《牛顿运动定律大集备》

青岛市高三一轮复习

《牛顿运动定律大集备》

主备单位：青岛十九中

2008、9主题内

容要求说明牛顿运动定律牛顿运动定律、牛顿定律的应用超重和失重ⅡⅠ

单位制要知道中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位。包括小时、分、升、电子伏特（eV）。Ⅰ知道国际单位制中规定的单位符号实验与探究实验四：验证牛顿运动定律考纲分析命题规律

从近三年的高考考点分布可以看出：本章主要考查学生能否准确理解牛顿第一定律；要求加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是穿插的物体受力分析方法；理解牛顿第三定律；理解超重和失重；理解掌握本章的重点实验方法、原理等．命题趋势

本章考查的重点是牛顿第二定律，每年均考，而牛顿第一定律和第三定律在牛顿第二定律的应用中得到完美体现．与斜面、轻质弹簧、圆周运动等内容综合的题目，在高考中频繁出现．牛顿运动定律是力学的基本规律．是力学的核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位．因此本章知识在以后的高考中应是命题的热点．同时还需要与实际生活、生产和科学事件中有关问题联系．单纯考查牛顿运动定律的题目出现的可能性不大，而与曲线运动、万有引力、电磁学等相结合的题目出现的可能性很大．复习策略本章主要介绍了牛顿三定律和超重失重现象．牛顿第二定律的应用既是本章重点．以牛顿定律结合运动学公式解决处理力学问题的观点称之为力的观点，它也是处理力与运动关系的最基本的观点．牛顿运动定律是力学乃至整个经典物理学的基本规律．是动力学的基础，在整个物理学中占有十分重要的地位。因此成为历年高考的热点．是每年必考、反复考查的重点内容．考查这块知识的试题每年都有，且题型灵活．有时是选择题．有时是填空题．这些客观题约占5～6分，有时是计算题．分数可达十几分，成为压轴题．复习时，应注意以下几个方面：

(1)灵活运用隔离法和整体法求解加速度相等的连接体．

(2)用正交分解法解决受力较为复杂的问题．

(3)多运动过程问题．

(4)弹簧的弹力或弹性势能相结合的问题．注意事项

1．教学中．加大对牛顿三定律内容的教学力度，防止过多地把时间投入到综合题的分析和训练中．否则．容易使学生的知识基础薄弱．易于出现知识性错误，并且偏离了高考的主导方向．

2．注意强化对学生规范能力的训练，切实提高学生的做题能力，不断强化培养得分能力．训练时。要求学生认真画好受力分析图，规范建立坐标系，准确的将力分解．同时注意培养学生画好过程示意图．将受力分析、运动分析结合起来．形成完整的物理情景，为进一步分析物理过程．建立物理方程打下坚实基础，从而揭示出蕴含的物理规律．

3．进一步培养学生理论联系实际的能力，敢于分析问题．敢于从物理现象中挖掘物理模型．克服畏怯物理的心理．不断增强自信心，提高分析物理问题和解决物理问题的能力．教材分析第一单元牛顿运动定律

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．理解：①定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态”,这种性质叫惯性．牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性．②定律的后一句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”这实际上是指出了力与运动的关系，即力是改变运动状态的原因（力并不是产生和维持物体运动的原因）．③牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律．实际上，不受外力作用的物体是不存在的．物体所受到的几个力的合力为零时，其运动效果就跟不受外力相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态．知识要点【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（）

A．人跳起后，车厢内空气给他向前的力，带着他随同火车一起向前运动．

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，所以人落下后必是偏后一些，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始终有相同的速度．针对练习1二、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，作用在同一直线上．2．表达式：F甲对乙=-F乙对甲，负号表示方向相反．3．意义：揭示了力的作用的相互性，即两个物体间只要有作用就必然会出现一对作用力和反作用力．4．特点：作用力、反作用力特点1．是同种性质的力2．作用在两个物体上．3．同时产生、同时消失．4．不管静止或运动，作用力和反作用力总是大小相等，方向相反．5．与物体是否平衡无关．5.作用力与反作用力和二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡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，相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性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；形变效果不能抵消力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力【例2】例2．(99广东)汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿定律可知Ａ．汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力

