2022年高一物理：解析牛顿三大定律.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - （一）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；它定性地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,第肯定律定性地给出了力与运动的关系,其次定律定量地给出力与运动的关系；（2

2、）惯性：物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 第 二 定 律定 义 的 惯 性 质 量 m=F/a 和 由 万 有 引 力 定 律 定 义 的 引 力 质 量mFr2 /GM严格相等；力是物体对物惯性不是力, 惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、体的作用,惯性和力是两个不同的概念；（二）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；2. 公式： F 合ma懂得要点：失；力；因果性： F合是产生加速度 a 的缘由,它们同

3、时产生,同时变化,同时存在,同时消方向性： 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（三）力的平稳1. 平稳状态指的是静止或匀速直线运动状态；特点：a0；2. 平稳条件共点力作用下物体的平稳条件是所受合外力为零,即F0 ；3. 平稳条件的推论（1）物体在多个共点力作用下处于平稳状态,就其中的一个力与余下的力的合力等大反向；（2）物体在同一平面内的三个不平行的力作用下,处于平稳状态,这三个力必为共点名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 力；（3）物体在

4、三个共点力作用下处于平稳状态时,图示这三个力的有向线段必构成闭合 三角形；（四）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 F F ；（五）力学基本单位制：kg、m、s（在国际制单位中）1. 作用力与反作用力的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依靠关系同时产生,同时消逝相互依存,不行无依靠关系,撤除一个、另一个可依叠加性单独存在然存在,只是不再平稳两力作用成效不行抵消,不行叠加,两力运动成效可相互抵消,可叠加,不行求合力可求合力,合力为零；形变成效不能抵消力的性质肯定是同性质的力可

5、以是同性质的力也可以不是同性质的力2. 应用牛顿其次定律解题的一般步骤确定讨论对象；分析讨论对象的受力情形画出受力分析图并找出加速度方向；建立直角坐标系,使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上,并将其余分解到两坐标轴上；分别沿 x 轴方向和 y 轴方向应用牛顿其次定律列出方程；统一单位,运算数值；3. 解决共点力作用下物体的平稳问题思路（1）确定讨论对象：如是相连接的几个物体处于平稳状态,要留意“ 整体法” 和“ 隔 离法” 的综合运用；（2）对讨论对象受力分析,画好受力图；（3）恰当建立正交坐标系,把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上；建立正交坐标系的 原就是让尽可能多的力落在坐标轴上；（4）列平稳

6、方程,求解未知量；4. 求解共点力作用下物体的平稳问题常用的方法（1）有不少三力平稳问题,既可从平稳的观点（依据平稳条件建立方程求解）平 衡法,也可从力的分解的观点求解分解法；两种方法可视详细问题敏捷运用；（2）相像三角形法：通过力三角形与几何三角形相像求未知力；对解斜三角形的情形 更显优势；（3）力三角形图解法,当物体所受的力变化时,通过对几个特别状态画出力图（在同 一图上）对比分析,使动态问题静态化,抽象问题形象化,问题将变得易于分析处理；5. 处理临界问题和极值问题的常用方法名师归纳总结 涉及临界状态的问题叫临界问题；临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一第 2 页,共 7 页种

7、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- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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“ 恰好”解决临界问题与极值问题的关键；、“ 刚刚” 等,找准临界条件与极值条件,是例 1. 如图 1 所示,一细线的一端固定于倾角为 45 的光滑楔形滑块 A 的顶端 P 处,细线另一端拴一质量为 m 的小球；当滑块以 2g 加速度向左运动时,线中拉力 T 等于多少？解析： 当小球和斜面接触

8、,但两者之间无压力时,设滑块的加速度为 a 此时小球受力如图 2,由水平和竖直方向状态可列方程分别为：Tcos 45ma 2ga ,所以小球将飘离滑块A ,其受力如图3 所示,设线和Tsin45mg0解得： ag由滑块 A 的加速度 a竖直方向成角,由小球水平竖直方向状态可列方程 ma TsinTcosmg0解得： Tma2mg25 mg例 2. 如图 4 甲、乙所示,图中细线均不行伸长,物体均处于平稳状态；假如突然把两水名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 平细线剪断,求剪断瞬时小球A 、 B 的加速度各是多少？（角已

