热点题型二牛顿第三定律的理解2热点题型三牛顿第二定律的理解和基本应用41力与运动的关系52牛顿运动定律的瞬时性6热点题型四动力学的两类基本问题71已知受力求运动82已知运动求受力93等时圆模型10热点题型五动力学图象问题的应用11【题型演练】...................................................................................................................【题型归纳】热点题型一牛顿第必然律的理解和应用1．惯性的两种表现形式(1)物体的惯性总是以保持“原状”或抗争“改变”两种形式表现出来．(2)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不变(静止或匀速直线运动)．2．与牛顿第二定律的比较牛顿第必然律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律．【例1】伽利略创立的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用以下列图的装置做以下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的资料时，小球沿右侧斜面上升到的最高地址依次为1、2、3.依照三次实验结果的比较，可以获取的最直接的结论是()A．若是斜面圆滑，小球将上升到与O点等高的地址．若是小球不受力，它将素来保持匀速运动或静止状态C．若是小球碰到力的作用，它的运动状态将发生改变．小球碰到的力一准时，质量越大，它的加速度越小【变式1】.(2019·安徽六安质检)关于物体的惯性，以下说法中正确的选项是()．骑自行车的人，上坡前重要蹬几下，是为了增大惯性冲上坡．子弹从枪膛中射出后在空中翱翔，速度逐渐减小，因此惯性也减小C．物体惯性的大小，由物体质量的大小决定D．物体由静止开始运动的瞬时，它的惯性最大【变式2】(2019·益阳模拟)亚里士多德在其著作《物理学》中说：所有物体都拥有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”，而物体碰到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”．伽利略、笛卡儿、牛顿等人责备地继承了亚里士多德的这些说法，建立了新物理学；新物理学认为所有物体都拥有的“自然本性”是“惯性”．以下关于“惯性”和“运动”的说法中不吻合新物理学的是()A．所有物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止也许匀速直线运动B．作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C．可绕竖直轴转动的水平圆桌转的太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子碰到的向外的力”高出了“桌面给盘子的摩擦力”以致的．竖直向上抛出的物体，碰到了重力，却没有马上反向运动，而是连续向上运动一段距离后才反向运动，是由于物体拥有惯性热点题型二牛顿第三定律的理解1．作用力和反作用力的关系三同①大小相同；②性质相同；③变化情况相同三异①方向不相同；②受力物体不相同；③产奏收效不相同①与物体种类没关；②与物体运动状态没关；③与物体可否三没关和其他物体存在相互作用没关2.相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力一对平衡力受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生、同时消失不用然同时产生、同时消失不相同两力作用收效不可以抵消，不可以两力作用收效可相互抵消，可叠加，点叠加性叠加，不可以求合力可求合力，合力为零力的性质必然是相同性质的力性质不用然相同相同大小、方都是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上点向【例2】建筑工人用以下列图的定滑轮装置运送建筑资料．质量为70.0kg的工人站在水平川面上，经过定滑轮将20.0kg的建筑资料以1.0m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及两者间的摩擦，求地面受到的压力和摩擦力的大小．(g取10m/s2，sin53°＝，cos53°＝0.6)【变式1】(2019·乐山模拟)以下列图，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间地址处有一分界线，约定先使对方过分界线者赢．若绳子质量不计，冰面可看作圆滑，则以下说法正确的选项是()．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力．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”比赛的成功D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的成功【变式2】(2019·四川宜宾期中

)以下列图，圆滑水平面上静止着一辆小车，在酒精灯燃烧一段时间后塞子喷出．以下说法正确的选项是

(

)．由于塞子的质量小于小车的质量，喷出时塞子碰到的冲击力将大于小车碰到的冲击力．由于塞子的质量小于小车的质量，喷出时塞子碰到的冲击力将小于小车碰到的冲击力．若增大试管内水的质量，则可以增大小车的惯性【变式3】建筑工人用以下列图的定滑轮装置运送建筑资料．一质量为70.0kg的工人站在地面上，经过定滑轮将20.0kg的建筑资料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()A．510NB．490NC．890ND．910N热点题型三牛顿第二定律的理解和基本应用1．牛顿第二定律的五个性质2．求解思路：求解物体在某一时辰的瞬时加速度，重点是明确该时辰物体的受力情况或运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．3．在求解瞬时加速度时应注意的问题①物体的受力情况和运动情况是时辰对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力解析和运动解析．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．1力与运动的关系【例3】(2019·四川广元一诊)以下列图，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，尔后释放，物体可以素来运动到B点．若是物体碰到的阻力恒定，则()A．物体从A到O先加速后减速B．物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动C．物体运动到O点时，所受合力为零D．物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小【变式】(2019·广西钦州模拟)以下列图，一个小球自由下落到将弹簧压缩到最短后开始竖直向上反弹，从开始反弹至小球到达最高点，小球的速度和加速度的变化情况为()A．速度素来变小直到零B．速度先变大，尔后变小直到为零C．加速度素来变小，方向向上D．加速度先变小后素来变大牛顿运动定律的瞬时性加速度与合外力拥有瞬时对应关系，两者总是同时产生、同时变化、同时消失，详尽可简化为以下两种模型：【例4】．如图甲所示，一质量为m的物系统于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．现将线L2剪断，求剪断L2的瞬时物体的加速度．若将图甲中的细线L1换成长度相同(接m后)，质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，求剪断L2的瞬时物体的加速度．【变式1】两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，让小球下落，在剪断轻绳的瞬时，设小球A、B的加速度分别用a1和

