高考物理复习 高效学习方略 31 牛顿运动定律课件.ppt

第三章牛顿运动定律 考纲导航考纲展示1 牛顿运动定律及其应用 2 超重和失重 3 国际单位制的基本单位和其他物理量的单位 实验四 验证牛顿运动定律 权威解读1 从近几年的高考考点分布知道 本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义 能否熟练应用牛顿第二 第三定律和受力分析方法解决运动和力的问题 理解超重和失重现象 掌握牛顿第二定律的验证方法和原理 2 有关本章内容高考命题的题型有选择题 计算题 高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进行考查 考题中注重与电场 磁场的渗透 并常常与生活 科技 工农业生产等实际问题相联系 3 复习时要深刻理解牛顿运动定律的具体含义 准确应用整体法 隔离法处理连接体问题 熟练应用牛顿运动定律解决如弹簧问题 传送带问题 超重失重问题等 掌握正交分解法 合成法 图象法等基本的解题方法 一 牛顿第一定律1 内容 一切物体总保持状态或状态 除非作用在它上面的力迫使它 匀速直线运动 静止 改变这种状态 2 适用条件 1 宏观 低速运动的物体 2 物体处于惯性参考系中 3 意义 1 揭示了一切物体都具有的一种基本属性 2 揭示了运动和力的关系 力是的原因 惯性 改变物体运动状态 4 惯性 1 定义 物体保持状态或状态的性质 2 对惯性的理解 惯性是物体的 即一切物体都有惯性 与物体的受力情况及运动状态 是物体惯性大小的唯一量度 质量大的物体惯性 质量小的物体惯性 匀速直线运动 静止 固有属性 无关 质量 大 小 二 牛顿第二定律1 内容 物体加速度的大小跟它受到的成正比 跟它的成反比 加速度的方向跟的方向相同 2 公式 3 适用范围 1 只适用于研究中运动与力的关系 不能用于非惯性系 2 只适用于解决物体的运动问题 不能用来处理微观粒子高速运动问题 作用力 质量 作用力 f ma 惯性系 宏观 低速 三 牛顿第三定律1 作用力和反作用力 两物体之间的作用总是的 一个物体对另一个物体施加了力 另一个物体同时也对这个物体施加了力 力是物体与物体间的相互作用 物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力与反作用力 2 内容 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 方向 作用在同一直线上 相互 相等 相反 3 表达式 f f 4 物理意义 建立了相互作用的物体之间的联系以及作用力与反作用力的相互依赖关系 四 单位制1 单位制 由和一起构成单位制 1 基本单位 在力学中 选定 和三个物理量的单位为基本单位 2 导出单位 根据物理公式中其他物理量和的关系 推导出的物理量的单位 基本单位 导出单位 长度 时间 质量 基本物理量 2 国际单位制中的基本物理量和基本单位 米 千克 秒 安培 开尔文 摩尔 1 下面说法正确的是 a 惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质b 物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 c 物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态 有惯性 受外力作用时 不能保持匀速直线运动状态或静止状态 因而就无惯性d 惯性是物体的固有属性 与运动状态和是否受力无关解析d物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性 与物体是否受力无关 2 关于速度 加速度和合外力之间的关系 下列说法正确的是 a 做匀变速直线运动的物体 它所受的合外力是恒定不变的b 做匀变速直线运动的物体 它的速度 加速度 合外力三者总是在同一方向上c 物体受到的合外力增大时 物体的运动速度一定加快d 物体所受的合外力为零时 物体一定处于静止状态 解析a做匀速直线运动的物体加速度不变则合外力也恒定不变 但其速度 加速度和力并不总在同一方向上 只有力和加速度总在同一方向上 a对 b错 合外力只与加速度有关 