高考物理备考中等生百日捷进提升专题03牛顿运动定律.docx
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高考物理备考中等生百日捷进提升专题03牛顿运动定律
2018高考物理备考中等生百日捷进提升专题03牛顿运动定律
综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律，且更加突出考查学生运用"力和运动的观点"分析解决问题的能力。
牛顿运动定律及其应用是每年高考考查的重点和热点，应用牛顿运动定律解题的关键是对研究对象进行受力分析和运动分析，特别是牛顿运动定律与曲线运动，万有引力定律以及电磁学等相结合的题目，牛顿定律中一般考查牛顿第二定律较多，一般涉及一下几个方面：
一是牛顿第二定律的瞬时性，根据力求加速度或者根据加速度求力，二是动力学的两类问题，三是连接体问题，四是牛顿第二定律在生活生产和科技中的应用。
牛顿运动定律
第一部分知识背一背
1.牛顿第一定律
（1）牛顿第一定律的意义
①指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律.
②指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因.
（3）惯性
①量度：
质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小.
②普遍性：
惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性.
2.牛顿第二定律
（1）物理意义：
反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是瞬时的.
（2）适用范围：
①牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）.
②牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况.
4.牛顿第三定律
四同：
（1）大小相同
（2）方向在同一直线上（3）性质相同（4）出现、存在、消失的时间相同
三不同：
（1）方向不同
（2）作用对象不同（3）作用效果不同
5.超重与失重和完全失重
超重、失重和完全失重的比较
现象
实质
超重
物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象
系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量
失重
物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象
系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量
完全失重
物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象
系统具有竖直向下的加速度，且a＝g
第三部分技能+方法
一、如何理解牛顿第一定律
牛顿第一定律不是实验定律，即不能由实验直接加以验证，它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的.
二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较
1.力不是维持物体运动的原因，力是改变运动状态的原因，也就是力是产生加速度的原因.
2.牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的，是以伽利略的理想实验为基础，通过对大量实验现象的思维抽象、推理而总结出来的.牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律，在此基础上牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系：
F＝ma.
【例1】踢毽子是我国民间的一项体育游戏，被人们誉为“生命的蝴蝶”．近年来，踢毽子成为全民健身活动之一．毽子由羽毛和铜钱组成，在下落时总是铜钱在下、羽毛在上，如图所示，对此分析正确的（ ）
A．铜钱重，所以总是铜钱在下、羽毛在上
B．如果没有空气阻力，也总是出现铜钱在下、羽毛在上的现象
C．因为空气阻力的存在，所以总是铜钱在下、羽毛在上
D．毽子的自由下落是自由落体运动
【答案】C
【例2】人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是
A．人除了受到地面的弹力外，还受到一个向上的力
B．地面对人的支持力大于人受到的重力
C．地面对人的支持力大于人对地面的压力
D．人对地面的压力大于地面对人的支持力
【答案】B
三、牛顿第二定律的理解
1.物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的大小关系是F合＝ma，只要有合力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零，一般情况下，合力与速度无必然的联系，只有速度变化才与合力有必然的联系.
2.合力与速度同向时，物体加速，反之则减速.
3.物体的运动情况取决于物体受的力和物体的初始条件（即初速度），尤其是初始条件是很多同学最容易忽视的，从而导致不能正确地分析物体的运动过程
四、作用力和反作用力与平衡力
作用力和反作用力与平衡力的比较
内容
作用力和反作用力
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
相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失
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，且合力为零
力的性质
一定是同性质的力
可以是同性质的力，也可以是不同性质的力
大小方向
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
【例3】如图甲所示，一长木板在水平地面上运动，初速度为v0，在某时刻（t=0）将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，己知物块与木板的质量相等，设物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。
在物块放到木板上之后，木板运动的速度-时间图象可能是图乙中的
【答案】A
【例4】如图所示，在质量为
的无下底的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为
（
）的A、B两物体，箱子放在水平地面上。
平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐振动。
当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（）
A、
B、
C、
D、
【答案】A
【解析】
平衡后剪断A、B间细线，A将做简谐振动，在平衡位置，有kx1=mg，在平衡之前的初位置，有kx2=2mg，故振幅为A=x2-x1=
，根据简谐运动的对称性，到达最高点时，弹簧处于原长，故此时木箱只受重力和支持力，二力平衡，故支持力等于重力Mg，A正确，B、C、D错误．
三、五、整体法和隔离法的应用
1.解答问题时，不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把这两种方法结合起来，从具体问题的实际情况出发，灵活选取对象，恰当地选择使用隔离法和整体法.
