2022年高三物理第三章牛顿运动定律复习资料人教版.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 牛顿运动定律3.1 牛顿第一、其次定律一考点聚焦 II II 二学问扫描 1 惯性惯性是 物体保持原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质;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,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小;2牛顿第肯定律牛顿第肯定律是: 一切物体总保持匀速直线运动或静止状态,种状态为止;牛顿第肯定律的意义在于:的缘由,而是转变物体运动状态的缘由,即是产生加速度的缘由;直到有外力迫使它转变这3 牛顿其次定律:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟 物体的质量 成反比,加速度的方向跟
2、合外力的 方向相同;F=ma 二好题精析例 1:判定以下各句话的正误:A物体只在不受力作用的情形下才能表现出惯性B要排除物体的惯性,可以在运动的相反方向上加上外力C物体惯性的大小与物体是否运动、运动的快慢以及受力无关D惯性定律可能性用物体的平稳条件取而代之解析: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,应选 C 点评:此题要求考生把握物体惯性的实质;例 2:如图 3-1-1 所示,重球系于易断的线 DC下端,重球下 D 再系一根同样的线 BA,下面说法中正确选项:()A在线的 A 端渐渐增加拉力,结果 CD线拉断 C B在线的 A 端渐渐增加拉力,结果 AB线拉断 B C在线的 A
3、 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 图 3.1-1解析:缓慢增加拉力, DC绳上作用力较大,故 DC先断;快速猛力一拉,重球惯性较大,速度变化慢,DC拉力几乎不变,故 AB先断;因此正确答案为:AC;例 3:两木块 A、B 由同种材料制成,mA mB,并随木板一起以相同速度向右匀速运动,如图 3-1-2 所示,设木板足够长,当木板突然 A 图 3.1-2 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 停止运动后,就()A如木板光滑,由于 A的惯性大,故 A、B间距离将增大B如木板粗
4、糙,由于 A受阻力大,故 B 可能与 A 相碰C无论木板是否光滑,A、B 间距离将保持不变D无论木板是否光滑,A、B 二物体肯定能相碰解析:如木板光滑,A、B在水平面上不受力,由于物体具有惯性,就 A、B 将相对于地球静止;如木板粗糙,尽管两木块的质量不同,所受的摩擦力大小不同,但其加速度为 a=mg/m= g,与质量无关,故两物体将有相同的加速度,任意时刻有相同的速度;保持相对静止,故 C答案正确;点评:质量大的物体惯性大,可能会导致对此题懂得的误导,因此应摆脱定性思维的模糊性,留意引出公式,发挥定量思维精确、简洁的优势;例 4:如图 3-1-3 所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N、甲
5、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg 的物块,在水平地面上,当小车作匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为 10N,当小车作匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数图 3-1-3 变为 8N;这时小车运动的加速度大小是()A2m/s2 B4m/s2C6m/s2 D8m/s2解析:当小车匀速运动时,两弹簧称的示数均为10N,合力为零,当小车匀加速运动时,甲的示数为 8N,而由于小车长度不变,就甲弹簧的形变的变化量与乙必相等,故乙弹簧的示数应为 12N,故物体受到的合力为 4N,其加速度为 4m/s 2,B 答案正确;点评:依据牛顿其次定律,物体的加速度是由物体所受到的合外力打算;本例又提示留意,对于弹
6、簧经常有空间的对称及长度守恒的特点;例 5:以力 F 拉一物体,使其以加速度a 在水平面上做匀加速直线 A运动,力 F 的水平重量为F1,如图 3-1-4 所示,如以和F1大小、方 F 图 3-1-4 向都相同的力FF拉物体,使物体产生加速度a当水平面光滑时,a a B当水平面光滑时,a= a C当水平面粗糙时,a a D当水平面粗糙时,a= a 解析:当水平面光滑时,物体在水平面上所受合外力均为F ,故其加速度不变;而当水平面粗糙时,支持力和摩擦力都是被动力,其大小随主动力的变化而变化,当用 F 替换 F时,摩擦力将增大,故加速度减小;因此 BC答案正确;点评:运用牛顿运动定律解决力学问题的
