牛顿运动定律复习Word文档格式.docx
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理解加速度与物体所受合外力、质量的关系
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知道测量加速度大小的方法
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了解几种测量器材，
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理解牛顿第二定律的内容和公式
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理解1N的大小定义
超重和失重
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了解超重和失重现象
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理解超重现象和失重的原因
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知道完全失重现象
力学单位
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理解单位制，知道基本单位和导出单位
牛顿运动三定律在经典物理学中是最重要、最基本的规律，是力学乃至整个物理学的基础。
历年高考对本章知识的考查重点：
①惯性、力和运动关系的理解；
②熟练应用牛顿定律分析和解决两类问题（已知物体的受力确定物体的运动情况、已知物体的运动情况确定物体的受力）。
命题的能力考查涉及：
①在正交的方向上质点受力合成和分解的能力；
②应用牛顿定律解决学科内和跨学科综合问题的能力；
③应用超重和失重的知识定量分析一些问题；
④能灵活运用隔离法和整体法解决简单连接体问题的能力；
⑤应用牛顿定律解题时的分析推理能力。
命题的最新发展：
联系理科知识的跨学科综合问题。
一、牛顿第一定律（惯性定律）：
◎知识梳理
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
1．理解要点：
①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。
②它定性地揭示了运动与力的关系：
力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究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，不能用实验直接验证。
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系。
2．惯性：
物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。
②质量是物体惯性大小的量度。
③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
严格相等。
④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、力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。
◎例题评析
【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（）
A．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动
B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动
C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已
D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度
二、牛顿第二定律（实验定律）
1.定律内容
物体的加速度a跟物体所受的合外力
成正比，跟物体的质量m成反比。
2.公式：
理解要点：
①因果性：
是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失；
②方向性：
a与
都是矢量,，方向严格相同；
③瞬时性和对应性：
a为某时刻物体的加速度，
是该时刻作用在该物体上的合外力。
牛顿第二定律适用于宏观,低速运动的情况。
【例2】如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的?
【例3】如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上．，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态，现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。
（2）若将图中的细线L1，改变为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与例3相同吗？
【说明】
（1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生，同时变化，同时消失，分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化。
（2）明确两种基本模型的特点。
A．轻绳不需要形变恢复时间、在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或者别的值。
B．轻弹簧（或橡皮绳）需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力不能突变，大小方向均不变。
【例4】将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度作竖直向上的匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.ON，下顶板的传感器显示的压力为10.ON，g取10m/s2
（1）若上顶板的传感器的示数是下顶板的传感器示数的一半，试判断箱的运动情况。
（2）要使上顶板传感器的示数为O，箱沿竖直方向的运动可能是怎样的?
【例5】如图所示，质量为m的入站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上做减速运动，a与水平方向的夹角为θ．求人受的支持力和摩擦力。
【例6】如图1所示，在原来静止的木箱内，放有A物体，A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止，现突然发现A被弹簧拉动，则木箱的运动情况可能是（）
A.加速下降B.减速上升
C.匀速向右运动D.加速向左运动
[总结].应用牛顿第二定律解题的步骤
（1）选取研究对象：
根据题意，研究对象可以是单一物体，也可以是几个物体组成的物体系统。
（2）分析物体的受力情况
（3）建立坐标
①若物体所受外力在一条直线上，可建立直线坐标。
②若物体所受外力不在一直线上，应建立直角坐标，通常以加速度的方向为一坐标轴，然后向两轴方向正交分解外力。
（4）列出第二定律方程
（5）解方程，得出结果
专题三.第二定律应用：
1.物体系.
（1）物体系中各物体的加速度相同，这类问题称为连接体问题。
这类问题由于物体系中的各物体加速度相同，可将它们看作一个整体，分析整体的受力情况和运动情况，可以根据牛顿第二定律，求出整体的外力中的未知力或加速度。
若要求物体系中两个物体间的相互作用力，则应采用隔离法。
将其中某一物体从物体系中隔离出来，进行受力分析，应用第二定律，相互作用的某一未知力求出，这类问题，应是整体法和隔离法交替运用，来解决问题的。
（2）物体系中某一物体作匀变速运动，另一物体处于平衡状态，两物体在相互作用，这类问题应采用牛顿第二定律和平衡条件联立来解决。
应用隔离法，通过对某一物体受力分析应用第二定律（或平衡条件），求出两物体间的相互作用，再过渡到另一物体，应用平衡条件（或第二定律）求出最后的未知量。
2．临界问题
某种物理现象转化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态。
临界状态又可理解为“恰好出现”与“恰好不出现”的交界状态。
处理临界状态的基本方法和步骤是：
①分析两种物理现象及其与临界值相关的条件；
②用假设法求出临界值；
③比较所给条件与临界值的关系，确定物理现象，然后求解
◎例题评析
【例7】如图所示，光滑的水平桌面上放着一个长为L的均匀直棒，用水平向左的拉力F作用在棒的左端。
则棒的各部分相互作用的力沿棒长向左的变化规律是_______。
【说明】使用隔离法时，可对构成连接体的不同物体隔离，也可以将同一物体隔离成若干个部分。
取隔离体的实质在于把系统的内力转化为其中某一隔离体的外力，以便应用牛顿定律解题。
【例8】如图，质量M
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
，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始经过
所通过的位移是多少？
（g取
）
【例9】如图所示，一个弹簧台秤的秤盘和弹簧质量均不计，盘内放一个质量
的静止物体P，弹簧的劲度系数
。
现施加给P一个竖直向上的拉力F，使P从静止开始向上做匀加速运动。
已知在头0.2s内F是变力，在0.2s以后，F是恒力，取
，求拉力F的最大值和最小值。
【例10】将质量为m的小球用轻质细绳拴在质量为M的倾角为θ的楔形木块B上，如图所示。
已知B的倾斜面是光滑的，底面与水平地面之间的摩擦因数为μ。
（1）若对B施加向右的水平拉力，使B向右运动，而A不离开B的斜面，这个拉力不得超过多少?
