高考物理一轮复习（要点+命题导向+策略）第3章牛顿运动定律课件.ppt

从高考考点透视看出 牛顿第二定律是考查的重点 每年均考 而牛顿第一定律和牛顿第三定律在牛顿第二定律的应用中得到完美体现 与斜面 轻绳 轻杆 轻弹簧 圆周运动等内容综合的题目 命题频率较高 牛顿运动定律 是力学知识的 基石 也是整个高中物理最重要的知识部分之一 考试说明 中对本章的知识能力要求几乎达到了最高地步 因此在历年的高考中 每年都要考查到本章知识 有时还会多题考查 出题的形式多样 有选择题 填空题和计算题 重点考查对牛顿定律的深刻理解和综合应用 特别是近几年要求结合实际考查能力 运用牛顿第三定律分析实际问题 处理相关实验数据 将成为今后几年的命题方向 1 融会贯通理解牛顿三个定律 牛顿第一定律是 前奏 第二定律是 主干 第三定律是 回声 充分体现了力和运动的客观规律 2 应用牛顿定律 关键是对于研究对象正确地进行受力分析 参考加速度的方向建立直角坐标系 可在不同方向上进行应用 3 从近几年的高考形势看 对连结体问题不作要求 但对系统的整体的考查还是必要的 应掌握整体法和隔离法的应用 4 牛顿定律是力学中三大规律之一 另外还有 动量守恒定律 和 功能关系 解题时还应首先考虑另外两大规律的应用 注意符合题设条件 然后考虑牛顿定律的应用 课时8牛顿运动定律 考点一力与运动的关系 基础梳理 1 运动状态及运动状态的改变速度是描述运动状态的物理量 运动状态的改变 是指物体的运动速度发生改变 2 力是产生加速度的原因外力的作用使物体的速度发生改变 而速度发生改变一定有加速度 所以力是产生加速度的原因 疑难详析 运动状态是否发生改变的判断1 根据速度判断 1 速度不变 运动状态不发生改变 2 速度改变 运动状态改变 2 根据加速度判断 1 加速度a 0 运动状态不发生改变 2 加速度a 0 运动状态会发生改变 考点二牛顿第一定律 基础梳理 1 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 直到有外力迫使它改变这种状态为止 2 条件 不受外力作用 3 意义 a 揭示了一切物体都具有的一种基本属性 惯性 因此牛顿第一定律又被称为惯性定律 b 揭示了运动和力的关系 2 惯性任何物体都有保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质 这种性质叫做惯性 疑难详析 1 对牛顿第一定律的理解要点 1 运动是物体的一种属性 物体的运动不需要力来维持 2 它定性地揭示了运动与力的关系 即力是改变物体运动状态的原因 是使物体产生加速度的原因 3 说明了任何物体都有一个极其重要的属性 惯性 2 惯性大小的量度 质量a 物体的惯性只与物体的质量有关 质量大 惯性大 质量小 惯性小 b 惯性是物体的固有属性 与物体的运动状态无关 考点三牛顿第二定律 基础梳理 1 牛顿第二定律的内容物体的加速度a跟物体所受的合外力f合成正比 跟物体的质量m成反比 2 公式 f合 ma分量式 fx max fy may fz maz 疑难详析 对牛顿第二定律的理解要点 1 因果关系 力是产生加速度的原因 力是因 加速度是果 只能描述为物体运动的加速度与物体所受的外力成正比 反之不行 2 矢量关系 加速度的方向始终与合外力的方向相同 若已知物体的加速度方向可以确定物体所受的合外力的方向 因为合外力的方向与加速度方向相同 3 瞬时关系 力的作用和加速度的产生是瞬时对应关系 当力变化时 加速度同时变化 不存在先后 4 适用范围 惯性参考系 宏观低速运动的物体 深化拓展 牛顿第二定律是力的瞬时作用的规律 描述的是力的瞬时作用效果 产生加速度 物体在某一时刻加速度的大小和方向 是由物体在这一时刻受到的合外力的大小和方向来决定的 当物体所受的合外力发生变化时 它的加速度也立即发生变化 牛顿第二定律f ma对运动过程的每一瞬间成立 加速度与力是同一时刻的对应量 即同时产生 同时变化 同时消失 考点四牛顿第三定律 基础梳理 1 物体间力的作用是相互的2 作用力与反作用力两个物体之间的任何性质的作用力总是相互的 物体间的这一对相互作用力 叫做作用力与反作用力 把其中一个力叫做作用力 另一个力就叫做反作用力 3 牛顿第三定律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 作用在同一直线上 疑难详析 作用力与反作用力和二力平衡的区别 深化拓展 