高三物理一轮复习必备精品牛顿运动定律.docx

1、高三物理一轮复习必备精品牛顿运动定律2019-2020年高三物理一轮复习必备精品：牛顿运动定律课程内容标准：1.通过实验，探究加速度与物体质量、受力之间的关系。理解牛顿运动定律，用它解释生活中的有关问题，通过实验认识超重与失重现象 。2. 认识单位制在物理学中的物理意义。知道国际单位制中的力学单位。复习导航1.对研究对象的受力分析是解题的关键。要根据力的概念、力产生的条件去进行分析，更要注意结合物体的运动状态去研究。2.选取适当的坐标系，会对建立方程和求解带来方便。无论是分解物体的受力还是分解物体的加速度，都要根据题目的具体条件和所求，灵活地建立直角坐标系。3.注意合外力与加速度的瞬时对应关系

2、，牛顿运动定律是力学的核心，其物理过程的分析和理解能体现学生的综合分析能力、推理能力，是考查的重点。4.理解超重和失重的本质，然后灵活运用其知识去分析和解决问题。第1课时 牛顿运动定律1、高考解读真题品析知识：牛顿第二、三定律 例1. （09年广东理科基础）4建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0500ms2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取lOms2)A510 N B490 N C890 N D910 N 解析：对建筑材料进行受力分析 根据牛顿第二定律有,得绳子的拉力

3、大小等于F=210N,然后再对人受力分析由平衡的知识得,得FN=490N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490N.B选项对。答案：B点评：此题为牛顿运动定律的基本应用。热点关注知识：v-t图象、牛顿第二定律例2. （09年山东卷）17某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示，据此判断图乙（F表示物体所受合力，x表示物体的位移）四个选项中正确的是解析：由图甲可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2s-4s做正方向匀加速直线运动，所以受力为负，且恒定，4s-6s做负方向匀加速直线运动，所以受力为负，恒定，6s-8s做负方向匀减速直线运动，所以受力为正，恒定，综上分析

4、B正确。答案：B点评：在v-t图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动，加速度恒定，受力恒定速度时间图象特点：因速度是矢量，故速度时间图象上只能表示物体运动的两个方向，t轴上方代表的“正方向”，t轴下方代表的是“负方向”，所以“速度时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况，如果做曲线运动，则画不出物体的“位移时间”图象；“速度时间”图象没有时间t的“负轴”，因时间没有负值，画图要注意这一点；“速度时间”图象上图线上每一点的斜率代表的该点的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向；“速度时间”图象上表示速度的图线与时间轴所夹的“面积”表示物体的位移。 2、知识网络考点1.

5、牛顿第一定律（惯性定律）1. 内容：一切物体总保持静止状态或者匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。2. 意义：揭示了力与运动的关系：力不是使物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，从而推翻了亚里士多德“没有力物体不能运动”的错误观点。揭示了任何物体都有保持静止或运动直线运动的性质-惯性考点2.惯性1. 定义：物体所具有的保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。2. 说明：惯性是物体本身的固有属性。与物体受力情况无关，与物体所处的地理位置无关，一切物体都具有惯性。质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大惯性大。惯性不是一种力，惯性不是一种力，惯性的大小反映了改变物体运动状态的

6、难易程度。考点3.牛顿第二定律1.内容：物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。2.公式：3.适用范围：宏观、低速运动的物体。考点4.牛顿第三定律1. 内容：两个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：3.说明：作用力与反作用力有“三同、三不同”。1 三同：大小相同、性质相同、同时存在消失具有同时性2 三不同：方向不同、作用对象不同、作用的效果不同。考点5：力学单位制在力学中，选用质量、时间、长度三个物理量的单位作为基本单位，选定基本单位后，由物理公式推导出的单位叫导出单位。基本单位和导出单位一起组成

