高中物理学考复习考点解读+考查点5+牛顿运动定律.docx

高中物理学考复习考点解读+考查点5+牛顿运动定律.docx

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高中物理学考复习考点解读+考查点5+牛顿运动定律

考查点5　牛顿运动定律

►考情分析

测试内容

测试要求

考情分析

牛顿第一定律

A

14年T2、15年T11

牛顿第三定律

A

15年T8、17年T22

力学单位制

A

16年T1

牛顿第二定律及其应用

C

14年T4/T26/T28、15年T14/T22/T28、16年T26（3）/T28

（2）

探究、实验：

探究加速度与力、质量的关系

a

14年T3、15年T13、16年T8、17年T7

第1课时　牛顿第一、三定律和力学单位制

►知识梳理

考点1　牛顿第一定律　A

（1）牛顿第一定律：

一切物体总保持________或________，除非作用在它上面的________迫使它改变这种状态，这就是________定律．

（2）牛顿第一定律表明，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫________，所以牛顿第一定律又叫________．惯性是物体的固有属性，物体的惯性只跟物体的________大小有关．

【典例1】　伽利略的理想斜面实验示意图如图所示，不计摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（　　）

A．该实验没有以可靠事实为依据，只是逻辑推理

B．小球在水平面上不受外力作用

C．小球沿右侧斜面上升的高度与其倾角有关

D．该实验否定了“力是维持物体运动的原因”的观点

【解析】　该实验既有可靠的事实，又有逻辑推理；小球在水平上受到重力和支持力；没有任何阻力时，小球沿右侧斜面总能上升到同样的高度，与倾角大小无关；该实验说明力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，故D选项正确．

【答案】　D

【警示】　要重视课本上物理学史的阅读，研究科学家的实验思想和实验方法以及得出的实验结论．

【变式1】　（2017·镇江模拟）如图所示，小明在用水平力推木箱时发现：

用力推时，木箱才能运动；撤去推力，木箱便停下来．据此小明认为，物体的运动需要力来维持．在物理学发展历程中，与小明具有相同观点的科学家是（　　）

A．亚里士多德B．伽利略

C．笛卡尔D．牛顿

【典例2】　（2017·盐城模拟）我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带．汽车刹车时汽车会很快停下来，人还要继续向前运动，此时安全带对人施加向后的拉力，保障人的安全，在这一过程中（　　）

A．人和汽车都没有惯性B．人和汽车都具有惯性

C．人具有惯性，汽车没有惯性D．人没有惯性，汽车具有惯性

【解析】　惯性是物体本身的属性，汽车刹车时，汽车和汽车的人都具有惯性，只是汽车刹车会慢慢停下来，如果前排乘坐人员不系好安全带，由于惯性就会向前冲出，造成危险．选项B正确．

【答案】　B

【点拨】　任何物体都有惯性，惯性是物体本身固有的属性．

【变式2】　（2017·无锡模拟）关于物体的惯性，下列说法正确的是（　　）

A．速度大的物体不能很快地停下来，是因为速度大的物体惯性大

B．静止的火车启动时，速度变化很慢，是因为静止的物体惯性大

C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小

D．空间站中的物体能“漂浮”起来，是因为物体在空间站中不具有惯性

【典例3】　（2017·泰州模拟）一个做匀速直线运动的物体，如果所受的一切外力都消失，则该物体将（　　）

A．立即静止B．仍做匀速直线运动

C．做匀加速直线运动D．做匀减速直线运动

【解析】　牛顿第一定律说明物体运动并不需要力来维持，只有当物体的运动状态发生变化，即产生加速度时才需要力的作用，一切物体在任何状态下都具有惯性，物体惯性大小只由其质量决定而与其他因素无关，所以撤去外力后物体应该保持原来的状态做匀速直线运动．选项B正确．

【答案】　B

【点拨】　本题考查用牛顿第一定律分析具体问题，外力消失之后，物体保持什么状态是由力消失瞬时物体的运动状态所决定的．

【变式3】　如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的粗糙斜面上，上表面成水平，在水平面上放一光滑小球m，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（　　）

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

考点2　牛顿第三定律　A

（1）两个物体之间的作用总是________的．一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定对前一物体也施加了力，物体间相互作用的这一对力，通常叫做________与________．两个物体之间的作用力和反作用力总是大小________，方向________，作用在________上，这就是牛顿第三定律．