9、知）解析： 水平细线剪断瞬时拉力突变为零,图甲中OA 绳拉力由T 突变为 T,但是图乙中 OB 弹簧要发生形变需要肯定时间,弹力不能突变；（1）对 A 球受力分析,如图5（a）,剪断水平细线后,球A 将做圆周运动,剪断瞬时,小球的加速度 a1 方向沿圆周的切线方向；F 1 mg sin ma 1,a 1 g sin（2）水平细线剪断瞬时,B 球受重力 G 和弹簧弹力 T2不变,如图 5（b）所示,就F 2 m g t a n,a 2 g t an小结：（ 1）牛顿其次定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生、同时变化、同时消逝；分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该瞬时前后的受力情形及

10、其变化；（2）明确两种基本模型的特点：A. 轻绳的形变可瞬时产生或复原,故绳的弹力可以瞬时突变；B. 轻弹簧（或橡皮绳）在两端均联有物体时,形变复原需较长时间,其弹力的大小与方向均不能突变；例 3. 传送带与水平面夹角 37 ,皮带以 10m/s 的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转动,如图 6 所示；今在传送带上端 A 处无初速地放上一个质量为 m 05. kg 的小物块, 它与传送带间的动摩擦因数为 0.5,如传送带 A 到 B 的长度为 16m,g 取 10 m s 2,就物体从 A 运动到 B 的时间为多少？名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - -

11、 - - - - - - - 解析： 由于05tan0 75,物体肯定沿传送带对地下移,且不会与传送带相对静止；设从物块刚放上到皮带速度达10m/s,物体位移为 s1,加速度 a1,时间 t1,因物速小于皮带速率,依据牛顿其次定律,a 1mgsinmmg cos2 10 m s,方向沿斜面对下；t1v1 s,s 11a t 1 125 m皮带长度；t2,加速度 a2,位移 s2,物块速度大于皮a12设从物块速率为2 10 m s到 B 端所用时间为带速度,物块受滑动摩擦力沿斜面对上,有：a 2mgsinmmgcos2 m/s2s 2vt212 a t 2 22 t2,t21 s（ t210s舍

12、去）2即 16510 t2122所用总时间 tt1t22s例 4. 如图7,质量 M8 kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N；当小车向右运动速度达到3m/s 时,在小车的右端轻放一质量m=2kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数0 2. ,假定小车足够长,问：（1）经过多长时间物块停止与小车间的相对运动？（2）小物块从放在车上开头经过t030.s所通过的位移是多少？（2 g 取 10 m s）解析：（ 1）依据题意,物块在小车上停止运动时,物块与小车保持相对静止,应具有共名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - -

13、- - - - 同的速度；设物块在小车上相对运动时间为t,物块、小车受力分析如图8：物块放上小车后做初速度为零加速度为a 1的匀加速直线运动,小车做加速度为a 2 匀加速运动；由牛顿运动定律：物块放上小车后加速度：a1/g2m s2a 2 的匀小车加速度：a2FmgM05 m/s2v 1a ta1 的匀加速运动, 后 1s 同小车一起做加速度为v 23a t由 v 1v2得： t2 s（2）物块在前2s 内做加速度为加速运动；以系统为讨论对象：依据牛顿运动定律,由FMm a 3得：a 3F/Mm08m/s 2物块位移 ss 1s 2ms 11 2a t24 ms 2v t1 2at24 42s

14、s 1s 284m例 5. 将金属块 m 用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图9 所示,在箱的上顶板和下名师归纳总结 底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动；当箱以a2 2 0 m s的加速度竖直向上做第 6 页,共 7 页匀减速运动时, 上顶板的传感器显示的压力为6.0 N,下底板的传感器显示的压力为10.0 N；（取 g10 m/s2）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （1）如上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半,试判定箱的运动情形；（2）如上顶板传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情形可能是怎样的？启发： 题中上下传感器的读数,实际上

15、是告知我们顶板和弹簧对 m 的作用力的大小；对 m 受力分析求出合外力,即可求出 先由题意求出 m 的值；m 的加速度,并进一步确定物体的运动情形,但必需解析： 当 a1N2 0.m s2减速上升时, m 受力情形如图10 所示：mgN12ma 1mN2N12106 2kg105.kg5 Nga 110（1） N2N210N,NN22N1mgN0故箱体将作匀速运动或保持静止状态；名师归纳总结 （2）如 N 10,就2 10 m s；第 7 页,共 7 页F 合N2mg105N5NaF 合2 10 m s（向上）m即箱体将向上匀加速或向下匀减速运动,且加速度大小大于、等于- - - - - - -