高三物理一轮复习：牛顿定律Word文档格式.doc

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典型：

超重与失重

力的特点

运动特点

应用

命题分析：

牛顿运动定律是高考命题的热点其中牛顿第一定律和牛顿第三定律很少单独命题,主要是用于解题时辅助思考和定性说明.而牛顿第二定律则几乎年年出现在高考试卷中.

本章内容在高考中可出选择题,也可出分值较高的大题;

可单独出题,也常与直线运动、曲线运动、机械能、动量、热学、电场、磁场等很多知识综合命题.

在高考中要注意应用隔离法、整体法和正交分解法解有关牛顿第二定律的题目.

复习策略：

牛顿运动定律是高中物理的重要内容.要区分牛顿第定律和惯性两个概念,能用牛顿第一定律解释简单的物理到象.在正确理解力的概念的基础上,加强对牛顿第三定律陆理解.不能忽视牛顿第三定律在解大题时的应用.应重点掌握牛顿第二定律.熟练掌握物体受力分析解答牛顿第二定律题目的基础和关键.

灵活应用”隔离法、整体法和正交分解法”解题是难点,也是重点。

要提高综合应用知识的能力,解题步骤要规范.

第一讲牛顿三大定律

知识要点：

一、第一定律

1.内容：

物体不受外力时的状态（平衡）

2.实验基础：

伽利略的斜面实验.

3.意义:

1）指出了一切物体都有惯性;

2）指出力与运动的关系：

1°

不是维持物体运动的原因

2°

是改变运动状态产生a的原因。

4.惯性：

1）惯性的大小由m决定（唯一量度）

2）惯性的大小由α衡量

3）与受力情况及运动状态（υ、a大小）无关.

二、第二定律

1.内容:

①a的大小———与F瞬时对应，与υ及Δυ无关。

②a的方向———与F相同。

2.表达式：

F合=mα.

三、第三定律

一对相互作用力的关系。

2.不同点

共同点

大小相等,方向相反,作用在同一条直线上

一对作用力和反作用力

一对平衡力

（1）两个力作用在相互作用的不两个物体上;

（1）两个力作用在一个物体上

（2）两个力的性质一定相同；

（2）两个力性质不一定相同;

（3）两个力同时产生,同时变化,同时消失;

（3）一个力的产生、变化、消

失不一定影响另一个力;

（4）两个力各有各的作用效果.

（4）两个力共同作用,效果是使物体平衡.

一对平衡力和作用力与反作用力的异同点

强调:

大小相等、方向相反、作用在不同两物体的力不一定是作用力和反作用力

四、力学中的基本单位：

kg、m、s、K、moL、C、cd（坎德拉）

三点一法：

1.对牛顿第二定律的理解

1）矢量性:

α与F合的方向相同.已知F合的方向.可推知α的方向,反之亦然.

2）瞬时性:

α与F合同时产生,同时变化,同时消失.（见例1）

3）相对性:

用α=F合/m求得的加速度α是相对地面的（或惯性参照系）,

4）同体性:

α=F合/m,各量都是属于同一物体的,即研究对象的统一性.

5）独立性:

F合=mα总Fx=max,FY=may（见例2）

例1：

如右图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,小球的速度、加速度及合外力的变化情况是怎样的?

解析:

（1）速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系,当二者同向时速度变大,当二者反向时速度变小;

（2）加速度是由合外力决定的,所以对小球进受力分析成为解答此题的关键.

结论：

F合方向是先向下后向上,大小是先变小后变大.加速度α与F合

的变化情况相同.速度υ的方向始终竖直向下,大小是先变大后变

2.变a运动物体分析思路:

1）据F合大小、方向的变化,判断α的大小、方向的变化;

2）根据α方向与υ方向的关系（相同、相反）,判断υ的变化。

训练1：

一个物体在几个力作用下处于静止状态,若保持其他力不变,将其中一个力FI逐渐减小到零（方向保持不变）,然后又将FI逐渐恢复原状,在这个过程中,物体的（C）

A.加速度增大,速度增大B.加速度减小,速度增大

C.加速度先增大后减小,速度增大D.加速度和速度都是先增大后减小

（1）当物体静止时,其他力的合力与FI等大,反向;

（2）在FI减小到零的过程中,合力增大,加速度增大;

（3）当FI再增大的过程中合力减小，加速度减小；

（4）合力方向始终不变,即α与υ同向。

所以,速度增大.

例2：

如图所示,一个劈形物体M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一个光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（B）

m

θ

MM

A.沿斜面向下的直线

B.竖直向下的直线

C.无规则曲线

D.抛物线

（1）由于小球m和劈形物体M之间是光滑接触,因此它们之间不可能有水平方向的摩擦力,m在水平方向上的运动状态就不会改变.

（2）在竖直方向上由于M的运动使其对m的支持力减小,则m在竖直方向上所受合外力竖直向下，产生加速度,运动轨迹是坚直向下的直线.

思考:

1）小球的运动性质。

（αm=αMy,匀加直线）

2）小球相对于物体的运动。

（α相=αMx,向左υ0=0匀加直线）

3）电梯匀速或匀加速运动时，梯坎上人的受力分析。

3.列牛顿第二定律方程常用方法

1）若物体只受两个力作用而产生加速度时,应用力的合成法较简单.

