专题三牛顿运动定律知识点总结 .docx
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1、精品名师归纳总结专题三牛顿三定律1. 牛顿第肯定律(即惯性定律)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态, 直到有外力迫使它转变这种状态为止。( 1)懂得要点:运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维护。它定性的揭示了运动与力的关系: 力是转变物体运动状态的缘由,是使物体产生加速度的缘由。第肯定律是牛顿以伽俐略的抱负斜面试验为基础,总结前人的讨论成果加以丰富的想象而提出来的。 定律成立的条件是物体不受外力,不能用试验直接验证。牛顿第肯定律是牛顿其次定律的基础,不能认为它是牛顿其次定律合外力为零时的特例,第肯定律定性的给出了力与运动的关系, 其次定律定量的给出力与运动的关系。( 2)惯性:物
2、体保持原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性,与物体的受力情形及运动状态无关。质量是物体惯性大小的量度。由牛顿其次定律定义的惯性质量mF/a 和由万有引力定律定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结义的引力质量 mFr2 / GM严格相等。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结惯性不是力, 惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质。力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2. 牛顿其次定律(1) )定律内容物体的加速度 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。
3、(2) )公式: F合ma懂得要点:因果性: F合 是产生加速度 a 的缘由,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消逝。方向性: a 与 F合 都是矢量,方向严格相同。瞬时性和对应性: a 为某时刻某物体的加速度, F合 是该时刻作用在该物体上的合外力。3. 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, 作用在一条直线上,公式可写为 FF 。( 1)作用力和反作用力与二力平稳的区分内容作用力和反作用力二力平稳受力物体 作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依靠关系 同时产生,同时消逝,互依存,不行单独存在叠加性两力作用
4、成效不行抵消,不行叠加, 不行求合力无依靠关系,撤除一个、另一个可依旧存在,只是不再平稳两力运动成效可相互抵消,可叠加, 可求合力,合力为零。形变成效不能抵消可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结力的性质 肯定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力4. 牛顿定律在连接体中的应用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在连接体问题中,假如不要求知道各个运动物体间的相互作用力,并且各个物体具有相同加速度,可以把它们看成一个整体。分析受到的外力和运动情形,应用牛顿其次定律求出整体的加速度。(整体法)假如需要知道物体之间的相互作用力,就需要把物体隔离出来, 将内力转化为外力
5、,分析物体受力情形,应用牛顿其次定律列方程。(隔离法)一般两种方法协作交替应用,可有效解决连接体问题。5. 超重与失重视重:物体对竖直悬绳 (测力计) 的拉力或对水平支持物 (台秤) 的压力。(测力计或台秤示数)物体处于平稳状态时, N G,视重等于重力, 不超重,也不失重,a 0当 N G,超重,竖直向上的加速度, a 当 N G,失重,竖直向下的加速度, aNG注:无论物体处于何状态,重力永久存在且不变,变化的是视重。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结超、失重状态只与加速度方向有关,与速度方向无关。(超重可能: a, v,向上加速。 a, v,向下减速)当物体向下 ag 时,
6、 N 0,称完全失重。竖直面内圆周运动,人造航天器发射、回收,太空运行中均有超、失重现象。【解题方法指导】例 1.一质量为 m 40kg 的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t 0 时刻由静止开头上升,在0 到 6s 内体重计示数 F 的变化如下列图。试问:在这段时间内电梯上升的高度是多少?取重力加速度g 10m/s2。解析: 由图可知,在 t 0 到 t t 1 2s 的时间内,体重计的示数大于 mg,故电梯应做向上的加速运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为 f 1,电梯及小孩的加速度为 a1,由牛顿其次定律,得f1 mgma1,在这段时间内电梯上升的高度21h1 2a1t 。在 t 1