与速度无关 c d错 3 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 空间哪一个力是作用力 哪一个力是反作用力是任意的 解析d由牛顿第三定律知 相互作用的一对力总是大小相等 方向相反 作用在一条直线上 且分别作用在相互作用的两个物体上 对大小相等 方向相反 分别作用在两个物体上的两个力 如果这两个力不是相互作用的 就不能称为作用力和反作用力 故a b c都是错误的 只有d对 4 现有下列物理量或单位 按下面的要求填空 填序号字母 a 密度b 米 秒c 牛顿d 加速度e 质量f 秒g 厘米h 长度i 时间j 千克 1 属于物理量的是 2 在国际单位制中 作为基本单位的物理量是 3 在物理量的单位中不属于国际单位制中单位的是 4 在国际单位制中属于基本单位的是 属于导出单位的是 解析 1 题中所有选项中 属于物理量的是 密度 加速度 质量 长度 时间 故此空填 a d e h i 2 在国际单位制中 作为基本单位的物理量有 质量 长度 时间 故此空填 e h i 3 题中所给的单位中 不属于国际单位制中单位的是厘米 故此空填 g 4 在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克 属于导出单位的是米 秒 牛顿 故应填 f j b c 答案 1 a d e h i 2 e h i 3 g 4 f jb c 5 固定光滑细杆与地面成一定倾角 在杆上套有一个光滑小环 小环在沿杆方向的推力f作用下向上运动 推力f与小环速度v随时间的变化规律如图所示 取重力加速度g 10m s2 求 1 小环的质量m 2 细杆与地面间的倾角 答案 1 1kg 2 30 要点一对惯性的理解1 惯性的表现形式 1 物体在不受外力或所受的合外力为零时 惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变 静止或匀速直线运动 2 物体受到外力时 惯性表现为运动状态改变的难易程度 惯性大 物体运动状态难以改变 惯性小 物体运动状态容易改变 2 惯性的量度惯性是物体本身的一种属性 质量是惯性的唯一量度 惯性与物体的受力情况 运动状态等其他因素无关 例1 伽利略在著名的斜面实验中 让小球分别沿倾角不同 阻力很小的斜面从静止开始滚下 他通过实验观察和逻辑推理 得到的正确结论有 a 倾角一定时 小球在斜面上的位移与时间成正比b 倾角一定时 小球在斜面上的速度与时间成正比c 斜面长度一定时 小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关d 斜面长度一定时 小球从顶端滚到底端所需要的时间与倾角无关 规律方法 1 牛顿第一定律是以伽利略的斜面实验为基础 经过科学抽象 归纳推理而总结出来的 实际上并不能直接验证 2 牛顿第一定律是指不受任何外力的理想情况 并非牛顿第二定律的特例 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 解析b惯性是物体的固有属性 惯性仅由物体的质量大小决定 与外界因素 受力与否 受力的大小与多少 运动状态及所处环境 无关 故b对 c d错 速度大的物体不能很快停下来 是因为从较大的速度变为静止 速度的改变量大 需要较长的时间 并非速度大 惯性大 故a错 要点二牛顿第二定律的几个特性 例2 2010 全国新课标理综 如图所示 轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连 下端与另一质量为m的木块2相连 整个系统置于水平放置的光滑木板上 并处于静止状态 现将木板沿水平方向突然抽出 设抽出木板的瞬间 木块1 2的加速度大小分别为a1 a2 重力加速度大小为g 则有 规律方法 1 力和加速度具有瞬时对应性 物体的运动状态应符合物体的受力情况 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 绳的弹力可以发生突变而弹簧弹力一般不能发生突变 加速度可以随着力的突变而突变 而速度的变化需要一个过程的积累 不能发生突变 如图所示 质量均为m的a b两球之间系着一根不计质量的弹簧 