2025屆高考物理暑假一輪專(zhuān)題突破講義-專(zhuān)題03 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系（教師版）

專(zhuān)題03運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系?？伎键c(diǎn)真題舉例\t"/gzwl/zsd41944/_blank"\o"牛頓第二定律求瞬時(shí)突變問(wèn)題"牛頓第二定律求瞬時(shí)突變問(wèn)題2024·湖南·高考真題\t"/gzwl/zsd41944/_blank"\o"細(xì)繩或彈簧相連的連接體問(wèn)題"細(xì)繩或彈簧相連的連接體問(wèn)題2024·全國(guó)·高考真題牛頓第三定律2024·遼寧·高考真題超重和失重2024·浙江·高考真題①掌握牛頓第一定律的內(nèi)容和慣性并能夠解析日常生活中的現(xiàn)象；②掌握牛頓第二定律的內(nèi)容，能夠運(yùn)動(dòng)表達(dá)式進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和計(jì)算；③掌握牛頓第三定律，能夠區(qū)分一對(duì)相互作用力和一對(duì)平衡力；④理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用，掌握兩類(lèi)基本動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的內(nèi)容并學(xué)會(huì)分析和計(jì)算，掌握超重和失重的內(nèi)容并學(xué)會(huì)分析和計(jì)算，掌握幾個(gè)重要的模型。TOC\o"1-2"\h\u核心考點(diǎn)01牛頓第一定律 一、力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí) 3二、牛頓第一定律 3三、慣性 4核心考點(diǎn)02牛頓第二定律 4一、牛頓第二定律 5二、牛頓第二定律的解題方法 6三、三種模型瞬時(shí)加速度的求解方法 6核心考點(diǎn)03牛頓第三定律 7一、作用力與反作用力 8二、牛頓第三定律 8三、一對(duì)相互作用力和一對(duì)平衡力的比較 8核心考點(diǎn)04牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。一、兩類(lèi)基本動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。二、超重和失重 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。三、等時(shí)圓模型 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。四、板塊模型 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。五、連接體模型 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。六、傳送帶模型 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。七、動(dòng)力學(xué)圖像 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。核心考點(diǎn)01牛頓第一定律一、力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)1、不同物理學(xué)家的觀點(diǎn)物理學(xué)家對(duì)力與運(yùn)動(dòng)的貢獻(xiàn)研究方法評(píng)價(jià)亞里士多德力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)得出，但是沒(méi)有對(duì)這些物理現(xiàn)象進(jìn)行深入的分析。伽利略力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)和邏輯推理得到研究方法：設(shè)計(jì)理想斜面實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、經(jīng)過(guò)邏輯推理得到結(jié)論，這是一種科學(xué)的研究方法。笛卡爾運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，那它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不偏離原來(lái)的方向，為牛頓第一定律的建立奠定了基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)演繹法對(duì)伽利略的科學(xué)推理進(jìn)行補(bǔ)充：慣性運(yùn)動(dòng)的直線性。2、伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)小球沿斜面A點(diǎn)從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，小球?qū)L上另一斜面，如下圖所示：推理1：如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⒌竭_(dá)原來(lái)的高度C點(diǎn)處；推理2：減小第二個(gè)斜面的傾角，例如上圖中的BD和BE，小球仍從A點(diǎn)靜止釋放，最終將達(dá)到原來(lái)的高度D點(diǎn)處和E點(diǎn)處，不過(guò)它要運(yùn)動(dòng)得遠(yuǎn)一些；推理3：若將第二個(gè)斜面放平，如上圖BF，小球無(wú)法到達(dá)原來(lái)的高低，它將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。結(jié)論：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因?！咀⒁狻坷硐雽?shí)驗(yàn)并非真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是在經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上采用科學(xué)的抽象思維來(lái)展開(kāi)的實(shí)驗(yàn)，是人們?cè)谒枷肷纤茉斓睦硐脒^(guò)程。