注意：

合外力的方向就是加速度的方向.2°

准确做出力的平行四边形,用几何知识进行求解.

例3：

如右图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°

角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg.（g=1Om/s2,sin37°

=0.6,cos37°

=0.8）

（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况.

（2）求悬线对球的拉力.

（7.5m/s2;

向右匀加或向左匀减）（12.5N）

思考：

质量为2kg的物体相对车厢地板刚好没有相对滑动，求μ

训练2：

（1995年全国考题）如右图所示,一细线一端固定于倾角为45°

的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球,当滑块至只少以加速度α=_____向左运动时,小球对滑块的压力等于零.当滑块以α=2g的加速度向左运动时,线的拉力T=_______。

（g，（5）1/2mg）

解析：

临界条件：

小球对斜面的压力等于零,

A

P

45°

法一：

合成法

法二：

三角形法

讨论：

α<

g时支持力与小球加速度的关系。

N=

（2）1/2（mg-ma）2

2）正交分解法：

物体受三个以上共点力作用.

Fx=F1x+F2x+F3x+……=mαx

Fy=Fly+F2y+F3y+……=mαy

注意:

确定x轴正方向的两个原则.

①、分解力而不分解加速度（通常以加速度α的方向为x轴正方向建立直角坐标系）。

②、若分解的力太多,可据物体受力情况,使尽可能多的力位于坐标轴上而分解加速度α,

F

例4：

如右图所示,质量m=1kg的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向成θ=30°

角,球与杆的动摩擦因数为µ

=/6,小球受到竖直向上的拉力F=2ON,求小球沿杆上滑的加速度是多少?

（g=10m/S2）（2.5m/S2）

支持力的方向确定是解决此题的关键：

（此题分解力）

方法一：

据F=20N>

G=10N，判断出支持力的方向垂直杆向下。

方法二：

按常规假设支持力的方向垂直杆向上，列方程算

出为正，则与假设相同，反之相反。

评注:

1）解题的步骤:

确定对象,受力分析, 列方程,代入求解.

2）牛顿第二定律的正交分解法应用正交分解法解题的步骤:

30°

①选取研究对象;

②进行受力分析和运动分析;

③建立直角坐标系（关键：

分解力还是加速度）

④根据牛顿第二定律列方程.

⑤统一单位求解，对运算结果进行说明.

例5：

如图所示（见右上图），质量m为的人站在自动扶梯上，自动扶梯正以加速度α向上减速运动。

α与水平面夹角30°

。

求人受到的支持力和摩擦力。

（分解加速度）

（mg-mα/2mα/2）

训练3：

（2002年春全国理综）质量为m的三角形木楔置于倾角为θ的固定斜面上,它与斜面间的动摩擦因数为μ,一水平力F作用在木楔A的竖直平面上.在力F的推动下,木楔A沿斜面以恒定的加速度α向上滑动,如右图所示,则F的大小为（C）

A．m[α+g（sinθ+μcosθ）]/cosθ

B．m（α-gsinθ）/（cosθ+μsinθ）

C．m[α+g（sinθ+μcosθ）]/（cosθ一μsinθ）

D．m[α+g（sinθ+μcosθ）]/（cosθ+μsinθ）

4.连接体求解方法:

整体隔离法。

原则：

1）求系统内部的相互作用力时用，及系统各部分加速度不相等时隔离法；

2）求系统外力或共同加速度使用整体法；

B

C

1

2

例6：

如右图所示,三物体以细绳相连,mA=2kg,mB=3kg,mc=1kg,A、C与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.25,求系统的加速度和绳中的张力.

（3.68m/s2,F1=6.13N,F2=18.4N）

B下落高度h为时的速度（A仍在桌面上）

方法一：

方法二：

能量的观点（凡是涉及F、υ和s，则用W=ΔEK）

训练4：

（2004年春全国）A如右图所示,a、b是两个位于固定斜面上的正方形物块,它们的质量相等.F是沿水平方向作用于α上的外力.已知所有接触面都是光滑的,则（D）

a

b

A.α、b一定沿斜面向上运动

B.α对b的作用力沿水平方向

C.α、b对斜面的正压力相等

D.α受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力

第二讲牛顿运动定律的应用两类动力学问题

1.动力学的两类基本问题及解题思路

运动学公式

物体运动情况S、υ、t

α

F=ma

物体受力情况

例1：

总质量为M的热气球由于故障在高空以速度υ匀速竖直下降,为了阻止继续下降,在t=0时刻,从热气球中释放了一个质量为m的沙袋,不计空气阻力,经多长时间气球停止下降?

这时沙袋的速度为多大?

（沙袋尚未着地Mυ/m）

牛顿第二定律

动量的观点（凡是涉及到F、υ和t，则用F合t=ΔP）

（2004年天津）质量m=1.5kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行t=2.Os停在B点,已知A、B两点间的距离S=5.Om,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,求恒力F多大?

（15N）（g=10m/s2）

2.轻绳轻弹簧与瞬时加速度问题

1）轻：

m、G忽略不计，弹力处处相等。

2）绳：

只能承受拉力；

弹力能发生突变。

3）弹簧：

既能承受