以下列图．现突然迅速剪断轻绳a2表

OA，示，则()A．a1＝g，a2＝gB．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0D．a1＝2g，a2＝0【变式2】在【变式1】中只将A、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，以下列图，则【变式1】选项中正确的选项是()A．a1＝g，a2＝gB．a1＝0，a2＝2gC．a1＝g，a2＝0D．a1＝2g，a2＝0【变式3】把【变式2】的题图放置在倾角为θ＝30°的圆滑斜面上，以下列图，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬时，则以下说法正确的选项是()1A．aA＝0，aB＝2gB．aA＝g，aB＝0C．aA＝g，aB＝gD．aA＝0，aB＝g热点题型四动力学的两类基本问题1．解决动力学两类问题的两个重点点2．解决动力学基本问题的办理方法合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”．正交分解法：若物体的受力个数很多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”．3．两类动力学问题的解题步骤1已知受力求运动【例

5】(2019·汕头模拟

)建设房屋时，保持底边

L不变，要设计好屋顶的倾角

θ，以便下雨时落在房顶的雨滴能赶忙地滑离屋顶，雨滴下滑时可视为小球做无初速度、无摩擦的运动．以下说法正确的选项是

(

)A．倾角θ越大，雨滴下滑时的加速度越大B．倾角θ越大，雨滴对屋顶压力越大C．倾角θ越大，雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的速度越大D．倾角θ越大，雨滴从顶端O下滑至屋檐M时的时间越短【变式】(2019·上海闵行区模拟)以下列图，直杆水平固定，质量为m＝0.1kg的小圆环(未画出)套在杆上A点，在竖直平面内对环施加一个与杆夹角为θ＝53°的斜向上的拉力F，使小圆环由静止开始沿杆向右运动，并在经过B点时撤掉此拉力F，小圆环最后停在C点．已知小圆环与直杆间的动摩擦因数μ＝，AB与BC的距离之比s1∶s2＝8∶5.(g取10m/s2，sin53＝°，cos53°＝0.6)求：小圆环在BC段的加速度a2的大小；小圆环在AB段的加速度a1的大小；拉力F的大小．2已知运动求受力【例6】．有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿圆滑的竖直轨道提升到离地面40m高处，尔后由静止释放．可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始碰到恒定阻力而马上做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度恰好减小到零．尔后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．

(g取

10m/s2)求：座椅在匀减速阶段的时间是多少？在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？【变式】

(2019·德州模拟

)一质量为

m＝2kg

的滑块能在倾角为

θ＝30°的足够长的固定斜面上以

a＝2.5m/s2的加速度匀加速下滑．以下列图，若用一水平向右的恒力

F作用于滑块，使之由静止开始在

t＝2s内能沿斜面运动位移

x＝4m．求：

(g取

10m/s2)(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数μ；恒力F的大小．等时圆模型质点从竖直圆环上沿不相同的圆滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等，如图甲所示．质点从竖直圆环上最高点沿不相同的圆滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等，如图乙所示．两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不相同的圆滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所示．【例

7】.以下列图，

AB和

CD

为两条圆滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为

R和

r的两个相切的圆上，且斜槽都经过切点

P.设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由

A滑到

B和由

C滑到

D，所用的时间分别为

t1和

t2，则

t1与

t2之比为

(

)A．2∶1B．1∶1C．3∶1D．1∶3【变式】某同学研究小球沿圆滑斜面顶端下滑至底端的运动规律，现将两质量相同的小球同时从斜面的顶端释放，在甲、乙图的两种斜面中，经过必然的判断解析，你可以获取的正确结论是()A．甲图中小球在两个斜面上运动的时间相同