对牛顿第三定律的理解要点 1 作用力和反作用力相互依赖性 它们是相互依存 互以对方作为自己存在的前提 2 作用力和反作用力的同时性 它们是同时产生 同时消失 同时变化 不是先有作用力后有反作用力 3 作用力和反作用力是不可叠加的 作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上 各产生其效果 不可求它们的合力 两个力的作用效果不能相互抵消 这应注意同二力平衡加以区别 题型一对力和运动关系的理解图1 例1 如图1所示 一轻质弹簧一端系在墙上的o点 自由伸长到b点 今用一小物体m把弹簧压缩到a点 然后释放 小物体能运动到c点静止 物体与水平地面间的动摩擦因数恒定 试判断下列说法正确的是 a 物体从a到b速度越来越大 从b到c速度越来越小b 物体从a到b速度越来越小 从b到c加速度不变c 物体从a到b先加速后减速 从b到c一直减速运动d 物体在b点受合外力为零 解析 因为速度变大或变小取决于速度方向与加速度方向的关系 当a与v同向时 v变大 当a与v反向时 v变小 而加速度由合力决定 所以要分析v a的大小变化 必须先分析物体受到的合力的变化 物体在a点时受两个力作用 向右的弹力kx和向左的摩擦力f 合力f合 kx f 物体从a b的过程 弹力由大于f 减至零 所以开始一段合力向右 中途有一点合力为零 然后合力向左 而v一直向右 故先做加速度越来越小的加速运动 在a到b中途有一点加速度为零 速度达最大 接着做加速度越来越大的减速运动 物体从b c过程 f合 f 为恒力 向左 所以继续做加速度不变的匀减速运动 答案 c 题后反思 决定物体速度变化的是加速度 决定物体加速度变化的是合外力 根据物体所受的力 求出合外力 再根据牛顿第二定律求出加速度 从而确定加速度大小的变化及加速度的方向 不论加速度大小如何变化 只要加速度方向与运动方向相同 物体就加速 反之则减速 一物体放在光滑水平面上 初速度为零 先对物体施加一向东的恒力 历时1s 随即把此力改为向西 大小不变 历时1s 接着又把此力改变为向东 历时1s 如此反复 共历时1min 在此1min内 a 物体时而向东运动 时而向西运动 在1min末静止于初位置之东b 物体时而向东运动 时而向西运动 在1min末静止于初始位置c 物体时而向东运动 时而向西运动 在1min末继续向东运动d 物体一直向东运动 从不向西运动 在1min末静止于初位置之东解析 本题作出v t图象 易得答案d 答案 d 题型二力和加速度的瞬时对应关系图2 例2 如图2所示 质量为m的小球用水平弹簧系住 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 小球的加速度为 答案 c 题后反思 物体运动的加速度与其所受的合外力有瞬时对应关系 每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力 而与这一瞬时之前或这一瞬时之后的力无关 若不等于零的合外力作用在物体上 物体立即产生加速度 若合外力的大小或方向改变 加速度的大小或方向也立即 同时 改变 若合外力变为零 加速度也立即变为零 物体运动的加速度可以突变 这称为牛顿第二定律的瞬时性 图3如图3所示 a b两木块间连一轻质弹簧 a b质量相等 一起静止地放在一块木板上 若将此木板突然抽去 在此瞬间 a b两木块的加速度分别是 a aa 0 ab 2gb aa g ab gc aa 0 ab 0d aa g ab 2g 解析 由题意得 当刚抽去木板时 弹簧还没有来得及恢复形变 所以弹力的大小不变 仍等于物体a的重力大小 对于物体b受到的力为竖直向下的重力和弹簧竖直向下的弹力的作用 根据牛顿第二定律得到物体b的加速度大小为2g 而对物体a 进行受力分析得 受到竖直向下的重力和弹簧竖直向上的弹力作用 两力不变 合力为零 根据牛顿第二定律得加速度为零 综上所述 本题的正确选项为a 答案 a 题型三对牛顿第三定律的理解 例3 物体静止于水平桌面上 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 图4 解析 物体和桌面受力情况如图4所示 因物体处于平衡状态 且fn与g作用于同一物体 因此fn和g是一对平衡力 故a项正确 对b选项 因作用力和反作用力分别作用在两个物体上 而物体所受的重力和桌面对它的支持力都作用在物体上 故b项错 对c选项 因压力是弹力 