2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)突破講義-運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

專題03運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

興----------)

------------------1思維導(dǎo)圖

兩類基本動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

短

等時(shí)圓模型

牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用板塊模型

傳送帶模型

動(dòng)力學(xué)圖像

focus

mi

高考考點(diǎn)

?？伎键c(diǎn)真題舉例

牛頓第二定律求瞬時(shí)突變問(wèn)題2024?湖南?高考真題

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

梟沏閶9公

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。

核核心心考考點(diǎn)點(diǎn)0011牛牛頓頓第第一一定定律律

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！未定義書簽。

一、兩類基本動(dòng)力學(xué)問(wèn)題..................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

二、超重和失重...........................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

三、等時(shí)圓模型...........................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

四、板塊模型.............................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

五、連接體模型...........................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

六、傳送帶模型...........................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

七、動(dòng)力學(xué)圖像...........................................................錯(cuò)誤！未定義書簽。

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)對(duì)力與運(yùn)動(dòng)的貢獻(xiàn)研究方法評(píng)價(jià)

家

亞里士力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。依據(jù)生活經(jīng)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)得出，但是沒有對(duì)這些

多德驗(yàn)總結(jié)出來(lái)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)研究方法：設(shè)計(jì)理想斜面實(shí)驗(yàn)、觀察

驗(yàn)和邏輯推實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、經(jīng)過(guò)邏輯推理得到結(jié)論，

理得到這是一種科學(xué)的研究方法。

笛卡爾運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到力的作用，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

那它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)的直線性。

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)。

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。

【注意】理想實(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，T

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)。

【注意】慣性不是力，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)不變的二種性質(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。

【注意】加速度的方向跟合外力的方向相同。

2、表達(dá)式

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。

矢量性方=儂是一個(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<=鹿為F=mayo

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)。。和P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。

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

m

方向與物體所受的合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即。與合力下方向總是相同。

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。

【注意】牛頓第一定律揭示了物體具有的固有屬性一一慣性，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

頓第二定律不是牛頓第二定律的特例，因?yàn)榕ｎD第二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，但是沒有給出力三個(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)尸=而7。知左=形〃。，4的大小由尸、加、。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)際單位制中后=1。由此可知，在應(yīng)用公式歹=加。進(jìn)行計(jì)算時(shí)，F(xiàn)、m、。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、壬克、整。

1N的物理意義：使質(zhì)量為/館的物體產(chǎn)生/加"的加速度的力為/N,即/館-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)物體受應(yīng)用平行四邊形定則求出這兩個(gè)力的合力，尸=&+4

兩個(gè)力作用而產(chǎn)生再由牛頓第二定律求出物體的加速度。a=F/m

加速度時(shí)，應(yīng)用合先求出每個(gè)分力產(chǎn)生的加速度，再用平行四

成法比較簡(jiǎn)單。邊形定則求合加速度。

a=公+ay

正交分解法：將矢=

以加速度a的方向?yàn)閤軸的正方向建立直角坐Fxma

量分解在兩個(gè)相互標(biāo)系，將物體所受的各個(gè)力分解到x軸和y軸號(hào)=0

垂直的坐標(biāo)軸上的

上，分別得到x軸和y軸上的合力與和與

方法，物體在受到

若物體受幾個(gè)相互垂直的力的作用，應(yīng)用牛

Fx=mQx

三個(gè)或者三個(gè)以上

頓第二定律求解時(shí)，分解的力太多，就會(huì)比

Fy=mav

的不在同一直線上

較煩瑣，所以在建立直角坐標(biāo)系時(shí)，可根據(jù)

的力的作用時(shí)，一般

物體的受力情況，使盡可能多的力落在兩坐

用正交分解法。

標(biāo)軸上，分解加速度a得。：和七。

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)軸或錢鏈時(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《耒相經(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&和夕，a<6,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（）

曲轅犁直轅犁

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=FsTna,Ft=Fsm6,在y方向可得出：Ft=Fcosa,尸直=Fcos6

由題知a<6貝sina<sin6,cosa>cos6,則可得到：F由<F直,F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Bo

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、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。

【注意】“總是"二字說(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)表示尸與尸的方向相反。

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。

【注意】當(dāng)將/物體作為研究對(duì)象無(wú)法求解結(jié)果時(shí)，可以選與/相互作用的物體8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

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

不同點(diǎn)

不可單獨(dú)存在，是一種相互依存的關(guān)系。沒有依存關(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

