高考物理总复习第3章牛顿运动定律教案.docx
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高考物理总复习第3章牛顿运动定律教案
第3章牛顿运动定律
考纲展示
考纲汇总
备考指导
2015
2016
2017
2018
2019
2020
牛顿运动定律及其应用（Ⅱ）
T9、T32
（1）
T13、T51
T14
T15
T33、T35、T36
T31
对于牛顿运动定律的考查每年必考,而且每年的题量均不少于2道,牛顿第一定律和牛顿第三定律着重考查对概念的理解和辨析,牛顿第二定律则考查理解和计算能力.
超重和失重（Ⅰ）
T37
（1）、T40
T38
T15
T13、T20
T13
T7
牛顿运动定律及其应用
[基础知识填充]
1．牛顿第一定律
（1）牛顿第一定律：
一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止．
（2）牛顿第一定律的理解
①牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律,它是牛顿以伽利略的理想实验为基础,在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律．
②牛顿第一定律成立的条件是物体不受力,是理想条件下物体所遵从的规律,在实际情况中,物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的．
2．惯性：
物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．
3．牛顿第三定律
（1）定义：
两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上．
（2）理解
①物体各种形式的作用都是相互的,作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失、无先后之分．
②作用力与反作用力是同一性质的力．
③作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的,既不能合成,也不能抵消,分别作用在各自的物体上,产生各自的作用效果．
4．牛顿第二定律
（1）牛顿第二定律的内容,物体的加速度跟合外力成正比,跟质量成反比,加速度的方向跟合外力方向相同．
（2）公式：
F＝ma.
（3）理解要点：
F＝ma这种形式只是在国际单位制中才适用,一般地说F＝kma,k是比例常数,它的数值与F、m、a各量的单位有关．在国际单位制中,即F、m、a分别以N、kg、m/s2为单位,k＝1,才能写为F＝ma.
（4）牛顿第二定律的适用范围
①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）
②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．
[学考真题对练]
1．（2019·广东学业水平考试）一列火车减速进站,最后停在站台上．火车在减速过程中,下列说法正确的是（ ）
A．火车的惯性越来越小B．火车的惯性一直不变
C．火车停止时惯性为零D．火车的惯性不断增大
[答案] B
2.（2019·广东学业水平考试）如图所示,一节车厢沿水平地面向右做匀加速直线运动,车厢内悬挂小球的细绳向左偏离竖直方向,且小球相对车厢静止．下列说法正确的是（ ）
A．小球所受的拉力大于小球的重力
B．小球所受的拉力等于小球的重力
C．小球所受的拉力小于小球的重力
D．小球所受的合力为零
[答案] A
3．（2019·广东学业水平考试）如图所示,质量为1kg的物体在大小为3N的水平向右拉力F的作用下,沿水平面向右做直线运动,物体与桌面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g取10m/s2,则该物体的加速度大小为（ ）
A．1m/s2B．2m/s2C．3m/s2 D．4m/s2
[答案] A
4．（2018·广东学业水平考试）关于物体的惯性,下列说法正确的是（ ）
A．同一物体在地球上比在月球上惯性大
B．物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性
C．乒乓球的速度可以被快速改变,是因为乒乓球的惯性小
D．汽车速度越大,刹车所用时间越长,说明物体速度越大,惯性越大
C [惯性大小与物体的质量有关,与运动状态无关,同一物体在月球上的惯性和在地球上的惯性大小相等．质量越大,惯性越大,运动状态越难改变；质量越小,惯性越小,运动状态越容易改变．]
5．（2017·广东学业水平考试）国际单位制中的单位m/s、N、A对应的物理量分别是（ ）
A．速度、力、电流强度 B．加速度、功、电量
C．速度、质量、电量D．角速度、力、电场强度
A [国际单位制中的单位m/s、N、A对应的物理量分别是速度、力、电流强度,A正确．]
6．（2016·广东学业水平考试）发现“力不是维持物体运动的原因”的科学家是（ ）
A．伽利略B．开普勒
C．爱因斯坦D．牛顿
[答案] A
7．（2016·广东学业水平考试）关于两物体间的作用力和反作用力,下列说法正确的是（ ）
A．它们是一对平衡力
B．它们的产生有先后之分
C．它们只能存在于静止的物体之间
D．它们总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上
