專題三牛頓運動定律1精講

1、專題三牛頓運動定律一、牛頓第一定律1.內(nèi)容一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).2.意義(1) 指出力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因.(2) 指出了一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又稱為慣性定律.(3) 牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實際中不受力作用的物體是不存在的，當(dāng)物體受外力但所受合力為零時，其運動效果跟不受外力作用時相同，物體將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài).3.慣性(1) 定義：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).(2) 量度：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)

2、量小的物體慣性小.(3) 普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性，與物體的運動情況和受力情況無關(guān).二、牛頓第二定律1.內(nèi)容物體加速度的大小跟所受外力的合力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力方向相同.2.表達(dá)式： F ma.三、牛頓第三定律1.牛頓第三定律的內(nèi)容兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上.2.作用力與反作用力的“ 三同、三異、三無關(guān)”(1) “三同”：大小相同；性質(zhì)相同；變化情況相同.(2) “三異”：方向不同；受力物體不同；產(chǎn)生的效果不同.(3) “三無關(guān)”：與物體的種類無關(guān)；與物體的運動狀態(tài)無關(guān)；與物體是否和其他物體存在相互作

3、用無關(guān).四、力學(xué)單位制1.力學(xué)中的基本物理量及單位(1) 力學(xué)中的基本物理量是長度、質(zhì)量、時間.(2) 力學(xué)中的基本單位：基本物理量的所有單位都是基本單位.如：毫米 (mm) 、克 (g)、毫秒 (ms)等等 .三個基本物理量的單位在國際單位制中分別為米(m) 、千克 (kg) 、秒 (s).2.單位制(1) 由基本單位和導(dǎo)出單位組成的單位系統(tǒng)叫做單位制.(2) 國際單位制 (SI) ：國際計量大會制定的國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫做國際單位制.五、超重與失重1.超重(1) 定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象.1(2) 產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度

4、.2.失重(1) 定義：物體對支持物的壓力 (或?qū)覓煳锏睦?)小于物體所受重力的現(xiàn)象 .(2) 產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度.1.冰壺在冰面上運動時受到的阻力很小，可以在較長時間內(nèi)保持運動速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”. 這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于()A. 冰壺的速度B. 冰壺的質(zhì)量C.冰壺受到的推力D. 冰壺受到的阻力2. (2016 金·華十校 9 月模擬 )踢足球是青少年最喜愛的運動項目之一，足球運動中包含有豐富的物理常識.如圖 1 所示，某校一學(xué)生踢球時()A. 腳對球的作用力大于球?qū)δ_的作用力B.腳對球的

5、作用力與球?qū)δ_的作用力大小相等C.腳對球的作用力與球的重力是一對平衡力D. 腳對球的作用力與球?qū)δ_的作用力是一對平衡力3.(2016 浙·江 10 月學(xué)考 ·2)下列均屬于國際制基本單位的是()A.m 、 N、 JB.m、 kg 、 JC.m、 kg、 sD.kg 、 m/s、NFm()4.牛頓第二定律的表達(dá)式可以寫成m a，對某個物體來說，它的質(zhì)量A. 跟合外力 F 成正比B. 跟合外力 F 與加速度 a 都無關(guān)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5.(2015 浙·江 1 月學(xué)考 )如圖 2 所示，小文同學(xué)在電梯中體驗加速

6、上升和加速下降的過程，這兩個過程 ()A. 都是超重過程C.加速上升是失重過程，加速下降是超重過程B.都是失重過程D.加速上升是超重過程，加速下降是失重過程牛頓第一定律和牛頓第三定律1.應(yīng)用牛頓第一定律分析實際問題時，要把生活感受和理論問題聯(lián)系起來深刻認(rèn)識力和運動的關(guān)系，正確理解力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，克服生活中一些錯誤的直觀印象，建立正確的思維習(xí)慣.2.相互作用力與平衡力的比較對應(yīng)名稱作用力與反作用力一對平衡力比較內(nèi)容作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上同時產(chǎn)生、同時消失不一定同時產(chǎn)生、同時消失不同點兩力作用效果不可抵消， 不可疊加， 不兩力作用效果可相互抵消，可可求合力疊加，可