7、国际单位制。3、复习方案基础过关重难点： 牛顿第三定律（原创）例3.物体静止在水平桌面上，则（ ）A. 桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力。B. 物体所受的重力和桌面对它的的支持力是一对作用力与反作用力。C. 物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力。D. 物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力。解析： AB选项：受力分析可以得到A选项对BD选项错。C选项：物体对桌面的压力的性质是弹力所以C选项错。答案：A点评：解决这类问题的关键：是对牛顿第三定律的全面理解，任何运动状态下一对任何性质的作用力和反作用力大小相等、方向相反，要注意区分平衡力与作

8、用力、反作用力。典型例题 例4物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别是mA和mB，与水平面之间的动摩擦因数分别为A和B.用平行于水平面的力F分别拉物体A、B，得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A、B所示（1）利用图象求出两个物体的质量mA和mB.甲同学分析的过程是：从图象中得到F=12N时，A物体的加速度aA=4m/s2，B物体的加速度aB=2m/s2，根据牛顿定律导出：;乙同学的分析过程是：从图象中得出直线A、B的斜率为：kAtan45=1,kB=tan2634=0.5,而 . 请判断甲、乙两个同学结论的对和错，并分析错误的原因.如果两个同学都错，分析各自的错误原因后再计算正确

9、的结果.（2）根据图象计算A、B两物体与水平面之间动摩擦因数A和B的数值.解析：(1)甲同学的解法是错误,因为其忽略了滑动摩擦力;乙同学的解法也是错误的,因为坐标系的纵横坐标的单位长度表示数值不同。正确的解法：对A其斜率为 因此 对B其斜率为 因此 (2)对A和B当拉力为4N时,加速度为0 对A有 F=AmAg 得 对B有 F=BmBg 得 点评：受力分析是学好高中物理的奠基石，同学们要培养正确受力的习惯。第2课时 牛顿运动定律的应用（一）：两类基本问题1、高考解读真题品析知识：牛顿运动定律中的两类基本问题：已知受力求运动和已知运动求受力 例1. （09年江苏卷）13.（15分）航模兴趣小组设

10、计出一架遥控飞行器，其质量m =2，动力系统提供的恒定升力F =28 N。试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升。设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10m/s2。 （1）第一次试飞，飞行器飞行t1 = 8 s 时到达高度H = 64 m。求飞行器所阻力f的大小； （2）第二次试飞，飞行器飞行t2 = 6 s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h；（3）为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。解析：（1）第一次飞行中，设加速度为匀加速运动由牛顿第二定律解得（2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为，上升的高度为匀加速运动 设失去升力

11、后的速度为，上升的高度为由牛顿第二定律解得（3）设失去升力下降阶段加速度为；恢复升力后加速度为，恢复升力时速度为由牛顿第二定律 F+f-mg=ma4且V3=a3t3解得t3=(s)(或2.1s)答案：4N 42m 2.1S点评：牛顿运动定律两类基本问题解题的一般步骤由物体所受的力的情况推断出物体运动的情况：确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图根据力的合成或分解求出合外力（大小、方向）根据牛顿第二定律列方程，并求出物体的加速度结合题中所给的物体运动的初始条件，选择运动学公式求出说需要的运动学量。由物体运动的情况推断出物体所受的未知力的情况：确定研究对象根据运动情况，利用运动学

12、公式求出物体的加速度对研究对象进行受力分析根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力从而求出未知力。热点关注知识： 受力分析、过程分析、牛顿第二定律例2. （14分）“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后，返回舱于2005年10月17日4时11分开始从太空向地球表面按预定轨道返回，在离地10km的高度打开阻力降落伞减速下降，这一过程中若返回舱所受阻力与速度的平方成正比，比例系数（空气阻力系数）为k，设返回舱总质量M=3000kg，所受空气浮力恒定不变，且认为竖直降落。从某时刻开始计时，返回舱的运动v-t图象如图中的AD曲线所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线交于横轴一点B的坐标为（8，