打鐵

電動(dòng)平衡車，又叫體感車、思維車、攝位車等。是現(xiàn)代人用來(lái)作為代步工具，休閑娛樂的一種新型的綠

色環(huán)保的產(chǎn)物。如圖所示，一個(gè)人站在"電動(dòng)平衡車"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"勻速行駛時(shí),車對(duì)人的摩擦力是人前進(jìn)的動(dòng)力

B."電動(dòng)平衡車”勻速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力方向是豎直向上的

C."電動(dòng)平衡車”加速行駛時(shí),車對(duì)人的作用力大于人對(duì)車的作用力

D.人從"電動(dòng)平衡車”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”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”上在水平地面上沿直線前進(jìn)，則車對(duì)人沒有摩擦力作用，

故A錯(cuò)誤；B.根據(jù)上述可知，"電動(dòng)平衡車"勻速行駛時(shí)，車對(duì)人的作用力即為支持力，由于與重力平

衡，則車對(duì)人的作用力方向是豎直向上的，故B正確；C.車對(duì)人的作用力與人對(duì)車的作用力是一對(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"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、兩類基本動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

1、類型

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:

第一類一

-?—?a——A

物體的牛頓第物體的運(yùn)動(dòng)物體的

受為宿況運(yùn)務(wù)情況

H二定律加遺度G學(xué)公式

*—a<—<--第二類

【注意】應(yīng)抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁一加速度。

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)每三個(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┪矬w具有向上的加速度。

大于物體所受重力的現(xiàn)象。

失重物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┪矬w具有向下的加速度。

小于物體所受重力的現(xiàn)象。

完全失重物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)ωQ直懸掛物的拉物體的加速度a=g，方向

力）等于零的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象。豎直向下。

2、實(shí)重和視重

實(shí)重：物體實(shí)阮所受的重力。

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?/p>

小了。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)：

英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=maF=mg+ma物體可能是向上加速運(yùn)動(dòng)或向

貝！JF=mg+ma>mg下減速運(yùn)動(dòng)。

失毒在豎直方向上有mg-F=ma,向下F=mg-ma物體可能是向下加速運(yùn)動(dòng)或向

貝!JF=mg-ma<mg上減速運(yùn)動(dòng)。

完全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（）

；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)

i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Co

I_______________________________________________________________________________________________

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)同頂在豎直面內(nèi)的同一個(gè)圓周上，各斜面的頂端都在A

端的斜面豎直圓周的最高點(diǎn)，底端都落在該圓周上。由

27?sin8=；?gsin。?凡可推得力二力=，3。

B

圓周內(nèi)同底在豎直面內(nèi)的同一個(gè)圓周上，各斜面的底端都在

端的斜面豎直圓周的最低點(diǎn)，頂端都源自該圓周上的不同

點(diǎn)。由2R,sin9=；gsin少巴可推得力=/2=打。

a

雙圓周內(nèi)斜在豎直面內(nèi)兩個(gè)圓，兩圓心在同一豎直線上且兩A

面圓相切。各斜面過(guò)兩圓的公共切點(diǎn)且頂端源自上宴

方圓周上某點(diǎn)，底端落在下方圓周上的相應(yīng)位

置。由2R，sin6=；，gsin0/,可推得〃=〃=打。

B

6、拓展

模型分析圖例

等高斜面由L=~at2,a=gsin0,L=—^—,可得，=」一A獨(dú),

2sin0sin\]g

可知傾角越小，時(shí)間越長(zhǎng)，如右圖中打。

同底斜面由￡=at2,a=gsin0,L=,可得￡=A/，I1

2cos0vgsin2。2

可見8=45。時(shí)時(shí)間最短，如右圖中九=，3＞，2。r

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/“、BM、CM三條光滑固定軌道，其中2、

。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)，/點(diǎn)在》軸上且

ZAMO=60°,。，為圓心，現(xiàn)將.、b、c三個(gè)小球分別從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〃、七、左，則（）

A.tA<tB<tcB.tA=tB<tcC.tA>tB=tcD.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8"段，位移：x廣也R,加速度：4Jgsin45°=&

根據(jù)玉=；印/，得：%=［華

對(duì)于4A/段，位移：x2=2Rf加速度：ct2=gsin60°=

對(duì)于CM段，設(shè)CM與豎直方向夾角為仇同理可解得：G二生2-27?cos0

”3gcos。

I即：tB-tC<G

I_________________________________________________________________________________________________

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

對(duì)滑塊和木板進(jìn)行隔假設(shè)兩物體間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，先用整體法算出將滑塊和木板看