7、求合力，合力為零一定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定相同2相同點大小相等、方向相反、作用在同一條直線上例 1 課間休息時，一位男生跟一位女生在課桌面上扳手腕比力氣，結(jié)果男生把女生的手腕壓倒到桌面上，如圖3所示，對這個過程中作用于雙方的力，描述正確的是()A. 男生扳女生手腕的力一定比女生扳男生手腕的力大B.男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力一樣大C.男生扳女生手腕的力小于女生臂膀提供給自己手腕的力D. 男生扳女生手腕的力與女生臂膀提供給自己手腕的力一樣大應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的三個問題1.定律中的 “ 總是 ”說明對于任何物體，在任何情況下牛頓第三定律都是成立的.2.作用力與反作用力雖然等大反向，但

8、因作用的物體不同，所產(chǎn)生的效果(運動效果或形變效果)往往不同 .3.作用力與反作用力只能是一對物體間的相互作用力，不能牽扯第三個物體.變式題組1.(多選 )如圖 4 所示，在勻速前進(jìn)的磁懸浮列車?yán)?，小明將一小球放在水平桌面上，且小球相對桌面靜止.關(guān)于小球與列車的運動，下列說法正確的是()A. 若小球向前滾動，則磁懸浮列車在加速前進(jìn)B.若小球向后滾動，則磁懸浮列車在加速前進(jìn)C.磁懸浮列車急剎車時，小球向前滾動D. 磁懸浮列車急剎車時，小球向后滾動2.(2014 浙·江 1 月學(xué)考 )如圖 5 所示，將甲、乙兩彈簧互相鉤住并拉伸，則()A. 甲拉乙的力小于乙拉甲的力B.甲拉乙的力大于乙拉

9、甲的力C.甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對平衡力D. 甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對相互作用力3.(2016 金·華十校9 月模擬 ) 下列說法中正確的是()A. 運動越快的汽車越不容易停下來，是因為汽車運動得越快，慣性越大B.作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力C.伽利略的理想實驗是憑空想象出來的，是脫離實際的理論假設(shè)D. 馬拉著車向前加速時，馬對車的拉力大于車對馬的拉力牛頓第二定律的理解和應(yīng)用1.對牛頓第二定律的理解32.牛頓第二定律瞬時性的“ 兩種 ” 模型加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型：(1) 剛性繩 (或接觸面 ) 不

10、發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷 (或脫離 )后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時間 .(2) 彈簧 (或橡皮繩 ) 兩端同時連接 (或附著 )有物體的彈簧 (或橡皮繩 )，特點是形變量大， 其形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變.例 2 (2016 ·東陽市聯(lián)考 )如圖6 所示，物塊1、 2 間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、 4 間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、 3質(zhì)量為 m，物塊 2、4 質(zhì)量為 M，兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4 的加速度大小分別為a1、a2、a3、

11、a4.重力加速度大小為 g，則有 ()A. a1 a2 a3 a4 0B.a1 a2 a3 a4 gC.a1 a2 g，a30， a4 m MgMm Mm MD. a1 g， a2m g， a3 0， a4Mg求解瞬時加速度問題時應(yīng)抓住“兩點 ”1.物體的受力情況和運動情況是時刻對應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，需要重新進(jìn)行受力分析和運動分析.2.加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個過程的積累，不會發(fā)生突變.變式題組4.如圖 7 所示，質(zhì)量為1 kg 的物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，物體在7 N 的水平拉力作用下獲得的加速度大小為 (g 取 10 m/s2 )()4F合m 5 m

12、/s2，選項 B 正確 .5.(2016 溫·州聯(lián)考 )如圖 8 所示，兩小球懸掛在天花板上，a、b 兩小球用細(xì)線連接，上面是一輕質(zhì)彈簧， a、 b 兩球的質(zhì)量分別為m 和 2m，在細(xì)線燒斷瞬間，a、 b 兩球的加速度為(取向下為正方向 )()A.0 ， gB. g，gC. 2g， gD.2g,06.如圖 9 所示，兩個質(zhì)量分別為m1 2 kg ，m23 kg 的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測力計連接 .兩個大小分別為F130 N 、 F 2 20 N 的水平拉力分別作用在 m1、m2 上，則 ()A. 彈簧測力計的示數(shù)是25 NC.在突然撤去力F2 的瞬間， m1 的加速

13、度大小為5 m/s2B.彈簧測力計的示數(shù)是50 ND.在突然撤去力F1 的瞬間， m1 的加速度大小為13 m/s2超重與失重現(xiàn)象1.盡管物體的加速度不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會處于超重或失重狀態(tài).2.超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了.在發(fā)生這些現(xiàn)象時，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生了變化 .3.在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象就會完全消失，如天平失效、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等.例 3應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.例如，平伸手掌托起

