高三物理第一轮总复习 第三章 牛顿运动定律

1、高三物理第一轮总复习,第三章 牛顿运动定律,一、知识要点,牛顿第一定律 （1）牛顿第一定律的内容：一切物体总保持 状态或 状态，直到有 迫使它改变这种状态为止.,匀速直线运动,静止,外力,（） 对牛顿第一定律的理解 牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是通过如伽里略斜面实验等大量事实基础上的逻辑推理结果。 揭示了力和运动的关系:力不是维持物体 的原因，而是改变物体 的原因，即力是产生 的原因 明确了惯性的概念:物体保持 或 状态的性质，揭示了物体所具有的一个重要属性惯性,运动,运动状态,加速度,匀速直线运动状态,静止,3、说明：牛顿第一定律描述的是理想化状态，是物体在不受任何外力时的状态。而不受

2、外力的物体是不存在的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F0时的特例。,二、惯性,1、定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性 2、惯性的性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关 3、惯性的量度：质量是惯性大小的唯一量度,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),物体的惯性总是以“保持原状”或“反抗改变”两种形式体现，即不受外力时，物体将保持原有状态，受到外力时，体现了运动状态改变的难易程度,4、说明：,惯性是物体的固有属性，与物体是否运动，如何运动

3、无关，与物体所处位置，是否受力无关，由质量惟一决定，外力改变的是运动状态，而不是惯性,惯性不是一种力，惯性是物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念,根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是( ) A人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置 B人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方 C人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方 D人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方,C,【例题】,D,1、关于惯性，下列说法中正确的是( ) A磁悬浮列车能高速

4、行驶是因为列车浮起后惯性小了 B卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了 C铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大惯性，飞 得更远 D月球上物体的重力只有在地面上的1/6，但是惯性 没有变化,例与练,如图所示，重球系于易断的DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是( ) A. 在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断 B. 在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断 C. 在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断 D. 在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断,AC,例与练,如图所示，一个劈形物体M，各表面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一个光滑小球m。劈形物体从静止开始释放，则

5、小球在碰到斜面前的运动轨迹是( ) A沿斜面向下的直线 B竖直向下的直线 C无规则曲线 D抛物线,B,例与练,一、牛顿第二定律 1、内容：物体加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。 2、公式：Fma。 3、物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是瞬时的合力为零，a0；合外力增大，a增大；合外力减小，a减小。 4、适用范围： 牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系) 牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况，不适用于高速(接近光速)运动的微观粒子,三、对牛顿第

6、二定律的进一步理解,加速度是联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带,二、单位制 基本单位和导出单位一起组成了单位制。 1、基本单位：基本物理量的单位力学中的基本量有三个，它们是质量、长度、时间；它们的国际单位分别是千克、米、秒。 2、导出单位：由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位。 3、单位制的意义：选用了统一的单位制后，可使物理运算简化。 4、单位制的应用：单位制在物理计算中可以检验计算的结果是否正确。若发现等式两边的单位不一致，则说明计算有误。,如图所示，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

7、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( ) A.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,AD,四、牛顿第二运动定律的应用,例与练,电梯内有一个物体，质量为 m，用绳子挂在电梯的天花板上，当电梯以 g/3 的加速度竖直加速下降时，细线对物体的拉力为( ),B,例与练,有一个恒力能使质量为 m1 的物体获得 3 m/s2 的加速度，如将其作用在质量为 m2 的物体上能产生 1.5 m/s2 的加速度若将 m1 和 m2 合为一体，该力能使它们产生多大的加速度( ) A2.25 m/s2 B3 m/s2 C1.5 m/s2 D1 m/s2,

8、D,例与练,B,如图所示，一根轻质弹簧的一端系着一个物体，手拉轻质弹簧的一端，轻质弹簧与物体一起在粗糙水平面上向左做匀加速运动，当手突然停止运动后的很短时间内，物体将( ) A立即停止运动 B向左做变加速运动 C向左做匀加速运动 D向左做减速运动,例与练,如图所示，一轻质弹簧一端固定在墙上的 O 点，自由伸长到 B 点。今用一小物体 m 把弹簧压缩到 A 点(m 与弹簧不连接)，然后释放，小物体能经 B 点运动到 C 点而静止。小物体 m 与水平面间的动摩擦因数恒定，则下列说法中正确的是（ ） A物体从 A 到 B 速度越来越大 B物体从 A 到 B 速度先增加后减小 C物体从 A 到 B 加

9、速度越来越小 D物体从 A 到 B 加速度先减小后增加,BD,例与练,C,如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是( ) A. 合力变小，速度变小 B. 合力变小，速度变大 C. 合力先变小后变大，速度先变大后变小 D. 合力先变大后变小，速度先变小后变大,例与练,三、牛顿第三定律 1、作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是同时出现的，一个物体对另一个物体施力，另一个物体也一定同时对这个物体施力 2、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，作用在一条直线上 3、意义：建立了相互作用的物体之间的联系及