13、0），CD是平行横轴的直线，交纵轴于C点C的坐标为（0，8）。G=10m/s2，请解决下列问题：（1）在初始时刻v0=160m/s时，它的加速度多大？（2）推证空气阻力系数k的表达式并算出其数值。（3）返回舱在距离高度h=1m时，飞船底部的4个反推力小火箭点火工作，使其速度由8m/s迅速减至1m/s后落在地面上，若忽略燃料质量的减少对返回舱总质量的影响，并忽略此阶段速度变化而引起空气阻力的变化，试估算每支小火箭的平均推力（计算结果取两位有效数字） 2、知识网络考点1.两类动力学问题1. 已知物体的受力情况，求物体的运动情况。2. 已知物体的运动情况，求物体的受力情况。考点2.分析两类问题的基本

14、方法1. 抓住受力情况和运动情况之间的联系的桥梁-加速度。2. 分析流程图3、复习方案基础过关重难点：受力分析+过程分析 例3. （09年安徽卷）17. 为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是A. 顾客始终受到三个力的作用B. 顾客始终处于超重状态aC. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下解析：在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛

15、顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下。 答案：C点评：运动状态的改变取决于受力情况，准确的受力分析是解决好运动情景的基础。典型例题例4(15分) 如图所示，长，高，质量的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动当木箱的速度时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力，并同时将一个质量的小球轻放在距木箱右端的P点（小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零），经过一段时间，小球脱离木箱落到地面木箱与地面的动摩擦因数为0.2，其他摩擦均不计取求：（1）小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；（2）

16、小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移；（3）小球离开木箱时木箱的速度 解析： 第3课时 牛顿运动定律的应用（二）：共点力的平衡 超重和失重1、高考解读真题品析知识：V-t图；超、失重 例1. （09年广东物理）8.某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，至时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）解析：由图可知，在t0- t1时间内，弹簧秤的示数小于实际重量，则处于失重状态，此时具有向下的加速度，在t1-t2阶段弹簧秤示数等于实际重量，则既不超重也不失重，在t2-t3阶段，弹簧秤示数大于实际重量，则处于超重状态，具有向上

17、的加速度，若电梯向下运动，则t0-t1时间内向下加速， t1-t2阶段匀速运动，t2-t3阶段减速下降，A正确；BD不能实现人进入电梯由静止开始运动，C项t0-t1内超重，不符合题意。答案：A点评：正确识图、用图理解好物理情景。对超重、失重的理解：超重并不是说重力增加了，失重并不是说重力减小了，完全失重也不是说重力完全消失了。在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生变化。在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等。热点关注知识：失重的理解 例2

18、. 科学研究发现，在月球表面：没有空气；重力加速度约为地球表面的1/6；没有磁场。若宇航员登上月球后，在空中同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的有（ ）A、氢气球和铅球都处于超重状态B、氢气球将向上加速上升，铅球加速下落C、氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面D、氢气球和铅球都将下落，且同时落地解析：没有空气，说明物体不受浮力B选项错。重力加速度约为地球表面的1/6，说明物体要下落且同时落地D选项对。答案：D 2、知识网络考点。1.超重：当物体具有向上的加速度时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体本身重力的现象。 2. 失重：当物体具有向下的加速度

19、时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体本身重力的现象。3. 完全失重：当物体的以加速度a=g竖直向下加速或竖直向上减速时（自由落体运动、竖直上抛运动），物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的现象。3、复习方案基础过关重难点：牛顿运动定律、受力分析、过程分析、能量问题 例3. （09年江苏物理）9.如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有A当A、B加速度相等时，系统的机械能最大B当

20、A、B加速度相等时，A、B的速度差最大C当A、B的速度相等时，A的速度达到最大D当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大 解析：对A、B在水平方向受力分析如图，F1为弹簧的拉力；当加速度大小相同为a时，对有，对有，得，在整个过程中的合力（加速度）一直减小而的合力（加速度）一直增大，在达到共同加速度之前A的合力（加速度）一直大于的合力（加速度），之后A的合力（加速度）一直小于的合力（加速度）。两物体运动的v-t图象如图，tl时刻，两物体加速度相等，斜率相同，速度差最大，t2时刻两物体的速度相等，速度达到最大值，两实线之间围成的面积有最大值即两物体的相对位移最大，弹簧被拉到最长；除重力和弹簧弹力外

