高三物理总复习第一轮第三单元牛顿运动定律学案.docx

1、高三物理总复习第一轮第三单元牛顿运动定律学案第三单元 牛顿运动定律3.1 牛顿第一、第二定律一考点聚焦牛顿第一定律惯性 II牛顿第二定律质量 II二知识扫描1 惯性惯性是物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。质量是物体惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。2牛顿第一定律牛顿第一定律是：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律的意义在于：指出了一切物体都有惯性；指出了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，即是产生加速度的原因。3 牛顿第二定律：物体的加速度

2、跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。F=ma二好题精讲例1：判断下列各句话的正误：A物体只在不受力作用的情况下才能表现出惯性B要消除物体的惯性，可以在运动的相反方向上加上外力C物体惯性的大小与物体是否运动、运动的快慢以及受力无关D惯性定律可能性用物体的平衡条件取而代之解析：惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关，故选C点评：本题要求考生掌握物体惯性的实质。例2：如图3-1-1所示， 重球系于易断的线DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是：（ ）A在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断B在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉

3、断C在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断D在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断解析： 缓慢增加拉力，DC绳上作用力较大，故DC先断；快速猛力一拉，重球惯性较大，速度变化慢，DC拉力几乎不变，故AB先断。因此正确答案为：AC。例3：两木块A、B由同种材料制成，mAmB，并随木板一起以相同速度向右匀速运动，如图3-1-2所示，设木板足够长，当木板突然停止运动后，则（ ）A若木板光滑，由于A的惯性大，故A、B间距离将增大B若木板粗糙，由于A受阻力大，故B可能与A相碰C无论木板是否光滑，A、B间距离将保持不变D无论木板是否光滑，A、B二物体一定能相碰解析：若木板光滑，A、B在水平面上不受力，由于物

4、体具有惯性，则A、B将相对于地球静止；若木板粗糙，尽管两木块的质量不同，所受的摩擦力大小不同，但其加速度为a=mg/m=g，与质量无关，故两物体将有相同的加速度，任意时刻有相同的速度。保持相对静止，故C答案正确。点评：质量大的物体惯性大，可能会导致对本题理解的误导，因此应摆脱定性思维的模糊性，注意引出公式，发挥定量思维准确、简洁的优势。例4：如图3-1-3所示，底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg的物块，在水平地面上，当小车作匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10N，当小车作匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8N。这时小车运动的加速度大小是（ ）A2

5、m/s2 B4m/s2C6m/s2 D8m/s2解析：当小车匀速运动时，两弹簧称的示数均为10N，合力为零，当小车匀加速运动时，甲的示数为8N，而由于小车长度不变，则甲弹簧的形变的变化量与乙必相等，故乙弹簧的示数应为12N，故物体受到的合力为4N，其加速度为4m/s2，B答案正确。点评：根据牛顿第二定律，物体的加速度是由物体所受到的合外力决定。本例又提示注意，对于弹簧常常有空间的对称及长度守恒的特点。例5：以力F拉一物体，使其以加速度a在水平面上做匀加速直线 运动，力F的水平分量为F1，如图3-1-4所示，若以和F1大小、方 向都相同的力F代替F拉物体，使物体产生加速度a，那么 A当水平面光滑

6、时，a a B当水平面光滑时，a= a C当水平面粗糙时，a a D当水平面粗糙时，a= a 解析：当水平面光滑时，物体在水平面上所受合外力均为F，故其加速度不变。而当水平面粗糙时，支持力和摩擦力都是被动力，其大小随主动力的变化而变化，当用F替换F时，摩擦力将增大，故加速度减小。因此BC答案正确。点评：运用牛顿运动定律解决力学问题的一般程序为：1、选择研究对象，2、受力分析，3、合成或分解（正交分解），列式计算。在受力分析时，应注意被动力随主动力变化的特点。三变式迁移1、 玻璃杯底面压一张纸条，用手将纸条以很大的速率匀速抽出，玻璃杯发生较小的位置，如果抽纸的速率相同，杯子压住纸的位置相同，而杯

7、中水的质量不同，则正确的说法为（ ）A杯中盛水少时比盛水多时，杯子位移大B杯中盛水少时比盛水多时，杯子位移相同C杯中盛水多时比盛水少时，杯子位移大D杯子位移的大小，应由杯中两次盛水的质量比决定2、 在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a与竖直方向成角，拉力为Fa，绳b为水平状态，拉力为Fb，如图3.1-5所示，现让小车从静止开始向右做匀加速运动，此时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳的拉力变化情况是AFa变大，Fb不变BFa变大，Fb变小CFa变大，Fb变大DFa不变，Fb变小四能力跃迁1一物体同时受到F1和F2两个力作用，F1和F2与时间的关系如图3.4-8所示。如果该物体由

