牛顿运动定律及应用(黄梅一中黄朝彪)

1、一、考试大纲分析一、考试大纲分析（一）理科综合物理考试大纲要求（一）理科综合物理考试大纲要求内容内容要求要求牛顿运动定律、牛顿定律的应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用( (二）牛顿运动定律及其应用在近几年高考中的命题方式和考察二）牛顿运动定律及其应用在近几年高考中的命题方式和考察 特点特点: :1、选择题部分 (1)平衡类问题。考点：受力分析，整体法、隔离法的运用。 （2）运动和力的关系问题。是历年高考的必考内容，可以与其它知识点相结合，也可以单独考查。考点：受力分析，整体法和隔离法，牛顿第二定律，牛顿运动定律在超重、失重现象中的应用；而且经常与实际生活相结合。2.计算题部分 牛顿运动定律的应用

2、（受力分析、运动和力的关系、平衡问题）；三种典型的运动形式（匀变速直线运动、平抛运动、圆周运动）；功能关系（动能定理、机械能守恒定律），主要突出了力和运动关系的建立、动能定理和能量守恒观点的运用。其中，力学中的单个物体多个过程或多个物体多个过程问题，涉及三种重要的运动形式及牛顿运动定律、功能关系的应用是第一道计算题的命题热点。一、考试大纲分析一、考试大纲分析二二、学生情况分析学生情况分析1、难在研究对象的选取（整体法、隔离法）；2、难在受力分析（重力、电场力、磁场力、弹力、摩擦力）3、难在运动过程的分析（物理过程分析）；4、难在临界状态的判断（临界条件的确定）；三三、解决方法解决方法1、强化物

3、体受力分析、坐标系的建立和力的分解的练习；2、注重物理情景的再现，建立正确的物理思维模式（精选例题、练习）2、使学生知识体系网络化、融会贯通；四四、经典试题分析经典试题分析根据考纲要求，编制了以下根据考纲要求，编制了以下5 5道改编试题，以期达道改编试题，以期达到针对性复习，提升学生解决问题能力的目的。到针对性复习，提升学生解决问题能力的目的。下面就每道题的编制思路和考查内容逐一说明。下面就每道题的编制思路和考查内容逐一说明。A A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力是一对平衡力B B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力是作用力与反

4、作用力C C无论怎么拉无论怎么拉甲甲一定一定能赢得能赢得“拔拔河河”比赛的胜利比赛的胜利D D若乙收绳的速度比甲快，则乙若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得能赢得“拔河拔河”比赛的胜利比赛的胜利例题例题1 1 如图所示，甲、乙两人如图所示，甲、乙两人（M M甲甲MM乙乙）在冰面在冰面上上“拔河拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先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看成光滑，则下列说法正确的是( () )四四、经典试题分析经典试题分析【编制思路】根据高考对基本概念和公式的要求。本题考【编制思

5、路】根据高考对基本概念和公式的要求。本题考察学生对牛顿第三定律作用力与反作用力以及与一对平衡力察学生对牛顿第三定律作用力与反作用力以及与一对平衡力的区别。对牛顿第二定律和运动学公式的应用。对大多数学的区别。对牛顿第二定律和运动学公式的应用。对大多数学生而言是比较简单的，也是必须掌握的知识点。在二轮复习生而言是比较简单的，也是必须掌握的知识点。在二轮复习中可以适当巩固。中可以适当巩固。 难度等级：低难度等级：低【考查内容考查内容】知识：牛顿三大定律，运动学公式知识：牛顿三大定律，运动学公式方法：理解牛顿三大定律的概念方法：理解牛顿三大定律的概念能力：对概念的理解及公式的基本应用能力：对概念的理解

6、及公式的基本应用四四、经典试题分析经典试题分析四四、经典试题分析经典试题分析【解析】【解析】 C甲、乙两人在冰面上拔河，甲对绳的拉甲、乙两人在冰面上拔河，甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，A选项错误；甲选项错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力都作用在绳上，故不是作用对绳的拉力与乙对绳的拉力都作用在绳上，故不是作用力与反作用力，力与反作用力，B选项错误；由于绳子质量不计，且冰面选项错误；由于绳子质量不计，且冰面可看成光滑，绳对甲、乙的作用力大小相等，甲的质量可看成光滑，绳对甲、乙的作用力大小相等，甲的质量大，则甲的加速度小，相等时间通过的位移小，后过分

7、大，则甲的加速度小，相等时间通过的位移小，后过分界线，故甲能赢得比赛的胜利，界线，故甲能赢得比赛的胜利，C选项正确；是否赢得比选项正确；是否赢得比赛主要看两人加速度的大小，跟收绳的速度大小无关，赛主要看两人加速度的大小，跟收绳的速度大小无关，故故D选项错误选项错误四四、经典试题分析经典试题分析例题例题2 2 如图所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，如图所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，架子上固定一个竖直的杆，杆的下端有一个轻质且大小不计架子上固定一个竖直的杆，杆的下端有一个轻质且大小不计的光滑动定滑轮，滑轮所在位置在橡皮筋原长处。的光滑动定滑轮，滑轮所在位置在橡皮筋原长处。系统处

