专题03《牛顿运动定律》.docx

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1、2020年高考一轮复习知识考点专题03牛顿运动定律第一节牛顿第一、第三定律【基本概念、规律】一、牛顿第一定律1 .内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使 它改变这种状态.2 .意义(1)揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律.(2)揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态 的原因，即产生加速度的原因.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.3.量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小.3.普遍性：惯性是物体的本质属性，一切物体都有惯性.与物体

2、的运动情况和受力情 况无关.三、牛顿第三定律1 .内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，而且在一条直线 上.2 .表达式：F=-F.特别提示：(1)作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性质，作用在不同的物 体上，各自产生的效果，不会相互抵消.(2)作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关.【重要考点归纳】考点一牛顿第一定律1 .明确了惯性的概念.2 .揭示了力的本质.3 .揭示了不受力作用时物体的运动状态.4 .牛顿第一定律并非实验定律.它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象， 归纳推理而总结出来的.(2)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种固有属性，与物体是

3、否受力、受力的大小 无关，与物体是否运动、运动速度的大小也无关.考点二牛顿第三定律的理解与应用1.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：大小相同；性质相同；变化情况相同.方法规律一、数据处理1.保持小车质量不变时，计算各次小盘和祛码的重力（作为小车的合力）及对应纸带的 加速度，填入表（一）中.表（一）2.保持小盘内的跌码个数不变时，计算各次小车和砂码的总质量及对应纸带的加速度, 填入表（二）中.实验次数加速度H(m-s-2)小车受力F/N1234表（二）实验次数加速度a/(m-s-2)小车和祛码 的总质量m/kg12343 .利用加二42及逐差法求。4 .以。为纵坐标，r为横

4、坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线 上，说明。与产成正比.5 .以为纵坐标，5为横坐标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定。与?成反 比.二、注意事项1 .平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车 和纸带受到的阻力.在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点 的纸带匀速运动.2 .不重更平衡摩擦力.3 .实验条件：4 . 一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器， 并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车.5 .作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上.不在直线上的点应尽可能对

5、称分布在 所作直线两侧.第10页，共11页6 .作图时两轴标度比例要选择适当.各量需采用国际单位.三、误差分析1 .系统误差：本实验用小盘和祛码的总重力g代替小车的拉力，而实际上小车所受 的拉力要小于小盘和祛码的总重力.2 .偶然误差：摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和 细绳不严格与木板平行都会引起误差.第II页，共II页(2广三异”：方向不同；受力物体不同；产生效果不同.(3)“三无关：与物体的种类无关；与物体的运动状态无关；与物体是否和其他 物体存在相互作用无关.2.相互作用力与平衡力的比较【思想方法与技巧】作用力和反作用力一对平衡力不同 点受力物体作用在两个相

6、互作用的物 体上作用在同一物体上依赖关系同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可 求合力，合力为零力的性质一定是同性质的力性质不一定相同相同 点大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一条直线上用牛顿第三定律转换研究对象作用力与反作用力，二者一定等大反向，分别作用在两个物体上.当待求的某个力不容 易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力.如求压力时，可先求支持力.在许多问 题中，摩擦力的求解亦是如此.第2页，共11页第二节 牛顿第二定律 两类动力学问题【基本概念、规律】一、牛顿第二定律1 .内容：物体加速度的

7、大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟 作用力的方向相同.2 .表达式：F=nui.3 .适用范围（1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.（2）牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子等）、低速运动（远小于光速）的情 况.二、两类动力学问题1 .己知物体的受力情况，求物体的运动情况.2 .已知物体的运动情况，求物体的受力情况.特别提示：利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的“桥梁”作用，将 运动学规律和牛顿第二定律相结合，寻找加速度和未知量的关系，是解决这类问题的思考方 向.三、力学单位制1 .单位制：由基本单位和导出单位