8、静止开始运动，则物体具有最大动量的时刻是：A2.5s B5sC7.5s D10s2一个物体在几个力作用下处于静止状态，若保持其它力不变，将其中一个力F1逐渐减小到零（方向保持不变），然后又将F1逐渐恢复原状，在这个过程中，物体的A加速度增大，速度增大B加速度减少，速度增大C加速先减少，速度增大D加速度先增大后减小，速度增大3如图3.1-6所示，球和夹板在水平方向上一起作变加速运动，其加速度水平向右且不断增大，球和夹板始终保持相对静止，则下列说法正确的是A1板对小球压力不断增大B2板对小球压力不断增大C3板对小球压力不变D4板对小球压力不变4如图3.1-7所示，长木板的右端与桌边相齐，木板与桌面

9、之间摩擦因数为，今施一水平恒力F将木板推离桌面，在长木板翻转之前，木板的加速度大小的变化情况是A逐渐增大B逐渐减小C保持不变D先增大后减小5将一质量为m，放在光滑水平面上的物体通过轻滑轮绕过轻滑轮与墙相连如图3-1-8所示，当用水平力F拉动滑轮时，物体产生的加速度是AF/mBF/2mC2F/mDF/4m6质量为M的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a。当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为a，则Aa=a Ba2a Ca2a Da=2a7物体从某高度自由落下，恰好落在直立于地面上的轻弹簧上，如图3-1-9所示，在A点物体开始与弹簧接触，到B时物体的速度为零，

10、以后物体被弹回，则下列说法正确的是：A下降时物体在AB段的速度越来越小B上升时物体在BA段的速度越来越大C物体在AB段下降时和在BA段上升时其速度是先增大后减小D在B点时因为物体的速度为零，所以它受到的合外力也为零8在轻弹簧下吊一重物，物体静止时，弹簧伸长了L，现欲使弹簧伸长，则该装置如何运动？9质量为m的物体在下落时，所受阻力与它的速度成正比，已知物体匀速下落时的速度为50m/s，求它下落速度为20m/s时的加速度。10总质量为M的载重汽车，在坡路上行驶。汽车所受阻力与车重成正比。当汽车匀速上坡（牵引力为F）时，突然从车上掉下一箱货物。汽车立即得到加速度a。求车上掉下货物的质量m。3.2 牛

11、顿运动定律应用一 考点聚焦牛顿第三定律 II级要求牛顿力学的适用范围 I 级要求二知识扫描1 深入理解牛顿第二定律：（1）加速度与速度的关系：速度是描述物体运动的一个状态量，它与加速度没有直接关系。加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量。速度变化的大小与加速度有关，速度变化的方向与加速度的方向一致。（2）牛顿第二定律的瞬时性：合外力与加速度之间存在着对应的瞬时关系。合外力变化，加速度随即变化。（3）牛顿运动定律与运动学综合类的问题求解的关键：加速度是连接的桥梁。如果是根据物体的受力情况来确定其运动情况，则应先用牛顿定律求出加速度，再用运动学公式确定物体的运动情况。如果是根据物体运动情况来确定

12、其受力情况，则应先应用运动学公式求出加速度，再动用牛顿运动定律确定力。（4）牛顿第二定律的矢量操作：牛顿第二定律是矢量方程，决定了要用矢量的方法进行操作。矢量操作包含合成法操作，力的正交分解法操作，加速度的正交分解法操作。合成法操作，一般是对于只受两个互成角度的力而作匀加速运动的物体。一般用合成的方法求合力，再运用牛顿第二定律求加速度。如果物体受三个力或三个以上的力作用而产生加速度，常采用的办法是建立平面直角坐标系，并使x轴沿加速度的方向，然后再进行力的正交分解。如果物体所受各个力互相垂直或大部分相互垂直，而加速度又和这些力成一夹角，则一般将加速度进行分解。三好题精讲例一：物体在受到与其初速度