B．汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力

C．汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力

D．汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力【例3】粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平力拉木箱匀速前进，则（）A.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力B．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力C．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力D．木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力针对练习4三、牛顿第二定律(1)内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同.表达式：F=ma①瞬时性：加速度与合外力存在一一对应的瞬时关系，合外力变化，加速度同时随之改变.②矢量性：牛顿第二定律表达式是矢量式，加速度的方向跟合外力的方向始终一致.③同一性：加速度、合外力、质量均是对同一研究对象.④相对性：牛顿第二定律仅适用于惯性参照系，即相对地面静止或匀速运动的参照系⑤局限性：牛顿第二定律仅适用于宏观低速的物体，不适用于微观高速的物体.(2)应用牛顿第二定律解决两种类型的问题已知受力情况求运动情况和已知运动情况求受力情况，分析这两类问题的关键是抓住力和运动之间的桥梁—加速度。(3)应用牛顿第二定律解题的思路和步骤

①确定研究对象，注意整体法、隔离法的灵活运用，加速度相等的物体才能看作整体②进行受力分析，按照重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力的顺序进行分析③进行运动分析，分析速度、加速度的方向,一般情况下将各个力分解到加速度方向和垂直于加速度的方向(物体只受二力时，可用平行四边形定则求合力)④根据牛顿第二定律列式求解，在加速度方向的合力，在垂直于加速度方向的合力为零【例4】一物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1s；随即把此力改为向西，大小不变，历时1s；接着又把此力改为向东，大小不变．历时1s；如此反复，只改变力的方向，共历时1min，在此1min内（）

A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置之东

B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置

C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末继续向东运动

D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1min末静止于初始位置之东【例5】在水平面上有一质量为5kg的物体，它受到与水平方向成530角并斜向上的25N的拉力时，恰好做匀速直线运动，取g=10m/s2，问：（1）当拉力为50N时，加速度多大？（2）当拉力为62.5N时，加速度多大？四.力学单位制在力学中，选用长度、质量、时间三个物理量的单位作为基本单位．选定基本单位后，由物理公式推导出的单位叫导出单位．基本单位和导出单位一起组成单位制．

1．基本单位：所选定的基本物理量的单位．

2．导出单位：根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系，推导出的物理量的单位．物理公式不仅决定了物理量之间的关系．也决定了物理量单位间的关系，推导物理量的单位要借助物理公式．依据单位是否正确可以判断物理公式是否正确．以下是国际单位制中的七个基本物理量五、怎样解决突变类问题(力的瞬时性)？

1．物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力．若合外力的大小或方向改变，加速度的大小或方向也立即(同时)改变;或合外力变为零，加速度也立即变为零(物体运动的加速度可以突变)．

2．中学物理中的“绳”和“线”，是理想化模型，具有如下几个特性:

A．轻:即绳(或线)的质量和重力均可视为等于零，由此特点可知，同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张力大小相等．

B．软:即绳(或线)只能受拉力，不能承受压力(因绳能变曲)，由此特点可知，绳与其物体相互间作用力的方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向．

C．不可伸长:即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不变，由此特点可知，绳子中的张力可以突变．3．中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”，也是理想化模型，具有如下几个特性:

A．轻:即弹簧(或橡皮绳)的质量和重力均可视为等于零，由此特点可知，同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等．

B．弹簧既能承受拉力，也能承受压力(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力．

C．由于弹簧和橡皮绳受力时，要发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变，但是，当弹簧或橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失．4．做变加速度运动的物体，加速度时刻在变化(大小变化或方向变化或大小、方向都变化)，某时刻的加速度叫瞬时加速度，由牛顿第二定律知，瞬时力决定瞬时加速度，确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力．【例6】如图3-1-1所示，木块A与B用轻弹簧相连，竖直放在木块C上，三者静止．A、B、C的质量之比为1:2:3．设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬间，A和B的加速度分别为aA＝________，aB=_______图3-1-1【例7】如图3-1-2所示，质量为m的小球与细线和轻弹簧连接后被悬挂起来，静止平衡时AC和BC与过C的竖直线的夹角都是600，则剪断AC线瞬间，求小球的加速度；剪断B处弹簧的瞬间，求小球的加速度．