14、物體，由靜止開始豎直向上運動，直至將物體拋出.對此現(xiàn)象分析正確的是()A. 手托物體向上運動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B.手托物體向上運動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C.在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D.在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度超重和失重現(xiàn)象判斷的“三”技巧1.從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力( 或支持力 ) 大于重力時，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于0 時處于完全失重狀態(tài).2.從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài).3.從速度變化的角度

15、判斷(1) 物體向上加速或向下減速時，超重；(2) 物體向下加速或向上減速時，失重.變式題組57.(2014 浙·江 7 月學(xué)考 )兩磚塊疊在一起放在豎直升降電梯的水平底板上.當(dāng)兩磚塊間的壓力小于上面磚塊的重力時，電梯可能的運動是()A. 向上加速運動B.向上減速運動C.向下勻速運動D.向下減速運動8.關(guān)于超重和失重現(xiàn)象，下列描述中正確的是()A. 電梯正在減速上升，在電梯中的乘客處于超重狀態(tài)B.磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時，列車上的乘客處于超重狀態(tài)C.蕩秋千時秋千擺到最低位置時，人處于失重狀態(tài)D. “神舟九號”飛船在繞地球做圓軌道運行時，飛船內(nèi)的航天員處于完全失重狀態(tài)9.(20

16、15 浙·江 10 月選考 )為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖10 所示，當(dāng)此車勻減速上坡時，則乘客 (僅考慮乘客與水平面之間的作用)()A. 處于超重狀態(tài)B.不受摩擦力的作用C.受到向后 (水平向左 )的摩擦力作用D.所受合力豎直向上動力學(xué)的兩類基本問題1.動力學(xué)的兩類基本問題第一類：已知受力情況求物體的運動情況.第二類：已知運動情況求物體的受力情況.2.動力學(xué)兩類基本問題的解題步驟第一步：選對象 .根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體，可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的整體 .第二

17、步：研究力和運動 .注意畫好受力分析圖，明確物體的運動過程和運動性質(zhì).第三步：建坐標(biāo) .通常以加速度的方向為正方向或以加速度方向為某一坐標(biāo)軸的正方向.第四步：列方程 .根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律沿坐標(biāo)軸方向列方程.第五步：解結(jié)果 .結(jié)合相應(yīng)的運動學(xué)方程聯(lián)立求解，并對結(jié)果進(jìn)行討論.例 4 (2016 ·諸暨市期末 )在山區(qū)或溝谷深壑地區(qū)，往往會因為長時間的暴雨引發(fā)山體滑坡，并攜帶有大量石塊滑落 .某地有兩個坡度相同的山坡剛好在底端互相對接，在暴雨中有石塊從一側(cè)山坡滑落后沖上另一側(cè)山坡，如圖11 甲所示 .現(xiàn)假設(shè)兩山坡與水平面間的夾角均為 37°，石塊在下滑過程中與坡面間的動摩

18、擦因數(shù)均為 0.25，石塊在左側(cè)山坡 A 處由靜止開始下滑時，離水平地面的高度h14.8 m，然后沖上右側(cè)山坡，其簡化圖如圖乙所示.(已知石塊經(jīng)過最低點 P 前后的速度大小不變，重力加速度g10 m/s2， sin 37° 0.6，cos 37 ° 0.8.)(1) 求石塊滑到最低點 P 時的速度大小 v； (2)求石塊沖上右側(cè)山坡最高點B 時離水平面的高度h2 ；(3) 當(dāng)石塊在 A 點以多大的初速度 v0 下滑，剛好能到達(dá)右側(cè)山坡與A 等高處？6解決兩類動力學(xué)問題的兩個關(guān)鍵點1.把握 “ 兩個分析 ”“ 一個橋梁 ”兩個分析：物體的受力情況分析和運動過程分析.一個橋梁：

19、加速度是聯(lián)系物體運動和受力的橋梁.2.尋找多過程運動問題中各過程間的相互聯(lián)系.如第一個過程的末速度就是下一個過程的初速度，畫圖找出各過程的位移之間的聯(lián)系 .變式題組10.質(zhì)量為 0.1 kg 的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過程對應(yīng)的v t 圖象如圖 12 所示 .球與水平地面相碰后離開地面時的速度大小為碰撞前的34.設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為 F f，取 g 10 m/s2，求：(1) 彈性球受到的空氣阻力 F f 的大??； (2) 彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.11.(2016 溫·州 8 月選考 )如圖 13 所示，木塊的質(zhì)量m 2 kg，與地面間的動摩擦因數(shù) 0.