放在光滑的水平面上 a球紧靠竖直墙壁 今用水平力f将b球向左推压弹簧 平衡后 突然将f撤去 在这一瞬间 要点三对牛顿第三定律的理解1 作用力与反作用力的关系作用力与反作用力的关系可总结为 三同 三异 三无关 2 作用力 反作用力与平衡力的区别与联系 例3 2011 深圳模拟 如图所示为杂技 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 的压力大小为多少 解析对竿上的人分析 受重力mg 摩擦力ff 有mg ff ma ff m g a 竿对人有摩擦力 人对竿也有反作用力 摩擦力 且大小相等 方向相反 对竿分析 受重力mg 竿上的人对竿向下的摩擦力ff 顶竿的人对竿的支持力fn 有mg ff fn 又因为竿对 底人 的压力和 底人 对竿的支持力是一对作用力与反作用力 由牛顿第三定律 得到fn mg ff m m g ma 答案 m m g ma 规律方法 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 分别作用在两个相互作用的物体上的两个大小相等方向相反的一对力不一定是一对作用力和反作用力 有人做过这样一个实验 如图所示 把鸡蛋a快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋b撞去 用同一部分撞击 结果每次都是被撞击的鸡蛋b被撞破 则下面说法正确的是 a a对b的作用力的大小等于b对a的作用力的大小 二者是一对平衡力b a对b的作用力的大小大于b对a的作用力的大小c a蛋碰撞瞬间 其内蛋黄和蛋白由于惯性会对a蛋壳产生向前的作用力d a蛋碰撞部位除受到b对它的作用力外 还受到a蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力 所以所受合力较小 解析cda对b的作用力和b对a的作用力为作用力与反作用力 一定大小相等方向相反 选项a b错误 在撞击瞬间 a鸡蛋内蛋黄和蛋白由于惯性 会产生对a蛋壳向前的作用力 使a蛋壳接触处所受的合力比b蛋壳的小 因此b蛋壳容易被撞破 故选项c d正确 易错点对牛顿第二定律的瞬时性理解不深导致错误 例 如图所示 质量为m的小球与弹簧 和水平细绳 相连 的另一端分别固定于p q两点 球静止时 中拉力大小为f1 中拉力大小为f2 当仅剪断 其中一根的瞬间 球的加速度a应是 错因剖析 小球受到弹簧 的拉力f1 绳 的拉力f2和重力mg三力作用保持平衡 若剪断 另外两个力的合力与f1等大反向 故误选c 同理分析 若剪断 则误选b 答案 ab 纠错心得 根据牛顿第二定律知 加速度与合外力存在瞬时对应关系 对于分析瞬时对应关系时应注意两个基本模型特点的区别 1 轻绳模型 轻绳不能伸长 轻绳的拉力可突变 2 轻弹簧模型 弹力的大小为f kx 其中k是弹簧的劲度系数 x为弹簧的形变量 弹力突变的特点 若释放端未连接物体 则轻弹簧的弹力可突变为零 若释放端仍连接物体 则轻弹簧的弹力不发生突变 释放的瞬间仍为原值 1 2011 浙江理综 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 2 在日常生活中 小巧美观的冰箱贴使用广泛 一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时 它受到的磁力 a 小于受到的弹力b 大于受到的弹力c 和受到的弹力是一对作用力与反作用力d 和受到的弹力是一对平衡力解析d因磁性冰箱贴静止不动 在水平方向上受到两个力 磁力与弹力 应为平衡力 所以d正确 a b c错误 3 2011 上海 如图 在水平面上的箱子内 带异种电荷的小球a b用绝缘线分别系于上 下两边 处于静止状态 地面受到的压力为n 球b所受细线的拉力为f 剪断连接球b的细线后 在球b上升过程中地面受到的压力 a 小于nb 等于nc 等于n fd 大于n f 解析d剪断连接球b的细线后 b球会向上加速 造成两球之间的静电力f电增大 剪断前由整体法n mg mag mbg f电 mbg f 剪断后对箱和a球有n mg mag f电 n mbg f电 由于f电 f电 所以n n f 故选d 4 2011 全国新课标理综 如图 在光滑