高三牛顿运动定律综合训练曹阳杰(★★★)标准化讲义

1、学员编号： 年 级： 高三 课 时 数：3学员姓名： 辅导科目： 物理 学科教师： 授课主题T牛顿运动定律C 常见题型总结T 连接体中的应用授课日期及时段教学内容知识梳理牛顿运动定律是高考中四个D类要求知识点之一，其重要性不言而喻。与其他几个D类要求知识点相比，牛顿运动定律较为基础且应用广泛，而且考试中与其他知识点高度紧密结合，所以我们一定要熟练掌握该知识点。 一、牛顿第一定律1、牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总是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。这个定律有两层含义：（1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持（2）要使物

2、体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因2惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。对于惯性理解应注意以下三点：（1）惯性是物体本身固有的属性，始终存在，不能被克服、抵消（2）质量是物体惯性大小的量度，质量大则惯性大，其运动状态难以改变二、牛顿第三定律（1）牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反的。（2）作用力和反作用力的特点：大小相等；方向相反；作用在同一直线上；分别作用在相互作用的两个物体上；一定是同时产生，同时消失的，无先后之分；性质一定相同。（3）一对作用力和反作用力的做功一对作用力和反作用力在同一个过

3、程中的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。三、牛顿第二定律（1）定律的表述物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma （其中的F和m、a必须相对应）因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节。若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，

4、不是物体的实际加速度。（2）对定律的理解：瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒定不变时，加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也为零矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式只表示加速度与合外力的大小关系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致.同一性：加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言，即 F与a均是对同一个研究对象而言.相对性与局限性；牛顿第二定律只适用于惯性参照系；牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子（3）牛顿第二定律确立了力和运动的关系牛顿第二

5、定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。（4）应用牛顿第二定律解题注意点明确研究对象。可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+mnan对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共

6、线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。一、专题精讲题型一：牛顿第一、三定律问题分析【例1】（）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【例2】（）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

7、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3】（）汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（ ）A汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力 D汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力【例4】（）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四对题型二：瞬时性与弹簧问题分析【例5】（） 如图所示，如图所示，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

8、，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【例6】（）如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为( )A都等于 B和0C和0 D0和 题型三：整体与隔离问题【例7】（）如图所示，A、B两木块的质量分别为mA、mB，在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求A、B间的弹力FN。【例8】（）如图所示，质量为M的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量

9、为m的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的，即a=g，则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少？ 【例9】.（）如图，在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态。地面受到的压力为，球b所受细线的拉力为。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 (B)等于(C)等于 (D)大于题型四：临界问题【例10】（）质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角为=60的斜面体的顶端，斜面体静止时，小球紧靠在斜面上，线与斜面平行，如图所示，不计摩擦，求在下列三种情况下，细线对小球的拉力（取g=10 m/s2）

10、(1) 斜面体以2m/s2的加速度向右加速运动；(2) 斜面体以4m/s2，的加速度向右加速运动；【例11】（）一个质量为01kg的小球，用细线吊在倾角a为37的斜面顶端，如图所示。系统静止时绳与斜面平行，不计一切摩擦。求下列情况下，绳子受到的拉力为多少?(取g=10m/s2)(1) 系统以6m/s2的加速度向左加速运动； (2)系统以l0m/s2的加速度向右加速运动； (3)系统以15m/s2的加速度向右加速运动。二、专题过关1、（）在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则 （ ）A向北跳最远B向南跳最远C向东向西跳一样远，但没有向南跳远D无论向哪个方

11、向都一样远2（）如图所示，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123。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=_ 3（）如图所示，吊篮P悬挂在天花板上，与吊篮质量相等的物体Q被固定在吊篮中的轻弹簧托住，当悬挂吊篮的细绳烧断的瞬间，吊篮P和物体Q的加速度大小是（ ） AaP = aQ = g BaP =2 g，aQ = gCaP = g，aQ =2 g DaP = 2g，aQ = 04（）质量为 m的物块B与地面的动摩擦因数为，A的质量为2 m与地面间的摩擦不计。在已知水平推力F的作用下，A、B做匀加速直线

12、运动，A对B的作用力为_。 5. （）如图所示，五块完全相同的木块并排放在水平地面上，它们与地面间的摩擦不计.当用力F推1使它们共同加速运动时，第2块木块对第3块木块的推力为_. 6（）如图所示，带斜面的小车，倾角为b，车上放一个均匀球，不计摩擦。当小车向右匀加速运动时，要保证小球的位置相对小车没变化，小车加速度a不得超过多大?7（）如图所示，轻绳AB与竖直方向的夹角=37，绳BC水平，小球质量m=0.4 kg，问当小车分别以2.5 m/s2、8 m/s2的加速度向右做匀加速运动时，绳AB的张力各是多少？（取g=10m/s2）8（）如图所示，斜面倾角为=30，斜面上边放一个光滑小球，用与斜面平