7、 到 t t 25s 的时间内, 体重计的示数等于 mg,故电梯应做可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结匀速上升运动,速度为 t 1 时刻电梯的速度,即v1a1t 1,在这段时间内电梯上升的高度h2v2( t 2t 1 )。在 t 2 到 t t 36s 的时间内, 体重计的示数小于 mg,故电梯应做向上的减速运动。 设这段时间内体重计作用于小孩的力为 f 1,电梯及小孩的加速度为 a2,由牛顿其次定律,得mg f 2ma2,在这段时间内电梯上升的高度21h3v1 t 3 t 2 2a 2 t 3 t 2 。电梯上升的总高度h h1h2 h3。由以上各式,利用牛顿第三定律和题文及题
8、图中的数据,解得h 9m。说明: 此题属于超失重现象, 知道物体受力情形解决物体的运动情形。例 2.如下列图,在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连 接的物块 A、B。它们的质量分别为 mA、mB,弹簧的劲度系数为 k , C为一固定挡板。 系统处于静止状态。 现开头用一恒力 F 沿斜面方向拉物块 A 使之向上运动, 求物块 B 刚要离开 C时物块 A 的加速度 a 和从开头到此时物块 A 的位移 d?重力加速度为 g。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解析:令 x1 表示未加 F 时弹簧的压缩量, 由胡克定律和牛顿定律可知m Agsin kx1令 x2 表示 B 刚要离开 C
9、 时弹簧的伸长量, a 表示此时 A 的加速度,由胡克定律和牛顿定律可知kx2 mBgsin F mAgsin kx2mAaF mA+mBgsin 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由式可得 amA可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结由题意 dx1+x2mA+mBgsin 由式可得 dk说明:临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一种物理现象的连接状态,常伴有极值问题显现。如:相互挤压的物体脱离的临界条件是压力减为零。 存在摩擦的物体产生相对滑动的临界条件是静摩擦力取最大静摩擦力, 弹簧上的弹力由斥力变为拉力的临界条件为弹力为零等。临界问题常伴有特点字眼显现,如
10、“恰好” 、“刚刚”等,找准临界条件与极值条件,是解决临界问题与极值问题的关键。例 3.如下列图,木块 A、B 的质量分别为 mA 0.2kg ,mB 0.4kg ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结挂盘的质量 mc 0.6kg ,现挂于天花板 O处,处于静止,当用火烧断 O处的细线的瞬时, 木块 A 的加速度 A ,木块 B 对盘 C的压力 NBC ,木块 B 的加速度 B 。解析: O处绳子突然烧断的瞬时,弹簧来不及形变,弹簧对A 物体向上的支持力仍为 N mAg,故 aA 0。以 B, C整体为讨论对象,有mBg+mCg+N( mB+mC)a,N mAg,2解得 a12m/
11、s (留意:比 g 大)。再以 B为讨论以象,如下列图,有再以 B为讨论以象,如下列图,有N+mBg-NCBmBa NCB 1.2N故 NBC1.2N说明: 分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的受力情形及运动状态, 再由牛顿其次定律求出瞬时加速度。此类问题应留意两种基本模型的建立。( 1)钢性绳(或接触面):认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,如剪断(或脱离)后,其中弹力立刻消逝,不需要形 变复原时间, 一般题目中所给细线和接触面在不加特别说明时,均可按此模型处理。( 2)弹簧(或橡皮绳):此种物体的特点是形变量大,形变复
12、原需要较长时间,在瞬时问题中,假如其两端不自由(固定或连接有物体),其弹力的大小往往可以看成不变。而当弹簧(或橡皮绳)具有自由端(没有任何连接物)时,其弹力可以立刻消逝。【考点突破】【考点指要】本讲高考考点如下:1. 牛顿第肯定律,惯性2. 牛顿其次定律,质量3. 牛顿第三定律4. 牛顿力学的适用范畴5. 牛顿定律的应用6. 圆周运动中的向心力7. 超重和失重可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本讲是高中物理的核心内容之一, 因而是历年高考命题热点, 题型以挑选题为主, 也有填空题和运算题, 有时与电学等学问综合命题, 有肯定难度, 考查重点是牛顿其次定律与物体的受力分析。考生应真
13、正懂得“力是转变物体运动状态的缘由”这一基本观点,敏捷运用正 交分解,整体法和隔离法以及牛顿其次定律与运动学学问的综合。【典型例题分析】例 4.质量为 10 kg 的物体在 F200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开头沿斜面运动, 斜面固定不动, 与水平的面的夹角 37。力 F 作用 2 秒钟后撤去,物体在斜面上连续上滑了 1.25秒钟后,速度减为零。求:物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位o2移 s。(已知 sin37 0.6 ,cos37 0.8 , g10m/s )解析: 物体受力分析如下列图,设加速时的加速度为a 1,末速度为 v ,减速时的加速度大小为 a2,将 mg和 F