（2）若对B施以向左的水平推力，使B向左运动，而A不致在B上移动，这个推力不得超过多少?
专题四．动力学的两类基本问题
应用牛顿运动定律求解的问题主要有两类：
一类是已知受力情况求运动情况；
另一类是已知运动情况求受力情况.在这两类问题中，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析是解决问题的关键.
【例11】质量为m=2kg的木块原来静止在粗糙水平地面上，现在第1、3、5……奇数秒内给物体施加方向向右、大小为F1=6N的水平推力，在第2、4、6……偶数秒内给物体施加方向仍向右、大小为F2=2N的水平推力.已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10m/s2，问：
（1）木块在奇数秒和偶数秒内各做什么运动?
（2）经过多长时间，木块位移的大小等于40.25m?
【例12】如图所示，在倾角θ=37°
的足够长的固定的斜面上，有一质量m=1kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ=0.2，物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力F=9.6N的作用，从静止开始运动，经2s绳子突然断了，求绳断后多长时间物体速度大小达到22m/s.（sin37°
=0.6，g取10m/s2）
【例13】如图所示，光滑水平面上静止放着长L=1.6m、质量为M=3kg的木板.一个质量为m=1kg的小物体放在木板的最右端，m与M之间的动摩擦因数μ=0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F.
（1）施力F后，要想把木板从物体m的下方抽出来，求力F的大小应满足的条件；
（2）如果所施力F=10N，为了把木板从m的下方抽出来，此力的作用时间不得少于多少?
（g取10m/s2）
【例14】如图所示，传输带与水平面间的倾角为θ=37°
，皮带以10m/s的速率运行，在传输带上端A处无初速地放上质量为0.5kg的物体，它与传输带间的动摩擦因数为0.5.若传输带A到B的长度为16m，则物体从A运动到B的时间为多少？
专题五.牛顿第三定律、超重和失重
1.牛顿第三定律
（1）.作用力和反作用力一定是同种性质的力，而平衡力不一定；
（2）．作用力和反作用力作用在两个物体上，而一对平衡力作用在一个物体上
（3）．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失；
而对于一对平衡力，其中一个力变化不一定引起另外一个力变化
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
作用力与反作用力的二力平衡的区别
内容
作用力和反作用力
二力平衡
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
同时产生，同时消失相互依存，不可单独存在
无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不再平衡
叠加性
两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力
两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；
形变效果不能抵消
力的性质
一定是同性质的力
可以是同性质的力也可以不是同性质的力
2.超重和失重
超重现象是指：
N>
G或T>
G；
加速度a向上；
失重现象是指：
G>
N或G>
T；
加速度a向下；
完全失重是指：
T=0或N=0；
大小a=g
3.力学基本单位制：
（在国际制单位中）
基本单位和导出单位构成单位制.
a：
长度的单位——米；
b：
时间的单位——秒；
c：
质量的单位——千克
4.牛顿运动定律只适应于宏观低速，且只适应于惯性参照系。
【例15】弹簧下端挂一个质量m=1kg的物体，弹簧拉着物体在下列各种情况下，弹簧的示数：
（g=10m/s2）
（1）、弹簧秤以5m/s的速度匀速上升或下降时，示数为。
（2）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速上升时，示数为。
（3）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速下降时，示数为。
（4）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速上升时，示数为。
（5）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速下降时，示数为。
【例16】如图所示，浸在液体中的小球固定在轻弹簧的一端，弹簧另一端固定在容器底部，已知小球密度ρ，液体密度为ρ1（ρ<
ρ1），体积为V，弹簧劲度系数为K，求下列两种情况下弹簧的形变量：
（1）整个系统匀速上升；
（2）整个系统自由下落。
【例17】电梯地板上有一个质量为200kg的物体，它对地板的压力随时间变化的图象如图所示.则电梯从静止开始向上运动，在7s内上升的高度为多少？
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