（2）作用力与反作用力和平衡力的比较

项目

作用力与反作用力

平衡力

特点

一个力和其反作用力大小相等，方向相反，

作用在同一条直线上

一个力和其平衡力大小相等，方向相反，

作用在同一条直线上

有无

一个力一定有反作用力（同时存在）

一个力不一定有平衡力

数目

只有唯一的一个

一个或多个

性质

力的性质一定相同

可能相同，可能不同

对象

分别作用在不同的两个物体上

一定作用在同一个物体上

【典例4】　（2016·无锡模拟）如图所示，用弹簧测力计测钩码重力，当钩码静止时，下列说法正确的是　（　　）

A．钩码受到的重力和弹簧测力计对钩码的拉力是一对作用力和反作用力

B．钩码受到的重力和弹簧测力计对钩码的拉力是一对平衡力

C．钩码受到的重力和钩码对弹簧测力计的拉力是一对作用力和反作用力

D．钩码受到的重力和钩码对地球的引力是一对平衡力

【解析】　以钩码为研究对象，分析钩码受重力和弹簧测力计对钩码的拉力作用，这两个力是一对平衡力，其中重力的反作用力是钩码对地球的吸引力，测力计对钩码的拉力的反作用力是钩码对弹簧测力计的拉力，所以选项B正确．

【答案】　B

【点拨】　区分两个力是一对平衡力还是一对作用力反作用力，首先要看这两个力是否作用在同一物体，然后再判断大小和方向，而作用力反作用力一定要是发生在两个物体之间，如甲对乙、乙对甲这两个力才是作用力反作用力．

【变式4】　按照“江苏省校园足球振兴行动计划”要求，我省将建立1000所足球特色学校，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

【典例5】　（2017·宿迁模拟）一架飞机起飞后不久遭到鸟击，致使飞机发生故障．下列说法中正确的是（　　）

A．飞机和鸟主动撞击的一方施加的作用力大

B．鸟对飞机的作用力等于飞机对鸟的作用力

C．撞击后鸟亡，说明鸟对飞机的作用力小于飞机对鸟的作用力

D．撞击后机损，说明鸟对飞机的作用力大于飞机对鸟的作用力

【解析】　发生在两物体之间的一对作用力反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，所以选项B正确．

【答案】　B

【警示】　作用力反作用力始终大小相等、方向相反、作用在同一直线上，不能因为作用效果不同，就认为哪一个作用力大，哪一个作用力小，从而造成误判．

【变式5】　（2017·盐城模拟）把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手沿水平方向拉测力计A，测力计A受到B的拉力为F′，测力计B受到A的拉力为F，则（　　）

A．F与F′大小相等B．F的方向水平向左

C．F′的方向水平向右D．F′作用在测力计B上

考点3　力学单位制　A

（1）物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了各物理量的________关系．基本单位就是根据物理量运算中的实际需要而选定的少数几个物理量单位；根据物理公式和基本单位确立的其他物理量的单位叫做________．

（2）力学的三个基本物理量是________、________、________；所对应的国际制单位分别是（符号）________、________、________.而m/s、m/s2、N都属于________单位，以上三个基本单位与其他的导出单位一起组成了力学的国际单位制．

（3）在国际单位制中，物理学中共有七个基本物理量，除力学中的三个以外，还有热力学温度、物质的量、电流和发光强度．在计算中，只要把每一个物理量用国际单位代入公式，解出的物理量的单位一定也是国际单位，所以计算时要求先把已知物理量的单位化成国际单位再代入公式运算．

【典例6】　（2017·南京模拟）下列力学单位中，属于基本单位的是（　　）

A．牛顿B．秒C．瓦特D．帕斯卡

【解析】　国际单位制中力学的三个基本单位为千克、米、秒，所以只有选项B的“秒”是基本单位，其余选项中的单位均为导出单位．正确答案为B.

【答案】　B

【警示】　国际单位制中七个基本单位是：

长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、电流（安培）、热力学温度（开尔文）、物质的量（摩尔）、发光强度（坎德拉），其中力学中有米、千克、秒三个．

【变式6】　在力学范围内，国际单位制规定的三个基本量是　（　　）

A．长度、力、时间B．速度、力、质量

C．加速度、速度、长度D．长度、质量、时间

【典例7】　现有以下物理量或单位，按下面的要求选择填空

　A．密度　B．米/秒　C．牛顿　D．加速度　E．质量　F．秒　G．厘米　H．长度　I．时间　J．千克

（1）属于物理量的是________________________；

（2）在国际单位制中，作为基本单位的物理量有：

____________________________；

（3）在国际单位制中属于基本单位的是____________，属于导出单位的是____________．

【解析】　

（1）属于物理量的是A、D、E、H、I；

（2）在国际单位制中其单位作为基本单位的有E、H、I；（3）在国际单位制中属于基本单位的是J、F，属于导出单位的是B、C.