13、方向一致的合外力F的作用下作直线运动，合外力F的大小随时间t的改变情况如图3.2-1所示，则物体的速度：（ ）A先变小后变大B先变大后变小C一直变小D一直变大例二：如图3.2-2所示，木块A、B用一轻弹簧相连，竖直放在木块C上，三者静置于地面，它们的质量之比是1：2：3。设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时。A和B的加速度分别是aA= ，aB= 。例三：质量为12kg的箱子放在水平地面上，箱子和地面的滑动摩擦因数为0.3，现用倾角为37的60N力拉箱子，如图3.2-3所示，3s末撤去拉力，则撤去拉力时箱子的速度为多少？箱子继续运动多少时间而静止？例四：如图3.2-6所示，一物体

14、从倾角为30的斜面顶端由静止开始下滑，S1段光滑，S2有摩擦，已知S2=2S1，物体到达底部的速度刚好为零，则S2段的动摩擦因数为多少？例五：一质量为m=1kg的物体在光滑水平面上，初速度为零，先对物体施加一向东的恒力F=1N，历时1s钟，随即把此力改为向西，大小不变，历时1s钟；接着又把此力改为向东，大小不变，历时1s钟，如此反复，只改变力的方向而不改变力的大小，共用时间1min，则在此1min内，物体运动的位移和最终的速度分别为多少？四变式迁移1、质量是20kg的物体，静止在水平地面上，受到互成90角的两个均为14N的水平力作用，物体产生的加速度为0.2m/s2，2s末同时撤去互成90角的

15、两个水平力后，再经1s，物体在3s内的总位移为多大？ 2 个物体在多个力作用下处于静止状态，如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零，然后又逐渐恢复到原来的大小（此力方向不变），那么图3-2-10所示的vt图象正确的是：五能力跃迁1 竖直向上抛出的物体，最后又落回原处，若考虑空气阻力，且阻力在整个过程中大小不变，则物体A上升过程的加速度大小一定大于下降过程的加速度的大小B上升过程最后1s内位移的大小一定等于下降过程中最初1s内位移的大小C上升过程所需要的时间一定小于下降过程所需要的时间D上升过程的平均速度一定大于下降过程的过程的平均速度2 一物体由静止沿倾角为的斜面下滑，加速度为a；若给此物体一个

16、沿斜面向上的初速度vo，使其上滑，此时物体的加速度可能为AaB2aC2gsinaD2gsin+a 3质量为m的物体，放在粗糙水平面上，在水平拉力F作用下由静止开始运动，经过时间t，速度达到v，如果要使物体的速度达到2v，可采用以下方法的是A将物体质量变为m/2，其他条件不变B将水平拉力增为2F，其他条件不变C将时间增为2t，其他条件不变D将质量、作用力和时间都增为原来的2倍4如图3-2-11所示，电梯与地面的夹角为30，质量为m的人站在电梯上。当电梯斜向上作匀加速运动时，人对电梯的压力是他体重的1.2倍，那么，电梯的加速度a的大小和人与电梯表面间的静摩擦力f大小分别是Aa=g/2 Ba=2g/

17、5Cf=2mg/5 Df=mg/55如图3-2-12所示，固定在小车上的折杆A=，B端固定一个质量为m的小球，若小车向右的加速度为a，则AB杆对小球的作用力F为A当a=0时，F=mg/cos，方向沿AB杆B当a=gtg时，F=mg/cos，方向沿AB杆C无论a取何值，F都等于，方向都沿AB杆D无论a取何值，F都等于，方向不一定沿AB杆6 图3-2-13为一个物体作直线运动的v-t图线，若物体在第1s内、第2s内、第3s内所受合力分别为F1、F2、F3，则AF1、F2、F3大小相等，方向相同BF1、F2是正的，F3是负的CF1是正的，F2、F3为零DF1、F2、F3大小相等，F1与F2、F3方向

18、相反7如图3-2-14所示，吊篮A、物体B、物体C的质量相等，弹簧质量不计，B和C分别固定在弹簧两端，放在吊篮的水平底板上静止不动。将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间A吊篮A的加速度大小为gB物体B的加速度大小为零C物体C的加速度大小为3g/2DA、B、C的加速度大小都等于g8如图3-2-15所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则A物体从A到O点先加速后减速B物体运动到O点时所受的合外力为零，速度最大C物体从A到O加速运动，从O到B减速运动D物体从A到O的过程加速度逐渐减小9某传动装置的水平传送带以恒定速度v