10、作用力与反作用力的相互依赖关系,(3)三无关,4、作用力和反作用力的关系可总结为“四同、三异、三无关”,(1)四同,同大小 同时产生、变化、消失 同性质 同一直线,(2)三异,反向 异体 不同效果,与物体的种类无关 与相互作用的两物体的运动状态无关 与是否还受其他作用力无关,5、相互作用力与平衡力的比较,关于作用力与反作用力，下列说法正确的是( ) A. 马拉车加速行驶，马拉车的力大于车拉马的力 B. 从井里将水桶提上来，绳子对桶的拉力大于桶对绳 的拉力 C. 不论电梯是加速、匀速,还是减速上升，人对电梯底 板的压力和底板对人的支持力总是大小相等的 D. 作用力是弹力，其反作用力也一定是弹力，

11、因为作 用力与反作用力是性质相同的力,CD,例与练,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( ) AA对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小 BA对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小 CA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 DA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,ACD,例与练,【解析】环在竖直方向上受力情况如图 (甲)所示，受重力mg及箱子的杆给它的竖直 向上的摩擦力f，根据牛顿第三定律，环

12、应 给杆一个竖直向下的摩擦力f，故箱子竖直方 向上受力图如图 (乙)所示，受重力Mg，地面对它的支持力FN，及环给它的摩擦力f，由于箱子处于平衡状态，可得FN=f+Mg。 根据牛顿第三定律，箱子给地面的压力大小等于地面给箱子的弹力。所以FN=f+Mg。,一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为多少？,【答案】f+Mg,例与练,如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，a与水平方向的 夹角为。求人受到的支持力和摩擦力。,解析：解法

13、一：以人为研究对象，受力分析如图所示，因摩擦力f为待求量，且必沿水平方向，设水平向右为了不分解加速度a，建立图示坐标并规定正方向根据牛顿第二定律得：,沿x方向：mgsinNsinfcosma 沿y方向：mgcosfsinNcos0,由以上两式可解得： Nm(gasin)， fmacos,f为负值，说明摩擦力的实际方向与 假设相反，为水平向左,例与练,解法二：将加速度a沿水平、竖直方向分解，如图所 示，axacos，ayasin.根据牛顿第二定律有： 水平方向：fmaxmacos 竖直方向：mgNmaymasin 由此得人受的摩擦力fmacos，方向水平向左； 受的支持力Nm(gasin)，方向

14、竖直向上,求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型全面准确地理解它们的特点，可帮助我们灵活正确地分析问题,瞬时加速度的分析方法,(1)这些模型的共同点是：都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关,(2)这些模型的不同点是：,轻绳(非弹性绳)：只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体，不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳子所受拉力多大，长度不变(只要不被拉断)；绳子的弹力可以发生突变瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失,轻杆：既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆的轴向(只有“二力杆件”才沿

15、杆的轴向)；认为杆子既不可伸长，也不可缩短，杆子的弹力也可以发生突变,轻弹簧：既能承受拉力，又可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线；受力后发生较大形变，弹簧的长度既可变长，又可变短，遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不变；当弹簧被剪断时，弹力立即消失,橡皮绳(弹性绳)：只能受拉力，不能承受压力；其长度只能变长，不能变短，同样遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故橡皮绳的弹力同样不能突变，在极短时间内可认为弹力不变；当橡皮绳被剪断时，弹力立即消失,如图所示，物体A、B质量均为m，中间有一轻质弹簧相连，A

16、用绳悬于O点，当突然剪断OA绳时，关于A物体的加速度，下列说法正确的是( ) A0Bg C2g D无法确定,C,例与练,如图 (a)(b)所示，图中细线均不可伸长，物体均处于平衡状态。如果突然把两水平细线剪断，求剪断瞬间小球A、B的加速度怎样？(角已知),【答案】gsin gtan,例与练,如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向 37角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.(g10 m/s2，sin 370.6， cos 370.8) (1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况 (2)求悬线对球的拉力,加速度方向水平向右 车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动,答案：,（1）,（2）,例与练,【答案】(1)0.2 (2)6 N (3)46 m,（2010年高考安徽理综）质量为2 kg的物体在水平力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图象如图所示。g取10 m/s2，求： (1)物体与水平面间的动摩擦因数； (2)水平推力F的大小； (3)010 s内物体运动位移的大小。,例与练,升降机的质量m150 kg，在竖直上升过程中，其v-t图象如图(a)所示，放在升降机底板上的货物质量m250 kg。(g取10m/s2) (1)求升降机在25 s时间内的总位移