高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

高考物理大一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四一、牛頓第一定律1.內(nèi)容一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它①

知識(shí)梳理改變這種狀態(tài)

為止。2.意義(1)揭示了物體在不受外力或所受合外力為零時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(2)提出了一切物體都具有慣性,即保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性。(3)揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,說明力不是②維持

物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,

而是③改變

物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四二、慣性1.定義:一切物體都有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),這

個(gè)性質(zhì)叫做慣性。2.慣性大小的量度(1)①質(zhì)量

是物體慣性大小的唯一量度,②質(zhì)量

大的物體慣性大,

③質(zhì)量

小的物體慣性小。(2)慣性與物體是否受力、怎樣受力無關(guān),與物體是否運(yùn)動(dòng)、怎樣運(yùn)動(dòng)無

關(guān),與物體所處的地理位置無關(guān),一切有質(zhì)量的物體都有慣性。第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)容物體的加速度跟物體的①合外力

成正比,跟物體的②質(zhì)量

成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同表達(dá)式F合=ma該表達(dá)式只能在國(guó)際單位制中成立物理意義反映物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小、方向與所受合外力的關(guān)系,且這種關(guān)系是瞬時(shí)的力的單位當(dāng)質(zhì)量單位為③

kg

,加速度單位為④

m/s2

時(shí),力的單位為N,即1N=1kg·m/s2三、牛頓第二定律適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于相對(duì)地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系(2)牛頓第二定律只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四單位制①基本單位

和②導(dǎo)出單位

一起組成了單位制基本量只要選定幾個(gè)物理量的單位,就能夠利用這幾個(gè)單位推導(dǎo)出其他物理量的單位。這些被選定的物理量叫做基本量基本單位基本量的單位叫基本單位。力學(xué)中的基本量有三個(gè),它們是③質(zhì)量

、④長(zhǎng)度

、⑤時(shí)間

;它們的單位是基本單位,分別是⑥

kg

、⑦

m

、⑧

s

導(dǎo)出單位由基本單位根據(jù)物理公式推導(dǎo)出來的其他物理量的單位四、單位制、基本單位、導(dǎo)出單位第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四五、牛頓第三定律作用力和反作用力兩個(gè)物體之間的作用總是相互的,一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力,另一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)這一個(gè)物體也施加了力定律內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是①大小相等

,②方向相反

,作用在同一直線上意義建立了相互作用的物體之間的聯(lián)系及作用力與反作用力的相互依賴關(guān)系第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1.(1)運(yùn)動(dòng)的物體慣性大,靜止的物體慣性小。

(

)(2)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體和靜止的物體均沒有慣性。

(

)(3)作用力與反作用力可以是不同性質(zhì)的力。

(

)(4)作用力與反作用力的作用效果不能抵消。

(

)(5)人走在松軟的土地上下陷時(shí),人對(duì)地面的壓力大于地面對(duì)人的支持力。

(

)(6)物體所受合外力變小,物體的速度一定變小。

(

)(7)物體所受合外力大,其加速度就一定大。

(

)

答案

(1)?

(2)?

(3)?

(4)√

(5)?

(6)?

(7)?第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2.下列關(guān)于慣性的各種說法中,你認(rèn)為正確的是

(

)A.拋出去的標(biāo)槍、手榴彈等是靠慣性向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)的B.在完全失重的情況下,物體的慣性將消失C.把手中的球由靜止釋放后,球能豎直加速下落,說明力是改變物體慣性的

原因D.材料不同的兩個(gè)物體放在地面上,用一個(gè)相同的水平力分別推它們,則難

以推動(dòng)的物體慣性大

答案

A拋出去的標(biāo)槍、手榴彈等因具有慣性要繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),A正確;質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度,不會(huì)因其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變,B、C均錯(cuò)誤;

因兩物體材料不同,則物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同,故用同樣的水平力難以推動(dòng)的,不一定是質(zhì)量大的,D錯(cuò)誤。第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四3.粗糙的水平地面上有一只木箱,現(xiàn)用一水平力拉木箱勻速前進(jìn),則

(

)A.拉力與地面對(duì)木箱的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力B.木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)平衡力C.木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)作用力與反作用力D.木箱對(duì)地面的壓力與木箱受到的重力是一對(duì)平衡力

答案

C拉力與地面對(duì)木箱的摩擦力作用在同一個(gè)物體上,且大小相等,方向相反,是一對(duì)平衡力,所以A錯(cuò)。木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的