二、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)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。物體這種保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性。牛頓第一定律也被叫作慣性定律。2、揭示的內(nèi)容除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)這句話指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因，也就是說(shuō)明力是產(chǎn)生加速度的原因。物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，包括以下三種：速度大小發(fā)生改變，方向不變；速度方向發(fā)生改變，大小不變；速度大小和方向都發(fā)生改變。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變其實(shí)就是速度發(fā)生改變，只要有加速度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就一點(diǎn)發(fā)生改變。指出了理想化的狀態(tài)：不受外力的狀態(tài)，實(shí)際上是不存在的。在實(shí)際情況中，如果物體所受到的幾個(gè)力的合力為零時(shí)，其運(yùn)動(dòng)效果就跟不受外力是等價(jià)的。【注意】牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來(lái)的，是在牛頓以伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加之高度的抽象思維概括總結(jié)出來(lái)的，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，因此它不是實(shí)驗(yàn)定律。3、慣性參考系和非慣性參考系慣性參考系：牛頓第一定律的適用范圍，靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系都可以看成慣性參考系，一般選地面為參考系。非慣性參考系：牛頓第一定律不適用，加速或者變速的參考系，比如加速運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)就是非慣性參考系。三、慣性1、定義物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。2、對(duì)慣性的理解慣性的大小的唯一量度為質(zhì)量，它放映的是物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。慣性是物體的固有屬性，一切物體在任何情況下在任何情況下都有慣性，與物體的運(yùn)動(dòng)情況、受力情況、所處的位置等因素均無(wú)關(guān)?！咀⒁狻繎T性不是力，與力無(wú)關(guān)，不能說(shuō)“產(chǎn)生了慣性”、“受到慣性力”等。慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即慣性越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變；而力是力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越易改變。慣性與牛頓第一定律是有區(qū)別的，慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，而慣性定律是反映物體在一定條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。3、慣性的表現(xiàn)形式慣性的表現(xiàn)形式：保持“原狀”。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(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。慣性的表現(xiàn)形式：反抗“改變”。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。物體慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變；物體的慣性小，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越易改變。核心考點(diǎn)2牛頓第二定律一、牛頓第二定律1、內(nèi)容物體的加速度跟所受的合外力成正比、跟物體的質(zhì)量成反比?！咀⒁狻考铀俣鹊姆较蚋贤饬Φ姆较蛳嗤?、表達(dá)式F＝ma。3、物理意義將力、加速度和質(zhì)量直接的數(shù)量關(guān)系確定下來(lái)；將物體所受合外力與運(yùn)動(dòng)情況通過(guò)簡(jiǎn)單的正比關(guān)系聯(lián)系起來(lái)；說(shuō)明加速度的方向與引起這個(gè)加速度的合外力的方向相同。4、適用條件只適用于慣性參考系（相對(duì)地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系）；只適用于宏觀物體（相對(duì)于分子、原子）、低速運(yùn)動(dòng)（遠(yuǎn)小于光速）的情況。5、五種特性因果性力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。矢量性F＝ma是一個(gè)矢量式，應(yīng)用時(shí)應(yīng)先規(guī)定正方向。獨(dú)立性①作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律;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力和加速度在各個(gè)方向上的分量也遵循牛頓第二定律，即Fx＝max，F(xiàn)y＝may。瞬時(shí)性某一時(shí)刻的加速度只決定于這一時(shí)刻的合外力，跟這一時(shí)刻前后的合外力無(wú)關(guān)。a和F同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消亡。同體性加速度、合外力和質(zhì)量是對(duì)應(yīng)于同一個(gè)物體的。