7、一般程序为:1、挑选争论对象,2、受力分析, 3、合成或分解 (正交分解) ,列式运算; 在受力分析时, 应留意被动力随主动力变化的特点;三变式迁移1、 玻璃杯底面压一张纸条,用手将纸条以很大的速率匀速抽出,玻璃杯发生较小的位置,假如抽纸的速率相同,杯子压住纸的位置相同,而杯中水的质量不同,就正确的说法为()A杯中盛水少时比盛水多时,杯子位移大名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - B杯中盛水少时比盛水多时,杯子位移相同 C杯中盛水多时比盛水少时,杯子位移大 D杯子位移的大小,应由杯中两次盛水的质量比打算2、 在静止的小
8、车内,用细绳a和b系住一个小球,绳a与竖直方向成FbFa角,拉力为 Fa,绳 b为水平状态,拉力为Fb,如图 3.1-5 所示,现让小车从静止开头向右做匀加速运动,此时小球相对于车厢的图 3-1-5 位置仍保持不变,就两根细绳的拉力变化情形是AFa变大, Fb 不变 BFa变大, Fb 变小 CFa变大, Fb 变大 DFa不变, Fb 变小四才能突破1一物体同时受到F1 和 F2两个力作用, F1和 F2 与时间的关系10 F/N F1 如图 3.4-8所示;假如该物体由静止开头运动,就物体具有最大动量的时刻是:F210 t/sA2.5s B5s -10 C7.5s D10s图 3-1-6
9、F1逐步减小2一个物体在几个力作用下处于静止状态,如保持其它力不变,将其中一个力到零(方向保持不变) ,然后又将 A加速度增大,速度增大 B加速度削减,速度增大 C加速先削减,速度增大 D加速度先增大后减小,速度增大F1逐步复原原状,在这个过程中,物体的3如图 3.1-6所示,球和夹板在水平方向上一起作变加速运动,1 4 其加速度水平向右且不断增大,球和夹板始终保持相对静止,就3 以下说法正确选项2 水平方向A1 板对小球压力不断增大B2 板对小球压力不断增大图 3.1-7 C3 板对小球压力不变D4 板对小球压力不变4如图 3.1-7 所示,长木板的右端与桌边相齐,木板与桌面之间摩F 擦因数
10、为,今施一水平恒力F 将木板推离桌面, 在长木板翻转之前,木板的加速度大小的变化情形是A逐步增大B逐步减小 C保持不变图 3-1-8 D先增大后减小名师归纳总结 5将一质量为m,放在光滑水平面上的物体通过轻滑轮绕过轻滑轮m 图 3.1-9 F 第 3 页,共 22 页与墙相连如图3-1-8 所示,当用水平力F 拉动滑轮时, 物体产生的加速度是AF/m- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - BF/2 m C2F/m DF/ 4m6质量为 M的木块位于粗糙水平桌面上,如用大小为F 的水平恒力拉木块,其加速度为a;A 当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为
11、a ,就A a= a Ba2a Ca2aDa=2 a7物体从某高度自由落下,恰好落在直立于地面上的轻弹簧上,如图B 3-1-9 所示,在 A点物体开头与弹簧接触,到B 时物体的速度为零,以后物体被弹回,就以下说法正确选项:A下降时物体在AB段的速度越来越小图 3.1-10 B上升时物体在BA段的速度越来越大C物体在 AB段下降时和在BA段上升时其速度是先增大后减小D在 B 点时由于物体的速度为零,所以它受到的合外力也为零8L,现欲使弹簧伸长3L,就该装置2如何运动?9质量为 m的物体在下落时,所受阻力与它的速度成正比,已知物体匀速下落时的速度为50m/s,求它下落速度为 20m/s 时的加速度
12、;10总质量为 M的载重汽车,在坡路上行驶;汽车所受阻力与车重成正比;当汽车匀速上坡(牵引力为 F)时,突然从车上掉下一箱货物;汽车立刻得到加速度 a;求车上掉下货物的质量 m;3.2 牛顿运动定律应用一 考点聚焦牛顿第三定律 II 牛顿力学的适用范畴 I 二学问扫描1 深化懂得牛顿其次定律:(1)加速度与速度的关系:速度是描述物体运动的一个状态量,它与加速度没有直接关系; 加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量;速度变化的大小与加速度有关,速度变化的方向与加速度的方向一样;(2)牛顿其次定律的瞬时性:合外力与加速度之间存在着对应的瞬时关系;合外力变化,加速度立刻变化;(3)牛顿运动定律与运
13、动学综合类的问题求解的关键:加速度是连接的桥梁;假如是依据物体的受力情形来确定其运动情形,就应先用牛顿定律求出加速度,再用运动学公式确定物体的运动情形;假如是依据物体运动情形来确定其受力情形,就应先应用运动学公式求出加速度,再动用牛顿运动定律确定力;名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - (4)牛顿其次定律的矢量操作:牛顿其次定律是矢量方程,打算了要用矢量的方法进行操作;矢量操作包含合成法操作,力的正交分解法操作,加速度的正交分解法操作;合成法操作, 一般是对于只受两个互成角度的力而作匀加速运动的物体;一般用合成的方法求