8、一起组成了单位制.2 .基本单位：基本物理量的单位，基本物理量共七个，其中力学有三个，它们是长度、 质量、时间，它们的单位分别是米、千克、秒.3 .导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.【重要考点归纳】考点一用牛顿第二定律求解瞬时加速度1 .求解思路求解物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力情况或运动状态，再 由牛顿第二定律求出瞬时加速度.2 .牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型3 1）刚性绳（或接触面）一不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断（或脱离）后，其弹 力立即消失，不需要形变恢复时间.4 2）弹簧（或橡皮绳）两端同时连接（或附着）有物体的弹簧（或

9、橡皮绳），特点是形变量 大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变.5 .在求解瞬时加速度时应注意的问题（I）物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析.第3页，共11页加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变.6 .解决瞬时加速度问题的关键是弄清哪些力发生了突变，哪些力瞬间不变，正确画出变 化前后的受力图.考点二动力学两类基本问题1 .求解两类问题的思路，可用卜面的框图来表示：第一类a * 第二类分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度.2 .(1

10、)解决两类动力学基本问题应把握的关键一个桥梁加速度是联系运动和力的桥梁.两类分析受力分析和运动过程分析.(2)解决动力学基本问题时对力的两种处理方法合成法：物体受2个或3个力时，一般采用“合成法”.正交分解法：物体受3个或3个以上的力时，则采用“正交分解法”.(3)解答动力学两类问题的基本程序明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点.根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行受力分析和运动过程分析，并画出 示意图.应用牛顿运动定律和运动学公式求解.考点三动力学图象问题1 .图象类型(I)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图象，要求分析物体的运动情况.(2)已知物体在一运动过程中位移、

11、速度、加速度随时间变化的图象，要求分析物体的 受力情况.(3)已知物体在物理图景中的运动初始条件，分析物体位移、速度、加速度随时间的变 化情况.2 .问题的实质：是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义, 理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能.第4页，共11页3 .数形结合解决动力学问题(1)物理公式与物理图象的结合是一种重要题型.对于已知图象求解相关物理量的问题, 往往是结合物理过程从分析图象的横、纵坐标轴所对应的物理量的函数入手，分析图线的斜 率、截距所代表的物理意义得出所求结果.(2)解决这类问题必须把物体的实际运动过程与图象结合，相互对应起来.【思想方法与技巧】

12、传送带模型中的动力学问题1 .模型特征一个物体以速度即3仑0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送 带”模型，如图甲、乙、丙所示.2 .建模指导传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题.(I)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断.根据 物体与传送带的相对速度方向判断摩擦力方向.两者速度相等是摩擦力突变的临界条件.(2)倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确 定其是否受到滑动摩擦力作用.如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后 根据物体的受力情况确定物体的运动情况.当物体速度与传送带速度相等时，

13、物体所受的摩 擦力有可能发生突变.3 .解答传送带问题应注意的事项(I)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况.(2)倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系.(3)传送带上物体的运动情况可按下列思路判定：相对运动一摩擦力方向-加速度方向 一速度变化情况一共速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是-物=八九第5页，共11页第三节牛顿运动定律的综合应用【基本概念、规律】一、超重和失重1 .超重(I)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称 为超重现象.(2)产生条件：物体具有向上的加速度.2 .失重(1)定义：物体对水

14、平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称 为失重现象.(2)产生条件：物体具有向下的加速度.3 .完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零的情况称为完全失重现象.(2)产生条件：物体的加速度a=g,方向竖直向下.二、解答连接体问题的常用方法1 .整体法当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成个整体，这个整 体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力已知时，可用牛顿第二定律求出整体的 加速度.2 .隔离法当求解系统内物体间相互作用力时，常把物体从系统中“隔离”出来进行分析，依据牛顿 第二定律列方程.3 .外力和内力4 1)外力：

15、系统外的物体对研究对象的作用力；5 2)内力：系统内物体之间的作用力.【重要考点归纳】考点一超重和失重现象1 .超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了.在 发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬 挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化).2 .只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还 是向下运动无关.第6页，共11页3 .尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就 会处于超重或失重状态.4 .物体超重或失重的多少是由物体的质显和竖直加速度共同决定的，其大