6、對(duì)牛頓第二定律的理解合外力與速度無(wú)關(guān)，與加速度有關(guān)，有力必有加速度，合外力為零時(shí)，加速度為零，但此時(shí)速度不一定為零，同樣速度為零時(shí)，加速度不一定為零，即合外力不一定為零。合力與速度同向時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)，反之減速。a＝eq\f(F,m)是加速度的決定式，它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素。物體的加速度的方向與物體所受的合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即a與合力F方向總是相同。力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：物體受力作用，引起運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變即物體速度發(fā)生變化（速度大小或方向變化），從而產(chǎn)生加速度。加速度與力有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，加速度隨力的變化而變化；速度的改變需經(jīng)歷一定的時(shí)間，不能突變，而加速度可以突變?！咀⒁狻颗ｎD第一定律揭示了物體具有的固有屬性——慣性，定義了慣性系，在該慣性系下牛頓第二定律才成立，給出了力、加速度和質(zhì)量的定量關(guān)系。在因果關(guān)系上，牛頓第一定律僅指出了因果的定性關(guān)系，第二定律進(jìn)一步明確了因果的定量關(guān)系。牛頓第一定律為牛頓第二定律的成立提供了成立的條件，牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例，因?yàn)榕ｎD第一定律不是從牛頓第二定律中導(dǎo)出的。牛頓第一定律和第二定律都提出了力的概念，但是沒(méi)有給出力一個(gè)明確的描述，牛頓第三定律明確提出力十物體與物體之間的相互作用，并指出他們是對(duì)稱(chēng)地作用在兩個(gè)不同物體上。7、牛頓第二定律的獨(dú)立性原理物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就像其他力不存在一樣,這個(gè)性質(zhì)叫做力的獨(dú)立作用原理。8、力的單位根據(jù)F=kma知k=F/ma,k的大小由F、m、a三者所取的單位共同決定,三者取不同單位時(shí),k的數(shù)值不同，在國(guó)際單位制中k=1。由此可知，在應(yīng)用公式F=ma進(jìn)行計(jì)算時(shí)，F(xiàn)、m、a三者的單位必須統(tǒng)一取國(guó)際單位制中相應(yīng)的單位。國(guó)際單位制中的基本單位有米、千克、秒。1N的物理意義：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力為1N,即1N=1kg·m/s2。9、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的解題步驟①明確研究對(duì)象，根據(jù)問(wèn)題的需要和解題的方便，選出研究對(duì)象，可以是單獨(dú)的一個(gè)物體，也可以是一個(gè)整體。②對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫(huà)出受力示意圖和運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖。③建立坐標(biāo)系，選取正方向，根據(jù)牛頓第二定律列方程。④統(tǒng)一單位，取國(guó)際單位制，代入數(shù)值求解。⑤對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論,檢查所得結(jié)果是否符合實(shí)際情況，舍去不合理的解。二、牛頓第二定律的解題方法合成法：當(dāng)物體受兩個(gè)力作用而產(chǎn)生加速度時(shí)，應(yīng)用合成法比較簡(jiǎn)單。應(yīng)用平行四邊形定則求出這兩個(gè)力的合力，再由牛頓第二定律求出物體的加速度。F=QUOTE+QUOTEa=F/m先求出每個(gè)分力產(chǎn)生的加速度，再用平行四邊形定則求合加速度。QUOTE=mQUOTE，QUOTE=mQUOTEa=ax+ay正交分解法：將矢量分解在兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸上的方法，物體在受到三個(gè)或者三個(gè)以上的不在同一直線上的力的作用時(shí),一般用正交分解法。以加速度QUOTE的方向?yàn)镼UOTE軸的正方向建立直角坐標(biāo)系，將物體所受的各個(gè)力分解到QUOTE軸和QUOTE軸上，分別得到QUOTE軸和QUOTE軸上的合力QUOTE和QUOTEQUOTE=maQUOTE=0若物體受幾個(gè)相互垂直的力的作用，應(yīng)用牛頓第二定律求解時(shí)，分解的力太多，就會(huì)比較煩瑣，所以在建立直角坐標(biāo)系時(shí)，可根據(jù)物體的受力情況，使盡可能多的力落在兩坐標(biāo)軸上，分解加速度QUOTE得QUOTE和QUOTE。QUOTE=mQUOTEQUOTE=mQUOTE三、三種模型瞬時(shí)加速度的求解方法模型受力特點(diǎn)輕繩不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力，剪斷后彈力立即消失，不需要時(shí)間恢復(fù)形變。輕桿輕桿的彈力不一定沿著桿，具體方向與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和連接方式有關(guān)；桿可以對(duì)物體產(chǎn)生拉力，也可以對(duì)物體產(chǎn)生推力；當(dāng)輕桿的一端連著轉(zhuǎn)軸或鉸鏈時(shí)彈力一定沿著桿。輕彈簧形變量大，其恢復(fù)形變需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)性問(wèn)題中輕彈簧的彈力大小往往可以看成保持不變。唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對(duì)直轅犁的優(yōu)勢(shì)之一是起土省力，設(shè)牛用大小相等的拉力唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對(duì)直轅犁的優(yōu)勢(shì)之一是起土省力，設(shè)牛用大小相等的拉力F通過(guò)耕索分別拉兩種犁，F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為和，，如圖所示，忽略耕索質(zhì)量，耕地過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（

