高考物理一轮复习知识梳理必修1 第四章 牛顿运动定律Word下载.docx

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惯性是物体的______属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况______．

·

针对训练1·

　（14年北京高考）伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：

小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（　　）

A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置

B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

二、牛顿第三定律

两物体间作用力和反作用力总是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

2．适用条件：

与牛顿第一、二定律不同，牛顿第三定律没有涉及物体的运动，所以无论选什么物体作为参照物，牛顿第三定律都成立．

3．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”

（1）“三同”：

①______相同；

②______相同；

③变化情况相同．

（2）“三异”：

①______不同；

②______物体不同；

③产生的效果不同．

（3）“三无关”：

①与物体的种类无关；

②与物体的运动状态无关；

③与物体是否和其他物体存在相互作用无关．

4．相互作用力与平衡力的比较

　　对应名称

比较内容　　

作用力与反作用力

一对平衡力

不同点

作用在两个相互

作用的物体上

作用在____物体上

同时____、同时消失

不一定同时产生、

同时消失

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

一定是同____的力

性质不一定相同

相同点,大小____、方向____、作用在同一条直线上三、力学单位制

1．在物理学中，先选定几个物理量的单位作为________单位，再由物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系而导出来的单位叫做________单位．力学中的三个基本单位分别是________、________、________．

2．中学阶段国际单位制中的基本物理量包括长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量，其单位分别为米（m）、千克（kg）、秒（s）、安（A）、开（K）、摩（mol）．

针对训练2·

　（15年安徽理综）由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为F＝k

，式中k为静电力常量．若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为（　　）

A．kg·

A2·

m3B．kg·

A－2·

m3·

s－4

C．kg·

m2·

C－2D．N·

A－2

　　　　　　方法技巧·

考点突破

实例

指导

典型例题1·

　如图所示，一个劈形物体M各面均光滑，上面成水平，水平面上放一光滑小球m，现使劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（斜面足够长）（　　）

A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线

C．无规则曲线D．抛物线

【测量目标】　本题考查由受力分析判断运动情况，测量考生的分析综合能力．

温馨提示

对小球受力分析，不同的方向是否有力来改变它的运动状态．

【练练手】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

举一反三1·

　（多选）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是（　　）

A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性

B．没有力的作用，物体只能处于静止状态

C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性

D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动

【测量目标】　本题考查由受力与运动关系，测量考生的对惯性的理解．

典型例题2·

　如图所示，物体A和B的重力分别为11N和7N，不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦，则下列说法正确的是（　　）

A．弹簧秤的读数为14N，A对地面的压力为11N

B．弹簧秤的读数为18N，A对地面的压力为0

C．弹簧秤的读数为7N，A对地面的压力为4N

D．弹簧秤的读数为0，A对地面的压力为11N

【测量目标】　本题考查受力分析，测量考生的分析综合的能力．

举一反三2·

　一只封闭的小箱子，自重为G，内有一只重为G0的小蜜蜂，箱子放在水平地面上，则关于箱子对地面的压力的说法正确的是（　　）

A．若小蜜蜂在箱子内水平匀速飞行，箱子对地面的压力等于G

B．若小蜜蜂在箱子内竖直向上匀速飞行，箱子对地面的压力大于G＋G0

C．若小蜜蜂在箱子内竖直向下匀速飞行，箱子对地面的压力小于G＋G0

D．若小蜜蜂在箱子内倾斜向上匀速飞行，箱子对地面的压力等于G＋G0

典型例题3·

　（16年广东测试）如图所示，人静止站在体重计上，下列说法正确的是（　　）

A．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力

B．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力

C．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力与反作用力

D．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力

【测量目标】　考查作用力与反作用力及平衡力的区别，测量考生的理解的能力．

　　　　　　当堂检测·

小试牛刀

1.在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是（　　）

A．亚里士多德、伽利略B．伽利略、牛顿

C．伽利略、爱因斯坦D．亚里士多德、牛顿

2．在一次交通事故中，一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动，结果车厢上的钢材向前冲出，压扁驾驶室．下列关于这起事故原因的物理分析正确的是（　　）

A．由于车厢上的钢材有惯性，在汽车制动时，钢材继续向前运动，压扁驾驶室

B．由于汽车紧急制动，使其惯性减小，而钢材惯性较大，所以继续向前运动

C．由于车厢上的钢材所受阻力太小，不足以克服其惯性，所以继续向前运动

D．由于汽车制动前的速度太大，汽车的惯性比钢材的惯性大，在汽车制动后，钢材继续向前运动

第3题图

3．（多选）抖空竹是人们喜爱的一项体育活动．最早的空竹是两个如同车轮的竹筒，中间加一个转轴，由于外形对称，其重心在中间位置，初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡．随着制作技术的发展，如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎，现在大多是塑料制成的，也有天然竹木制成的．关于抖空竹，在空气阻力不可忽略的情况下，下列说法中正确的是（　　）

