天皓教育 牛顿运动定律精编版.doc

第三部分 动力学第一讲 牛顿第一和第三定律要点透析与范例精讲一伽利略的猜想和理想的斜面实验1.伽利略的猜想：（1）物体沿斜面往上运动：速度越来越小（2）物体沿斜面往下运动：速度越来越大（3）物体沿水平面运动（无摩擦的情况下）：速度不变2.斜面实验（理想实验）（1）实验过程（同一高度、静止释放）（2）结论：力不是维持物体运动的原因，亚里士多德关于力和运动的关系的观点是错误的。例：伽利略的理想斜面实验要说明的问题是（ ） A、力是改变物体运动状态的原因 B、一切物体都具有惯性C、物体的运动是靠惯性来维持的 D、亚里士多德关于力和运动的关系的观点是错误例：理想实验有时更能深刻地反映自然规律.如图所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论.减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度 两个对接的斜面，让静止的小球沿个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面 如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_（只要填写序号即可）.在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论.下列关于事实和推论的分类正确的是( )A.是事实，是推论B.是事实，是推论C.是事实，是推论D.是事实，是推论二牛顿第一定律-惯性定律1.定律内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。2.几点理解（1）外力指的是物体所受的所有力的合力，称为合外力；（2）前半句揭示的是物体不受力时的运动状态，物体保持静止或匀速运动合外力为0；物体的运动不需要力来维持；（3）保持的含义：持续性；反例：竖直上抛运动最高点也静止，但力不为0.（4）后半句揭示的是力和运动的关系：合外力不为0时，不能保持静止或匀速运动，物体改变运动状态；力是改变物体运动状态的原因力的改变速度的原因力是产生加速度的原因（5）牛顿第一定律无法用实验来证明。3.惯性（1）定义：物体保持原来的运动状态的性质叫惯性，是物体本身固有的属性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）（2）度量：只与质量有关，有质量就有惯性，质量越大惯性越大，质量不变惯性不变。和物体的受力情况、运动状态、位置等因素都无关。例如：静止的火车和高速运动的火车、用不同的力推同一个物体、把一个物体拿到月球上去。例：根据牛顿第一定律，我们可以得到如下的推论（ ） A静止的物体一定不受其它外力作用B惯性就是质量，惯性是一种保持匀速运动或静止状态的特性C物体的运动状态发生了改变，必定受到外力的作用D力停止作用后，物体就慢慢停下来练：关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是（ ）A牛顿第一定律是实验定律B牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C惯性定律与惯性的实质是相同的D物体的运动不需要力来维持例：关于物体的惯性,下列说法正确的是( )A.质量相同的两个物体,在阻力相同的情况下,速度大的不易停下来,所以速度大的物体惯性大B.质量相同的物体,惯性相同C.推动地面上静止的物体比保持这个物体匀速运动时所需的力大,所以静止的物体惯性大D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一物体在月球上比在地球上惯性小练：关于惯性，以下说法正确的是（ ）A. 人在走路时没有惯性，被绊倒时才有惯性B. 百米赛跑到达终点时不能立即停下来是由于有惯性，停下来后也就没有惯性了C. 物体在不受外力作用时有惯性，受到外力作用后惯性就被克服了 D. 物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关练：关于物体惯性，下列说法中正确的是（ ）A把手中的球由静止释放后，球能加速下落，说明力是改变物体惯性的原因B我国优秀田径运动员刘翔在进行110m栏比赛中做最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，物体的惯性也越大C战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性D公交汽车在起动时，乘客都要向前倾，这是乘客具有惯性的缘故例：火车在长直水平轨道上匀速行驶，坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛，当钥匙（相对车）落下来时（ ）A落在手的后方 B落在在手的前方 C落在手中 D无法确定ABv北例：一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球.