【答案】　

（1）ADEHI　

（2）EIH　（3）JF　BC

【警示】　

（1）区分好物理量和物理量的单位，如密度、加速度、质量均为物理量，而它们的单位分别为kg/m3、m/s2、kg，两者不能混淆；

（2）区分基本量的国际单位和非国际单位，如质量是基本量，它的单位中，千克是国际单位制中的单位，克、吨是非国际单位制中的单位，但它们都是基本单位．

【变式7】　对下面的物理量和单位的说法正确的是（　　）

①密度　②牛　③米每秒　④加速度　⑤长度　⑥质量　⑦千克　⑧时间

A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧B．属于国际单位制中基本单位的是②⑦

C．属于国际单位制中单位的是②③⑦D．属于国际单位制中单位的是④⑤⑥

►随堂练习

　　1.关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是　（　　）

A．牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因

B．惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

C．由牛顿第一定律可知：

物体所受的合力为零时，一定处于静止状态

D．牛顿第一定律可以通过实验来验证

2．（2017·南通模拟）驾驶汽车的过程中严禁发生下列违章行为，其中惯性发生改变的是（　　）

A．超载B．超速C．闯红灯D．不系安全带

3．粗糙水平地面上有一木箱，现有一人用一水平力拉着木箱匀加速直线前进，则　（　　）

A．人拉木箱的力大于木箱拉人的力

B．木箱所受的拉力和地面对木箱的摩擦力是一对平衡力

C．人拉木箱的力大于木箱所受摩擦力

D．木箱对地面的压力和木箱所受的重力是一对作用力和反作用力

4．（2017·南京模拟）国际单位制中，力学基本单位是（　　）

A．千克，米，秒B．牛顿，千克，秒

C．牛顿，米，秒D．牛顿，千克，米

5．（2016·江苏真题）下列力学单位中，属于导出单位的是（　　）

A．米B．秒

C．千克D．焦耳

　第6题图

6．马拉着车奔跑，马对车的拉力F和车对马的拉力F′是一对作用力和反作用力，则两力的大小关系是（　　）

A．F>F′

B．F

C．F＝F′

D．无法确定

第2课时　牛顿第二定律及其应用

（1）

►知识梳理

考点4　牛顿第二定律及其应用　C

（1）物体加速度的大小跟________________________成正比，跟物体的________成反比，加速度的方向跟________的方向相同，这就是牛顿第二定律．牛顿第二定律的表达式是________．

（2）a与F同时产生，同时________，同时________，为瞬时对应关系．

（3）F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与________的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均________．

【典例1】　（2016·徐州模拟）一质点受两个力的作用，处于静止状态．现使其中一个力保持不变，将另一个力的大小逐渐减小到零，方向保持不变，在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A．质点的速度始终增大B．质点仍然静止

C．质点的速度始终减小D．质点的加速度始终减小

【解析】　物体原来受两个平衡力，处于静止，现将另一个力大小逐渐减少到零，物体不再静止，所受的合外力不断变大，加速度变大，速度也不断变大．选项A正确．

【答案】　A

【点拨】　分析物体速度及位移等运动物理量的变化，一定要从受力分析出发，结合牛二定律分析出加速度的大小变化，然后结合运动学公式进行相应的分析．

【变式1】　（2016·苏州模拟）在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳A与竖直方向成θ角，拉力为Fb，绳b为水平状态，拉力为Fb，如图所示，现让小车从静止开始向右做匀加速运动，此时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳的拉力变化情况是（　　）

A．Fa变大，Fb不变B．Fa变大，Fb变小

C．Fa变大，Fb变大D．Fa不变，Fb变小

【典例2】　（2017·盐城模拟）如图所示，将底部装有弹簧的木箱在某一高度由静止释放，从弹簧接触地面到木箱速度为零的过程中，木箱速度的变化情况是（　　）

A．一直增大B．一直减小

C．先减小后增大D．先增大后减小

【解析】　根据牛顿第二定律，在竖直方向上mg－kx＝ma，某一特殊位置x＝时加速度为零，速度最大，所以木箱从接触弹簧到木箱速度为零的过程中速度先增大后减小．选项D正确．