D [一对平衡力是作用在同一物体上,作用力与反作用力是作用在两个不同的物体上,A错误．作用力与反作用力同时产生、同时消失、同时变化,大小相等、方向相反,B错误、D正确．作用力与反作用力是两个物体间的相互作用,其中任何一个物体可以运动、也可静止,C错误．]
8．（2016·广东学业水平考试）下列单位能表示力的单位的是（ ）
A．kg·m/sB．kg·m/s2C．m/s D．m/s2
B [根据F＝ma可知B正确．]
1.对牛顿第一定律的理解
（1）牛顿第一定律所描述的是一种理想化的运动状态,不能用实验进行验证．
（2）牛顿第一定律指出了一切物体在任何状态下都具有惯性．因此,牛顿第一定律又叫惯性定律．
（3）牛顿第一定律反映了物体不受外力的运动状态：
匀速直线运动或静止．
（4）牛顿第一定律对力的定义,即力是改变物体运动状态的原因,并不是维持物体运动的原因．
2．对惯性的理解
（1）惯性是物体本身的固有属性,任何物体都具有惯性．
（2）惯性与物体运动状态及受力情况无关,只与物体的质量有关．
（3）惯性不是力
（4）在不受力的条件下,惯性表现出“保持原来的运动状态”．在受力的条件下,惯性表现为运动状态改变的难易程度,质量越大,惯性越大,运动状态越难以改变．
3．相互作用力与平衡力的比较
项目
作用力与反作用力
平衡力
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
依赖关系
相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失
无依赖关系,撤除一个,另一个依然存在,只是物体受力不再平衡
叠加性
两力的作用效果不可叠加,不可求合力
两个力的作用效果可以相互抵消,可叠加,可求合力且合力为零
力的性质
一定是同性质的力
可以是同性质的力,也可以是不同性质的力
大小、方向
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
4．运用牛顿第二定律时需注意的特性
（1）瞬时性：
加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系,这种对应关系表现为：
合外力恒定不变时,加速度也保持不变,合外力变化时加速度也随之变化,合外力为零时,加速度也为零．
（2）矢量性：
牛顿第二定律公式是矢量式．公式a＝
只表示加速度与合外力的大小关系．矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致．
（3）同一性：
加速度与合外力及质量的关系,是对同一个物体（或物体系）而言,即F与a均是对同一个研究对象而言．
（4）独立性：
是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度,物体的加速度,即是这些加速度的矢量和．
5．两类动力学基本问题的解题思路图解如下：
可见,不论求解哪一类问题,求解加速度是解题的桥梁和纽带,是顺利求解的关键．
[最新模拟快练]
1．（2020·惠州学测模拟）关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B．不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义
C．牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D．牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
[答案] A
2．（2018·雷州学考模拟）某同学在探究实验室做“用传感器探究作用力与反作用力的关系”的实验,得到两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线如图所示．图中两条图线具有对称性,通过图象不能得到的实验结论是（ ）
A．两个相互作用力大小始终相等
B．两个相互作用力方向始终相反
C．两个相互作用力同时变化
D．两个相互作用力作用在同一个物体上
[答案] D
3．（2020·阳江学测模拟）足球比赛中,运动员用力将足球踢出,在此过程中（ ）
A．运动员先给足球作用力,足球随后给运动员反作用力
B．运动员给足球的作用力大于足球给运动员的反作用力
C．运动员给足球的作用力与足球给运动员的反作用力方向相反
D．运动员给足球的作用力与足球给运动员的反作用力是一对平衡力
[答案] C
4．（2018·珠海学考模拟）牛顿第二定律的表达式可以写成m＝
对某个物体来说,它的质量m（ ）
A．跟合外力F成正比
B．跟合外力F与加速度a都无关
C．跟它的加速度a成反比
D．跟合外力F成反比,跟它的加速度a成正比
[答案] B
5．（2018·开平学考模拟）一个物体受到4N的力作用时,产生的加速度是2m/s2,那么这个物体在6N的力作用下,产生的加速度大小是（ ）
A．1m/s2B．3m/s2
C．5m/s2D．6m/s2
[答案] B
6．如图所示,航天员王亚平利用“天宫一号”中的“质量测量仪”测量航天员聂海胜的质量为74kg.测量时,聂海胜与轻质支架被王亚平水平拉离初始位置,且处于静止状态,当王亚平松手后,聂海胜与轻质支架受到一个大小为100N的水平恒力作用而复位,用光栅测得复位时瞬间速度为1m/s,则复位的时间为（ ）
A．0.74sB．0.37s
C．0.26sD．1.35s
A [根据牛顿第二定律,加速度a＝
＝
m/s2,则复位的时间t＝
＝
s＝0.74s,故选A.]
