浙江省版高考物理一轮复习第四章牛顿.docx
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浙江省版高考物理一轮复习第四章牛顿
第四章牛顿运动定律
考点及考点要求
知识内容
必考要求
牛顿第一定律
c
牛顿第二定律
d
力学单位制
b
牛顿第三定律
c
牛顿运动定律应用
d
共点力平衡条件及应用
c
超重与失重
b
实验：
探究加速度与力、质量的关系
√
实验：
探究作用力与反作用力的关系
√
考点一 牛顿第一定律
1．历史上对于运动和力关系的不同认识
（1）亚里士多德的错误观点：
必须有力作用在物体上，物体才能运动______________________．
（2）伽利略：
运动不需要力来维持，________________________________，而是改变物体运动状态的原因．
（3）笛卡尔：
如果运动中的物体不受力，物体将保持原有速度（大小、方向）沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向．
2．速度表示物体的运动状态，速度变（大小变或方向变或大小、方向都变）则运动状态变．
3．牛顿第一定律
（1）内容：
一切物体总保持________________________或____________，除非作用在它上面的力迫使它________这种状态．
（2）意义：
力不是________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，一切物体都有________，因此牛顿第一定律又称为____________．
4．惯性
（1）定义：
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．
（2）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．
（3）普遍性：
惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关．
1．伽利略的理想实验说明了（ ）
A．要物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止
B．要物体静止必须有力的作用，没有力的作用，物体将一直运动
C．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
D．物体不受外力作用时，一定处于静止状态
图1
2．如图1所示为月球车示意图，当该月球车分别在地面和月面以相同的速率行驶时，下面判断正确的是（ ）
A．在地面运动时的惯性较大
B．在月面运动时的惯性较大
C．在地面和月面惯性一样大
D．在地面运动时的动能较大
3．我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带．安全带能起到作用的是汽车在平直公路上（ ）
A．加速前进时B．匀速行驶时
C．紧急刹车时D．缓慢倒车时
4．如图2所示，甲、乙两位同学坐在匀速运动的列车上，列车的运动方向与乙同学的朝向相同，在他们之间的水平桌面上放一只鸡蛋．当列车紧急刹车时，他们观察到的现象是（ ）
图2
A．鸡蛋向甲运动
B．鸡蛋向乙运动
C．鸡蛋静止不动
D．鸡蛋在原位置转动
5．如图3所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”．这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于（ ）
图3
A．冰壶的速度B．冰壶的质量
C．冰壶受到的推力D．冰壶受到的阻力
6．（2015·浙江1月学考）如图4所示，舱外的宇航员手握工具随空间站绕地球运动，若某一时刻宇航员将手中的工具释放，则释放瞬间工具的运动方向是（ ）
图4
A．指向地心方向
B．背离地心方向
C．与原运动方向相同
D．与原运动方向相反
7．根据牛顿运动定律，下列表述正确的是（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．力是改变物体运动状态的原因
C．外力停止作用后，物体由于惯性会停止
D．物体做匀速直线运动时所受合外力不为零
考点二 牛顿第二定律
1．牛顿第二定律
（1）牛顿第二定律的内容：
物体加速度的大小跟它受到的作用力成________，跟它的质量成________，加速度的方向跟作用力的方向________．
（2）表达式：
________.F为物体所受外力的合力，即合外力．
发展提升
牛顿第二定律的五个特性
2．牛顿第二定律的解题步骤
（1）确定研究对象
（2）进行受力分析和运动情况分析、作出受力和运动示意图．
（3）由F＝ma列方程求解．
发展提升
利用F合＝ma求a，首先求出F合
（1）若物体受两个力作用求F合时，可以用合成法，也可以用正交分解法．
（2）若物体受多个力作用求合力时，要用正交分解法，例如，图5中物体受到的两力F1＝F2＝10N，夹角θ＝60°，则F合＝2F1cos30°＝ma.
