專題復(fù)習(xí)(三)牛頓運(yùn)動定律考點(diǎn)例析

1、專題三：牛頓運(yùn)動定律考點(diǎn)例析一、 夯實(shí)基礎(chǔ)知識1、牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。對牛頓第一定律的理解要點(diǎn)：（1）運(yùn)動是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動不需要力來維持；（2）它定性地揭示了運(yùn)動與力的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因；（3）定律說明了任何物體都有一個極其重要的屬性慣性；（4）不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實(shí)驗直接驗證，但是建立在大量實(shí)驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上，通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。它告訴了人們研究物理問題的另一種方法，即通過大量的實(shí)驗現(xiàn)象，利用人的邏輯思維，從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律；（5）

2、牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，不能簡單地認(rèn)為它是牛頓第二定律不受外力時的特例，牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動的關(guān)系，牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動的關(guān)系。2、牛頓第二定律：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F=ma.對牛頓第二定律的理解要點(diǎn)：（1）牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系，即知道了力，可根據(jù)牛頓第二定律研究其效果，分析出物體的運(yùn)動規(guī)律；反過來，知道了運(yùn)動，可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況，為設(shè)計運(yùn)動，控制運(yùn)動提供了理論基礎(chǔ)；（2）牛頓第二定律揭示的是力的瞬時效果，即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應(yīng)關(guān)系，力變加速度

3、就變，力撤除加速度就為零，注意力的瞬時效果是加速度而不是速度；（3）牛頓第二定律是矢量關(guān)系，加速度的方向總是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，F(xiàn)x=max,Fy=may,Fz=maz;（4）牛頓第二定律F=ma定義了力的基本單位牛頓（定義使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的作用力為1N,即1N=1kg.m/s2.3、牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。對牛頓第三定律的理解要點(diǎn)：(1)作用力和反作用力相互依賴性，它們是相互依存，互以對方作為自已存在的前提；（2）作用力和反作用力的同時性，它們是同時產(chǎn)生、同時消失，同時變化，不是先有作

4、用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力；（4）作用力和反作用力是不可疊加的，作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可求它們的合力，兩個力的作用效果不能相互抵消，這應(yīng)注意同二力平衡加以區(qū)別。4.物體受力分析的基本程序：（1）確定研究對象；（2）采用隔離法分析其他物體對研究對象的作用力；（3）按照先重力，然后環(huán)繞物體一周找出跟研究對象接觸的物體，并逐個分析這些物體對研究對象的彈力和摩擦力，最后分析其他場力；（4）畫物體受力圖，沒有特別要求，則畫示意圖即可。5.超重和失重：（1）超重：物體有向上的加速度稱物體處于超重。處于失重的物體的物體對支持面的壓力F（或?qū)?/p>

5、掛物的拉力）大于物體的重力，即F=mg+ma.；（2）失重：物體有向下的加速度稱物體處于失重。處于失重的物體對支持面的壓力FN（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力mg，即FN=mgma，當(dāng)a=g時，F(xiàn)N=0,即物體處于完全失重。6、牛頓定律的適用范圍：（1）只適用于研究慣性系中運(yùn)動與力的關(guān)系，不能用于非慣性系；（2）只適用于解決宏觀物體的低速運(yùn)動問題，不能用來處理高速運(yùn)動問題；（3）只適用于宏觀物體，一般不適用微觀粒子。二、解析典型問題問題1：必須弄清牛頓第二定律的矢量性。300aFNmgFf圖1xyxaxayx例1、如圖1所示，電梯與水平面夾角為300,當(dāng)電梯加速向上運(yùn)動時，人對梯面壓力是其重

6、力的6/5，則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍？問題2：必須弄清牛頓第二定律的瞬時性。L1L2圖2(a)例2、如圖2（a）所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度分別為L1、L2的兩根細(xì)線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬時物體的加速度。問題3：必須弄清牛頓第二定律的獨(dú)立性。Mm圖3例3、如圖3所示，一個劈形物體M放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動軌跡是：A沿斜面向下的直線B拋物線C豎直向下的直線D.無規(guī)則的曲線。圖4問題4：必須弄清牛頓第二定律的同體性。例4、一