7．（2020·中山学测模拟）竖直起飞的火箭在推力F的作用下产生10m/s2的加速度,若推力增大到2F,则火箭的加速度将达到（g取10m/s2）（ ）
A．20m/s2 B．25m/s2C．30m/s2 D．40m/s2
C [推力为F时,F－mg＝ma1,当推力为2F时,2F－mg＝ma2.以上两式联立可得：
a2＝30m/s2.故C正确．]
8．（2018·揭阳学考模拟）（多选）关于运动和力的关系,下列说法中正确的是（ ）
A．质量一定,物体受到的合外力越大,加速度越大
B．物体受到的合外力越大,速度越大
C．物体从静止开始在外力作用下做直线运动,当合外力逐渐减小时,速度还逐渐增大
D．物体原来做匀变速直线运动,当合外力逐渐增大时,速度也一定逐渐增大
[答案] AC
超重和失重
[基础知识填充]
超重、失重和完全失重的对比
项目
超重
失重
完全失重
定义
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态
产生条件
物体有向上的加速度
物体有向下的加速度
a＝g,且方向向下
[学考真题对练]
1．（2020·广东学业水平考试）为探究超重、失重现象,小明同学将一台电子秤搬到一楼的电梯间,他平稳站在电子秤上．在电梯启动前、启动时和刚到二楼停止前,他观察到电子秤中自身体重的示数分别为G0、G1和G2,下列说法正确的是（ ）
A．G1>G0 B．G1C．G1[答案] A
2．（2019·广东学业水平考试）如图所示,升降机里的一轻质弹簧悬挂着小球,初始时升降机停在某一中间楼层,小球相对升降机静止．当升降机启动时发现弹簧的长度变长,则该时刻升降机（ ）
A．匀速上升B．匀速下降
C．加速下降D．加速上升
[答案] D
3．（2018·广东学业水平考试）某同学乘坐电梯从一楼到九楼,在电梯将要停下来时,该同学（ ）
A．处于失重状态B．处于超重状态
C．所受的重力变大D．所受的重力变小
A [在电梯将要停下来时,电梯做减速上升,加速度方向向下,该同学处于失重状态,所受的重力不变．]
4．（2017·广东学业水平考试）小明站在电梯里的体重计上,当电梯以1m/s2的加速度加速上升时,体重计的示数（ ）
A．大于小明受到的重力
B．等于小明受到的重力
C．小于小明受到的重力
D．等于零
A [小明站在电梯里的体重计上,当电梯加速上升时,处于超重状态,体重计的示数大于小明受到的重力,A正确．]
5.（2016·广东学业水平考试）城市部分过街天桥装有智能化电动扶梯,如图所示,当乘客站上扶梯时,它先缓慢加速,然后再匀速上升．则（ ）
A．乘客始终处于超重状态
B．乘客始终处于失重状态
C．电梯对乘客的作用力始终竖直向上
D．电梯匀速上升时,电梯对乘客的作用力竖直向上
D [扶梯加速时,对人有一个水平向右的静摩擦力,C错误．加速阶段,加速度斜向上,乘客处于超重状态；匀速阶段,扶梯对人的作用力竖直向上,且与重力是一对平衡力,A、B错误,D正确．]
6.（2015·广东学业水平考试）如图所示,光滑水平桌面上的木块,通过轻绳跨过轻质定滑轮与沙桶相连．木块在拉力的作用下滑动,不计滑轮摩擦．滑动的木块（ ）
A．速度不变
B．加速度不变
C．受到的合外力为零
D．受到的拉力大于沙桶的重力
B [木块和沙桶做匀加速运动．沙桶处于失重状态．]
7．（2015·广东学业水平考试1月）某空间站绕地球做匀速圆周运动,在空间站中不能正常使用的仪器是（ ）
A．电子表B．天平
C．电子温度计D．电压表
B [空间站处于完全失重状态,所有与重力有关的仪器均不能正常使用．]
对超重、失重的理解
（1）只要物体有竖直向上（或向下）的加速度,就会出现超重（或失重）现象,与物体的运动方向无关．
（2）发生超重（或失重）现象时,只是物体的“视重”增加（或减小）了,物体的重力并没有变化．
[最新模拟快练]
1．（2020·信宜学考模拟）如图所示,金属小桶侧面有一小孔A,当桶内盛水时,水会从小孔A中流出．如果让装满水的小桶自由下落,不计空气阻力,则在小桶自由下落过程中（ ）
A．水继续以相同的速度从小孔中喷出
B．水不再从小孔喷出
C．水将以更大的速度喷出
D．水将以较小的速度喷出
[答案] B
2．（2018·镇江学测模拟）风洞实验如图所示,风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”．则实验者在此过程中（ ）
A．处于失重状态