图5
图6
图6中物体在粗糙水平面上做加速运动，F方向斜向下与水平方向夹角为θ.
则Fcosθ－Ff＝ma①
FN＝mg＋Fsinθ②
而Ff＝μFN＝μ（mg＋Fsinθ）③
由①②③可求a.
1．下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解正确的是（ ）
A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B．由m＝
可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比
C．由a＝
可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量无关
D．由m＝
可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力求出
2．（2016·9月金华十校联考）如图7为第八届珠海航展上中国空军“八一”飞行表演队驾驶“歼10”战机的情景．当战机大仰角沿直线加速爬行时，战机所受合力方向（ ）
图7
A．竖直向上B．与速度方向相同
C．与速度方向相反D．与速度方向垂直
3．（2016·东蔻学业水平模拟）关于运动和力的关系，下列说法正确的是（ ）
A．当物体所受合外力不变时，速度一定不变
B．当物体所受合外力为零时，速度一定为零
C．当物体速度为零时，加速度一定为零
D．当物体做匀速直线运动时，合外力一定为零
4．如图8所示，质量为1kg的物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，物体在7N的水平拉力作用下获得的加速度大小为（g取10m/s2）（ ）
图8
A．0B．5m/s2
C．8m/s2D．12m/s2
5．（2016·9月台州质量评估）在行车过程中遇到紧急刹车，乘员可能会由于惯性而受到伤害，为此新交通法规定行车过程中必须系安全带．某次急刹车过程中，由于安全带作用，使质量为60kg的乘员在3s内速度由108km/h均匀降到0，此过程中安全带对乘员的作用力约为（ ）
A．200NB．400N
C．600ND．800N
6．如图9所示，物体A的质量为10kg，放在水平地面上，物体A与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，如果用与水平面成30°角的力拉它，为了产生1m/s2的加速度，F需要多大（g取10m/s2）（ ）
图9
A．20NB．28N
C．31ND．50N
考点三 力学单位制
1．基本单位和导出单位
（1）基本单位：
所选定的几个________的单位叫作基本单位．
（2）导出单位：
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．例如速度、加速度等物理量的单位．
2．力学单位制中的基本单位有kg、m和s；导出单位有N、m/s、m/s2等．
3．国际单位制中力学的基本单位
（1）国际单位制中选定__________________________________________七个量为基本物理量．
（2）在力学范围内，国际单位制中的基本量为长度、质量、时间，相应的基本单位为m、kg、s.
