第三章 牛顿运动定律讲义.docx

1、第三章 牛顿运动定律讲义第1节牛顿第一定律牛顿第三定律一、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意义(1)揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律(2)揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因二、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表现：物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态；物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变3量度：质量是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三、牛顿

2、第三定律1内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上2表达式：FF.自我诊断1判断正误(1)物体不受外力时一定处于静止状态()(2)惯性即惯性定律()(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小()(4)两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力一定是相互作用力()(5)作用力与反作用力的关系不随运动状态的变化而变化()(6)人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力()2(多选)关于牛顿第三定律，下列说法正确的是()A对重力、弹力、摩擦力等都适用 B当相互作用的两个物体相距很远时不适用C当相互作用的两个物体做加速运动时不适用 D相互作用的两个物

3、体没有直接接触时也适用3关于惯性，下列说法中正确的是()A磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了B卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了C铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼的惯性，使铁饼飞得更远D月球上物体的重力只有在地球上的1/6，但是惯性没有变化4一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了对于这一现象，下列说法正确的是()A榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂B榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D因为不清楚榔头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的

4、相互作用力的大小考点一对牛顿第一定律的理解1指出了物体的一种固有属性牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个固有属性惯性，即物体总保持原有运动状态不变的一种性质2揭示了力的本质牛顿第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持3揭示了不受力作用时物体的运动状态牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力作用但所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态1(多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础早期物理学家关于惯性有下列说法，其

5、中正确的是()A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B没有力的作用，物体只能处于静止状态C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动2在一次交通事故中，一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动，结果车厢上的钢材向前冲出，压扁驾驶室关于这起事故原因的物理分析正确的是()A由于车厢上的钢材有惯性，在汽车制动时，钢材继续向前运动，压扁驾驶室B由于汽车紧急制动，使其惯性减小，而钢材惯性较大，所以继续向前运动C由于车厢上的钢材所受阻力太小，不足以克服其惯性，所以继续向前运动D由于汽车制动前的速度太大，汽车的惯性比

6、钢材的惯性大，在汽车制动后，钢材继续向前运动牛顿第一定律的“三点注意”(1)牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是通过伽利略斜面实验等大量事实推理得出的(2)牛顿第一定律并非牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想化情况(3)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来考点二对牛顿第三定律的理解1作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”2应用牛顿第三定律时应注意的问题(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的(2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失(3)作用力、反作用力不同于平衡力1(2016吉林

7、实验中学二模)两人的拔河比赛正在进行中，两人均保持恒定拉力且不松手，而脚下开始移动下列说法正确的是()A两人对绳的拉力大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力B两人对绳的拉力是一对平衡力 C拔河的胜利与否取决于谁的力量大D拔河的胜利与否取决于地面对人的摩擦力大小2. 物体静止于一斜面上，如图所示，则下列说法正确的是()A物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力3. 如图所示，两块小磁铁质量均为0.5 kg，A磁铁

8、用轻质弹簧吊在天花板上，B磁铁在A正下方的地板上，弹簧的原长L010 cm，劲度系数k100 N/m.当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为L11 cm.不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力，求B对地面的压力大小(g取10 m/s2)解析：正确认识作用力和反作用力的“两点技巧”(1)抓住特点：无论物体的运动状态、力的作用效果如何，作用力和反作用力总是等大、反向、共线的(2)明确力的作用点：要区别作用力和反作用力与平衡力，最直观的方法是看作用点的位置，一对平衡力的作用点在同一物体上，作用力和反作用力的作用点在两个物体上课时规范训练基础巩固题组1伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结

9、合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展，利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()A如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小2(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有()A力不是维持物体运动的原因

10、 B物体之间普遍存在相互吸引力C忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快D物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反3(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用下列说法符合历史事实的是()A亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质4(多选)用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手

11、的压力()A一定小于手对砖的支持力 B一定等于手对砖的支持力C一定大于手对砖的支持力 D一定大于砖的重力5如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”，两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是()A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利6(多选)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车的运动情况，下列叙述正确的是()A小车匀速向

12、左运动 B小车可能突然向左加速C小车可能突然向左减速 D小车可能突然向右减速7图为杂技“顶竿”表演的示意图，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为()A(Mm)g B(Mm)gmaC(Mm)gma D(Mm)g 综合应用题组8某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的()9火车在长直的水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭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，车厢内空气给他一向前的力，带着他随同火车一起向前运动B人跳起的瞬间，车厢的底板给他一向前的力，推动他随同