A．空竹启动前用绳子拉住提起，要保证支持力和重力在同一条直线上

B．空竹的转动是依靠绳子的拉动，绳子与转轴之间的摩擦力越小越好

C．空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和惯性作用

D．空竹从抛起到接住，转速会减小，表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动

4．（16年江西省上饶市模拟）有人设计了一种交通工具，在平板车上装了一个电风扇，风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，如图所示．对于这种设计，下列说法正确的是（　　）

第4题图

A．根据牛顿第二定律，这种设计能使小车运行

B．根据牛顿第三定律，这种设计不能使小车运行

C．根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运行

D．以上说法均不正确

5．（16年贵州调研）一个人站在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，以下说法正确的是（　　）

A．人对升降机的压力小于升降机对人的支持力

B．人对升降机的压力与升降机对人的支持力大小相等

C．升降机对人的支持力等于人的重力

D．人的重力和升降机对人的支持力是一对作用力和反作用力

6．如图所示，质量为m的物体放在质量为M、倾角为θ的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，则下列说法正确的是（　　）

A．地面对斜面体的摩擦力大小为Fcosθ

第6题图

B．地面对斜面体的支持力为（M＋m）g

C．物体对斜面体的摩擦力的大小为F

D．斜面体对物体的作用力竖直向上

第11讲　用牛顿运动定律解决问题

（注：

①考纲要求中Ⅰ代表了解和认识，Ⅱ代表理解和应用；

②命题难度中的A代表容易，B代表中等，C代表难）

考查

内容

考纲

要求

年份

考查详情

能力

命题

难度

用牛顿

运动定律

解决问题

Ⅱ

13年

T14—计算，以砝码在薄纸板上运动为背景，考查运用运动学公式及牛顿第二定律计算拉力大小

应用数学处理

物理问题

C

14年

T8—选择，利用牛顿第二定律分析叠加体以共同加速度运动的加速度与受力情况的临界问题

15年

T6—选择，电梯中的超重与失重

分析综合

B

16年

T9—选择，合外力与加速度关系

总结

　　1.小结：

用牛顿定律解决问题主要以选择、计算形式进行考查，侧重考查牛顿第二定律、物体受力分析和运动学公式的联合应用．

2．复习指导：

建议复习时应当深入理解牛顿运动定律和运动学公式的综合应用，在研究力学和运动学的题目中让问题迎刃而解．连接体是典型问题，要会解决加速度大小不同的连接体问题，加强从情景中提取物理模型的能力.

第1课时　牛顿第二定律

1.内容

物体__________跟受到的__________成正比，跟物体的________成反比．

2．公式：

F合＝________．

3．物理意义

反映了物体运动的________与外力的关系，且这种关系是瞬时对应的，加速度的方向跟作用力的方向相同．

4．适用范围：

________物体、________运动．（惯性系内低速运动的宏观物体）

针对训练·

　（回归教材必修1第四章第3节）如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为3.0×

103kg，其推进器的平均推力为900N，在飞船与空间站对接后，推进器工作5s内，测出飞船和空间站速度变化是0.05m/s，则空间站的质量为（　　）

A．9.0×

104kgB．8.7×

104kg

C．6.0×

104kgD．6×

103kg

精讲

易错

诊所

对牛顿第二定律的理解

1．牛顿第二定律定量提供了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；

反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础．对牛顿第二定律的数学表达式F合＝ma，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力，只是在大小上ma的值跟F合值相等．

2．矢量性：

牛顿第二定律的公式是矢量式，任一瞬间，a的方向均与F合的方向相同．当F合方向变化时，a的方向同时发生变化，且始终保持相同．F合与a的同向性是我们根据受力判断运动和根据运动判断受力的重要依据．

3．瞬时性：

加速度与力有等时关系．F＝ma中的a为任一瞬时F产生的加速度，对同一物体，力一旦发生改变，对应的加速度也同时改变．由于力可以突变，所以加速度也可以突变．应注意力的瞬间效果是加速度而不是速度．

4．统一性：

①同时性：

F是产生加速度的原因，而加速度是力F作用的结果．加速度与合外力虽然有因果关系，并没有先后顺序，力的作用与加速度的产生是同时的，如果某一时刻的作用力消失，加速度也随即消失．②同体性：

即F、m、a必须针对同一物体或系统．

5．力的独立性作用原理：

当物体同时受到几个力作用，每个力都使物体在该力方向产生一个加速度，如同其他力不存在一样，物体的实际加速度是几个加速度的矢量和．

　如图所示，从距弹簧顶端一定高度处自由落下的小球，从开始释放到弹簧的压缩量最大的过程中，则：

（1）分析小球的运动情况；

（2）指出小球在什么时候或什么位置速度最大、最小；

（3）指出加速度在什么时候或什么位置速度最大、最小．

【测量目标】　本题考查对牛顿第二定律的理解，测量考生的理解能力．

对F＝ma的理解要紧紧抓住它们的因果关系，注意F为因，a为果．

　一皮带传送装置如图所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带上的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中，滑块的速度和加速度的变化情况是（　　）

A．速度增大，加速度增大

B．速度增大，加速度减小

C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小

D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大

【测量目标】　本题考查对牛顿第二定律的理解，测量考生的理解的能力．

　（16年滁州调研）如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°

光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（　　）

A．都等于

B.