B．运动状态保持不变
C．所受重力小于气流对人的“托力”
D．所受重力的反作用力是气流对人的“托力”
[答案] C
3．（2018·信宜学考模拟）用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上,在下列四种情况中,绳的拉力最大的是（ ）
A．电梯匀速上升B．电梯匀速下降
C．电梯加速上升D．电梯加速下降
[答案] C
4.如图所示,小文同学在电梯中体验加速上升和加速下降的过程,这两个过程（ ）
A．都是超重过程
B．都是失重过程
C．加速上升是失重过程,加速下降是超重过程
D．加速上升是超重过程,加速下降是失重过程
D [加速上升时加速度方向向上,故支持力大于重力,为超重；加速下降时加速度方向向下,支持力小于重力,为失重,故D正确．]
5．某中学举行了秋季运动会,如图所示是小明同学参加跳高决赛的现场,他以背越式跳过1.65m的高度拿到了本届校运会的亚军,为班级争了光．若忽略空气阻力,则下列说法正确的是（ ）
A．小明在下降过程中处于失重状态
B．小明脚离地起跳以后在上升过程中处于超重状态
C．小明起跳时地面对他的支持力等于他的重力
D．小明越过横杆以后在下降过程中重力消失了
[答案] A
6．（2020·镇江学测模拟）如图所示,升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体,升降机静止时弹簧伸长10cm,运动时弹簧伸长9cm,则升降机的运动状态可能是（g取10m/s2）（ ）
A．以a＝1m/s2的加速度加速下降
B．以a＝1m/s2的加速度加速上升
C．以a＝9m/s2的加速度减速上升
D．以a＝9m/s2的加速度减速下降
[答案] A
7．（2019·广州学测模拟）如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作．下列Ft图象能反映体重计示数随时间变化的是（ ）
A B
C D
[答案] C
8．（2020·汕尾学考模拟）某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚触地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为（ ）
A．自身所受重力的2倍
B．自身所受重力的5倍
C．自身所受重力的8倍
D．自身所受重力的10倍
[答案] B
一、选择题
1．（2020·清远学考模拟）如图所示,将吹足气的气球由静止释放,气球内气体向后喷出,气球会向前运动,这是因为气球受到（ ）
A．重力
B．手的推力
C．空气的浮力
D．喷出气体对气球的作用力
D [气球内气体向后喷出时,气球对气体有向后的作用力,气体对气球有向前的反作用力使气球向前运动,D项正确．]
2．（2019·珠海学测模拟）首先采用“理想实验”研究运动与力关系的科学家是（ ）
A．伽利略 B．牛顿
C．开普勒D．亚里士多德
[答案] A
3．（2020·汕头学考模拟）在光滑的水平桌面上,有一个静止的物体,给物体施以水平作用力,在力作用到物体上的瞬间,则（ ）
A．物体同时具有加速度和速度
B．物体立即获得加速度,速度仍为零
C．物体立即获得速度,加速度仍为零
D．物体的速度和加速度均为零
B [合外力与加速度是瞬时对应关系,所以在力作用到物体上的瞬间,物体立即获得加速度,但物体的速度还得从零开始增大,不可能立即具有速度,故B正确．]
4．（2019·东莞学测模拟）下列关于惯性的说法正确的是（ ）
A．战斗机战斗前抛弃副油箱,是为了增大战斗机的惯性
B．物体的质量越大,其惯性就越大
C．汽车刹车时才有惯性
D．做自由落体运动的物体没有惯性
B [惯性与物体的运动状态无关,只与物体的质量有关．]
5．下列说法中正确的是（ ）
A．静止或做匀速直线运动的物体,一定不受外力的作用
B．当物体的运动状态发生改变时,物体必定受外力的作用
C．当某时刻物体速度等于零时,物体一定处于平衡状态
D．物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向
B [静止或做匀速直线运动的物体所受合外力也可能为零,故A错；力是物体运动状态改变的原因,故B正确；平衡状态的条件是所受合外力为零（加速度为零）而非速度为零,故C错；物体的运动方向也可以和合外力方向不同,故D错．]
6．（2019·河源学测模拟）如图所示,某校一学生踢球时（ ）