）A．耕索對(duì)曲轅犁拉力的水平分力比對(duì)直轅犁的大B．耕索對(duì)曲轅犁拉力的豎直分力比對(duì)直轅犁的大C．曲轅犁勻速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力小于犁對(duì)耕索的拉力D．直轅犁加速前進(jìn)時(shí)，耕索對(duì)犁的拉力大于犁對(duì)耕索的拉力【答案】B【詳解】A．將拉力F正交分解如下圖所示則在x方向可得出：F曲=Fsinα，F(xiàn)直=Fsinβ，在y方向可得出：F曲=Fcosα，F(xiàn)直=Fcosβ由題知α<β則：sinα<sinβ，cosα>cosβ，則可得到：F曲<F直，F(xiàn)曲>F直，A錯(cuò)誤、B正確；CD．耕索對(duì)犁的拉力與犁對(duì)耕索的拉力是一對(duì)相互作用力，它們大小相等，方向相反，無(wú)論是加速還是勻速，則CD錯(cuò)誤。故選B。核心考點(diǎn)3牛頓第三定律一、作用力與反作用力1、定義兩個(gè)物體之間的作用總是相互的。當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力。物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫做作用力和反作用力。作用力和反作用力總是互相依賴(lài)、同時(shí)存在的。我們可以把其中任何一個(gè)力叫做作用力，另一個(gè)力叫做反作用力。【注意】①作用力和反作用力分別作用在不同的物體上，一個(gè)物體既是施力物體同時(shí)也是受力物體；②物體間力的作用總是相互的，力是成對(duì)出現(xiàn)的，一對(duì)相互作用力中作用力和反作用力是相對(duì)而言的；③作用力與反作用力總是互相依存、同時(shí)存在的。二、牛頓第三定律1、內(nèi)容兩個(gè)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?！咀⒁狻俊翱偸恰倍终f(shuō)明對(duì)于任何物體，在任何情況下牛頓第三定律都是成立的。與物體的大小、形狀無(wú)關(guān)；與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)；與有另外的物體相互作用的無(wú)關(guān)。作用力和反作用力是同時(shí)產(chǎn)生和同時(shí)消失的。2、表達(dá)式F=-F'，負(fù)號(hào)表示F'與F的方向相反。3、物理意義揭示了力的作用的相互性，兩個(gè)物體間只要有相互作用就一定會(huì)出現(xiàn)一對(duì)作用力和反作用力。4、性質(zhì)同時(shí)性作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失。其中一個(gè)產(chǎn)生或消失，則另一個(gè)必然同時(shí)產(chǎn)生或消失相互性作用力和反作用力總是相互的，兩者總是成對(duì)出現(xiàn)，性質(zhì)是相同的。例如如果作用力為彈力，則反作用力一定也是彈力。異體性作用力和反作用力分別作用在彼此相互作用的兩個(gè)物體上。5、正確認(rèn)識(shí)作用力和反作用力的2個(gè)技巧①抓住特點(diǎn)：無(wú)論物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、力的作用效果如何，作用力和反作用力總是等大、反向和作用在同一條直線上。②明確力的作用點(diǎn)：要區(qū)別作用力和反作用力與平衡力，最直觀的方法是看作用點(diǎn)的位置，一對(duì)平衡力的作用點(diǎn)在同一物體上，作用力和反作用力的作用點(diǎn)在兩個(gè)物體上?！咀⒁狻慨?dāng)將A物體作為研究對(duì)象無(wú)法求解結(jié)果時(shí)，可以選與A相互作用的物體B為研究對(duì)象進(jìn)行求解的方法，該方法往往用到牛頓第三定律。適用情景：難于分析或求解物體的某個(gè)力時(shí)，根據(jù)牛頓第三定律可以把對(duì)這個(gè)力的分析和求解轉(zhuǎn)化為分析和求解它的反作用力。例如，求放在水平桌面上的物體對(duì)桌面的壓力，可以通過(guò)物體的受力情況求出桌面對(duì)物體的支持力，再用牛頓第三定律求得物體對(duì)桌面的壓力。三、一對(duì)相互作用力和一對(duì)平衡力的比較一對(duì)相互作用力一對(duì)平衡力不同點(diǎn)分別作用在兩個(gè)不同的物體上作用在同一物體上力的性質(zhì)相同力的性質(zhì)不一定相同具有同時(shí)性不一定具有同時(shí)性不可單獨(dú)存在，是一種相互依存的關(guān)系。沒(méi)有依存關(guān)系，當(dāng)其中一個(gè)力撤掉，另一個(gè)力可以依然存在。不能求合力（效果不能抵消）能求合力（效果能抵消）相同點(diǎn)大小相等，方向相反，作用在同一條直線上電動(dòng)平衡車(chē)，又叫體感車(chē)、思維車(chē)、攝位車(chē)等。是現(xiàn)代人用來(lái)作為代步工具，休閑娛樂(lè)的一種新型的綠色環(huán)保的產(chǎn)物。如圖所示，一個(gè)人站在“電動(dòng)平衡車(chē)”上在水平地面上沿直線前進(jìn)，不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）