8、于系统处于平衡状态现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始平衡状态现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度向某一角度( (橡皮筋在弹性限度内橡皮筋在弹性限度内) )与稳定在竖直位置时相与稳定在竖直位置时相比，小球的高度比，小球的高度( () ) A A一定升高一定升高B B一定降低一定降低C C保持不变保持不变D D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定四四、经典试题分析经典试题分析【编制思路】考查牛顿第二定律，胡克定律编制思路】考查牛顿第二定律，胡克

9、定律的公式，受力分析，参考系的选取。对学生的公式，受力分析，参考系的选取。对学生受力分析要求较高。受力分析要求较高。 难度等级：较难难度等级：较难【考查内容考查内容】知识：牛顿运动定律及胡克定律知识：牛顿运动定律及胡克定律方法：对两种状态进行受力分析方法：对两种状态进行受力分析能力：对牛顿第二定律理解及公式的熟练应能力：对牛顿第二定律理解及公式的熟练应 用，胡克定律的应用。用，胡克定律的应用。四四、经典试题分析经典试题分析 解析解析 本题考查了牛顿第二定律与受力分本题考查了牛顿第二定律与受力分析设橡皮筋原长为析设橡皮筋原长为l l0 0，小球静止时设橡皮筋，小球静止时设橡皮筋伸长伸长x x1

10、1，由平衡条件有，由平衡条件有kxkx1 1mgmg，小球距离，小球距离滑滑轮轮点高度点高度h hx x1 1k(mg)k(mg)，加速时，设橡皮筋与，加速时，设橡皮筋与水平方向夹角为水平方向夹角为，此时橡皮筋伸长，此时橡皮筋伸长x x2 2，小，小球球在竖直方向上受力平衡，有在竖直方向上受力平衡，有kxkx2 2sin sin mgmg，小球距离悬点高度小球距离悬点高度h hx x2 2sin sin k(mg)k(mg)，因，因此小球高度此小球高度不变，不变，C C正确。正确。四四、经典试题分析经典试题分析例题例题3.3.如图所示，光滑的水平地面上有三块木块如图所示，光滑的水平地面上有三块

11、木块a,b,c,a,b,c,质量均为质量均为m m，a a、c c之间用轻质细绳之间用轻质细绳 连接。现连接。现用一水平恒力用一水平恒力F F作用在作用在b b上上, ,三者开始一起做匀加速三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上 面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则在面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则在粘上粘上 橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是（ ）四四、经典试题分析经典试题分析A.A.无论粘在哪块木块上面，系统的加速度一定减无论粘在哪块木块上面，系统的加速度一定减小小B B

12、 若粘在若粘在a a木块上面，绳的张力减小，木块上面，绳的张力减小，a a、b b间摩擦间摩擦力不变力不变C.C.若粘在若粘在b b木块上面木块上面, ,绳的张力和绳的张力和a a、b b间摩擦力一间摩擦力一定都减小定都减小D.D.若粘在若粘在c c木块上面，绳的张力和木块上面，绳的张力和a a、b b间摩擦力一间摩擦力一定都增大定都增大四四、经典试题分析经典试题分析【编制思路】考查牛顿第二定律及整体法和隔离法，【编制思路】考查牛顿第二定律及整体法和隔离法，对学生受力分析，整体法和隔离法知识应用能力要对学生受力分析，整体法和隔离法知识应用能力要求较高。求较高。 难度等级：较难难度等级：较难【考

13、查内容考查内容】知识：牛顿第二定律，整体法与隔离法的灵活运用。知识：牛顿第二定律，整体法与隔离法的灵活运用。方法：在研究连接体问题时，要注意灵活选择研究在研究连接体问题时，要注意灵活选择研究对象，做好受力分析，再由牛顿运动定律即可对象，做好受力分析，再由牛顿运动定律即可分析各量的变化关系分析各量的变化关系能力：牛顿第二定律在整体法与隔离法灵活运用能力：牛顿第二定律在整体法与隔离法灵活运用。四四、经典试题分析经典试题分析 解析解析 A A、由整体法可知，只要橡皮泥粘在物体上，物体、由整体法可知，只要橡皮泥粘在物体上，物体的质量均增大，则由牛顿运动定律可知，加速度都要减的质量均增大，则由牛顿运动定