【答案】　D

【警示】　在分析过程中速度和加速度变化的问题时，一定要注意中间某些特殊的状态，结合该状态前后的受力，就能准确地分析出速度和加速度的变化．

【变式2】　如图所示，水平桌面上的轻质弹簧左端固定，右端与静止在O点的小物块接触而不连接，此时弹簧无形变．现对物块施加大小恒为F、方向水平向左的推力，当物块向左运动到A点时撤去该推力，物块继续向左运动，最终物块运动到B点静止．已知物块质量为m，与桌面间的动摩擦因数为μ，OA＝l1，OB＝l2，重力加速度为g.

（1）求物块在O点刚开始运动时的加速度大小a.

（2）在推力作用的过程中，物块的加速度大小和速度大小如何变化？

请定性说明．

【典例3】　（2017·扬州模拟）滑雪运动是2022年北京冬季奥运会运动项目之一，受到众多年轻人的喜爱．如图所示，质量为60kg的滑雪运动员，在倾角为30°的斜坡顶端，由静止开始匀加速下滑90m到达坡底，用时10s，若重力加速度取g＝10m/s2，求运动员：

（1）下滑过程中的加速度大小．

（2）到达坡底时的速度大小．

（3）下滑过程中所受的合力大小．

【解析】　

（1）运动员沿斜坡做匀加速运动，初速度为0，由运动学公式x＝at2得运动员的加速度为a＝＝1.8m/s2；

（2）运动员滑至坡底时的速度为v＝at＝18m/s；（3）由牛顿第二定律得F合＝ma＝108N.

【答案】　

（1）1.8m/s2　

（2）18m/s　（3）108N

【点拨】　牛顿定律的解题要重视物体情况的分析或运动情况的分析，通过加速度a就可以将力和运动之间联系起来．

【变式3】　一质量m＝2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一个足够长的倾角为37°的固定斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的v－t图象，如图所示．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：

（1）小物块冲上斜面过程中加速度的大小；

（2）小物块与斜面间的动摩擦因数；

（3）小物块向上运动的最大距离．

【典例4】　（2017·扬州模拟）在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象，如图乙所示．已知木块质量为0.78kg，取g＝10m/s2.

（1）求木块与长木板间最大静摩擦力大小；

（2）求木块与长木板间的动摩擦因数；

（3）若在平行于木板的恒定拉力F作用下，木块以a＝2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动，求拉力F应为多大？

甲　　　　　　　　　　　乙

【解析】　

（1）由图象知最大静摩擦力fm＝4N.

（2）由图象知f动＝3.12N，利用滑动摩擦力公式f动＝μN＝μmg得μ＝0.4.（3）分析物体受力，在水平方向上受拉力F和摩擦力f，由牛顿第二定律F－f＝ma得到F＝f＋ma＝3.12＋0.78×2＝4.68N.

【答案】　

（1）4N　

（2）0.4　（3）4.68N

【点拨】　本题主要考查静摩擦力和滑动摩擦力的概念理解及应用、运用牛顿第二定律进行解题的能力，同时还结合图象，通过图象提高挖掘信息、研究物理过程寻求规律解题的能力．一般来说物理过程变化较为复杂，过程中物体受力情况也较为复杂，但是无论是变化复杂的物理过程，分析物体受力，求解加速度是解决这类问题的关键．

【变式4】　（2017·镇江模拟）质量为1kg的物体静止在水平地面上，在F＝8N的水平恒力作用下从静止开始做匀加速直线运动，运动到8m处时F方向保持不变，大小变为2N，F－x图如图所示，已知物体与地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g取10m/s2.求：

（1）物体在F变化前做匀加速直线运动的加速度大小；

（2）F大小改变瞬间，物体的速度大小；

（3）从F大小变为2N开始计时，经过5s时间物体的位移大小．

►随堂练习　　

1.如图所示，水平地面上质量为m的木块，受到大小为F、方向与水平方向成θ角的拉力作用，沿地面做匀加速直线运动．已知木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度大小为（　　）

　第1题图

A.

B.

C.

D.