和0

C.

和0D．0和

【测量目标】　本题考查对牛顿第二定律的瞬时性的理解，测量考生的理解和分析综合能力．

分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况．

　（16年河北保定调研）如图所示，两个质量分别为m1、m2的物块A和B通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上，水平轻绳一端连接A，另一端固定在墙上，A、B与传送带间动摩擦因数均为μ.传送带顺时针方向转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳的瞬间，设A、B的加速度大小分别为aA和aB，（弹簧在弹性限度内，重力加速度为g）则（　　）

A．aA＝μ

g，aB＝μg′

B．aA＝μg，aB＝0

C．aA＝μ

g，aB＝0

D．aA＝μg，aB＝μg

【测量目标】　本题考查对牛顿第二定律的瞬时性理解和物理过程的分析，测量考生的理解和分析综合能力．

牛顿第二定律的瞬时性问题

一、两种类型与三个模型

（一）、两种类型

（1）刚性绳（或接触面）——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．

（2）弹簧（或橡皮绳）——两端同时连接（或附着）有物体的弹簧（或橡皮绳），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．

（二）三种模型：

轻绳、轻杆和轻弹簧三种模型的异同

1．三个模型的相同点：

（1）“轻”——质量和重力均不计．

（2）在任何情况下，绳中张力相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力也相等．

2．三个模型的不同点：

（1）施力和受力特点

轻绳——只能产生沿绳方向的拉力．

轻杆——不仅可以产生和承受沿杆方向的拉力和压力，还可以产生和承受不沿杆方向的拉力和压力．

轻弹簧——可以产生和承受沿弹簧伸缩方向的拉力和压力．

（2）力的变化特点

轻绳——拉力的产生、变化或消失不需要时间，具有突变性和瞬时性．

轻杆——拉力和压力的产生、变化或消失不需要时间，具有突变性和瞬时性．

轻弹簧——弹力的产生、变化或消失需要时间，不具有突变性，即只能渐变，但具有瞬时性，即不同形变的瞬间，对应不同的弹力．（注意：

当轻弹簧的自由端无重物时，形变消失不需要时间，即具有突变性）

　如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定，下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时，细线保持与竖直方向的夹角为α.已知θ＜α，则下列说法正确的是（　　）

A．小车一定向右做匀加速运动

B．轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向

C．小球P受到的合力大小为mgtanθ

D．小球Q受到的合力大小为mgtanα

【测量目标】　本题考查对牛顿第二定律的理解和物理过程的分析，测量考生的理解和分析综合能力．

画受力，求合力，以便建立方程求解．

举一反三3·

　（16年江苏镇江模拟）如图所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力．

质量m＝100g的小球穿在长L＝1.2m的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为0.5，当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑．保持风力不变，改变固定杆与竖直线的夹角为θ＝37°

，将小球从O点静止释放．g取10m/s2，sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8，求：

（1）小球受到的风力大小；

（2）当θ＝37°

时，小球离开杆时的动能．

【测量目标】　本题考查对牛顿第二定律的理解、物理过程的分析，测量考生的理解和分析综合能力．

考虑问题要全面，杆的弹力可能垂直杆向下也可能垂直杆向上．

　　　　　　学科素养·

培优专练

思想

方法

应用牛顿定律解题的方法的归纳

1．合成法

若物体只受两个力作用而产生加速度时，根据牛顿第二定律可知，利用平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向．特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比较简单．

2．正交分解法

当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常采用正交分解法解题，为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定x轴的正方向常有以下两种方法：

（1）分解力而不分解加速度

分解力而不分解加速度，通常以加速度a的方向为x轴的正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上，分别求得x轴和y轴上的合力Fx和Fy.根据力的独立作用原理，各个方向上的力分别产生各自的加速度，得Fx＝ma，Fy＝0.

（2）分解加速度而不分解力

分解加速度a为ax和ay，根据牛顿第二定律得Fx＝max，Fy＝may，再求解．这种方法一般是在以某个力的方向为x轴正方向时，其他的力都落在或大多数力落在两个坐标轴上而不需再分解的情况下应用.

1．如图所示，小车向右运动的过程中，某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止，悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角．这段时间内关于物块B受到的摩擦力下述判断中正确的是（　　）

第1题图

A．物块B不受摩擦力作用

B．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左

C．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右

D．因小车的运动性质不能确定，故B受到的摩擦力情况无法判断

2.

第2题图

（15年海南高考）（多选）如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态．现将细线剪断．将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长