B．甲图中小球下滑至底端的速度大小与方向均相同C．乙图中小球在两个斜面上运动的时间相同

D．乙图中小球下滑至底端的速度大小相同热点题型五动力学图象问题的应用1．数形结合解决动力学图象问题(1)在图象问题中，无论是读图还是作图，都应尽量先建立函数关系，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系；尔后依照函数关系读取图象信息也许描点作图．(2)读图时，要注妄图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横坐标包围的“面积”等所对应的物理意义，尽可能多地提取解题信息．常有的动力学图象v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等．2．动力学图象问题的种类：图象类问题的实质是力与运动的关系问题，以牛顿第二定律F＝ma为纽带，理解图象的种类，图象的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意义．一般包括以下几各种类：3．解题策略【例8】(2019·福建省三明市质检)水平川面上质量为1kg的物块碰到水平拉力F1、F2的作用，F1、F2随时间的变化以下列图，已知物块在前2s内以4m/s的速度做匀速直线运动，取g＝10m/s2，则(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A．物块与地面的动摩擦因数为B．3s末物块碰到的摩擦力大小为3NC．4s末物块碰到的摩擦力大小为1ND．5s末物块的加速度大小为3m/s2【变式1】(2019·安徽省池州市上学期期末)以下列图为质量m＝75kg的滑雪运动员在倾角θ＝37°的直滑道上由静止开始向下滑行的v－t图象，图中的OA直线是t＝0时辰速度图线的切线，速度图线末段BC平行于时间轴，运动员与滑道间的动摩擦因数为μ，所受空气阻力与速度成正比，比率系数为k.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2，sin37＝°，cos37°＝，则()．滑雪运动员开始时做加速度增大的加速直线运动，最后做匀速运动B．t＝0时辰运动员的加速度大小为2m/s2C．动摩擦因数μ为D．比率系数k为15kg/s【变式2】如图甲所示，一物块在t＝0时辰滑上一固定斜面，其运动的v－t图线如图乙所示．若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出()A．斜面的倾角B．物块的质量C．物块与斜面间的动摩擦因数D．物块沿斜面向上滑行的最大高度【变式3】.1845年英国物理学家和数学家斯·托马斯(S.G.Stokes)研究球体在液体中下落时，发现了液体对球的粘滞阻力与球的半径、速度及液体的种类有关，有F＝6πηrv，其中物理量η为液体的粘滞系数，它还与液体的种类及温度有关，以下列图，现将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖麻油的足够深量筒中，以下描绘小钢珠在下沉过程中加速度大小与时间关系的图象可能正确的选项是()【变式用，力

4】．(多项选择)物体最初静止在倾角θ＝30°的足够长斜面上，如图甲所示碰到平行斜面向下的力F的作F随时间t变化的图象如图乙所示，开始运动2s后物体以2m/s的速度匀速运动，以下说法正确的是(g取10m/s2)(

)A．物体的质量

m＝1kg

B．物体的质量

m＝2kg3

73C．物体与斜面间的动摩擦因数

μ＝

3

D．物体与斜面间的动摩擦因数

μ＝

15【题型演练】1.(2019河·北武邑中学模拟)圆滑水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，以下列图，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩成最短的时间内木块将做的运动是()A.匀减速运动

B．速度减小，加速度增大

C．速度减小，加速度减小

D．无法确定2.

(2019

·沧州一中月考

)将一质量为

m的小球凑近墙面竖直向上抛出，图甲是向上运动小球的频闪照片，图乙是降落时的频闪照片，O是运动过程中的最高点，甲、乙两次闪光频率相同，重力加速度为g，假设小球所受的阻力大小不变，则可估计小球碰到的阻力大小约为()A．mg

1B.3mg

1

1D.10mg3.(2019陕·西西安一中期中)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，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变化的情况以下列图．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()A．gB．2gC．3g4.以下列图，在竖直平面内有一矩形，其长边与一圆的底部相切于

D．4gO点，现在有三条圆滑轨道

a、b、c，它们的上端位于圆周上，下端在矩形的底边，三轨道都经过切点

O，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端

(轨道先后放置

)，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为

(

)A．t＞t＞tB．t＜t＜tC．t＝t＝tD．无abcabcabc法确定5.(2019天·水一模)以下列图，在动摩擦因数μ＝的水平面上有一个质量m＝1kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可以伸长的轻绳的一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零．在剪断轻绳的瞬时(g取10m/s2)，以下说法中正确的选项是()A．小球受力个数不变B．小球马上向左运动，且a＝8m/s2C．小球马上向左运动，且a＝10m/s2D．若剪断的是弹簧，则剪断瞬时小球加速度为零6.(2019杭·州二中模拟)以下列图，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180m时，以5m/s的速度向上匀速运动，若走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＝10m/s2.关于热气球，以下说法正确的选项是()A．所受浮力大小为4830NB．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10s后的速度大小为5m/sD．以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N7.(2019贵·州遵义模拟)2013年6月我国航天员在“天宫一号”中进行了我国首次太空授课活动，其中演示了太空“质量测量仪”测质量的实验，助教聂海胜将自己固定在支架一端，王