13、火车一起向前运动C人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离很小，不明显而已D人跳起后直到落地，在水平方向上始终具有和车相同的速度10(多选)如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止关于小球与列车的运动，下列说法正确的是()A若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动11(多选)抖空竹是人们喜爱的一项体育活动最早的空竹是两个如同车轮的竹筒，中间加一个转轴，由于外形对称，其重心在中间位置，初玩者能很好地找到支撑点而

14、使之平衡随着制作技术的发展，如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎，现在的空竹大多是塑料制成的，也有天然竹木制成的关于抖空竹，在空气阻力不可忽略的情况下，下列说法中正确的是()A空竹启动前用绳子拉住提起，要保证支持力和重力在同一条直线上B空竹的转动是依靠绳子的拉动，绳子与转轴之间的摩擦力越小越好C空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和惯性作用D空竹从抛起到接住，转速会减小，表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动12如图所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终

15、至少一人能到达滑轮下列说法中正确的是 ()A若甲的质量较大，则乙先到达滑轮B若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮C若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮D若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮13如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N则细线的拉力及B对地面的压力分别是()A8 N和0 B5 N和7 NC5 N和3 N D7 N和7 N14. 一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间

16、的摩擦力大小为Ff，则此时箱对地面的压力大小为()AMgFf BMgFfCMgmg DMgmg第2节牛顿第二定律两类动力学问题一、牛顿第二定律1内容：物体加速度的大小跟它受到作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同2表达式：Fma3适用范围(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于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、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况二、两类动力学问题1动力学的两类基本问题(1)由受力情况确定物体的运动情况(2)由运动情况确定物体的受力情况2解决两类基本问题的思路：以加速度为桥梁，由运动学公式和牛顿第二定

17、律列方程求解三、力学单位制1单位制由基本单位和导出单位共同组成2力学单位制中的基本单位有米、千克、秒(s)3导出单位有牛顿、米/秒、米/秒2等自我诊断1判断正误(1)牛顿第二定律表达式Fma在任何情况下都适用()(2)物体所受合外力大，其加速度一定大()(3)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度()(4)物体由于做加速运动，所以才受合外力作用()(5)Fma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关()(6)物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小()(7)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系()2在国

18、际单位制(简称SI)中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为()Am2kgs4A1 Bm2kgs3A1 Cm2kgs2A1 Dm2kgs1A13如图甲、乙所示，两车都在光滑的水平面上，小车的质量都是M，人的质量都是m，甲图人推车、乙图人拉绳(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是F，对于甲、乙两图中车的加速度大小说法正确的是()A甲图中车的加速度大小为B甲图中车的加速度大小为C乙图中车的加速度大小为 D乙图中车的加速度大小为4如图所示，在光滑水平面上，A、B两物体用轻弹簧连接在一起，A、B的质量分别为m1、m2，在拉力F作用下

19、，A、B共同做匀加速直线运动，加速度大小为a，某时刻突然撤去拉力F，此瞬间A和B的加速度大小分别为a1、a2，则()Aa10，a20 Ba1a，a2aCa1a，a2a Da1a，a2a考点一对牛顿第二定律的理解1牛顿第二定律的“五性”2力、加速度、速度间的关系(1)加速度与力有瞬时对应关系，加速度随力的变化而变化(2)速度的改变需经历一定的时间，不能突变；加速度可以突变1(2016高考全国乙卷)(多选)一质点做匀速直线运动现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C质点加速度的方向总是与该恒力的方

20、向相同D质点单位时间内速率的变化量总是不变2(多选)一物体重为50 N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F215 N时物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g10 m/s2)()A3 N B25 NC30 N D50 N3(2017湖南师范大学附中月考)(多选) 如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角为，其顶端装有光滑小滑轮，绕过滑轮的轻绳一端连接一物块B，另一端被人拉着，且人、滑轮间的轻绳平行于斜面人的质量为M，B物块的质量为m，重力加速度为g，当人拉着绳子以大小为a1的加速度沿斜面向上运动时，B 物块运动的加速度大小为a2，则下列说法正确的是()A