離分析，弄清每個(gè)物一起運(yùn)動(dòng)的加速度，再用隔離法計(jì)算滑塊的成一個(gè)整體，對(duì)整

步驟

體的受力情況與運(yùn)動(dòng)摩擦力Ff；比較a與最大靜摩擦力Ftm的關(guān)體進(jìn)行受力分析

過(guò)程。系，若a則發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析。

①板、塊速度達(dá)到相等的瞬間，摩擦力可能發(fā)生突變

臨界

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

條件

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。

滑塊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、類型

類型圖例

物物連接體F

—?AB

輕桿連接體

“

彈簧連接體

A-AAMMB￡

輕繩連接體-^22

四

一瓶2

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”開若連接體內(nèi)各物體具有相同

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)用牛的加速度，且不需要求物體

頓第二定律或平衡條件列式求解。特別是問(wèn)題涉及物體間之間的作用力。

的相互作用時(shí)，隔離法是一種有效的解題方法。

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（系若連接體內(nèi)各物體的加速度

統(tǒng)）作為研究對(duì)象，去尋找未知量與已知量之間的關(guān)系的不相同，或者需要求出系統(tǒng)

方法稱為整體法。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尸fl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三用力。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a角.不計(jì)滑輪與繩間的摩擦.則下

列正確的是()

FZJ-\FA.木塊A對(duì)桌面的壓力(M+%)g-尸B.木塊A與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=

77777777773

C.彈簧與水平方向的夾角的正切值tan￡='s：a-〃7g

Feosa

D.彈簧的彈力大小為&=7(^sintz)2+(Fcosa-mg)2

【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：尸sina+N地=(M+%)g

根據(jù)牛頓第三定律可知木塊A對(duì)地面的壓力為：(M+機(jī))g-Fsina,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：；sin七=Fsina-,兩式相比解得：tan夕二mg

F彈cos/=FcosaFeosa

兩式平方相加解得：4=J(尸cosa)2+(Fsina一加g)?,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vo(v它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

1g___-

()()

4、分析的關(guān)鍵

這類問(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1g___傳送帶較短時(shí)，滑塊可能一直加速。

0___D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，即尸=/=〃%g,則加速度。=〃g,

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)。滑塊在達(dá)到最大速度之前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

t=—=,位移為x=gCM?=~~,而傳送帶的位移為：

a"g22〃g2〃g

x'=vt-v上=五

〃g〃g

我們?cè)O(shè)傳送帶的長(zhǎng)度為L(zhǎng),當(dāng)￡>x時(shí)，滑塊先加速后勻速；當(dāng)工=》時(shí)，滑塊恰好完

成加速；當(dāng)￡<x時(shí)，行李一直做勻加速。

滑塊與傳V0當(dāng)vo>v時(shí)，若傳送帶較短，物塊到達(dá)另一端時(shí)二

送帶同向者速度仍未相等，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)vo=v時(shí)，物塊在傳送帶上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)vo<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。

滑塊與傳v2V2

L<------

送帶反向當(dāng)傳送帶的長(zhǎng)度2Mg時(shí)（2〃g是滑塊減速為

A-??B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2〃g,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T,

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2〃g,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1。

【汪意】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As=|s傳

一s物|；當(dāng)物體與傳送帶反向運(yùn)動(dòng)，則相對(duì)路程為As=|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ao的大?。?/p>

當(dāng)"*gvao,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)摩擦力氏=〃*mg,產(chǎn)生的加速度a=〃*g。

當(dāng)fi*gNao,物塊和傳送帶一起以加速度加速運(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

滑塊初速滑動(dòng)摩擦力的大小為f="mgcos6,加速度a=g(〃cos

度為0

L<----------------

8—sin。),當(dāng)2('gcosO-gsmO),滑塊一直向

上加速運(yùn)動(dòng)。

滑動(dòng)摩擦力的大小為/=〃加gc°s。，加速度a=g(〃cos

LNE________

6—sin。)，當(dāng)2(〃gcosO-gsine),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/=加8sin°。

滑塊的初滑動(dòng)摩擦力的大小為/=〃加gc°s。，沿傳送帶斜面向

速度為0

下，力口速度為”=gsinO+〃gcose,當(dāng)

L<-----------g------------

2(〃gcos0+gsm。)，滑塊一直向下加速

滑動(dòng)摩擦力的大小為當(dāng)mgsin0>pimgcos0

f=〃mgcosO,沿傳送帶斜時(shí)，滑塊繼續(xù)向下加速

面向下，加速度為運(yùn)動(dòng)，加速度大小為：

Q=gsin6+〃gcos0當(dāng)a=gsin。-jugcos6

當(dāng)mgsin0<pimgcos9