高考物理 临考冲刺专题讲座 运动定律.docx

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高考物理临考冲刺专题讲座运动定律

一、基本概念

1、伽利略在研究力与运动的关系方面有着卓越的贡献，理想实验最早揭示出力不是维持物体运动的原因。

2、可以从三个方面理解牛顿第一定律：

（1）定律说明了物体不受外力时的运动状态一定是静止或匀速直线运动，物体的运动不需要力来维持；

（2）物体具有保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质；（3）外力可以改变物体的运动状态。

3、惯性是物体的固有属性。

（1）“固有”有两层含义，一是表示一切物体都有，二是表示“一定有”，即不存在没有惯性的物体和场合。

（2）“属性”说明惯性是物体具有的一种性质，而不是物理量，也不是物体间的相互作用，只可说“物体具有惯性”，不可说“受到惯性作用”，也不可说“具有向东惯性”。

4、运动状态的改变既包括速度大小的改变，又包括速度方向的改变；只要物体运动状态改变，就一定有加速度；物体有加速度，其所受合外力一定不为零。

它们之间存在如下关系：

运动状态改变速度改变加速度a≠0所受合外力F合≠0

5、加速度是描述运动状态改变快慢的物理量，速度改变量是描述运动状态改变的物理量，速度是描述运动状态的物理量。

6、力是产生加速度的原因，也就是使物体运动状态改变的原因。

运动状态改变的快慢程度取决于两个因素，一是合外力，质量相同的物体所受合外力越大，运动状态改变就越快；二是物体的质量，受同样大小合外力作用的物体质量越大，运动状态改变就越慢。

7、质量是惯性的唯一量度，意即：

惯性与质量有关而且只与质量有关，与其它任何因素（如速度、作用力、加速度等）都无关。

对一个物体，只要其质量不变，其惯性就一定不变；若质量改变，其惯性就一定改变。

[练习一]

下列说法正确的是：

（A）运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大；

（B）小球由于受重力的作用而自由下落时，它的惯性不存在了；

（C）一个物体竖直上抛，当抛出后，能继续上升，是因为物体受到一个向上推力；

（D）物体的惯性仅与本身的质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小；

8、对牛顿第二定律表达式F=ma，要注意：

（1）四个关系：

①正比关系：

其内容即牛顿第二定律本身；②同向关系：

a与F都是矢量，它们的方向始终一致；③因果关系：

力是产生加速度的原因，力是“因”，加速度是“果”；④同时关系：

a与F同时产生、同时变化、同时消失。

（2）F、m、a三个物理量的统一性：

①针对同一研究对象；②针对同一研究过程；③相对于同一参照物；④统一采用国际单位制单位。

（3）F为合外力，a为与F相对应的合加速度；若一个物体受多个外力作用，这些外力都独立地产生各自的加速度，则F为这些力的矢量和，而a也为这些加速度的矢量和。

9、对重力和质量的关系式G=mg，要注意：

（1）该式的本质是牛顿第二定律，该式反映了质量与重力、重力加速度的关系；g的本质是重力加速度，其单位应该是米/秒2。

（2）质量与重力的区别在于：

①质量是物体惯性大小的量度，重力是产生重力加速度的原因；②质量是标量，而重力是矢量；③对同一物体，质量不随位置变化，而重力则随纬度、高度等因素而改变；④质量可用天平称量，重力可用弹簧秤称量。

10、当物体所受合外力为零时，其加速度也为零，物体处于静止或匀速运动状态，我们称物体处于平衡状态，处于平衡状态的物体所受的各个力互相平衡，称这些力为平衡力。

当物体受多个力作用处于平衡状态时，其中任一力必定与其余各力的合力大小相等，方向相反。

T1′

T1T2

A

T2′

G

图3-2

11、作用力反作用力的特点：

①大小相等②方向相反③作用在一条直线上④同时产生、同时消失⑤同性质力⑥作用在相互作用的两个物体上。

二力平衡时两平衡力的特点：

①大小相等②方向相反③作用在一条直线上④不一定同时产生、同时消失⑤不一定是同性质力⑥作用在同一物体上。

12、判断相互作用的两个力和相互平衡的两个力的方法：

①就研究对象而言，前者为相互作用的两个物体，后者为同一物体；②就力的性质而言，前者性质一定相同，后者性质不一定相同；③就力的效果而言，前者各有各的效果，不能互相抵消，而后者使物体平衡，可以互相抵消；④就力的表述而言，前者强调相互性，如“甲对乙”的力的反作用力是“乙对甲”的力，而后者强调同一性，“甲对乙”的力的平衡力是“丙对乙”的力。