13、行的绳把小球系住，使系统以共同的加速度向左作匀加速运动，当绳的拉力恰好为零时，加速度大小为_.若以共同加速度向右作匀加速运动，斜面支持力恰好为零时，加速度的大小为_9（）如图所示，在光滑水平而上有一质量为M的斜劈，其斜面倾角为，一质量为m的物体放在其光滑斜面上，现用一水平力F推斜劈，恰使物体m与斜劈间无相对滑动，则斜劈对物块m的弹力大小为().(A)mgcos (B) (C) (D)三、学法提炼整体法与隔离法1整体法：在研究物理问题时，把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体，也可以把几个物理过程作为一个整体，采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁

14、的分析，常常使问题解答更简便、明了。2隔离法：把所研究对象从整体中隔离出来进行研究，最终得出结论的方法称为隔离法。可以把整个物体隔离成几个部分来处理，也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理，还可以对同一个物体，同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示出来，从而进行有效的处理。3整体和局部是相对统一的，相辅相成的。隔离法与整体法，不是相互对立的，一般问题的求解中，随着研究对象的转化，往往两种方法交叉运用，相辅相成.所以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，必须具体分析，灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量（即中间未知量的出现

15、，如非待求的力，非待求的中间状态或过程等）的出现为原则一、 能力培养-特殊模型的应用题型一：等时圆 图a 图b1、小球从圆的顶端沿光滑弦轨道静止滑下，滑到弦轨道与圆的交点的时间相等。（如图a）2、小球从圆上的各个位置沿光滑弦轨道静止滑下，滑到圆的底端的时间相等。（如图b）3、沿不同的弦轨道运动的时间相等，都等于小球沿竖直直径（d）自由落体的时间，即 （式中R为圆的半径。）即沿各条弦运动具有等时性，运动时间与弦的倾角、长短无关。例1.（）如图所示，OA、OB是竖直面内两根固定的光滑细杆，O、A、B、C位于同一圆周上，C点为圆周的最高点，B点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），两个滑

16、环都从O点无初速释放，用t1、t2分别表示滑环到达A、B所用的时间，则（ ）（A）t1t2 （B）t1t2 （C）t1t2 （D）无法比较t1、t2的大小 例2.（）如图，位于竖直平面内的固定光滑圆轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于点A，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为600，C是圆环轨道的圆心，D是圆环上与M靠得很近的一点（DM远小于CM）。已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点；c球由C点自由下落到M点；d球从D点静止出发沿圆环运动到M点。则：（ ） A、a球最先到达M点 B、b球最先到达M点C、c球最先到达M点 D、d球最先到达M点A

17、BCDM题型二：受力分析例4（）如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H，上端套着一个细环棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg (k1)。断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计求：(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的加速度(2)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程s 例5.（）如图所示，表面粗糙的传送带静止时，物块由皮带顶端A从静止开始滑到皮带底端B用的时间是t，则 ( )A.当皮带向上运动时，物块由A滑到B的时间一定大于t B.当皮带向上运动时，物块

18、由A滑到B的时间一定等于tC.当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间一定等于tD.当皮带向下运动时，物块由A滑到B的时间一定小于t 二、 方法总结对研究对象进行受力分析的同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。然后根据受力特点与运动特点来选择合适的方法来解题。常用见类型有：（1）整体隔离的结合运用（2）临界条件的分析（3）连接体问题的加速度关系（4）瞬时性（弹簧）分析（5）方向性分析课后作业1. （）如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起。当框架对地面压力为零瞬间，小球

19、的加速度大小为( )A.g B. g C.0 D. g2（）伽利略的题目:如图所示，试证明，质点从竖直平面内的圆环上的各个点沿弦的方向安装的斜面向滑到最低点D所用的时间都相等，都等于从最高点A自由下落到最低点D所用的时间，假设斜面与质点间无摩擦.3、（）如图2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Ff大小分别是：（ ）Aa=g/2 Ba=2g/5 CFf=2mg/5 DFf=mg/530图24（）A的质量m1=4 m，B的质量m2=m，斜面固定在水平地面上。开始时将B按在地面上不动，然后放手，让A沿斜面下滑而B上升。A与斜面无摩擦，如图，设当A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了。求B上升的最大高度H。 5、（）原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图3-7-1所示，现发现A突然被弹簧拉动向右方。由此可判断，此时升降机的运动可能是 ( )A图 3-7-1A. 加速上