7、人在井下站在吊臺上，用如圖4所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺和自己提升上來。圖中跨過滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計摩擦。吊臺的質(zhì)量m=15kg,人的質(zhì)量為M=55kg,起動時吊臺向上的加速度是a=0.2m/s2,求這時人對吊臺的壓力。(g=9.8m/s2)問題5：必須弄清面接觸物體分離的條件及應(yīng)用。圖7例5、一根勁度系數(shù)為k,質(zhì)量不計的輕彈簧，上端固定,下端系一質(zhì)量為m的物體,有一水平板將物體托住,并使彈簧處于自然長度。如圖7所示?，F(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度a(ag勻加速向下移動。求經(jīng)過多長時間木板開始與物體分離。F圖8例6、如圖8所示，一個彈簧臺秤的秤盤質(zhì)量和彈簧質(zhì)量都不計，盤內(nèi)放一個物體P處于

8、靜止，P的質(zhì)量m=12kg，彈簧的勁度系數(shù)k=300N/m?，F(xiàn)在給P施加一個豎直向上的力F，使P從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動，已知在t=0.2s內(nèi)F是變力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2,則F的最小值是 ，F(xiàn)的最大值是 。F圖9例7、一彈簧秤的秤盤質(zhì)量m1=15kg，盤內(nèi)放一質(zhì)量為m2=105kg的物體P，彈簧質(zhì)量不計，其勁度系數(shù)為k=800N/m，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖9所示。現(xiàn)給P施加一個豎直向上的力F，使P從靜止開始向上做勻加速直線運(yùn)動，已知在最初02s內(nèi)F是變化的，在02s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）題6：必須會分析臨界問題。例8、如圖10

9、，在光滑水平面上放著緊靠在一起的兩物體，的質(zhì)量是的2倍，受到向右的恒力B=2N，受到的水平力A=(9-2t)N，(t的單位是s)。從t0開始計時，則：A物體在3s末時刻的加速度是初始時刻的511倍；圖10 Bts后,物體做勻加速直線運(yùn)動； Ct4.5s時,物體的速度為零； Dt4.5s后,的加速度方向相反。aAP450圖11例9、如圖11所示，細(xì)線的一端固定于傾角為450的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊至少以加速度a= 向左運(yùn)動時，小球?qū)瑝K的壓力等于零，當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動時，線中拉力T= 。問題7：必須會用整體法和隔離法解題。圖14FmM例10

10、、用質(zhì)量為m、長度為L的繩沿著光滑水平面拉動質(zhì)量為M的物體，在繩的一端所施加的水平拉力為F， 如圖14所示，求：(1)物體與繩的加速度；(2)繩中各處張力的大小(假定繩的質(zhì)量分布均勻，下垂度可忽略不計。)ABLm圖16例11、如圖16所示，AB為一光滑水平橫桿，桿上套一輕環(huán)，環(huán)上系一長為L質(zhì)量不計的細(xì)繩，繩的另一端拴一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將繩拉直，且與AB平行，由靜止釋放小球，則當(dāng)細(xì)繩與AB成角時，小球速度的水平分量和豎直分量的大小各是多少？輕環(huán)移動的距離d是多少？問題8：必須會分析與斜面體有關(guān)的問題。xyV0Mm圖17例12、如圖17所示，水平粗糙的地面上放置一質(zhì)量為M、傾角為的斜面體，斜面體

11、表面也是粗糙的有一質(zhì)量為m的小滑塊以初速度V0由斜面底端滑上斜面上經(jīng)過時間t到達(dá)某處速度為零，在小滑塊上滑過程中斜面體保持不動。求此過程中水平地面對斜面體的摩擦力與支持力各為多大？問題9：必須會分析傳送帶有關(guān)的問題。例13、如圖18所示，某工廠用水平傳送帶傳送零件，設(shè)兩輪子圓心的距離為S，傳送帶與零件間的動摩擦因數(shù)為，傳送帶的速度恒為V，在P點(diǎn)輕放一質(zhì)量為m的零件，并使被傳送到右邊的Q處。設(shè)零件運(yùn)動的后一段與傳送帶之間無滑動，則傳送所需時間為 圖18SPQV ，摩擦力對零件做功為 . A N a1 N f2 B a2 f1 mg mg 圖19圖20(a)(b)例14、如圖19所示，傳送帶與地面

12、的傾角=37，從A到B的長度為16，傳送帶以V0=10m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動。在傳送帶上端無初速的放一個質(zhì)量為0.5的物體，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=0.5，求物體從A運(yùn)動到B所需的時間是多少？(sin37=0.6,cos37=0.8) 問題10：必須會分析求解聯(lián)系的問題。例15、風(fēng)洞實(shí)驗室中可產(chǎn)生水平方向的，大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力?，F(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗室。小球孔徑略大于細(xì)桿直徑。如圖21所示。 （1）當(dāng)桿在水平方向上固定時，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上作勻速運(yùn)動，這時小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的05倍。求小球與桿間的動摩擦因數(shù)。 （2）保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為