14、 分解后,由牛顿运动定律得NFsin +mgcos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Fcosf mgsinma1依据摩擦定律有 f N加速过程由运动学规律可知 v a1t 1撤去 F 后,物体减速运动的加速度大小为a 2 ,就 a2gsin 由匀变速运动规律有 v a2t 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2由运动学规律知 s a 1t 1/2 + a 2t 22/2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结代入数据得 0.4 s6.5m说明: 物体在受到三个或三个以上的不同方向的力作用时,一般都要用到正交分解法, 在建立直角坐标系不管选取哪个方向为x 轴的
15、正向时,所得的最终结果都应是一样的,在选取坐标轴时,为使解题 便利, 应尽量削减矢量的分解。 如已知加速度方向一般以加速度方向为正方向。 分解加速度而不分解力, 此种方法一般是在以某种力方向为 x 轴正向时,其它力都落在两坐标轴上而不需再分解。2例 5.如下图所示,有一块木板静止在光滑且足够长的水平面上, 木板质量为 M 4kg,长为 L 1.4m。木板右端放着一个小滑块,小滑块质量为 m1kg,其尺寸远小于 L。小滑块与木板之间的动摩擦因数为 0.4 ( g10m/s )(1) )现用恒力 F 作用在木板 M上,为了使得 m能从 M上面滑落下来,问: F 大小的范畴是什么?(2) )其它条件
16、不变,如恒力 F22.8N,且始终作用在 M上,最可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结终使得 m能从 M上面滑落,问: m在 M上面滑动的时间是多大? 解析: ( 1)小滑块与木板间的滑动摩擦力fNmg小滑块在滑动摩擦力f 作用下向右匀加速运动的加速度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a1f/ mg4m / s2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结木板在拉力和滑动摩擦力 f 作用下向右匀加速运动的加速度a2( F-f )/M使 m能从 M上面滑落下来的条件是 a2a1。即( F-f ) M f m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解得 F M
17、m g20N可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结a2( 2)设 m在 M上面滑动的时间为 t ,当恒力 F 22.8N,木板的加速度2( F-f ) M4.7m/s小滑块在时间 t 内运动位移s1 a t 2211木块在时间 t内运动位移s1 a t 2222因 s2 s1L解得 t 2s说明 :如系统内各物体的加速度相同, 解题时先用整体法求加速度,后用隔离法求物体间相互作用力,留意:隔离后对受力最少的物 体进行分析较简捷。然而此题两物体有相对运动,加速度不同,只能可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结用隔离法分别讨论,依据题意找到滑下时两物体的位移关系。例 6.用质量
18、不计的弹簧把质量 3m的木板 A 与质量 m的木板 B 连接组成如下列图的装置。 B板置于水平的面上。现用一个竖直向下的 力 F 下压木板 A,撤消 F 后, B 板恰好被提离的面,由此可知力F 的大小是()A. 7mgB. 4mgC. 3mgD. 2mg解析: 未撤 F 之前, A 受力平稳:f13mgFF3mgf 1撤力 F 瞬时, A受力f13mg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当 B板恰好被提离的面时,对 B板f2mgf 2mg此刻 A板应上升到最高点,弹簧拉伸最长A中受力3mgf2F合3mgf 2 4mg依据 A上下振动,最高点应与最低点 F 合大小相等,方向相反可编
19、辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故F合f 13mg,f 17mg可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因此 F4mg,选 B。说明: 撤消力后 A 上下简谐振动, 在最高点和最低点加速度大小相等。【达标测试】1. ( 2005东城模拟)如下列图,质量为m的物体放在倾角为 的光滑斜面上, 随斜面体一起沿水平方向运动, 要使物体相对于斜面保持静止,斜面体的运动情形以及物体对斜面压力F 的大小是()可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A. 斜面体以某一加速度向右加速运动, F 小于 mgB. 斜面体以某一加速度向右加速运动, F 不小于 mgC. 斜面体以某一加速度
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