16、小等于5 .超重和失重现象的判断方法(1)从受力的大小判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状 态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态.6 2)从加速度的方向判断，当物体具有向上的加速度时处于超.重状态，具有向下的加速 度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态.考点二 整体法和隔离法解决连接体问题1 .整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成 一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求加速度(或其他未知量).2 .隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内

17、各物体之间的作用力时,就需要 把物体从系统中隔高出来，应用牛顿第二定律列方程求解.3 .整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求 出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力.即“先整体 求加速度，后隔离求内力4 .正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体 应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解.考点三分解加速度求解受力问题在应用牛顿第二定律解题时，通常不分解加速度而分解力，但有一些题目要分解加速 度.最常见的情况是与斜面模型结合，物体所受的作用

18、力是相互垂直的，而加速度的方向与 任一方向的力不同向.此时，首先分析物体受力，然后建立直角坐标系，将加速度。分解为 加和外,根据牛顿第二定律得A=心，Fy=mayf使求解更加便捷、简单.【思想方法与技巧】“滑块一滑板”模型的分析1 .模型特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动.2 .模型分析解此类题的基本思路：(1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；第7页，共11页(2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建 立方程.特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移.3 .(1)滑块由滑板的一端运动到

19、另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于 板长；反向运动时，位移之和等于板长.4 2)滑块是否会从滑板上掉下的临界条件是：滑块到达滑板一端时两者共速.5 3)滑块不能从滑板上滑卜.的情况下，当两者共速时，两者受力、加速度发生突变.动力学中的临界条件及应用一、临界状态物体在运动状态变化的过程中，相关的一些物理量也随之发生变化.当物体的运动变化 到某个特定状态时，相关的物理量将发生突变，该物理量的值叫临界值，这个特定状态称之 为临界状态.二、临界状态的判断1 .若题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点.2 .若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大

20、距离”等词语，表明题述的过程存在着“起 止点”，而这些起止点往往就对应临界状态.3 .临界状态的问题经常和最大值、最小值联系在一起，因此，若题目中有“最大”、”最 小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点.4 .若题目中有“最终”、“稳定”等文字，即是求收尾速度或加速度.三、处理临界问题的思路1 .会分析出临界状态的存在.2 .要抓住物体处于临界状态时的受力和运动特征，找出临界条件，这是解决问题的关 键.3 .能判断物体在不满足临界条件时的受力和运动情况.4 .利用牛顿第二定律结合其他规律列方程求解.四、力学中常见的几种临界条件1 .接触物体脱离的临界条

21、件：接触面间的弹力为零，即入=0.2 .绳子松弛的临界条件：绳中张力为0，即=0.3 .相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值，即/期= /m.4 .滑块在滑板上不滑下的临界条件：滑块滑到滑板一端时，两者速度相同.第8页，共11页实验四验证牛顿运动定律基本要求一、实验目的1 .学会用控制变量法研究物理规律.2 .探究加速度与力、质量的关系.3 .掌握灵活运用图象处理问题的方法.二、实验原理(见实验原理图)1 .保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系.2 .保持合外力不变，探究加速度与质量的关系.3 .作出。一尸图象和。一2图象，确定其关系.三、实验器材小车、祛码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板

22、、垫木、打点计时器、低压交流电源、 导线两根、纸带、天平、米尺.四、实验步骤1 .测量：用天平测量小盘和祛码的质量/和小车的质量加.2 .安装：按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)3 .平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木 块，使小车能匀速下滑.4 .操作:(1)小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电 源后放开小车，取下纸带编号码.(2)保持小车的质量?不变,改变祛码和小盘的质吊 W,重复步骤(1).(3)在每条纸带上选取段比较理想的部分，测加速度 (4)描点作图，作一尸的图象.(5)保持祛码和小盘的质量W不变，改变小车质量?，1I、寸陌小车打点计时器1破4的长木板z、实验台1:1B*ADS1a.重复步骤(1)和(3),作一5图象.第9页，共11页