19、o=5m/s运行，将一块底面水平的粉笔轻轻地放在传送带上，发现粉笔块在传送带上留下一条长度l=5m的白色划线，稍后，因传动装置受到阻碍，传送带做匀减速运动，其加速度的大小为ao=5m/s2。传动装置受阻后，粉笔块是否能在传送带上继续运动：若能，它沿皮带继续滑动的距离l=？若要粉笔块不能继续在传送带上滑动，则皮带做减速运动时，其加速度ao大小应限制在什么范围内？10风力实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆

20、间的滑动摩擦因数。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？（sin37=0.6，cos37=0.8）3.3 牛顿第三定律和连接体问题一考点聚焦牛顿定律的应用 II级要求超重和失重 I 级要求二知识扫描1 牛顿第三定律作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在一条直线上，且同时产生、同时消失，力的性质又相同。一对作用力和反作用力与一对平衡力虽都是等大反向，但作用力和反作用力受力对象为两个物体，而平衡力则为一个物体；效果上作用力和反作用力各有各的效果，而平衡力则只有使物体平衡的效果；作用力反作用力的性质必定相同，而平衡力的

21、性质则不一定相同。2 超重和失重超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况。当物体具有向上的加速度时（加速上升或减速下降）呈现超重现象。失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况。当物体具有向下的加速度时（加速下降或减速上升）呈现失重现象。物体处于超重或失重状态（包括完全失重）时，地球作用于物体的重力始终存在，大小也没有发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生变化，即物体的视重有了变化。3加速度相同的连接体问题的处理方法：由于物体的加速度相同，则可将所有物体作为一个系统来考虑，整体运用牛顿第二定律。如还要求连接体内各物体相互作

22、用的内力时，则应把物体隔离，对单个物体根据牛顿运动定律列式。三好题精讲例一电梯地板上有一个质量为200kg的物体，它对地面的压力随时间变化的图象如图3-3-1所示，则电梯从静止开始向上运动，在7s内上升的高度为多少？析与解：本例可通过台秤示数（即示重）判断出物体在三个运动阶段的运动情况，再根据动力学和运动学的关系求三个阶段上升的总高度。也可以根据物体的Ft图，作出对应的vt图象，再根据面积求物体上升的高度。10 02s内物体的示重大于物体的重力，且起动初速度为零，则物体向上加速运动的加速度为a1=(F-mg)/m=5m/s2；2s末速度v=at=52=10m/s；25Sm内作匀速运动；57s内

23、作匀减速运动，加速度a2=-5m/s2，作出相应的v-t图象，则在7s内物体上升的高度h=m点评：以图象作为已知信息，来研究物体的运动，首先要还原物体的运动图景，即物体运动的装置图及受力分析和运动情况分析。继而抽象出物体的运动模型。本例中通过超重和失重获得物体的受力及运动的信息，是建立物理问题的重要方面。例二如图3-3-3所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定竖直杆，在杆上套一个环，箱的杆的质量为M，环的质量为m，已知环沿杆以加速度a下滑，则此时箱对地面的压力是：A（m+M）g B（m-M）g C（m+M）g-ma D（m+M）g+ma析与解：此例为物体系的一部分加速运动，而造成整体箱体整

24、体对地面压力减小，我们可以用定性的方法分析和判定此例的解。如果不发生超重或失重现象，则箱体对地面的压力为N=（m+M）g，由于物体m加速向下运动，故会发生失重现象，因此N（m+M）g，则答案AD可排除，而失重是由加速向下运动所引起的，因此箱体的视重应与加速度有关，故答案C正确。点评：对于一个物体系而言论，系统的一部分若存在加速运动，则会引起整体对支持物作用力的变化。这种类型问题，用超重和失重的思路，来等效地解决问题，是一个巧妙的思路。例三如图3-3-4所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动，（不计其它外力及空气阻力），则其中一个质量为m的土豆A受其它土豆

25、对它的总作用力大小应是Amg BmgCmg Dmg析与解：像本例这种物体系的各部分具有相同加速度的问题，我们可以视其为整体，求关键信息，如加速度，再根据题设要求，求物体系内部的各部分相互作用力。选所有土豆和箱子构成的整体为研究对象，其受重力、地面支持力和摩擦力而作减速运动，且由摩擦力提供加速度，则有mg=ma，a=g。而单一土豆A的受其它土豆的作用力无法一一明示，但题目只要求解其总作用力，因此可以用等效合力替代，它的受力分析如图3-3-5所示，由矢量合成法则，得F总=因此答案C正确。点评：整体法与隔离法交替使用，是解决这种加速度相同的物体系物体运动的一般方法。而整体法主要是用来求解物体系受外部