若车厢内的旅客突然发现（俯视图）小球沿如图所示的虚线A点运动到B点，则由此可以判断列车的运行情况是（ ） A.减速行驶，向北转弯 B.减速行驶，向南转弯C.加速行驶，向南转弯 D.加速行驶，向北转弯三牛顿第三定律1.作用力与反作用力：由力的相互性引出；物体间相互作用的一对力，把其中一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力；如压力和支持力2.定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。3.作用力反作用力（相互作用力）与平衡力的区别作用力与反作用力一对平衡力研究对象（最显著的区别）作用在两个物体上作用在同一物体上力的性质性质相同性质不一定相同是否同时变化同生、同灭、同增、同减没有必然的对应关系作用效果能否抵消效果不能抵消，不可求合力效果互相抵消，合力为零例：关于作用力与反作用力，下列说法中正确的有（ ）A物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力B作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因而这二力平衡C作用力与反作用力可以是不同性质的力，例如，作用力是弹力，其反作用力可能是摩擦力D作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上练：关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中，正确的是（ ）A作用力与反作用力一定是同一性质的力B作用力与反作用力大小相等，方向相反，因而可以互相抵消C相互平衡的两个力的性质，可以相同，也可以不同D相互平衡的两个力大小相等，方向相反，同时出现，同时消失例：A、B两木块叠放在水平桌面上，下列情况中，属于一对平衡力的是( ) A.A对B的压力和B对A的支持力 B.A对B的压力和桌面对B的支持力 C.A受的重力和B对A的支持力 D.B受的重力和桌面对B的支持力例：我市某中学的校运会上，举行了精彩的“拔河”比赛.高一级的（1）班和（4）班进入了总决赛.在全体拉拉队员的呐喊声中（1）班最终取胜.下列说法中正确的是( ) A（1）班队员对（4）班队员的拉力大于（4）班队员对（1）班队员的拉力 B（1）班队员对（4）班队员的拉力等于（4）班队员对（1）班队员的拉力 C（1）班队员对（4）班队员的拉力大于（4）班队员受到地面的摩擦力 D（1）班队员对（4）班队员的拉力等于（4）班队员受到地面的摩擦力练：人站在地面上,先将两脚弯曲,再用力蹬地,向上跳离地面.人能跳离地面的原因是( )A.人对地面的作用力大于地球对人的作用力B.地面对人的作用力大于人对地面的作用力C.地面对人的作用力大于地球对人的引力D.人除受地面的弹力外,还受到一个向上的力例：传送带把物体由低处匀速运动到高处的过程中，物体与皮带间的作用力和反作用力的对数有（ ）A.一对 B.两对 C.三对 D.四对练：人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有（ ）A一对 B二对 C三对 D四对四共点力作用下物体的平衡1.平衡状态：物体处于静止状态或匀速运动状态叫做平衡状态。2.平衡条件：由牛顿第一定律，处于平衡状态的物体所受各力的合力为0。3.平衡问题的常用处理方法（1）正交分解法a原理：F合=0则在任一方向上物体所受合力也为零。将物体所受的共点力正交分解，则平衡条件可表示为：Fx=0，Fy=0。b一般步骤：确定研究对象受力分析建坐标分解斜力两个坐标轴列方程联立方程求解例：如图所示，悬挂在天花板下重60N的小球，在均匀的水平风力作用下偏离了竖直方向=30角. 试求风对小球的作用力和绳子的拉力。例：如图所示，质量为m，横截面为直角三角形的物块 ABC，ABC，AB边靠在竖直墙面上，F是垂直于斜面BC的推力现物块静止不动，则摩擦力大小为 。F2-5练：如图所示，质量为m的木块在推力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动已知木块与地面间的动摩擦因数为，F的方向与水平方向成角斜向下那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个( )Amg B(mgF sin) C(mgF sin) DF cos例：如图所示，滑轮固定在天花板上，细绳跨过滑轮连接物体A和B，物体B静止于水平地面上，用 f和 FN分别表示地面对物体B的摩擦力和支持力，现将B向左移动一小段距离，下列说法正确的是：（ ） Af 和 FN都变大 Bf 和 FN都变小Cf 增大， FN减小 Df 减小， FN 增大（2）力的平行四边形分解法适用范围：只适用于三个共点力作用下平衡例：如图所示，一个半径为R，重为G的圆球，被长度为L的细绳挂在竖直光滑墙上，绳子的延长线过球心，则绳子对球的拉力和墙壁对球的弹力各是多少？例：如图所示，小球被轻质细绳系着，斜吊着放在光滑劈面上，小球质量为m，劈面倾角为，在水平向右缓慢推动劈的过程中 ( )A. 绳上张力先增大后减小 B. 绳上张力先减小后增大 C. 