支持力分別作用在地面和木箱上,作用在兩個(gè)物體上,不是一對(duì)平衡力,故B

錯(cuò)。木箱對(duì)地面的壓力與地面對(duì)木箱的支持力是一對(duì)作用力與反作用力,故C正確。木箱對(duì)地面的壓力與木箱受到的重力方向相同,作用在兩個(gè)物

體上,不是一對(duì)平衡力,D錯(cuò)。第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四4.如圖所示,質(zhì)量分別為m、2m的小球A、B,由輕質(zhì)彈簧相連后再用細(xì)線懸

掛在電梯內(nèi),已知電梯正在豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),細(xì)線中的拉力為F,

此時(shí)突然剪斷細(xì)線,在線斷的瞬間,彈簧的彈力的大小和小球A的加速度的

大小分別為

(

)A.

,

+g

B.

,

+gC.

,

+g

D.

,

+g第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

答案

A在線被剪斷前,對(duì)A、B及彈簧整體由牛頓第二定律有:F-3mg=3ma,對(duì)B由牛頓第二定律得:F彈-2mg=2ma,由此可得:F彈=

,線被剪斷后的瞬間,彈簧彈力不變,此時(shí)對(duì)A球來說,受到向下的重力和彈力,則有:F彈+mg=

maA,解得:aA=

+g,故A對(duì)。第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1.慣性的表現(xiàn)形式(1)物體在不受外力或所受的合外力為零時(shí),慣性表現(xiàn)為使物體保持原來

的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))不變。(2)物體受到外力時(shí),慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。慣性大,物體

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變;慣性小,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變。2.牛頓第一定律與牛頓第二定律的關(guān)系(1)牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律,它是以伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ),經(jīng)

過科學(xué)抽象、歸納推理而總結(jié)出來的;牛頓第二定律是通過探究加速度重難一對(duì)牛頓第一定律、慣性的進(jìn)一步理解重難突破第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四與力和質(zhì)量的關(guān)系得出的實(shí)驗(yàn)定律。(2)牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例,而是不受任何外力或所受合

外力為零的理想情況,在此基礎(chǔ)上,牛頓第二定律定量地指出了力和運(yùn)動(dòng)

的聯(lián)系:F=ma。

注意

(1)慣性不是一種力,對(duì)物體受力分析時(shí),不能把“慣性力”作為物體實(shí)際受到的力。(2)物體的慣性總是以“保持原狀”或“反抗改變”兩種形式表現(xiàn)出來。

第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四典例1一汽車在路面情況相同的公路上沿直線行駛,下面關(guān)于車速、慣

性、質(zhì)量和滑行位移的討論,正確的是

(

)A.車速越大,它的慣性越大B.質(zhì)量越大,它的慣性越大C.車速越大,剎車后滑行的位移越長(zhǎng)D.車速越大,剎車后滑行的位移越長(zhǎng),所以慣性越大

解析要理解質(zhì)量是慣性大小的唯一決定因素,慣性是物體的固有屬性,其大小僅由物體的質(zhì)量決定,質(zhì)量越大,慣性越大,所以A錯(cuò)B正確?；形?/p>

移應(yīng)由剎車時(shí)的速度確定,因?yàn)閯x車過程中,其加速度是一定的,根據(jù)v2-?=2ax,所以車速越大,其滑行位移越大,而與其慣性大小無關(guān),所以C對(duì)D錯(cuò)。

答案

BC第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1-1如圖所示是一種汽車安全帶控制裝置的示意圖,當(dāng)汽車處于靜止或勻

速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),擺錘豎直懸掛,鎖棒水平,棘輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),安全帶能被拉

動(dòng)。當(dāng)汽車突然剎車時(shí),擺錘由于慣性繞軸擺動(dòng),使得鎖棒鎖定棘輪,安全

帶不能被拉動(dòng)。若擺錘從圖中實(shí)線位置擺到虛線位置,汽車的可能運(yùn)動(dòng)方

向和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是

(

)

A.向左行駛、突然剎車B.向右行駛、突然剎車C.向左行駛、勻速直線運(yùn)動(dòng)D.向右行駛、勻速直線運(yùn)動(dòng)第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

答案

B

解析簡(jiǎn)化模型如圖所示,當(dāng)小球在虛線位置時(shí),小球、車具有向左的加速度,車的運(yùn)動(dòng)情況可能為:向左加速行駛或向右減速行駛,A錯(cuò)B對(duì);當(dāng)車勻