1．（2015·浙江10月学考真题）kg和s是国际单位制中两个基本单位的符号，这两个基本单位对应的物理量是（ ）
A．质量和时间B．质量和位移
C．重力和时间D．重力和位移
2．在国际单位制中，质量、长度和时间三个物理量的基本单位分别是（ ）
A．kg、m、sB．N、m、s
C．N、m、hD．kg、s、m/s
3．（2015·浙江1月学考·1）在国际单位制中，速度单位的符号是（ ）
A．N·kgB．kg/N
C．m/sD．m/s2
4．雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是（ ）
A．kg/m4B．kg/m3
C．kg/m2D．kg/m
考点四 牛顿第三定律
1．牛顿第三定律的内容
______个物体之间的作用力和反作用力总是____________、_________________________.
2．相互作用力与平衡力的区别
作用力和
反作用力
一对平衡力
不同点
作用在______个相互作用的物体上
作用在________物体上
________产生、________消失
______________产生、同时消失
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
________是同性质的力
性质________相同
相同点
大小________、方向________、作用在________直线上
1．（2015·浙江1月学考·4）如图10所示，一位杂技演员在高空钢丝上匀速前行，若图中钢丝可视为水平，则他受到的支持力与重力的关系是（ ）
图10
A．平衡力B．作用力和反作用力
C．支持力小于重力D．支持力大于重力
2．（2016·8月温州选考模拟）如图11所示，小张同学左手抓起一篮球，当篮球与手臂静止时，下列说法正确的是（ ）
图11
A．手对篮球作用力的大小等于篮球的重力
B．手对篮球作用力的大小大于篮球的重力
C．手对篮球的作用力和篮球的重力是一对相互作用力
D．手对篮球的作用力和篮球对手的作用力是一对平衡力
3．（2016·9月台州质量评估）电视剧《芈月传》中秦武王举鼎而死．在秦武王举鼎过程中（ ）
A．秦武王举鼎的力小于鼎对他的压力
B．秦武王举鼎的力大小等于鼎对他的压力大小
C．秦武王受到的重力的反作用力是地面对他的支持力
D．秦武王举鼎的力和他受到的重力是一对作用力和反作用力
4．按照“江苏省校园足球振兴行动计划”要求，该省将建立1000所足球特色学校，如图12所示，某校一学生踢球时（ ）
图12
A．脚对球的作用力大于球对脚的作用力
B．脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等
C．脚对球的作用力与球的重力是一对平衡力
D．脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力
5．如图13是火箭加速上升时的照片，此时喷出气体对火箭作用力的大小（ ）
图13
A．等于火箭的重力
B．等于火箭对喷出气体的作用力
C．小于火箭对喷出气体的作用力
D．大于火箭对喷出气体的作用力
6．下列关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识正确的是（ ）
A．一对平衡力的合力为零，作用效果相互抵消，一对作用力与反作用力的合力也为零，作用效果也相互抵消
B．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且力的种类相同，平衡力的种类却不一定相同
C．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且一对平衡力也是如此
D．先有作用力，接着才有反作用力，一对平衡力都是同时作用在同一个物体上
考点五 受力分析
1．受力分析
把研究对象（指定物体）在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的示意图，这个过程就是受力分析．
2．按顺序进行受力分析：
首先分析重力，其次分析弹力，然后分析摩擦力，最后分析其他力．可将其概括为：
____________________________.
3．受力分析的基本步骤
（1）明确研究对象——即确定分析受力的物体，研究对象可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统；
（2）隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来，进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用；
（3）画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上，准确标出力的方向，标明各力的符号．
1．（2016·9月绍兴适应性考试）2016年8月14日里约奥运会羽毛球男单最后一轮小组赛中，中国选手林丹以2∶0轻取对手．在其中一个回合的对拍期间，林丹快速扣杀的羽毛球在飞行中受到的力有（ ）
A．重力
B．重力、击打力
C．重力、空气阻力
D．重力、空气阻力、击打力
2．（台州中学2015～2016学年高二第二学期期中试题）如图14，质量mA＞mB的两物体A、B叠放在一起，靠着竖直墙面．让它们由静止释放，在沿粗糙墙面下落过程中（不计空气阻力），物体B的受力示意图是（ ）
图14
3．如图15所示，物体放在水平桌面上，受到一个水平向右的拉力F作用，却仍然保持静止，则下列说法中正确的是（ ）
图15
A．物体受三个力作用，其中有一对平衡力
B．物体受三个力作用，其中有一对作用力和反作用力
C．物体受四个力作用，其中有两对作用力和反作用力
D．物体受四个力作用，其中有两对平衡力
4．国内首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主设计研发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁和玻璃上自由移动．如图16所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是（ ）
图16
5．（2015～2016杭州市重点中学高二第二学期期中考试）如图17所示，铁质的棋盘竖直放置，每个棋子都是一个小磁铁，能吸在棋盘上，不计棋子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
图17
A．小棋子共受三个力作用
B．棋子对棋盘的压力大小一定等于重力
C．磁性越强的棋子所受的摩擦力越大
D．质量不同的棋子所受的摩擦力不同
考点六 两类动力学问题
1．两类动力学问题
（1）从受力确定运动情况
如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律就可以确定物体的运动情况．
（2）从运动情况确定受力
如果已知物体的运动情况，可根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力．
2．一般方法和步骤
图18
1．如图18所示，质量为2kg的冰壶在运动员的水平恒力F作用下在光滑的冰面上开始运动，4s末它的速度达到4m/s，则F的大小为（ ）
A．2NB．1N
C．4ND．8N
2．年6月20日，我国宇航员王亚平在太空授课时，利用质量测量仪粗略测出了聂海胜的质量．如图19所示，若聂海胜受到恒力F从静止开始运动，经时间t移动的位移为x，则聂海胜的质量为（ ）
图19
A.