劈对小球的支持力减小 D. 劈对小球的支持力增大 （3）相似三角形法适用范围：只适用于三个共点力作用下平衡；题目中的尺寸给的比较详细例：如图所示，轻绳长为L，A端固定在天花板上，B端系一个重量为G的小球，小球静止在固定的半径为R的光滑球面上，小球的悬点在球心正上方距离球面最小距离为h，则轻绳对小球的拉力和半球体对小球的支持力分别是多大？ALhRBO延伸：如图所示，用细线吊着的小球B放在光滑的大球面上，细线的另一端跨过光滑的小 滑轮A由人拉着。已知小球的重量为G，小滑轮A处在大球面的正上方。人以拉力F缓慢地使小球沿大球面逐渐上升的过程中，拉力F、大球面对小球的支持力FN的变化情况是：（ ）A. F变大，FN变大 B. F变小，FN变小C. F变大，FN不变 D. F变小，FN不变例：如图所示，小圆环重G，固定的竖直大环半径为R，轻弹簧原长为L（L2R）其劲度系数为k，接触面光滑，求小环静止时弹簧与竖直方向的夹角的余弦？O（4）整体法与隔离法用整体法解决平衡问题时两个物体必须都处于平衡状态（三种情况）对整体受力分析时不分析两者之间的力当求的力不是二者之间的力时往往用整体法；当求二者之间的力时必须用隔离法例：质量为M，倾角为的斜劈静止于粗造平面上，另一质量为m的物体置于斜劈上，如果在物体上施加一沿斜面向上的力F，物体与斜劈仍然保持静状态，求斜劈与水平面间的摩擦力和地面对斜劈的支持力拓展：把上题中的条件改成斜劈静止，物体匀速上滑Mm练：如图，质量为m的木块在质量为M的木板上滑行，木板与地面间动摩擦因数为1，木块与木板间的动摩擦因数为2，木板一直静止，那么木板受地面的摩擦力大小为A.1Mg B.2mgC.1（m+M）gD.1Mg+2mgAB例：如图所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态，求地面对三棱柱支持力和摩擦力各为多少？练：如图所示，人通过定滑轮用绳拉住平台处于静止状态，人重G1=600N，平台重G2=200N，则人对绳的拉力为 N，对平台的压力为 N。 例：有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质均为m，两环间由一根质量可忽略不计、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，现将P环向左移动一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是（ ）A、N不变；T变大 B、N不变；T变小C、N变大；T变大 D、N变大，T变小例：如图所示，大三角劈C置于粗糙水平面上，小三角劈B置于斜面上，B的上面又放一个小木块A，在A、B一起匀速下滑的过程中，下列说法正确的是( )A木块A受到方向向左的摩擦力B木块A对B的压力小于A的重力CB与C之间的动摩擦因数= t anD水平地面对C没有摩擦力作用4.绳和杆模型的误区ABO（1）“死节”和“活节”问题例：如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO与BO的A端、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面夹角为，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是（ ）A BC DAB例：如图所示，长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4m的两杆的顶端A、B ，绳上挂一个光滑的轻质挂钩，其下连着一个重为12N的物体，平衡时，问：绳中的张力T为多少? （2）“死杆”和“活杆”问题活杆：杆对物体的支持力沿杆的方向死杆：杆对物体的支持力不一定沿杆的方向例：如图所示，质量为m的物体用细绳OC悬挂在支架上的C点，轻杆BC可绕B点转动，求细绳AC中张力T大小和轻杆BC受力N大小。例：如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有小滑轮B，一轻绳一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10kg的重物，则滑轮受到绳子作用力为（ ）A50N B C100N D5.平衡问题中的临界问题例：如图，用绳AC和 BC吊起一重物，绳与竖直方向夹角分别为30和60，AC绳能承受的最大的拉力为150N，而BC绳能承受的最大的拉力为100N，求物体最大重力不能超过多少？练：如图所示，物体的质量为2kg，两根轻绳AB和AC（LAB=2LAC）的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成=600的拉力F，若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围。ABCF巩固训练1-基本概念1.关于运动状态的改变，下列说法正确的是（ ）A.物体的运动状态改变，则其速度必定改变B.物体的运动状态改变，则其加速度必定发生变化C.物体的运动状态改变，则其运动的方向必定改变D.