21、物块一定向上加速运动B人能够沿斜面向上加速运动，必须满足mMsin C若a20，则a1一定等于D若a1a2，则a1可能等于考点二牛顿第二定律瞬时性的理解1两种模型：牛顿第二定律Fma，其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，两者总是同时产生，同时消失、同时变化，具体可简化为以下两种模型：2求解瞬时加速度的一般思路分析瞬时变化前、后物体的受力情况列牛顿第二定律方程1(2017山东大学附中检测)如图所示，A、B两小球分别连在轻线两端，B球另一端与弹簧相连，弹簧固定在倾角为30的光滑斜面顶端A、B两小球的质量分别为mA、mB，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度大小分别为

22、()A都等于 B和0C.和 D.和2如图所示，质量为m的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为()A0 B. gCg D. g3如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m，物块2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上并处于静止状态现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有()Aa1a2a3a40 Ba1a2a3a4gCa1a2g，a30，a4gDa1g，a2g，a30，

23、a4g在求解瞬时性加速度问题时的“两点注意”(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度和位移的变化需要一个积累的过程，不会发生突变考点三动力学的两类基本问题1求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示：2分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度考向1：由受力情况求运动情况典例1 如图所示，工人用绳索拉铸件，铸件的质量是20 kg，铸件与地面间的动摩擦因数是0.25.工人用80 N的力拉动铸件，从静止开始在水平面上前进，绳与水平方向的夹角为37并保持不变，经4 s后松手(g

24、10 m/s2)求：(1)松手前铸件的加速度；(2)松手后铸件还能前进的距离解析1(2017黑龙江齐齐哈尔质检)一个原来静止在光滑平面上的物体，质量是7 kg，在14 N的恒力作用下运动，则5 s末的速度及5 s内通过的路程为()A8 m/s25 m B2 m/s25 mC10 m/s25 m D10 m/s12.5 m2(2016高考江苏卷)(多选)如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑出桌面若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述过程中()A桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大D若猫减小

25、拉力，鱼缸有可能滑出桌面3(2017江西抚州五校第二次联考)一质量m5 kg的滑块在F15 N的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速直线运动，若滑块与水平面间的动摩擦因数0.2，g取10 m/s2，问：(1)滑块在力F作用下经5 s，通过的位移是多大？(2)5 s末撤去拉力F，滑块还能滑行多远？解析：考向2：由运动情况求受力情况典例2(2017山东威海模拟)有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处，然后由静止释放可以认为座椅沿轨道做自由落体运动2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处时速

26、度刚好减小到零然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面(取g10 m/s2)求：(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？(2)座椅在匀减速阶段的时间是多少？(3)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？解析4(2017湖北襄阳模拟)在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火按照设计，某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4 s末到达离地面100 m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0，上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍，那么v0和k分别等于(重力加速度g取10 m/s2)()A25 m/s,1.25

27、 B40 m/s,0.25C50 m/s,0.25 D80 m/s,1.255行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A450 N B400 N C350 N D300 N(1)解决动力学基本问题时对力的处理方法合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”(2)解答动力学两类问

28、题的基本程序明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行分析，并画出示意图应用牛顿运动定律和运动学公式求解课时规范训练基础巩固题组1物块A放置在与水平地面成30角倾斜的木板上时，刚好可以沿斜面匀速下滑；若该木板与水平面成60角倾斜，取g10 m/s2，则物块A沿此斜面下滑的加速度大小为()A5 m/s2 B3 m/s2 C(5) m/s2 D. m/s22(多选)如图所示，质量为m1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3，当物体运动的速度为10 m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为F2 N的恒力，在此恒力作用下(取g10 m/s2)()

29、A物体经10 s速度减为零 B物体经2 s速度减为零C物体速度减为零后将保持静止 D物体速度减为零后将向右运动3如图所示，a、b两物体的质量分别为m1和m2，由轻质弹簧相连当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1，加速度大小为a1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，加速度大小为a2.则有()Aa1a2，x1x2 Ba1a2，x1x2Ca1a2，x1x2 Da1a2，x1x24如图所示，质量分别为m、2m的小球A、B，由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内，已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动，细线中的拉力为F，此时突然剪断细线在线断的瞬间，弹簧的弹力大小和小球A的加速度大小分别为()A.，g B.，gC.，g D.，g5(多选)