速運(yùn)動(dòng)時(shí),無論向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng),小球均處于豎直位置不擺動(dòng),C、D錯(cuò)。第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1.牛頓第二定律的特性重難二進(jìn)一步理解牛頓第二定律同向性公式F=ma是矢量式,任意時(shí)刻,F與a同向正比性m一定時(shí),a∝F瞬時(shí)性a與F對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻,即a為某時(shí)刻的加速度時(shí),F為該時(shí)刻物體所受合外力因果性F是產(chǎn)生a的原因,物體具有加速度是因?yàn)槲矬w受到了力第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四同一性有三層意思:①加速度a相對(duì)同一慣性系(一般指地面)②F=ma中,F、m、a對(duì)應(yīng)同一物體或同一系統(tǒng)③F=ma中,各量統(tǒng)一使用國(guó)際單位獨(dú)立性①作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律②物體的實(shí)際加速度等于每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和③分力和加速度在各個(gè)方向上的分量也遵從牛頓第二定律,即Fx=max,Fy=may局限性①只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體,不適用于微觀、高速運(yùn)動(dòng)的粒子②物體的加速度必須是相對(duì)于地球靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系(慣性系)而言的第18頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(1)明確研究對(duì)象。根據(jù)問題的需要和解題的方便,選出被研究的物體。(2)進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析,畫好受力分析圖,明確物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)

和運(yùn)動(dòng)過程。(3)選取正方向或建立坐標(biāo)系,通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣?/p>

方向?yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向。(4)求選取的物體或系統(tǒng)所受的合外力F合。(5)根據(jù)牛頓第二定律F合=ma或

列方程求解,必要時(shí)還要對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。第19頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

典例2如圖所示,bc是固定在小車上的水平橫桿,物塊M中心穿過橫桿,M

通過細(xì)線懸吊著小物塊m,小車在水平地面上運(yùn)動(dòng)的過程中,M始終未相對(duì)

桿bc移動(dòng),M、m與小車保持相對(duì)靜止,懸線與豎直方向夾角為α,則M受到橫

桿的摩擦力為

(

)

A.大小為(m+M)gtanα,方向水平向右B.大小為Mgtanα,方向水平向右C.大小為(m+M)gtanα,方向水平向左D.大小為Mgtanα,方向水平向左第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

解析對(duì)m受力分析,應(yīng)用牛頓第二定律得mgtanα=ma,a=gtanα,方向水平向右。取M和m整體分析:f=(M+m)a=(M+m)gtanα,方向水平向右,A正確。

答案

A第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四2-1如圖所示,質(zhì)量為m的人站在自動(dòng)扶梯上,扶梯正以加速度a向上減速

運(yùn)動(dòng),a與水平方向的夾角為θ。求人受的支持力和摩擦力的大小。第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

答案

m(g-asinθ)

macosθ

解析

解法一以人為研究對(duì)象,他站在減速上升的扶梯上,受到豎直向下的重力mg和豎直向上的支持力FN,還受到水平方向的靜摩擦力F靜,由于

斜向下的加速度有一個(gè)水平向左的分量,故可判斷靜摩擦力的方向水平向

左,人受力如圖(a)所示,建立如圖所示的坐標(biāo)系,將加速度分解為水平方向

加速度ax和豎直方向加速度ay,如圖(b)所示,則ax=acosθ,ay=asinθ。第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

由牛頓第二定律得F靜=max,mg-FN=may求得F靜=macosθ,FN=m(g-asinθ)。解法二

以人為研究對(duì)象,受力分析如圖所示。因摩擦力F靜為待求,且必沿

水平方向,設(shè)為水平向右。建立如圖所示坐標(biāo)系,并規(guī)定正方向。第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四根據(jù)牛頓第二定律得x方向

mgsinθ-FNsinθ-F靜cosθ=ma

①y方向

mgcosθ+F靜sinθ-FNcosθ=0

②由①②兩式可解得FN=m(g-asinθ),F靜=-macosθF靜為負(fù)值,說明摩擦力的實(shí)際方向與假設(shè)方向相反,為水平向左。第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四1.作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)”(1)“三同”:①大小相同;②性質(zhì)相同;③變化情況相同。(2)“三異”:①方向不同;②受力物體不同;③產(chǎn)生效果不同。(3)“三無關(guān)”:①與物體的種類無關(guān);②與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān);③與是

否和另外物體相互作用無關(guān)。2.相互作用力與平衡力的比較重難三對(duì)牛頓第三定律的理解及應(yīng)用對(duì)應(yīng)名稱比較內(nèi)容