14、律可知，加速度都要减小，故小，故A A正确；正确；B B、以、以C C为研究对象，由牛顿第二定律可得，为研究对象，由牛顿第二定律可得，F FT T=ma=ma，因加速度减小，所以拉力减小，而对，因加速度减小，所以拉力减小，而对b b物体有物体有F-F-f fabab=ma=ma可知，摩擦力可知，摩擦力FabFab应变大，故应变大，故B B错误；错误；C C、若橡皮泥、若橡皮泥粘在粘在b b物体上，将物体上，将acac视为整体，有视为整体，有F Facac=2ma=f=2ma=f，所以摩擦力，所以摩擦力是变小的，故是变小的，故C C正确；正确；D D、若橡皮泥粘在、若橡皮泥粘在c c物体上，将物

15、体上，将abab视视为整体，为整体，F-FF-FT T=2ma=2ma，加速度减小，所以拉力，加速度减小，所以拉力F FT T变大，对变大，对b b有有F-FF-Fabab=ma=ma，知，知F Fabab增大；故增大；故D D正确；故选正确；故选ACDACD四四、经典试题分析经典试题分析例例4 4 如图所示，劲度系数为如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为墙上，另一端与置于水平面上的质量为m的物体接触的物体接触(未连未连接接)，弹簧水平且无形变用水平力，弹簧水平且无形变用水平力F缓慢推动物体，在弹缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压

16、缩了性限度内弹簧长度被压缩了x0 0，此时物体静止撤去，此时物体静止撤去F后，后，物体开始向左运动，运动的最大距离为物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0. .物体与水平面间物体与水平面间的动摩擦因数为的动摩擦因数为，重力加速度为，重力加速度为g，则，则()A A撤去撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B B撤去撤去F后，物体刚运动时的加速后，物体刚运动时的加速 度大小为度大小为m(kxm(kx0 0) )gC C物体做匀减速运动的时间为物体做匀减速运动的时间为2g(xg(x0 0) )D D物体做匀减速运动的位移为物体做匀减速运动的位移为3x0

17、 0四四、经典试题分析经典试题分析【编制思路】考查牛顿第二律及应用，胡克定律，多过程【编制思路】考查牛顿第二律及应用，胡克定律，多过程受力分析与运动分析。受力分析与运动分析。 难度等级：较难难度等级：较难【考查内容考查内容】知识：牛顿第二定律，胡克定律，匀变速直线运动。知识：牛顿第二定律，胡克定律，匀变速直线运动。方法：先受力分析，判断运动形式，在通过运动判断受力情况，最后牛顿第二定律和运用运动学公式。能力：动力学的两类问题的处理方法。四四、经典试题分析经典试题分析 解析解析 撤去撤去F F后的一段时间内，由于运动过程中弹后的一段时间内，由于运动过程中弹力力不断变化，物体先做变加速运动，后做变

18、减速运动，再不断变化，物体先做变加速运动，后做变减速运动，再做匀减速运动，选项做匀减速运动，选项A A错误；设撤去错误；设撤去F F后，设物体刚运动后，设物体刚运动时的加速度为时的加速度为a a，根据牛顿第二定律有，根据牛顿第二定律有kxkx0 0mgmgmama，解得解得a am(kxm(kx0 0) )gg，选项，选项B B正确；当弹簧恢复原长后正确；当弹簧恢复原长后与物体脱离，物体开始做匀减速直线运动，物体做匀减与物体脱离，物体开始做匀减速直线运动，物体做匀减速运动的位移为速运动的位移为3 3x x0 0，由，由3 3x x0 02(1)2(1)gtgt2 2，解得，解得t tg(6xg

19、(6x0 0) )，选项，选项C C错误，选项错误，选项D D正确正确BDBD四四、经典试题分析经典试题分析例例5 5 足够长的光滑水平面上，叠放在一起的物块足够长的光滑水平面上，叠放在一起的物块A A和长木和长木板板B B质量均为质量均为m m1 kg1 kg。当。当B B板右端板右端J J通过水平面上通过水平面上C C点时，物点时，物块块A A在板的左端且向右速度为在板的左端且向右速度为v v0 04 m/s4 m/s，B B板向左的速度板向左的速度v v2 m/s. 2 m/s. 并以此时刻为计时起点。已知并以此时刻为计时起点。已知A A、B B间动摩擦因数间动摩擦因数0.10.1，g

20、g取取10 m/s10 m/s2 2。当。当B B板右端板右端J J进入在宽进入在宽d d1 m1 m的的PQPQ区域区域内时，内时，B B板就会受到一个水平向左的恒力，使板就会受到一个水平向左的恒力，使B B板最终从左侧板最终从左侧离开该区域，已知离开该区域，已知A A始终没有滑落始终没有滑落B B板板. . 求：求： (1) (1)经过多长时间长木板开始向右运动？经过多长时间长木板开始向右运动？ (2) (2)B B板右端板右端J J边刚进入边界边刚进入边界P P的速度；的速度； (3) (3)在恒力在恒力F F可能取值范围内，可能取值范围内，B B板右端处在板右端处在PQPQ区域内的时区域内的时间间t t与恒力与恒力F F的关系。的关系。四四、经典试