21、其它力对系统正功，系统机械能增加，tl时刻之后拉力依然做正功，即加速度相等时，系统机械能并非最大值。 答案：BCD点评：处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析，使用图象处理则可以使问题大大简化。典型例题 例4（09年安徽卷）22（14分）在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力

22、加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求 （1）运动员竖直向下拉绳的力； （2）运动员对吊椅的压力。解析：解法一:(1）设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：a 由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力（2）设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有：FN 由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为275N解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员竖直向下的拉力为F，对吊椅的压力大小为FN。根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力为FN。分别以

23、运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律 由得 答案：440N，275N点评：连接体问题的处理方法整体法：连接体和各物体如果有共同的加速度，求加速度可把连接体作为一个整体，运用牛顿第二定律列方程求解。隔离法：如果要求连接体之间的相互作用力，必须隔离出其中一个物体，对该物体应用牛顿第二定律求解。第4课时 实验（4） 验证牛顿运动定律1、高考解读真题品析知识：研究牛顿第二定律 例1. （09年上海物理）17（6分）如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持_不变，用钩码所受的重力作为_，用DIS测小车的加速度。（2

24、）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。分析此图线的OA段可得出的实验结论是_。（单选题）此图线的 AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是A小车与轨道之间存在摩擦 B导轨保持了水平状态C所挂钩码的总质量太大 D所用小车的质量太大解析：（1）因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力；（2）由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：得，而实际上，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足Mm造成的。答案：（1）小车的总质量，小车所受外力（2）在

25、质量不变的条件下，加速度与外力成正比C点评：知晓研究思路、会分析实验误差产生的原因。热点关注知识： 匀变速直线运动、探究加速度与物体质量、物体受力的关系例2. 09年江苏物理）11.（10分）“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小

26、车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（ms-2）0.691.181.662.182.70请根据实验数据作出a-F的关系图像. （3）根据提供的试验数据作出的-F图线不通过原点，请说明主要原因。解析：（1）， t=0.1s，（3.68-3.52）m，带入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度=0.15m/s2.（2）如图所示。（3）与纵坐标相交而不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从此拉力的来源考虑很容易得到答案，是因为砝码

27、盘的重力，而在（2）问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力。答案：(1) 0.16 (0.15也算对) ；（2）（见图）；（3）未计入砝码盘的重力。点评：处理匀变速直线运动中所打出的纸带，求解加速度用公式，关键弄清公式中各个量的物理意义，为连续相等时间内的位移差，t为连需相等的时间间隔（2）根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，使图线倾斜程度太小也不能太大，以与水平方向夹角45左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适，而a则从0到3m/s2较合适。设好刻度，根据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点。（3）处理图象问题要注意图线的斜率、交点

28、、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。2、知识网络一、实验目的验证牛顿第二定律二、实验原理1如图所示装置，保持小车质量M不变，改变小桶内砂的质量m，从而改变细线对小车的牵引力F(当mM时，F=mg近似v成立)，测出小车的对应加速度a,由多组a、F数据作出加速度和力的关系a-F图线，验证加速度是否与外力成正比。2保持小桶和砂的质量不变，在小车上加减砝码, 改变小车的质量M，测出小车的对应加速度a, 由多组a、M数据作出加速度和质量倒数的关系a-M-1图线, 验证加速度是否与质量成反比。 三、实验器材 小车，砝码，小桶，砂, 细线，附有定滑轮的长木板,垫块，打点计时器，

29、低压交流电源, 导线两根, 纸带,托盘天平及砝码，米尺。 四、实验步骤1用调整好的天平测出小车和小桶的质量M和m ，把数据记录下来。2按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。3平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态（可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。4在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量M和m记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号.5.保持小车的质量不变，改变砂的质量（

30、要用天平称量），按步骤4再做5次实验。6.算出每条纸带对应的加速度的值。7.用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，即砂和桶的总重力(m+m)g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。8.保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度,用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数 ,在坐标平面上根据实验v结果描出相应的点并作图线，若图线为一条过原点的直线,就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。 五、注意事项1砂和小桶的总质量v不要超过小车和砝码的总质量的1/10。2在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3作图时应该使所作的直线通