A．“電動(dòng)平衡車(chē)”勻速行駛時(shí)，車(chē)對(duì)人的摩擦力是人前進(jìn)的動(dòng)力B．“電動(dòng)平衡車(chē)”勻速行駛時(shí)，車(chē)對(duì)人的作用力方向是豎直向上的C．“電動(dòng)平衡車(chē)”加速行駛時(shí)，車(chē)對(duì)人的作用力大于人對(duì)車(chē)的作用力D．人從“電動(dòng)平衡車(chē)”跳起后，上升過(guò)程處于超重狀態(tài)，下降過(guò)程處于失重狀態(tài)【答案】B【詳解】A．“電動(dòng)平衡車(chē)”勻速行駛時(shí)，人處于平衡狀態(tài)，所受外力的合力為0，對(duì)人進(jìn)行受力分析，人受到重力與支持力作用，由于站在“電動(dòng)平衡車(chē)”上在水平地面上沿直線前進(jìn)，則車(chē)對(duì)人沒(méi)有摩擦力作用，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)上述可知，“電動(dòng)平衡車(chē)”勻速行駛時(shí)，車(chē)對(duì)人的作用力即為支持力，由于與重力平衡，則車(chē)對(duì)人的作用力方向是豎直向上的，故B正確；C．車(chē)對(duì)人的作用力與人對(duì)車(chē)的作用力是一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反，故C錯(cuò)誤；D．由于不計(jì)空氣阻力，人從“電動(dòng)平衡車(chē)”跳起后，始終僅僅受到重力作用，加速度豎直為重力加速度，即上升過(guò)程與下降過(guò)程均處于完全失重狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。核心考點(diǎn)4牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用一、兩類(lèi)基本動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1、類(lèi)型①由受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況；②由運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力情況。2、解題的基本思路以加速度為橋梁，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解。可用如下框圖來(lái)表示：【注意】應(yīng)抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁——加速度。兩個(gè)分析：物體的受力情況分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析。如果題目給出的物理問(wèn)題是比較復(fù)雜的問(wèn)題，應(yīng)該明確整個(gè)物理現(xiàn)象是由哪幾個(gè)物理過(guò)程組成的，找出相鄰過(guò)程的聯(lián)系點(diǎn)，再分別研究每一個(gè)物理過(guò)程。在畫(huà)受力示意圖和運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖中應(yīng)注明力、速度、加速度的符號(hào)和方向，對(duì)每一個(gè)力都明確施力物體和受力物體，以免分析力時(shí)有所遺漏或無(wú)中生有。如果物體做直線運(yùn)動(dòng)，一般將力沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直于運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行分解。如果要求解物體的加速度，一般要沿加速度方向分解力；如果要求解某一個(gè)力，一般可沿該力的方向分解加速度。二、超重和失重1、超重、失重和完全失重類(lèi)型定義產(chǎn)生條件超重物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象。物體具有向上的加速度。失重物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象。物體具有向下的加速度。完全失重物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)ωQ直懸掛物的拉力）等于零的現(xiàn)象稱(chēng)為完全失重現(xiàn)象。物體的加速度a＝g，方向豎直向下。2、實(shí)重和視重實(shí)重：物體實(shí)際所受的重力。視重：當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱(chēng)為視重。視重大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受物體的拉力或臺(tái)秤所受物體的壓力。視重大于實(shí)重為超重；視重小于實(shí)重為失重；視重為0為完全失重。3、對(duì)超重和失重的理解發(fā)生超重和失重時(shí)，物體的重力沒(méi)有變化，只是物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┳兇蠡蜃冃×?。超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是物體的實(shí)重與視重相比發(fā)生了變化而已。【注意】物體發(fā)生超重和失重時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：類(lèi)型受力分析加速度方向視重運(yùn)動(dòng)狀態(tài)超重在豎直方向上有F-mg=ma則F=mg+ma>mg向上F=mg+ma物體可能是向上加速運(yùn)動(dòng)或向下減速運(yùn)動(dòng)。失重在豎直方向上有mg-F=ma,則F=mg-ma<mg向下F=mg-ma物體可能是向下加速運(yùn)動(dòng)或向上減速運(yùn)動(dòng)。完全失重F=0，加速度a=g豎直向下F=0宇宙飛船等航天器進(jìn)入軌道后，其中的人和物將處于失重狀態(tài)。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(huì)出現(xiàn)超重或失重狀態(tài)。物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)只取決于加速度的方向，與速度沒(méi)有關(guān)系。在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如天平失效等。4、超重和失重的判斷方法速度變化角度物體向上加速或向下減速時(shí)為超重；物體向下加速或向上減速時(shí)為失重。加速度的角度物體具有向上的加速度時(shí)為超重；具有向下的加速度時(shí)為失重。受力的角度物體受到向上的拉力（或支持力）大于重力時(shí)為超重；物體受到向上的拉力（或支持力）小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)。