作用力和反作用力一對(duì)平衡力第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四?不同點(diǎn)受力物體作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失,相互依存,不可單獨(dú)存在無依賴關(guān)系,撤除一個(gè),另一個(gè)可依

然存在,只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可抵消,不可疊加,不可求合力兩力作用效果可相互抵消,可疊加,可求合力,合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力,也可以不是同性質(zhì)的力?相同點(diǎn)大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一條

直線上第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

典例3一個(gè)箱子放在水平地面上,箱內(nèi)有一固定的豎直桿,在桿上套著一

個(gè)環(huán),箱與桿的質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為m,如圖所示,已知環(huán)沿桿勻加速下滑

時(shí),環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff,則此時(shí)箱子對(duì)地面壓力大小為多少?第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四Ff',且Ff=Ff',故箱子在豎直方向上受力情況如圖乙所示,受重力Mg、地面對(duì)

它的支持力FN,及環(huán)給它的摩擦力Ff',由平衡條件知FN=Mg+Ff',解析環(huán)在豎直方向上受力情況如圖甲所示,環(huán)受重力及桿給它的豎直向上的摩擦力Ff,根據(jù)牛頓第三定律,環(huán)應(yīng)給桿一個(gè)豎直向下的摩擦力再由牛頓第三定律可得箱子對(duì)地面的壓力為FN'=FN=Mg+Ff。

答案

Mg+Ff

第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四3-1如圖所示為雜技“頂竿”表演,一人站在地上,肩上扛一質(zhì)量為M的豎

直竹竿,竿上有一質(zhì)量為m的人可以看成質(zhì)點(diǎn),當(dāng)此人沿著豎直竿以加速度a

加速下滑時(shí),竿對(duì)地面上的人的壓力大小為

(

)A.(M+m)g-ma

B.(M+m)g+maC.(M+m)g

D.(M-m)g第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四由牛頓第三定律知竿對(duì)地面上人的壓力大小為N'=N=(M+m)g-ma。

甲乙

答案

A

解析竿上的人下滑過程受力如圖甲,則有mg-f=ma,得f=m(g-a),竿在豎直方向靜止,受力如圖乙,則有N=f'+Mg=(M+m)g-ma,第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四牛頓運(yùn)動(dòng)定律在兩類問題中的應(yīng)用方法1.剛性繩和彈簧問題思想方法剛性繩(或接觸面)此類物體認(rèn)為是一種不發(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(shí)間。一般題目中所給細(xì)繩、輕桿和接觸面等在不加特殊說明時(shí),均可按此模型處理彈簧(或橡皮繩)此類物體的特點(diǎn)是形變量大,形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬時(shí)問題中,其彈力的大小往往可以看成是不變的第32頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四典例1如圖甲所示,一質(zhì)量為m的物體系于長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、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θ,L2水平拉直,物體處于平

衡狀態(tài)。求解下列問題:(1)現(xiàn)將線L2剪斷,求剪斷L2的瞬間物體的加速度。(2)若將圖甲中的細(xì)線L1換成長(zhǎng)度相同(接m后),質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,如圖乙

所示,其他條件不變,求剪斷L2的瞬間物體的加速度。

第33頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

解析

(1)線L2被剪斷的瞬間,因細(xì)線L2對(duì)物體的彈力突然消失,而引起L1上的張力發(fā)生突變,使物體的受力情況改變,瞬時(shí)加速度垂直L1斜向下方,大

小為a=gsinθ。(2)當(dāng)線L2被剪斷時(shí),細(xì)線L2對(duì)物體的彈力突然消失,而彈簧的形變還來不及

變化(變化要有一個(gè)過程,不能突變),因而彈簧的彈力不變,它與重力的合力

與細(xì)線L2對(duì)物體的彈力是一對(duì)平衡力,等值反向,所以線L2被剪斷的瞬間,物

體加速度的大小為a=gtanθ,方向水平向右。

答案

(1)gsinθ,方向垂直于L1斜向下方(2)gtanθ,方向水平向右第34頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四細(xì)線的拉力在瞬間會(huì)發(fā)生突變,而彈簧的彈力在瞬間不會(huì)突變。因此在細(xì)

線被剪斷前,甲、乙兩圖中物體的受力情況相同,但在剪斷細(xì)線瞬間,物體

的受力情況不再相同。第35頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四整體法當(dāng)系統(tǒng)中各物體的加速度相同時(shí),我們可以