2.在使用隔离法解题时，所选取的隔离对象可以是连接体中的某一个物体，也可以是连接体中的某部分物体（包含两个或两个以上的单个物体），而这“某一部分”的选取，也应根据问题的实际情况，灵活处理.
3.在选用整体法和隔离法时，可依据所求的力进行选择，若为外力则应用整体法；若所求力为内力则用隔离法.但在具体应用时，绝大多数的题目要求两种方法结合应用，且应用顺序也较为固定，即求外力时，先隔离后整体；求内力时，先整体后隔离.先整体或先隔离的目的都是为了求解共同的加速度.
应用牛顿第二定律时，若研究对象为一物体系统，可将系统的所有外力及系统内每一物体的加速度均沿互相垂直的两个方向分解，则牛顿第二定律的系统表达式为：
ΣFx＝m1a1x＋m2a2x＋…＋mnanx
ΣFy＝m1a1y＋m2a2y＋…＋mnany
应用牛顿第二定律的系统表达式解题时，可不考虑系统内物体间的相互作用力（即内力），这样能达到简化求解的目的，但需把握三个关键点：
（1）正确分析系统受到的外力；
（2）正确分析系统内各物体加速度的大小和方向；
（3）确定正方向，建立直角坐标系，并列方程进行求解.
六、牛顿运动定律应用规律
（一）、动力学两类基本问题的求解思路
两类基本问题中，受力分析是关键，求解加速度是桥梁和枢纽，思维过程如下：
（二）、用牛顿定律处理临界问题的方法
1.临界问题的分析思路
解决临界问题的关键是：
认真分析题中的物理情景，将各个过程划分阶段，找出各阶段中物理量发生突变或转折的“临界点”，然后分析出这些“临界点”应符合的临界条件，并将其转化为物理条件.
2.临界、极值问题的求解方法
（1）极限法：
在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理此类问题时，应把物理问题（或过程）推向极端，从而使临界现象（或状态）暴露出来，达到尽快求解的目的.
（2）假设法：
有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答此类题目，一般采用假设法.
此外，我们还可以应用图象法等进行求解.
（三）、复杂过程的处理方法——程序法
按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程（或不同的状态）进行分析（包括列式计算）的解题方法可称为程序法.用程序法解题的基本思路是：
1.划分出题目中有多少个不同的过程或多少个不同的状态.
2.对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果.
3.前一个过程的结束就是后一个过程的开始，两个过程的分界点是关键
【例5】如图所示，一质量为M的斜面体静止在水平地面上，物体B受沿斜面向上力F作用沿斜面匀速上滑，A、B之间的动摩擦因数为
，
，且质量均为m，则（）
A.A、B保持相对静止
B.地面对斜面体的摩擦力等于
C.地面受到的压力等于（M+2m）g
D.B与斜面间的动摩擦因数为
【答案】D
【例6】如图所示，光滑水平地面上静止放置一辆小车A，质量
上表面光滑，可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量
，现对A施加一个水平向右的恒力F=10N，A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短，碰后A、B黏合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t=0.6s，二者的速度达到
。
求:
（1）A开始运动时加速度a的大小;
（2）A、B碰撞后瞬间的共同速度
的大小;
（3）A的上表面长度
。
【答案】
（1）2.5m/s2；
（2）1m/s；（3）0.45m；
（3）设A、B发生碰撞前，A的速度为vA，对A、B发生碰撞的过程，由动量守恒定律有：
A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理得：
联立代入数据解得：
第四部分基础练+测
一、选择题
1．如图所示，一固定光滑杆与水平方向夹角为
，将一质量为
的小环套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为
的小球，由静止释放后，小环与小球保持相对静止且以相同的加速度
一起下滑，此时绳子与竖直方向夹角为
，则下列说法正确的是（）
A.杆对小环的作用力大于
B.
不变，则
越大，
越小
C.
，与
、
无关
D.若杆不光滑，
可能大于
【答案】C
【解析】以整体为研究对象，分析受力情况，如图：
2．如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为
，物体B与斜面间无摩擦。
在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。
已知斜面的倾角为
，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为（ ）（）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
3．如图所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上向上运动，当作用力F一定时，m2所受绳的拉力（）
A.与θ有关B.与斜面动摩擦因数有关
C.与系统运动状态有关D.FT＝
，仅与两物体质量有关
【答案】D
【解析】对整体分析，根据牛顿第二定律得：
，隔离
分析，设物体间的拉力为T，由牛顿第二定律得：
，解得
，由上数据分析知：
绳子的拉力与
无关，与动摩擦因数无关，与运动状态无关，仅与两物体的质量有关，故D正确．
考点：
考查了牛顿第二定律的应用
【名师点睛】
（1）当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法
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