港珠澳大橋工程的技術(shù)及設(shè)備規(guī)模創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄，被譽(yù)為“超級(jí)大國(guó)的超級(jí)工程”。建造大橋過(guò)程中最困難的莫過(guò)于沉管隧道的沉放和精確安裝，每節(jié)沉管隧道質(zhì)量約8萬(wàn)噸，超過(guò)了一臺(tái)中型航母的質(zhì)量。若將該沉管在向下沉放過(guò)程中看成是減速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于此過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）港珠澳大橋工程的技術(shù)及設(shè)備規(guī)模創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄，被譽(yù)為“超級(jí)大國(guó)的超級(jí)工程”。建造大橋過(guò)程中最困難的莫過(guò)于沉管隧道的沉放和精確安裝，每節(jié)沉管隧道質(zhì)量約8萬(wàn)噸，超過(guò)了一臺(tái)中型航母的質(zhì)量。若將該沉管在向下沉放過(guò)程中看成是減速運(yùn)動(dòng)，關(guān)于此過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．沉管所受的合外力為0B．沉管所受合外力不為0，且方向向下C．該沉管處于超重狀態(tài)D．該沉管處于失重狀態(tài)【答案】C【詳解】AB．由題意知沉管減速下沉，有向上的加速度，根據(jù)牛頓第二定律可知合力向上，故A、B錯(cuò)誤；CD．因加速度向上，所以沉管處于超重狀態(tài)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。三、等時(shí)圓模型1、模型條件多條相交的傾斜光滑軌道，質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始從軌道的一端滑到另一端。2、模型示意圖3、頂點(diǎn)設(shè)置上端相交：交點(diǎn)為圓的最高點(diǎn)；下端相交：交點(diǎn)為圓的最低點(diǎn)。4、作等時(shí)圓過(guò)頂點(diǎn)作豎直線，作以某軌道為弦圓心在豎直線上的圓。5、分析模型分析圖例圓周內(nèi)同頂端的斜面在豎直面內(nèi)的同一個(gè)圓周上，各斜面的頂端都在豎直圓周的最高點(diǎn)，底端都落在該圓周上。由2R·sinθ＝eq\f(1,2)·gsinθ·t2，可推得t1＝t2＝t3。圓周內(nèi)同底端的斜面在豎直面內(nèi)的同一個(gè)圓周上，各斜面的底端都在豎直圓周的最低點(diǎn)，頂端都源自該圓周上的不同點(diǎn)。由2R·sinθ＝eq\f(1,2)·gsinθ·t2，可推得t1＝t2＝t3。雙圓周內(nèi)斜面在豎直面內(nèi)兩個(gè)圓，兩圓心在同一豎直線上且兩圓相切。各斜面過(guò)兩圓的公共切點(diǎn)且頂端源自上方圓周上某點(diǎn)，底端落在下方圓周上的相應(yīng)位置。由2R·sinθ＝eq\f(1,2)·gsinθ·t2，可推得t1＝t2＝t3。6、拓展模型分析圖例等高斜面由L＝eq\f(1,2)at2，a＝gsinθ，L＝eq\f(h,sinθ)，可得t＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，可知傾角越小，時(shí)間越長(zhǎng)，如右圖中t1＞t2＞t3。同底斜面由L＝eq\f(1,2)at2，a＝gsinθ，L＝eq\f(d,cosθ)，可得t＝eq\r(\f(4d,gsin2θ))，可見(jiàn)θ＝45°時(shí)時(shí)間最短，如右圖中t1＝t3＞t2。如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，該平面內(nèi)有AM、BM、CM三條光滑固定軌道，其中B、C兩點(diǎn)處于同一個(gè)圓上，C是圓上任意一點(diǎn)，B、M分別為此圓與y軸、x軸的切點(diǎn)，A點(diǎn)在y軸上且∠AMO=60°，O'為圓心，現(xiàn)將a、b、c三個(gè)小球分別從A、B、C點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放，它們將沿軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)，所用時(shí)間分別為、、，則（）A．<<B．=<C．>=D．由于C點(diǎn)的位置不確定，故無(wú)法比較時(shí)間大小關(guān)系【答案】C【詳解】對(duì)于BM段，位移：，加速度：根據(jù)，得：對(duì)于AM段，位移：，加速度：由，得：對(duì)于CM段，設(shè)CM與豎直方向夾角為θ，同理可解得：即：四、板塊模型1、模型特點(diǎn)滑塊放置于長(zhǎng)木板上，滑塊和木板均相對(duì)地面或者斜面運(yùn)動(dòng)，且滑塊和木板在摩擦力的作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。2、模型示意圖3、模型中的木板長(zhǎng)度當(dāng)滑塊從木板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程中，并且滑塊和木板同向運(yùn)動(dòng)，則滑塊的位移和木板的位移之差等于木板的長(zhǎng)度；當(dāng)滑塊從木板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程中，并且滑塊和木板反向運(yùn)動(dòng)，則滑塊的位移和木板的位移之和等于木板的長(zhǎng)度。4、分析思路 狀態(tài)板、塊速度不相等板、塊速度相等瞬間板、塊共速運(yùn)動(dòng)方法隔離法假設(shè)法整體法步驟對(duì)滑塊和木板進(jìn)行隔離分析，弄清每個(gè)物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)過(guò)程。假設(shè)兩物體間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，先用整體法算出一起運(yùn)動(dòng)的加速度，再用隔離法計(jì)算滑塊的摩擦力Ff；比較Ff與最大靜摩擦力Ffm的關(guān)系，若Ff>Ffm，則發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。