注意：

大小相等、方向相反、在同一直线上且分别作用在两个不同的物体上的两个力，不一定是作用力和反作用力。

例：

如图3-2，用轻绳将物体A悬挂于天花板下，在图中所画出的各力中，T1与T1ˊ、T2与T2ˊ为作用力和反作用力，T1ˊ与T2ˊ、T2与G为平衡力，T1与T2虽然满足上述作用力反作用力特点的前五点要求，但因不是作用在相互作用的两个物体上，所以不是作用力反作用力。

13、对于一个物理量，不仅应注意到它的大小、方向，还应注意到它的单位，单位也是物理量的重要组成部分。

单位是为了测量、比较量的大小而建立的。

14、物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，而且同时还确定了物理量之间的单位关系。

基本单位是人为选定的，导出单位则是由基本单位利用公式推导出来的。

国际单位制中，只有七个物理量的单位是基本单位，即长度的单位“米”、质量的单位“千克”、时间的单位“秒”、电流的单位“安培”、热力学温度单位“开尔文”、物质的量的单位“摩尔”和发光强度的单位“坎德拉”，中学物理中只涉及前六个基本单位，力学中只涉及前三个基本单位。

15、单位制在物理计算中的作用是可以使计算简便，即在计算过程中，不必代入单位。

但要注意，这样做的前提是必须采用同一单位制，因此，在今后的学习中，必须注意在解题时规范使用单位，一般采用国际单位制单位。

16、单位在解题中的其它应用：

（1）用于检验解题结果。

例：

骑自行车的人和车的总质量为M千克，在水平路面上匀速行驶，从某个时刻起开始停止用力，经过t秒钟滑行s米而静止，若人和车在滑行时做习减速运动，则人和车受到的阻力多大？

若有三位同学所求得答案分别为甲：

f=２Ｍｓ／ｔ２，乙：

f=２Ｍｓ/ｔ，丙：

f=Ｍｓ/ｔ2。

由于力f的单位牛顿即千克米/秒2，而乙同学所得结果等号右边式的单位为千克米/秒，可见乙结果为错误。

但要注意，这种方法只能判断结果是否错误，而不能判断结果是否正确，如本例中，就不能用此法找出丙同学的错误。

（2）可通过单位记忆公式或通过公式记忆物理量的单位。

例如，匀变速直线运动的位移公式s=v0t+at2，常有同学误记为s=v0+at2，若能结合单位考虑一下，就可避免这种错误。

17、物理单位的换算常见如下三种情形：

（1）不同单位制中物理量单位之间的换算，如1dyn=10-5N；

（2）同一单位制中物理量不同单位之间的换算，如1kg=103g；（3）同一单位制中物理量不同形式单位之间的换算，如1N=1kgm/s2。

不论是哪一种情形，都必须记住常用物理单位的换算关系及常用词冠（如兆、厘、毫等），还要记住有关物理公式并学会灵活应用。

18、有关牛顿运动定律应用的问题可分为两类，即：

①已知物体的运动状况求物体所受的力；②已知物体所受的力求物体的运动状况。

两种类型问题都是通过加速度将物体的受力状况和运动状况联系起来，解题时应充分重视加速度的桥梁作用。

19、受力分析的一般步骤：

（1）确定研究对象。

研究对象可以是物体、结点或系统。

（2）按照重力、弹力、摩擦力、其它力的顺序根据力的产生条件分析受力。

在分析受力时，往往需结合物体运动状况，如物体是处于平衡状态还是处于变速运动状态；物体的速度、加速度的大小、方向如何等等，有时还需结合施力物体的受力情况进行分析。

（3）将研究对象与其它物体隔离画出受力图，注意：

①不同研究对象的受力图不能画在一起；②不要把其它物体受的力画在研究对象上；③不要把研究对象施加给其它物体的力画在研究对象上；④由于合力与分力间是等效替代的关系，因此解题时不能同时考虑合力与分力，不要把力的分解得到的分力和力的合成得到的合力当作研究对象实际受到的力；⑤若物体的形变量很小且不考虑力对物体的转动效果时，可将各力平移后画在重心上，即各力为共点力；⑥画受力分析图也要注意规范，线段的长短要符合实际，箭头、实虚线、力的符号等不要遗漏。