而弹力与重力是性质不同的两种力 故c项错 对d选项 由于支持力和压力是物体与桌面相互作用 挤压 而产生的 因此fn和fn 是一对作用力和反作用力 故d项错 答案 a 题后反思 解决这类问题的关键是对牛顿第三定律要全面理解 任何运动状态下一对任何性质的作用力和反作用力总是大小相等 方向相反 要注意区分平衡力与作用力 反作用力 如图5所示 用一辆电动玩具汽车拖动另一辆无动力的玩具汽车 在两车挂接处装上两个力传感器探头 并把它们的挂钩钩在一起 当电动玩具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时 可以在显示屏上呈现出相互作用力随时间变化的图象 或者 直接用手施加压力 使它显示出相互作用力的图象 如图6 分析这幅f t图象 你能得出什么结论 图5图6答案 一对相互作用力总是等大反向的 同生共灭 1 如图7 一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧 其左端固定在小车上 右端与一小球相连 设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态 若忽略小球与小车间的摩擦力 则在此段时间内小车可能是 图7a 向右做加速运动b 向右做减速运动c 向左做加速运动d 向左做减速运动 解析 弹簧压缩 小球受向右的弹力 由牛顿第二定律知小球加速度必向右 因此 小球可能向右加速或向左减速 a d正确 b c错误 答案 ad 图82 如图8所示 轻弹簧下端固定在水平面上 一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落 接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落 在小球下落的这一全过程中 下列说法中正确的是 a 小球刚接触弹簧瞬间速度最大b 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上c 从小球接触弹簧到到达最低点 小球的速度先增大后减小d 从小球接触弹簧到到达最低点 小球的加速度先减小后增大解析 小球刚接触弹簧时 自身所受重力大于弹簧对它的弹力 小球向下做加速度减小的加速运动 当重力等于弹力时 小球速度达到最大值 之后弹簧弹力大于重力 小球开始做反向加速度不断增大的减速运动 综上可知c d正确 答案 cd 3 一航天探测器完成对月球的探测任务后 在离开月球的过程中 由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行 先加速运动 再匀速运动 探测器通过喷气而获得推动力 以下关于喷气方向的描述中正确的是 a 探测器加速运动时 沿直线向后喷气b 探测器加速运动时 竖直向下喷气c 探测器匀速运动时 竖直向下喷气d 探测器匀速运动时 不需要喷气 解析 本题的解题关键 物体所受合外力的方向与运动方向在同一直线上 才能做直线运动 a选项中 探测器向后喷气 可获一个向前的反冲力 该力与重力的合力方向偏离原运动方向 探测器不可能直线运动 a选项错误 同理可判断b错误 c选项中 探测器向下喷气 当向上的反冲力等于向下的重力时 探测器所受合外力为零 做匀速直线运动 c正确 d选项中 探测器不喷气 没有反冲力 它在重力作用下做斜抛运动 d错误 考生主要失误 没有考虑月球对探测器的吸引力 误选a d 答案 c 4 2009 山东高考 某物体做直线运动的v t图象如图9所示 据此判断下图 f表示物体所受合力 s表示物体的位移 四个选项中正确的是 图9 解析 本题通过v t图象来考查f t和s t图象 意在考查考生运用物理和数学相关知识和规律来处理图象问题的能力 从v t图象中可以看出 物体在0 2s内做初速度为零的匀加速运动 合力与速度方向一致且为恒力 在2s 6s内加速度方向与前2s内速度方向相反 合外力方向与前2s内速度方向相反 故a错误 b正确 由于加速度a恒定 所以匀加速运动范围内位移s与时间是二次函数关系 且4s末的位移不为0 故c d项错 答案 b 图105 2009 辽宁 宁夏高考 如图10所示 一足够长的木板静止在光滑水平面上 一物块静止在木板上 木板和物块间有摩擦 现用水平力向右拉木板 当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时 撤掉拉力 此后木板和物块相对于水平面的运动情况为