B.
C.
D.
3．在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度为（ ）
A．7m/sB．14m/sC．10m/sD．20m/s
4．一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在水平面上运动的v－t图象如图20所示．已知重力加速度为g，则根据图象不能求出的物理量是（ ）
图20
A．木块的位移
B．木块的加速度
C．木块所受摩擦力
D．木块与桌面间的动摩擦因数
5．如图21所示，一个质量为m＝2kg的均匀小球，放在倾角θ＝37°的光滑斜面上．若球被与斜面垂直的光滑挡板挡住，处于平衡状态．求小球对挡板和斜面的压力．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）
图21
考点七 共点力平衡条件及应用
1．共点力作用下的平衡
（1）平衡状态：
物体处于静止或匀速直线运动的状态．
（2）共点力的平衡条件：
F合＝0或者
2．平衡条件的推论
（1）物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力必定____________，是一对平衡力．
（2）物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的________与第三个力____________．
（3）物体受N个共点力作用处于平衡状态时，其中任意一个力与剩余（N－1）个力的合力一定等大反向．
发展提升
处理平衡问题的一般方法
合成法
物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反
分解法
物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力满足平衡条件
正交分
解法
物体受到三个或三个以上力的作用时，将物体所受的力分解为相互垂直的两组，每组力都满足平衡条件
1．下列事例中处于平衡状态的是（ ）
A．“神舟”号飞船匀速落到地面的过程
B．汽车在水平路面上启动或刹车的过程
C．物体在光滑斜面上下滑
D．竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间
图22
2．如图22所示，一个重为80N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F＝20N的力竖直向上拉物体时，物体所受到的合力为（ ）
A．60N，方向竖直向下
B．100N，方向竖直向上
C．0N
D．80N，方向竖直向下
3．如图23所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾角θ.若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为（ ）
图23
A．GB．GsinθC．GcosθD．Gtanθ
4．如图24所示，手沿水平方向将书压在竖直墙壁上，使其保持静止．现增大手对书的压力，则书（ ）
图24
A．将沿墙壁滑动
B．受到的合外力增大
C．对墙壁的压力不变
D．受到的静摩擦力不变
5．如图25所示，某工人正在修理草坪，推力F与水平方向成α角，割草机沿水平方向做匀速直线运动，则割草机所受阻力的大小为（ ）
图25
A．Fsinα B．Fcosα
C.
D.