將滑塊和木板看成一個(gè)整體，對(duì)整體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析。臨界條件①板、塊速度達(dá)到相等的瞬間，摩擦力可能發(fā)生突變②當(dāng)木板的長(zhǎng)度一定時(shí)，滑塊可能從木板滑下，恰好滑到木板的邊緣達(dá)到共同速度（相對(duì)靜止）是滑塊滑離木板的臨界條件。原理時(shí)間及位移關(guān)系式、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等?；瑝K和滑板的位移都是相對(duì)地的位移。求解中更應(yīng)注意聯(lián)系兩個(gè)過(guò)程的紐帶，每一個(gè)過(guò)程的末速度是下一個(gè)過(guò)程的初速度。五、連接體模型1、連接體兩個(gè)（或兩個(gè)以上）物體組成的系統(tǒng)，我們稱(chēng)之為連接體。連接體的加速度通常是相同的，但也有不同的情況，如一個(gè)靜止、一個(gè)運(yùn)動(dòng)。2、類(lèi)型類(lèi)型圖例物物連接體輕桿連接體彈簧連接體輕繩連接體6、解題方法方法內(nèi)容選取原則隔離法當(dāng)問(wèn)題涉及幾個(gè)物體時(shí)，常常將這幾個(gè)物體“隔離”開(kāi)來(lái)，對(duì)它們分別進(jìn)行受力分析，根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)用牛頓第二定律或平衡條件列式求解。特別是問(wèn)題涉及物體間的相互作用時(shí)，隔離法是一種有效的解題方法。若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力。整體法將相互作用的兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體看成一個(gè)整體（系統(tǒng)）作為研究對(duì)象，去尋找未知量與已知量之間的關(guān)系的方法稱(chēng)為整體法。若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者需要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力。說(shuō)明：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且需要求物體之間的作用力，則可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力。對(duì)較復(fù)雜的問(wèn)題，通常需要多次選取研究對(duì)象，交替應(yīng)用整體法與隔離法才能求解。7、解題思路①先用整體法求加速度，再用隔離法求物體間的作用力；②求內(nèi)力時(shí)，先用整體法求加速度，再用隔離法求物體間的作用力；③求外力時(shí)，先用隔離法求加速度，再用整體法求整體受到的外加作用力。如圖，質(zhì)量分別為如圖，質(zhì)量分別為M、m的兩個(gè)木塊A、B通過(guò)輕彈簧連接，木塊A放在水平桌面上，木塊B用輕繩通過(guò)定滑輪在力F的作用下整體恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩與水平方向成角．不計(jì)滑輪與繩間的摩擦．則下列正確的是（

）A．木塊A對(duì)桌面的壓力B．木塊A與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)C．彈簧與水平方向的夾角的正切值D．彈簧的彈力大小為【答案】C【詳解】A．對(duì)A、B物塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)整體受力分析可知：根據(jù)牛頓第三定律可知木塊A對(duì)地面的壓力為：，故A錯(cuò)誤；B．題中未說(shuō)明最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等，所以無(wú)法計(jì)算動(dòng)摩擦因數(shù)，故B錯(cuò)誤；CD．對(duì)B物塊受力分析，正交分解：，兩式相比解得：兩式平方相加解得：，故C正確，D錯(cuò)誤。六、傳送帶模型1、定義一個(gè)物體以速度v0(v0≥0)在另一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的物體上運(yùn)動(dòng)的力學(xué)系統(tǒng)可看成傳送帶模型。2、特征物塊和傳送帶之間的運(yùn)動(dòng)通過(guò)摩擦力聯(lián)系起來(lái)。3、模型圖例4、分析的關(guān)鍵這類(lèi)問(wèn)題涉及靜摩擦力和滑動(dòng)靜摩擦力之間的變換，特別注意摩擦力的突變和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化；區(qū)別相對(duì)地面的位移和二者之間的相對(duì)位移；有水平傳送帶與傾斜傳送帶兩種；題型按轉(zhuǎn)向分為物體和傳送帶同向運(yùn)動(dòng)以及物體和傳送帶反向運(yùn)動(dòng)兩種。5、水平傳送帶水平傳送帶有三種運(yùn)動(dòng)的情景，如下表所示：運(yùn)動(dòng)情景圖例滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況滑塊輕放傳送帶較短時(shí)，滑塊可能一直加速。傳送帶較長(zhǎng)時(shí)，滑塊可能先加速后勻速。滑塊輕放到傳送帶上，受到水平向右的摩擦力，即，則加速度，滑塊向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊加速到速度等于傳送帶速度時(shí)，兩者相對(duì)靜止，摩擦力消失，滑塊和傳送帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)?；瑝K在達(dá)到最大速度之前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，位移為，而傳送帶的位移為：。我們?cè)O(shè)傳送帶的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，當(dāng)時(shí)，滑塊先加速后勻速；當(dāng)時(shí)，滑塊恰好完成加速；當(dāng)時(shí)，行李一直做勻加速。滑塊與傳送帶同向當(dāng)v0>v時(shí)，若傳送帶較短，物塊到達(dá)另一端時(shí)二者速度仍未相等，則一直減速；若傳送帶較長(zhǎng)，滑塊先減速，減速到與傳送相同的速度時(shí)，兩者以相同的速度運(yùn)動(dòng)，即滑塊先減速后加速。