26、作用力或整体加速度，隔离法则主要是用来求系统内各部分的相互作用力。ABO例四：托盘A托着质量为m的重物B，B挂在劲度系数为k的弹簧下端，弹簧的上端悬挂于O点，开始时弹簧竖直且为原长，今让托盘A竖直向下做初速为零的匀加速运动，其加速度为a，求经过多长时间，A与B开始分离（ag）。析与解：图3-3-6物体m向下做匀加速直线运动，弹力变大，托盘对物体的支持力变小，物体与托盘分离与否的临界条件是，托盘A对物体B的支持力为零。A、B刚要分离时临界状态下，由于支持力为零，B只有向下的重力和向上的弹簧弹力。根据牛顿第二定律，有mg-kx=ma，a=（mg-kx）/m而物体作匀加速运动，又有，将x代入，即可解

27、得： 点评：临界问题是物体在运动过程中，运动状态发生突变的问题，其往往是以物体受力发生突变为其原因的，而临界问题又常是隐含性问题，因此对分析能力和解决问题的能力的考察有很好的作用。例五鲜蛋储运箱中放有光滑的塑料蛋托架，架上有整齐排列的卵圆形凹槽的截面为圆形如图3-3-7所示，图中O为圆心，A、B两点为水平槽口，角为半径OA与水平线AB的夹角，已知汽车与柏油马路的动摩擦因数为，当运蛋的汽车紧急刹车时，为避免蛋从槽中滚出，图中角应为多少？析与解：选择汽车整体为研究对象，其在摩擦力的作用下作减速运动的加速度为mg=ma，a=g。再选一个鲜蛋为对象，其受力如图3-3-8所示，则为使鲜蛋不在运输中滚出，

28、则槽给予的作用力与水平方向的夹角最大为。则有ma/mg=ctg，将a代入，得ctg=即arcctg点评：物体在运动过程中，如果发生翻滚，又是一种临界问题，其临界条件是支持力过支点。四变式迁移1一辆小车上固定一个倾角=30的光滑斜面，斜面上安装一块竖直光滑挡板，在挡板和斜面间放置一个质量m=10kg的立方体木块（如图3-3-9）当小车沿水平面向右以加速度a=5m/s2运动时，斜面及挡板对木块的作用力多大？m 图3-3-102如图3-3-10所示，质量为M的箱子静止在水平地面上，箱顶上用质量不计的弹簧挂有一质量为m的物体，两次将物体拉下一小段距离，然后静止释放，物体便上下振动，若空气阻力不计，则物

29、体在振动中，箱子对地面压力大小将（ ）A不会小于（m+M）gB不会等于（m+M）gC不会大于（m+M）gD以上说法都不对五能力跃迁1 关于牛顿第三定律，下列说法正确的是A作用力先于反作用力产生，反作用力是由于作用力引起的B作用力变化，反作用力也必然同时发生变化C任何一个力的产生必涉及两个物体，它总有反作用力D一对作用力和反作用力的合力一定为零2 在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，下述说法正确的是；A此人对地球的吸引力为m（g+a）B此人对电梯的压力为m（g-a）C此人受的重力为m（g+a）D此人的视重为m（g+a）3如图3-3-11所示，火车车厢中有一倾角为30的斜面，当火车

30、以一定的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体m与车厢保持相对静止，则下列说法正确的是A摩擦力方向可能沿斜面向上B摩擦力方向可能沿斜面向下C摩擦力可能为零D摩擦力不可能为零4一木块放在粗糙水平地面上，分别受到与水平方向成1角、2角的拉力F1、推力F2（如图3-3-12），木块的加速度为a。若撤去F2，则木块的加速度A必然增大B必然减小C可能不变D可能增大5一间新房要盖房顶，为了使雨天下落的雨滴能以最短时间淌离房项，则所盖房项的项角应为（设雨滴在屋项上运动可看做由静止开始沿光滑斜面下滑）A60 B90C120 D1506一根轻弹簧上端固定同上端挂一质量为mo的平盘，盘中有一质量为m的物体（如图3-3-13）当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长为lo，今向下拉盘使弹簧再伸长l后停止，然后松手放开，则刚松手时盘对物体的弹力等于（设弹簧处在弹性限度以内）A B C D 7在小车的项上串联着两个质量不同的小球，上面小球的质量比下面小球质量大，当小球在水平轨道上向右