20、2，木塊在拉力F 10 N作用下，在水平地面上從靜止開始向右運動，運動5.2 m 后撤去外力F .已知力 F 與水平方向的夾角 37°(sin 37° 0.6， cos 37 °0.8， g 取 10 m/s2).求：(1) 撤去外力前，木塊受到的摩擦力大?。?2) 剛撤去外力時，木塊運動的速度大??；(3) 撤去外力后，木塊還能滑行的距離.71.(2015 浙·江 1 月學(xué)考 ) 艙外的宇航員手握工具隨空間站繞地球運動，若某一時刻宇航員將手中的工具釋放，則釋放工具的運動方向是()A. 指向地心方向B.背離地心方向C.與原運動方向相同D.與原運動方向相反2

21、.豎直向上拋出一物體，在物體上升的過程中，正確的是()A. 物體做減速運動，慣性減小B.物體做減速運動，慣性增大C.物體做減速運動是因為受到重力的作用D.物體必然受到向上的力的作用3.如圖 1 所示，有人用一簇氣球使一座小屋成功升空.當(dāng)小屋加速上升時，它受到的拉力與重力的關(guān)系是()A. 一對平衡力B.作用力和反作用力C.拉力小于重力D.拉力大于重力4.下列敘述中正確的是()A. 在力學(xué)的國際單位制中，力的單位、質(zhì)量的單位、位移的單位選定為基本單位B.牛頓、千克、米/ 秒 2 、焦、歐姆、米都屬于力的單位C.在厘米、克、秒單位制中，重力加速度g 的值等于9.8 厘米 /秒 2D. 在力學(xué)的計算中

22、，若涉及的物理量都采用國際單位制中的單位，則所計算的物理量的單位也是國際單位制中的單位5.(2016 臨·海市調(diào)研 )下列對牛頓第二定律的表達(dá)式Fma 及其變形公式的理解正確的是()A. 由 F ma 可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比B.由 m F可知，物體的質(zhì)量與其所受合力成正比，與其運動的加速度成反比 aC.由 a mF可知，物體的加速度與其所受合力成正比，與其質(zhì)量無關(guān)D. 由 m F可知，物體的質(zhì)量可以通過測量它的加速度和它所受的合力求出 a6.(2015 9·月浙江測試 )一根輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上，下端懸掛一小球，小球和彈簧的受力如

23、圖2 所示，下列說法正確的是()A. F1 的施力者是彈簧8B.F 2 的反作用力是F 1C.F 3 的施力者是地球D. F2 的反作用力是F 37.跳高運動員從地面起跳的瞬間，下列說法中正確的是()A. 運動員對地面的壓力等于運動員受到的重力B. 地面對運動員的支持力大于運動員受到的重力C.地面對運動員的支持力大于運動員對地面的壓力D. 運動員對地面的壓力小于運動員受到的重力8.(2016 寧·波模擬 )引體向上是同學(xué)們經(jīng)常做的一項健身運動.該運動的規(guī)范動作是兩手正握單杠，由懸垂開始，上拉時，下顎須超過單杠面；下放時，兩臂放直，不能曲臂.這樣上拉下放，重復(fù)動作，達(dá)到鍛煉臂力和腹肌的

24、目的.關(guān)于做引體向上動作時人的受力，以下判斷正確的是()A. 上拉過程中，人受到兩個力的作用B. 上拉過程中，單杠對人的作用力大于人的重力C.下放過程中，單杠對人的作用力小于人的重力D. 下放過程中，人只受到一個力的作用9.(2016 金·華十校聯(lián)考)為了節(jié)省能量， 某商場安裝了智能化的電動扶梯.無人乘坐時，扶梯運轉(zhuǎn)得很慢；有人站在扶梯上時，它會先慢慢加速，再勻速運轉(zhuǎn) .一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個過程，如圖3 所示 .下列說法中正確的是()A. 顧客始終受到三個力的作用B. 顧客始終處于超重狀態(tài)C.顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D. 顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下10.如圖 4 所示，一輕彈簧豎直固定在地面上，一物體從彈簧上方某高處自由下落，并落在彈簧上，彈簧在