图3-1-2针对练习5、6、7六、在应用牛顿第二定律时怎样使用正交分解法？

正交分解是矢量运算的一种常见方法．在牛顿第二定律中应用正交分解时，直角坐标系的建立有两种方法．通常以加速度a的方向为x轴正方向，与此垂直方向为y轴，建立直角坐标系，将物体所受的力按x轴及y轴方向的分解，分别求得x轴和y轴方向上的合力Fx和Fy．根据力的独立性原理，各个方向上的力产生各自的加速度，得方程组Fx=ma，Fy=0．但有时用这种方法得到的方程组求解较为繁琐，因此在建立直角坐标系时，可根据物体受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a得ax和ay，根据牛顿第二定律得方程组Fx=max，Fy=may求解．至于采用哪种方法，要视具体情况灵活使用．图3-1-3【例8】如图3-1-3表示某人站在一架与水平成θ角的以加速度a向上运动的自动扶梯台阶上，人的质量为m，鞋底与阶梯的摩擦系数为μ，求此时人所受的摩擦力．（请用两种方法①沿加速度方向为x轴建立坐标系②沿水平向右方向为x轴建立坐标系，分解加速度）针对练习8、9题第二单元牛顿运动定律的应用知识要点1．牛顿运动定律解决的两类基本问题(1)已知力求运动：知道物体受到的全部作用力，应用牛顿第二定律求加速度，如果再知道物体的初始运动状态，应用运动学公式就可以求出物体的运动情况——任意时刻的位置和速度，以及运动轨迹。(2)已知运动求力：知道物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律，推断或者求出物体的受力情况。注意：物体运动的性质、轨迹的形状是由物体所受的合外力及初速度共同决定：如v0=0，F合＝0，则静止；v0≠0，F合＝0，则物体做匀速直线运动；若v0=0，F合≠0或v0≠0，F合≠0并与v0共线，则做变速直线运动，若F合又是恒力，则做匀变速直线运动．【例1】如图3-2-1所示，在倾角为θ=370的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1.0kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25．现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F=10.0N，方向平行斜面向上．经时间t=4.0s绳子突然断了，求

(1)绳断时物体的速度大小．

(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(sin370=0.60，cos370=0.80，g=10m/s2)图3-2-12．超重失重（完全失重）(1)含义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）（也叫视重）大于物体的重力，叫超重；物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力，叫失重；物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于物体的重力，叫完全失重。(2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度—超重，物体具有竖直向下的加速度—失重。物体的加速度为g—完全失重。(3)理解：①物体处于超重或失重状态，物体的重力始终存在，大小也没有变化．②发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向．③在完全失重的状态下，平常一切由于重力产生的物理现象都完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不受浮力、液体柱不再产生向下的压强．【例2】如图3-2-2所示，质量为m的人站在放置在升降机中的体重秤上，求；（1）当升降机静止时，体重计的示数为多少？（2）当升降机以大小为a的加速度竖直加速上升时，体重计的示数为多少？（3）当升降机以大小为a的加速度竖直加速下降时，体重计的示数为多少？（4）当升降机以大小为a的加速度竖直减速下降时，体重计的示数为多少？（5）当升降机以大小为a的加速度竖直减速上升时，体重计的示数为多少？图3-2-23．临界问题的分析与计算

在应用牛顿定律解决动力学问题中，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态．特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象．此时要采用极限分析法，看物体在不同加速度时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件．【例3】如图3-2-3所示，斜面是光滑的，一个质量是0.2kg的小球用细绳吊在倾角为53o的斜面顶端．斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行；当斜面以8m/s2的加速度向右做匀加速运动时，求绳子的拉力及斜面对小球的弹力．图3-2-3针对练习3、4题

4．整体法与隔离法处理连接体问题的方法有整体法和隔离体法。（1）整体法：是将一组连接体作为一个整体看待，牛顿第二定律中F合=ma，F合是整体受的外力，只分析整体所受的外力即可（因为连接体的相互作用力是内力，可不分析），简化了受力分析。在研究连接体时，连接体各部分的运动状态可以相同（只要求此种情况），也可以不同。（2）隔离法：是在求解连接体的相互作用力时采用，将某个部分从连接体中分离出来，其它部分对它的作用力就成了外力。整体法与隔离法在研究连接体问题时经常交替使用。【例4】如图3-2-4所示，m和M保持相对静止，一起沿倾角为θ的光滑斜面下滑，则M和m间的摩擦力大小是多少？图3-2-4第三单元实验探究加速度与力、质量的关系

实验指导

1．实验目的：探究加速度与力、质量的关系．

2．实验原理：

利用砂及砂桶通过细线牵引小车做加速运动的方法，采用控制变量法研究上述两组关系．如图3-3-1所示，通过适当的调节，使小车所受的阻力忽略，当M和m做加速运动时，可以得到

a=图3-3-1当M》m时，可近似认为小车所受的拉力T等于mg.本实验第一部分保持小车的质量不变，改变m的大小，测出相应的a，探究a与F的关系；第二部分保持m不变，改变M的大小，测出小车运动的加速度a，探究a与M的关系．3．实验器材打点计时器，纸带及复写纸，小车，