14、合力,再运用牛顿其次定律求加速度;假如物体受三个力或三个以上的力作用而产生加速度,常采纳的方法是建立平面直角坐标系,并使 x 轴沿加速度的方向,然后再进行力的正交分解;假如物体所受各个力相互垂直或大部分相互垂直,而加速度又和这些力成一夹角,就一般将加速度进行分解;三好题精析例一:物体在受到与其初速度方向一样的合外力 F 的作用下作直线运动,合外力 F 的大小随时间 t 的转变情形如图 3.2-1 所示,F 就物体的速度: ()A先变小后变大B先变大后变小C始终变小O 图 3.2-1 D始终变大t 解析: 打算物体速度大小变化的唯独因素,是合外力的方向(或加速度)的方向与速度方向的异同,方向相同
15、就加速度,反之就减速;本例中尽管合力的大小在变化,但由于合力的方向始终与速度的方向相同,就物体的速度始终在加速;点评:此题要求考生把握加速度与速度的关系A B 图 3.2-2例二:如图3.2-2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1:2:3;设全部接触面都光滑,当沿水平方向快速抽出木块C 的瞬时; A 和 B 的加速度分别是aA= ,aB= ;析与解:由于全部接触面均光滑,因此快速抽出 均无加速度也无运动运动;就由于抽出C时, A、B在水平面上 C 的操作是瞬时的,因此弹簧仍将来得及发生形变,其弹力大小为 mg,依据牛顿其次定律的瞬时效应,对
16、A、B 两物体分别有:对 A F-mg=ma aA=0 对 B F+2mg=(2m)aB aB=3g/2 本例的求解与 C物体的质量无关点评:本例重点运用了牛顿其次定律的瞬时性;同时揭示出抱负弹簧模型,在瞬时操作中,其弹簧的形变不能突变的特点,这是与抱负绳模型典形的区分之一;例三:质量为 12kg 的箱子放在水平地面上,箱子和地面的滑动摩 F擦因数为 0.3 ,现用倾角为 37 的60N力拉箱子,如图 3.2-3 所示,3s末撤去拉力,就撤去拉力时箱子的速度为多少?箱子连续运动多少时间而静止?3.2-4 : 沿水平和图 3-2-3 F析与解:挑选木箱为争论对象,受力分析如图N f 名师归纳总结
17、 mg 第 5 页,共 22 页图 3.2-4 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 竖直方向将力正交分解,并利用牛顿运动定律,得方向:水平方向:竖直方向:解得:Fcos37-N=maFsin37+N=mg a=1.9m/s2v=at =5.7m/s 当撤去拉力F 后,物体的受力变为如图3-2-5 ,就由牛顿其次定律得:f S1N N=mg=ma, a=g =3m/s2t= v/a =1.9s点评:本例考察了支持力和摩擦力的的被动力特点,当主动力F图mg 变化时,支持力N 摩擦力 f 都随之变;同时本例仍针对已知物体受力情形进而争论其运动情形,这种动力学和
18、运动学综合类问题进行争论;3.2-5例四: 如图 3.2-6所示, 一物体从倾角为30止开头下滑, S1段光滑, S2 有摩擦,已知S2=2S1,物体到达底部的速度刚好为零,就S2段的动摩擦因数为多少?S230图3.2-6 N N f mg 析与解:解一:在S1 段物体作匀加速直线运动,而在S 段物体作匀减速运动,挑选物体为对象,在S1、 S2 两段的受力分析如图 3.2-7所示,就由牛顿其次定律,得在 S1段: a1=gsin30在 S2段: a2=- (gsin30-gcos30依据运动学方程:在 S1段: v2=2a1S1在 S2段: 0- v 2=2a2S2即: 2a1S1=2a2S2
19、mg 30图 V 3.2-7 由 S2=2S1代入解得:=3/2解二:作出物体整个运动过程的v-t图象如图 3.2-8 所示S1 S2由于 S2=2S1,依据三角形面积公式表示位移,可得a1=2a2即 gsin30=-2 (gsin30-gcos30解得:=3/2O 图 3.2-8 在运用运动学公式解点评: 本例是在已知物体的运动情形的前提下,争论物体的受力情形,题时,应留意矢量的符号的一样性;例五:一质量为 m=1kg 的物体在光滑水平面上,初速度为零,先对物体施加一向东的恒力F=1N,历时 1s 钟,立刻把此力改为向西,大小不变,历时1s 钟;接着又把此力改为向东,大小不变,历时 1s 钟
20、,如此反复,只转变力的方向而不转变力的大小,共用时间1min,就在此 1min 内,物体运动的位移和最终的速度分别为多少?解析: 物体受到大小不变的恒力,就其加速度大小不变;物v OV 1 2 3 4 5 体在第 1s 内做向东的匀加速运动,在第 2s 内仍做向东的匀减速运动,如此反复,可用图象v-t 图 3-2-9 示,名师归纳总结 6 t图 3-2-9 第 6 页,共 22 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 就 1min 内的位移为30 个 2s 内的位移,且1min 末的速度为零;加速度 a=F/m v=at=Ft/m=1m/s 130m 1m
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