13、370并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離S所需時間為多少？（sin370 = 06，cos370 = 08）圖21FGFfFNGFFN1Ff1FFFFF圖22三、警示易錯試題典型錯誤之一：不理解“輕彈簧”的物理含義。例16、（2004年湖北高考理綜試題）如圖22所示，四個完全相同的彈簧都處于水平位置，它們的右端受到大小皆為F的拉力作用，而左端的情況各不相同：中彈簧的左端固定在墻上，中彈簧的左端受大小也為F的拉力作用，中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動，中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3 、L4依次表示四個彈簧的伸長量，

14、則有：AL2>L1; B. L4>L3;CL1>L3; D. L2=L4.典型錯誤之二：受力分析漏掉重力。例17、蹦床是運(yùn)動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運(yùn)動項目。一個質(zhì)量為60kg的運(yùn)動員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運(yùn)動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s。若把在這段時間內(nèi)網(wǎng)對運(yùn)動員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小。（g=10m/s2）四、如臨高考測試m圖23m1右左1一個質(zhì)量可忽略不計的降落傘，下面吊一個很輕的彈簧測力計，測力計下面掛一個質(zhì)量為10kg的物體。降落傘在下降過程中受到的空氣阻力為30N，則

15、此過程中測力計的示數(shù)為（取g=10m/s2） A130NB30NC70ND100N2.在汽車中懸線上掛一小球。實(shí)驗表明，當(dāng)做勻變速直線運(yùn)動時，懸線將與豎直方向成某一固定角度。如圖23所示，若在汽車底板上還有一個跟其相對靜止的物體m1,則關(guān)于汽車的運(yùn)動情況和物體m1的受力情況正確的是：A汽車一定向右做加速運(yùn)動； B汽車一定向左做加速運(yùn)動；Cm1除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用；Dm1除受到重力、底板的支持力作用外，還可能受到向左的摩擦力作用。Mab圖24 3.如圖24所示,一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為90°，兩底角為和；a、b為兩個位于斜面上

16、質(zhì)量均為m的小木塊。已知所有接觸面都是光滑的?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)a、b沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動，這時楔形木塊對水平桌面的壓力等于 （ ）AMg+mg BMg+2mg CMg+mg(sin+sin) DMg+mg(cos+cos)圖254如圖25所示，一個鐵球從豎立在地面上的輕彈簧正上方某處自由下落，接觸彈簧后將彈簧壓縮。在壓縮的全過程中，彈簧均為彈性形變，那么當(dāng)彈簧的壓縮量最大時:A球所受合力最大，但不一定大于重力值B球的加速度最大，且一定大于重力加速度值C球的加速度最大，有可能小于重力加速度值D球所受彈力最大，且一定大于重力值。5、有一只籮筐盛有幾個西瓜，放在粗糙水平地面上，籮筐與水平地面間的動摩

17、擦因數(shù)為若給籮筐一個水平初速度V0，讓整筐西瓜在水平地面上滑行，則在滑行過程中，籮筐內(nèi)某個質(zhì)量為m的西瓜（未與籮筐接觸）受到周圍的西瓜對它的作用力的大小為：A0 B CDa圖26GFfFNN6、一物體放置在傾角為的斜面上，斜面固定于加速上升的電梯中，加速度為，如圖26所示在物體始終相對于斜面靜止的條件下，下列說法中正確的是A當(dāng)一定時，越大，斜面對物體的正壓力越小B當(dāng)一定時，越大，斜面對物體的摩擦力越大C當(dāng)一定時，越大，斜面對物體的正壓力越小D當(dāng)一定時，越大，斜面對物體的摩擦力越小t/sV/m.s-10246824圖28t/sF/N02468123圖277、放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的

18、水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系和物塊速度V與時間t的關(guān)系如圖27、28所示。取重力加速度g=10m/s2.由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為：Am=0.5kg,=0.4;B. m=1.5kg,=2/15;C. m=0.5kg,=0.2;D. m=1.0kg,=0.2.8、一航天探測器完成對月球的探測任務(wù)后，在離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動，再勻速運(yùn)動探測器通過噴氣而獲得推動力以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是A探測器加速運(yùn)動時，沿直線向后噴氣 B.探測器加速運(yùn)動時，豎直向下噴氣圖29C.探測器勻速運(yùn)動時，豎直向下噴氣 D.探測器勻