（4）检查分析结果是否正确，有无多力或漏力。

20、解题的一般步骤：

（1）明确物理过程，确定研究对象；

（2）分析研究对象的受力情况和运动情况，画出必要的受力分析图和过程示意图；

（3）选取坐标系，规定正方向；

（4）根据牛顿第二定律和运动学规律建立有关方程；

（5）解方程，求结论。

注意代入数据前应先统一单位。

21、在运用牛顿第二定律F=ma时，当F为恒力时，可针对一个阶段列式；当F为变力时，一般只针对某一瞬间列式。

除特殊情况外，一般不用牛顿第二定律求解变力作用问题。

22、第一章中关于受力分析的许多方法对本章问题也适用，应注意掌握。

这里着重介绍本章物体受力分析的特点。

（1）围绕加速度a展开受力分析。

由牛顿第二定律可知，①加速度方向即合外力方向；②在与加速度垂直的方向上物体受力平衡；③加速度改变意味着合力改变。

这三点是本章问题中受力分析的入手点。

（2）仔细分析物体运动状况，正确判断加速度方向，全面地考虑各种可能的受力情况。

本章中，由于运动状况的变化，引起加速度及受力情况变化的题目是屡见不鲜的，解题时应注意讨论。

23、牛顿第三定律

注意作用力反作用力的六个特点，并与二力平衡时的平衡力相区别。

在运用牛顿运动定律解题时，常依据牛顿第三定律进行研究对象转换，解题时应注意说明。

[练习二]

（1）如图，木杆AB、CD长度均为L，重均为G，它们互相支撑，静止在水平地面上，AB、CD与地面的夹角均为θ，求地面对杆的支持力和摩擦力。

（2）升降机问题。

升降机以加速度a=4.9m/s2匀加速上升，机内水平地板上放有一质量为50kg的物体，求物体对升降机地板的压力。

N

a

mg

图3-7

[解答]本例所求为升降机地板所受压力，但研究对象却必须是物体，所直接求得的力为物体受升降机地板的支持力，必须根据牛顿第三定律进行研究对象转换。

以物体为研究对象，画出受力分析图（如图3-7）

据牛顿第二定律N–mg=ma

N=m（g+a）

=50（9.8+4.9）

=735N

据牛顿第三定律所求物体对升降机地板的压力Nˊ与升降机地板对物体的支持力N为作用力反作用力，即Nˊ=-N=-735N，负号表示Nˊ方向竖直向下。

二、牛顿第二定律基本应用

（一）分析受力和运动

1、全面、正确地分析物体受力是求解动力学问题第一步必须做好的工作。

我们重申在第一章中已介绍了的正确分析物体受力的方法和步骤：

从研究对象来说，隔离法和整体分析法仍是两种基本的选择。

从分析程序来说，仍是先分析重力（场力），再逐一找接触点，分析接触力（弹力、摩擦力）．需要引起注意的是，在本章问题中，物体一般不再处于平衡状态了，因此我们就不能随便地套用静力学问题中的一些结论．除了重力不变以外，弹力、摩擦力的大小、方向常常随着运动状态的变化而变化．这就要求我们注意克服以往分析平衡状态下物体受力的思维定势．

2、在处理动力学问题时，除了要分析物体受力以外，还要对物体的运动状态做出分析．物体做什么运动?

其速度的大小、方向如何变化?

加速度的大小、方向如何?

位移的变化规律如何?

这些都是我们必须掌握的信息．

物体所受的力和它所处的运动状态是相互制约的．物体受力的变化将导致加速度的变化，运动状态的变化．反过来，物体运动状态的变化、加速度的变化，又能提示我们注意力的变化，还能帮助我们分析判断一些难以确定的力（如静摩擦力的大小和方向）．

[例]如图所示，将物块A放在水平传送带上，试讨论A所受的摩擦力的大小和方向．

[解答]因为A在竖直方向上没有加速度，故在此方向上重力G和支持力N相平衡，G＝N．但在水平方向，A受到的摩擦力究竟如