當(dāng)v0＝v時(shí)，物塊在傳送帶上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)v0<v時(shí)，若傳送帶較短，物塊到達(dá)另一端時(shí)二者速度仍未相等，則一直加速；若傳送帶較長(zhǎng)，滑塊先加速，加速到與傳送相同的速度時(shí)，兩者以相同的速度運(yùn)動(dòng)，則滑塊先加速后勻速?；瑝K與傳送帶反向當(dāng)傳送帶的長(zhǎng)度時(shí)（是滑塊減速為零的位移），滑塊所受的摩擦力水平向左，則一直減速到最右端；當(dāng)傳送帶的長(zhǎng)度，且，滑塊先向右減速，再向左加速，到達(dá)最左端時(shí)的速度仍為，方向向左（相當(dāng)于向右運(yùn)動(dòng)的逆過(guò)程）；當(dāng)傳送帶的長(zhǎng)度，且，滑塊先向右減速，再向左加速，當(dāng)加速到與傳送帶相同的速度時(shí)，與傳送帶共速，一起向左運(yùn)動(dòng)，速度為。【注意】求解水平傳送帶問(wèn)題的關(guān)鍵在于對(duì)物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷。物體與傳送帶剛好保持相對(duì)靜止的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。計(jì)算物體與傳送帶間的相對(duì)路程時(shí)有以下兩種情況：當(dāng)物體與傳送帶同向運(yùn)動(dòng)，則相對(duì)路程為Δs＝|s傳－s物|；當(dāng)物體與傳送帶反向運(yùn)動(dòng)，則相對(duì)路程為Δs＝|s傳|＋|s物|。判斷摩擦力時(shí)要注意比較物體的運(yùn)動(dòng)速度與傳送帶的速度，也就是分析物體在運(yùn)動(dòng)位移x（對(duì)地）的過(guò)程中速度是否和傳送帶速度相等。摩擦力突變的時(shí)刻是物體的速度與傳送帶速度相等的時(shí)刻。當(dāng)物塊輕放在勻加速啟動(dòng)的水平傳送帶上時(shí)，它們是否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)取決于動(dòng)摩擦因數(shù)與傳送帶加速度a0的大?。寒?dāng)μ*g<a0，物塊將跟不上傳送帶的運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物塊相對(duì)于傳送帶向后運(yùn)動(dòng)，但是物塊相對(duì)地面是向前加速運(yùn)動(dòng)的，此時(shí)物塊受到沿傳送帶前進(jìn)方向的滑動(dòng)摩擦力Ff＝μ*mg，產(chǎn)生的加速度a＝μ*g。當(dāng)μ*g≥a0，物塊和傳送帶一起以加速度a0加速運(yùn)動(dòng)，物塊受到沿傳送帶前進(jìn)方向的靜摩擦力為Ff＝ma0。6、傾斜傳送帶傾斜傳送帶有四種運(yùn)動(dòng)的情景，如下表所示：運(yùn)動(dòng)情景圖例滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況滑塊初速度為0滑動(dòng)摩擦力的大小為，加速度a＝g（μcosθ—sinθ），當(dāng)，滑塊一直向上加速運(yùn)動(dòng)。滑動(dòng)摩擦力的大小為，加速度a＝g（μcosθ—sinθ），當(dāng)，滑塊向上先加速，當(dāng)速度等于傳送帶的速度時(shí)，兩者一起勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)靜摩擦力的大小為。滑塊的初速度為0滑動(dòng)摩擦力的大小為，沿傳送帶斜面向下，加速度為，當(dāng)，滑塊一直向下加速滑動(dòng)摩擦力的大小為，沿傳送帶斜面向下，加速度為，當(dāng)，滑塊加速運(yùn)動(dòng)，速度與傳送帶的速度相同時(shí)有兩種情況當(dāng)時(shí)，滑塊繼續(xù)向下加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為：；當(dāng)時(shí)，滑塊與傳送帶共速，一起斜向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑塊只受靜摩擦力?；瑝K的初速度不為0，滑塊速度方向與傳送帶相同當(dāng)v0<v，滑塊先加速，當(dāng)加速到與傳送帶的速度相同時(shí)，之后的運(yùn)動(dòng)分為兩種情況滑塊與傳送帶相對(duì)靜止，一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)。以另外一個(gè)加速度加速。當(dāng)時(shí)，有兩種情況當(dāng)，滑塊一直加速。當(dāng)，滑塊先減速，減到與傳送帶相同的速度時(shí)一起勻速運(yùn)動(dòng)。滑塊的初速度不為0，滑塊速度方向與傳送帶相反當(dāng)mgsinθ>μmgcosθ時(shí)，滑塊一直加速向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)mgsinθ=μmgcosθ時(shí)，滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)mgsinθ<μmgcosθ時(shí)，滑塊先減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度為零時(shí)，再向上加速運(yùn)動(dòng)（傳送帶足夠長(zhǎng)）?！咀⒁狻拷鉀Q傾斜傳送帶問(wèn)題時(shí)要特別注意mgsinθ與μmgcosθ的大小和方向的關(guān)系，進(jìn)一步判斷物體所受合力與速度方向的關(guān)系，確定物體運(yùn)動(dòng)情況。求解的關(guān)鍵在于分析物體與傳送帶間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，確定其是否受到滑動(dòng)摩擦力作用。如果受到滑動(dòng)摩擦力作用，應(yīng)進(jìn)一步確定其大小和方向，然后根據(jù)物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時(shí)，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變。如圖甲所示，細(xì)緊的水平傳送