A．脚对球的作用力大于球对脚的作用力
B．脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等
C．脚对球的作用力与球的重力是一对平衡力
D．脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力
[答案] B
7．关于惯性,下列说法正确的是（ ）
A．汽车行驶越快,惯性越大
B．汽车匀速运动时没有惯性
C．人向前奔跑时被绊倒,与惯性无关
D．汽车突然启动时,车上的乘客由于惯性向后倾斜
D [根据牛顿第一定律可知,任何物体都有惯性,而质量是惯性大小的唯一量度,惯性与物体所处的状态无关,故A、B错．结合日常经验及分析可知C错,D正确．]
8．伽利略的理想实验说明（ ）
A．可以不必具体做实验,只抽象分析就能得出结论
B．亚里士多德关于力和运动的观点是错误的
C．力是维持物体运动的原因
D．力是改变物体运动状态的原因
B [理想实验是在实验的基础上进行逻辑推理的一种思维活动,仍由实验做基础,故A错误．实验证明了物体的运动不需要力来维持,同时证明了亚里士多德关于运动和力的观点是错误的,B正确,C错误．实验没有说明“力是改变物体运动状态的原因”,D错误．]
9．（2019·江门学测模拟）辽宁舰航行遇到海浪上下颠簸过程中,停放在甲板上的歼 15对甲板的压力大小为F1,甲板对歼 15的支持力大小为F2,在辽宁舰颠簸过程中,F1和F2的关系是（ ）
A．向上时F1＞F2；向下时F1＜F2
B．向上时F1＜F2；向下时F1＞F2
C．向上和向下时,都满足F1＞F2
D．向上和向下时,都满足F1＝F2
[答案] D
10．（2019·茂名学测模拟）某人用力推静止在水平面的小车,小车开始运动,停止用力后,小车逐渐停下来,这个现象说明（ ）
A．力是维持物体运动的原因
B．力是改变物体惯性的原因
C．力是改变物体运动状态的原因
D．力是使物体产生速度的原因
C [小车逐渐停下来是因为有摩擦力的作用,力是改变物体运动状态的原因,力是产生加速度的原因．]
11．（2020·广州学考模拟）随着居民生活水平的提高,家庭轿车越来越多,行车安全就越发显得重要．在行车过程中规定必须要使用安全带．假设某次急刹车时,由于安全带的作用,使质量为70kg的乘员具有的加速度大小约为6m/s2,此时安全带对乘员的作用力最接近（ ）
A．100N B．400N
C．800ND．1000N
[答案] B
12.如图所示,用弹簧秤水平拉水平桌面上的物块,下列说法正确的是（ ）
A．物块一定受到2个力的作用
B．弹簧秤对手和对物块的力是一对作用力和反作用力
C．若物块静止,是因为弹簧秤的拉力小于桌面对物块的摩擦力
D．若物块静止,是因为弹簧秤的拉力等于桌面对物块的摩擦力
[答案] D
13．水平路面上加速行驶的货车,突然从车上掉下一包货物,而司机没有发现,则汽车的加速度如何变化（ ）
A．不变B．变大
C．变小D．不确定
B [货车的牵引力不变,阻力变小,所以合外力变大,而质量变小,这两个因素都使加速度变大,故加速度变大,选B.]
14．甲、乙两个实验小车,在同样的合外力作用下,甲车产生的加速度是1.5m/s2,乙车产生的加速度是4.5m/s2,甲车的质量m甲和乙车的质量m乙之比为（ ）
A．1∶3B．3∶1
C．1∶1D．无法确定
B [在同样的合外力作用下物体的加速度与它的质量成反比.
＝
＝
＝3,故B正确．]
15.（2019·韶关学测模拟）如图所示,一人站在电梯中的体重计上,随电梯一起运动．下列各种情况中,体重计的示数最大的是（g取10m/s2）（ ）
A．电梯匀减速上升,加速度的大小为1.0m/s2
B．电梯匀加速上升,加速度的大小为1.0m/s2
C．电梯匀减速下降,加速度的大小为0.5m/s2
D．电梯匀加速下降,加速度的大小为0.5m/s2
[答案] B
16．（2020·梅州学考模拟）静止在光滑水平面上的物体在水平推力F作用下开始运动,推力随时间的变化如图所示,关于物体在0～t1时间内的运动情况,正确的描述是（ ）
A．物体先做匀加速运动,后做匀减速运动
B．物体的加速度一直增大
C．物体的速度先增大后减小
D．物体的速度一直增大
[答案] D
17.如图所示,将底部装有弹簧的木箱在
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