6．如图26所示，建筑工人用恒力F推运料车在水平地面上匀速前进，F与水平方向成30°角，运料车（含材料）的总重量为G，下列说法正确的是（ ）
图26
A．建筑工人受摩擦力方向水平向左
B．建筑工人受摩擦力大小为
G
C．运料车（含材料）受到地面的摩擦力水平向右
D．运料车（含材料）对地面压力为
＋G
考点八 超重与失重
1．超重与失重
特征
状态
加速度
视重（F）与
重力的关系
运动情况
受力图
超重
______
F＝m（g＋a）
＞mg
向上加速
运动，向下
减速运动
失重
______
F＝m（g－a）
＜mg
向下加速
运动，向上
减速运动
完全失重
______
F＝0
自由落体
运动、抛体
运动、正常
运行的
卫星
发展提升
超重与失重的理解
（1）当出现超重、失重时，物体的重力并没变化；
（2）物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度方向是向上还是向下，而与速度方向无关；
（3）当物体处于完全失重状态时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等．
1．（2015·浙江9月学考样题）年6月20日，我国第一次开展了太空授课，宇航员王亚平讲授了“失重环境下水的表面张力”和“失重环境下测量宇航员的质量”等知识．她讲授的是（ ）
A．语文B．数学
C．英语D．物理
2．两砖块叠在一起放在竖直升降电梯的水平地板上，当两砖块间的压力小于上面砖块的重力时，电梯可能的运动是（ ）
A．向上加速运动B．向上减速运动
C．向下匀速运动D．向下减速运动
3．如图27所示，质量为50kg的小红同学站在升降机中的磅秤上，某一时刻她发现磅秤的示数为40kg，则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动（ ）
图27
A．匀速上升B．加速上升
C．减速下降D．加速下降
4．（2015·浙江1月学考）如图28所示，小文同学在电梯中体验加速上升和加速下降的过程，这两个过程（ ）
图28
A．都是超重过程
B．都是失重过程
C．加速上升是失重过程，加速下降是超重过程
D．加速上升是超重过程，加速下降是失重过程
5．小明站在电梯中的体重计上，电梯静止时体重计示数如图29甲所示．电梯运行经过5楼时体重计示数如图乙所示，则此时（ ）
图29
A．电梯一定在向上运动
B．电梯一定在向下运动
C．电梯的加速度方向可能向上
D．电梯的加速度方向一定向下
6．如图30所示是运动员以背越式成功地跳过1.90m高度的情景．下列有关运动员跳高的说法正确的是（ ）
图30
A．跨越横杆时人可视为质点
B．上升过程人受到的重力大于下降过程人受到的重力
C．起跳瞬间地面对人的支持力大于人受到的重力
D．掉在海绵垫子上时，垫子对人的支持力大于人对垫子的压力
考点九 实验：
探究加速度与力、质量的关系
1．实验目的
（1）通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系．
（2）学会用控制变量法研究物理规律．
（3）学会灵活运用图象法处理物理问题的方法（化曲为直）．
2．实验原理
在探究加速度a与合力F及质量m的定量关系时，用到的基本方法是控制变量法，即：
（1）保持m一定时，改变物体受力F测出加速度a，用图象法研究a与F的关系；
（2）保持F一定时，改变物体质量m测出加速度a，用图象法研究a与m的关系．
3．实验器材
小车、砝码、小盘、细绳、夹子、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、复写纸、导线两根、纸带、天平、刻度尺等．
4．实验步骤
（1）用天平测出小车和盛有砝码的小盘的质量m和m′，把数据记录在表格中．
（2）按实验装置图把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌面．如图31.
图31
（3）在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，通过前后移动，来平衡小车的摩擦力．
（4）把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时要调节定滑轮的高度使细线与木板平行．
（5）将小车放于靠近打点计时器处，在小盘里放入适量的砝码，接通电源，放开小车得到一打好点的纸带（注意不要让小车撞到定滑轮，打好的纸带要标明条件m＝？
m′＝？
）．
（6）保持小车的质量不变，改变砝码的质量，按上面步骤再做5次实验．
（7）在每条纸带上都要选取一段比较理想的部分，算出每条纸带加速度的值并记录在表格中．
（8）保持小盘内砝码质量不变，在小车上放钩码改变小车的质量，重复上面的实验．把各次实验中的数据填入表内．
5．用图象处理数据的方法
（1）加速度通过分析纸带得出．如可以用刻度尺在纸带上测出位移，通过打点计时器打的点得到时间，然后用a＝
求得加速度；也可以通过v－t图象得出．
（2）研究加速度a和力F的关系．
以加速度a为纵坐标，以力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图象，若图象是一条通过原点的直线，就能说明a与F成正比．
（3）研究加速度a与质量m的关系．如图32甲所示，因为a－m图象是曲线，
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