2．（2017·盐城模拟）苹果从枝头落下，不考虑空气阻力的影响，在下落过程中（　　）

A．速度变大，加速度不变B．速度与加速度都不变

C．速度不变，加速度变大D．速度与加速度都变大

3．假设汽车突然紧急制动后所受阻力大小与汽车所受重力大小差不多，当汽车以20m/s的速度行驶时突然制动，它还能继续滑行的距离约为（g取10m/s2）（　　）

A．40mB．20mC．10mD．5m

第3课时　牛顿第二定律及其应用

（2）（含实验）

►知识梳理

考点1　牛顿第二定律　两类基本问题

（1）如果已知物体的受力情况，可以由________________求出物体的加速度，再通过________________就可以确定物体的运动情况；如果已知物体的运动情况，根据________________求出物体的加速度，于是就可以由________________确定物体所受的外力；无论是哪一种情况都要求出一个作为“桥梁”的物理量是________________．

（2）应用牛顿第二定律解题的一般步骤①确定研究对象；②分析研究对象的受力情况，画出受力示意图；③选定正方向或建立直角坐标系；④求合力（可用作图法、计算法、正交分解法）；⑤根据牛顿第二定律列方程求解．

（3）特别提醒：

牛顿第二定律及其应用是C级要求（C级要求——能在新的情境中应用相关知识解决问题，并建立不同情境下知识间的合理联系；能对较复杂的问题进行分析，弄清其条件和过程，并分解成几个较简单的问题，找出它们的联系，并综合应用知识进行解答）．每年学业水平考试中都有与牛顿定律相关的计算题、选择题出现，因此平时训练时一定要掌握物体在水平面上、斜面上、竖直面上三种典型题型的研究，还要注意有时需要进行必要的正交分解和牛顿第二定律方程的正确表达．

【典例1】　如图a所示，质量m＝2.0kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2.从t＝0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，前8s内F随时间t变化的规律如图b所示，g取10m/s2.

（1）在图c的坐标系中画出物体在前8s内的v－t图象．

（2）求前8s内物体的位移．

【解析】　

（1）前4s内a1＝＝3m/s2，4s末v4＝a1t1＝12m/s，x1＝a1t＝24m，4～5s内a2＝＝－7m/s2，所以5s末物体速度v5＝v4＋a2t2＝5m/s，4s～5s内物体

位移x2＝t2＝8.5m.5～8s内a3＝＝－2m/s2，由0＝v5＋a3t3知，物体需经t3＝＝－2.5s停止运动，通过的位移x3＝t3＝6.25m.前8s内的v－t图象如图所示．

（2）前8s内的位移为：

x＝x1＋x2＋x3＝38.75m.

【答案】　

（1）v－t图象如图所示　

（2）38.75m

【点拨】　对于物体发生多个运动过程的问题，一定要分析每一段相应的受力物征和运动特征，结合牛顿第二定律和运动学公式进行解题，要特别注意的是受力发生变化的瞬间，物体的运动速度不会发生改变．

【变式1】　（2017·盐城模拟）某公路上行驶的两汽车之间的安全距离x＝120m，当前车突然停止时，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t0＝1s.汽车以v＝20m/s的速度匀速行驶，刹车后汽车加速度大小为a＝5m/s2，取g＝10m/s2，求：

（1）刹车后汽车减速运动的时间；

（2）轮胎与路面间的动摩擦因数；

（3）汽车安全行驶的最大速度．

【典例2】　（2017·宿迁模拟）在宿迁克拉嗨谷游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m高处，然后由静止释放，为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m高处时速度刚好减小到零，然后再让座椅以非常缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．（取g＝10m/s2）求：

（1）座椅在自由下落结束时的速度是多大；

（2）座椅在匀减速阶段所用的时间是多少；

（3）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍．

【解析】　

（1）第一阶段是自由落体运动，由公式v＝gt求得v＝12m/s.

（2）第一阶段自由下落的高度由公式h＝gt2求得h1＝7.2m，则匀减速下落高度h2＝（40－7.2－4）m＝28.8m，所以在匀减速这段可利用公式x＝t得28.8＝t解得t＝4.8s.（3）由v－v＝2ax解得匀减速阶段的加速度为a＝2.5m/s2，方向竖直向上，根据牛顿第二定律FN－mg＝ma，代入数据得FN＝12.5m，所以＝1.25.

【答案】　

（1）12m/s　

（2）4.8s　（3）1.25

【点拨】　本题主要是研究竖直方向的两段匀变速运动过程，特别是在第二阶段，要根据加速度方向竖直向上，确定合外力方向应向上，然后应列出FN－mg＝ma的正确方程．

【变式2】　将质量为0.5kg的小球，以30m/s的速