物体的运动状态改变，则其惯性大小必定改变2. 关于牛顿第一定律，下面说法正确的是（ ）A. 牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B. 牛顿第一定律就是惯性C. 不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性D. 物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用3.锤头松动的时候，把锤柄末端在地面上磕一磕，锤头就牢了，这是利用( ) A.锤头的惯性 B.锤柄的惯性 C.地面的惯性 D.人手的惯性4.下列关于惯性的说法中正确的是（ ）物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 物体只有受外力作用时才有惯性物体的运动速度大时惯性大 物体在任何情况下都有惯性5. 下列关于惯性的说法中正确的是（ ）A.运动速度大的物体，不能很快停下来，是因为速度大时，惯性也大B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的火车惯性大C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故D.物体受到的外力大，则惯性小，受到的外力小，则惯性大6.下列说法正确的是（ ）A.凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力B.凡是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上的两个力,必定是一对作用力和反作用力C.凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力,才是一对作用力和反作用力D.相互作用的一对力中,究竟哪一个力是作用力、哪一个力是反作用力是任意的7.以卵击石，鸡蛋破碎，下列说法正确的是( )A.鸡蛋对石头的力小于石头对鸡蛋的力 B.鸡蛋对石头的力大于石头对鸡蛋的力C.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力平衡 D.鸡蛋对石头的力与石头对鸡蛋的力性质相同8.物体静止在斜面上，以下几种分析中正确的是（ ）A物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力B物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力C物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D物体受到的支持力的反作用力，就是物体对斜面的压力巩固训练2-物体的平衡1.长方体木块静止在倾角为的斜面上,那么木块对斜面作用力的方向（ ）A.沿斜面向下 B.垂直斜面向下 C.沿斜面向上 D.竖直向下2重为40N的物体与竖直墙面间的动摩擦因数=0.4，若用斜向上的推力F=50N托住物体，物体处于静止，如图所示这时物体受到的摩擦力是多少牛？要使物体匀速滑动，推力的大小应变为多大？（sin37=0.6,cos53=0.8，）3.如图所示，在一木块上放一铁块m，从水平位置开始缓慢地抬起长板一端，另一端保持位置不变，则此过程中铁块受到摩擦力的大小（ ）A. 随抬起角度的增大而逐渐减小B. 随抬起角度的增大而不断增大C. 与抬起角度的大小没有关系D. 先随抬起角度的增大而增大，当铁块开始滑动后，又随抬起角度的增大而减小4.在光滑的斜面上用细绳吊着一个重G=N的小球，在图示情形下处于静止状态，求绳对球的拉力大小及斜面给球的支持力的大小（要求用几何法和正交分解法两种方法）Om1m25如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为和的小球，当它们处于平衡状态时，质量为的小球与O点的连线与水平面的夹角为。求两小球的质量比 。（用几何法和正交分解两种方法）6. 所图所示，用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来，对球a持续施加一个向左偏下30的恒力，并对球b持续施加一个向右偏上30的同大的恒力，最后达到平衡，表示平衡状态的图可能是（ ）7.在粗糙水平面上有一个三角形木块a，在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c，如bcam1m2图所示，已知m1m2，三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（） A有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向右B有摩擦力作用，摩擦力的方向水平向左C有摩擦力作用，但摩擦力的方向不能确定D没有摩擦力的作用8.如图所示，在两块相同的竖直木板之间的质量均为m的4块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动