高中物理复习学案人教版必修1第三章 牛顿运动定律docWord格式文档下载.docx

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⑵物体惯性的大小是描述物体保持原来的运动状态的本领强弱，物体惯性大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，惯性大小仅与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度。

物体质量越大，运动状态越难改变，即惯性越大。

⑶惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。

考点二　牛顿第三定律

1．牛顿第三定律内容：

两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。

2．表达式：

F＝－F＇

3．牛顿第三定律的理解要点：

⑴作用力和反作用力的相互依赖性。

它们是相互依存，互以对方作为自己存在的前提。

⑵作用力和反作用力的同时性。

它们是同时产生，同时变化，同时消失，不是先有作用力后有反作用力。

⑶作用力和反作用力的性质相同。

即作用力和反作用力是属同种性质的力。

⑷作用力和反作用力不可叠加性。

作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两力的作用效果不能相互抵消。

4．一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较：

内　容

一对作用力和反作用力

一对平衡力

不同点

作用对象

两个相互作用的物体

同一个物体

作用时间

同时产生、同时消失

不一定同时产生或消失

力的性质

性质一定相同

不一定是同性质的力

相同点

大小关系

大小相等

方向关系

方向相反且共线

【典题例析】

类型一、惯性的应用

例1.下列说法正确的是（）

A．一同学看见某人用手推静止的小车，却没有推动，是因为这辆车惯性太大的缘故

B．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大

C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力

D．放在光滑水平桌面上的两个物体，受到相同大小的水平推力，加速度大的物体惯性小

例2．在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则（）

A．向北跳最远

B．向南跳最远

C．向东向西跳一样远，但没有向南跳远

D．无论向哪个方向都一样远

类型二、牛顿第一定律的应用

例3．某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见（）

A．力是使物体产生运动的原因

B．力是维持物体运动速度的原因

C．力是使物体速度发生改变的原因

D．力是使物体惯性改变的原因

例4．如图中的甲图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是（）

A．在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断

B．在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断

C．在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断

D．在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断

类型三、牛顿第三定律的运用

例5.物体静止于一斜面上，如右图所示，则下述说法正确的是（）

A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力

B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力

C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力

D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力

例6汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（）

A．汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力

B．汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力

C．汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力

D．汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力

【问题反思】

第2课时　牛顿第二定律

1.牛顿第二定律的内容，物体的加速度跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟方向相同。

公式：

.

2.牛顿第二定律的适用范围

（1）牛顿第二定律只适用于_______参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系。

）

（2）牛顿第二定律只适用于_____物体（相对于分子、原子）、______运动（远小于光速）的情况。

考点一　牛顿第二定律

1．内容：

物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比。

2．公式：

F合＝ma。

牛顿第二定律是实验定律（复习探究实验），应写成

或F＝kma的形式。

当全部使用国际单位制时，k＝1。

3．对牛顿第二定律的理解

⑴矢量性：

加速度的方向始终与合外力的方向相同。

⑵瞬时性：

力的作用和加速度的产生是瞬时对应的关系，力变加速度就变。

⑶独立性：

作用在物体上的每个力都能独立地对物体产生加速度。

而物体实际的加速度则是每个力产生加速度的矢量和。

⑷同体性：

式中F合、a、m必须对应同一个物体或系统，a相对于同一个参考系。

牛顿第二定律的正交分解形式为：

Fx＝max。

Fy＝may。

4．由A、B两物体组成的系统的牛顿第二定律：

表达式：

∑Fx=mAaAx＋mBaBx

∑Fy=mAaAy＋mBaBy

常用来研究A、B中有一个加速度为零的情况：

若aB=0，则：

∑Fx=mAaAx

∑Fy=mAaAy

5．牛顿第二定律的适用范围

⑴牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）。

⑵牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况。

6．力、加速度、速度关系小结

⑴物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，只要有合力，不管速度是大，是小，或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零。

一般情况下，合力与速度无必然的联系。

⑵合力与速度同向时，物体加速，反之减速。

⑶力与运动的关系：

力是改变物体运动状态的原因，即：

力→加速度→速度变化（运动状态变化）

物体所受到的合力决定了物体当时加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度的变化量的大小．加速度大小与速度大小无必然的联系。

⑷区别加速度的定义式

与决定式

。

考点二　　力学单位制

1．单位制：

由基本单位和导出单位一起组成了单位制。

⑴基本量：

只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。

这些被选定的物理量叫做基本量。

⑵导出单位：

由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

2．国际单位制中的基本物理量和基本单位：

3单位制的应用

⑴物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。

⑵在进行物理计算时，若所有的已知量都用国际单位制的单位表示，那么只要正确地应用物理公式，计算的结果必是用相应国际单位来表示的。

⑶单位制在物理计算中可以检验计算的结果是否正确。

考查等式两边的单位是否一致，若发现不一致，则说明物理关系的建立和推断有错误。

类型一．力与运动关系的定性分析

例1如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。

一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。

在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是

A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大

B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上

C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小

D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大

例2如图所示．弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，则

A．物体从A到O先加速后减速

B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动

C．物体运动到O点时所受合力为零

D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小

类型二、顿第二定律的瞬时性

例3（2001年上海高考题）如图

（1）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。

现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

（1）下面是某同学对该题的某种解法：

解：

设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下处于平衡。

mg，

，解得

=mgtanθ，剪断线的瞬间，T2突然消失，物体却在T2反方向获得加速度，因为mgtanθ=ma所以加速度a=gtanθ，方向在T2反方向。

你认为这个结果正确吗？

说明理由。

（2）若将图

（1）中的细线L1改为长度相同，质量不计的轻弹簧，如图

（2）所示，其它条件不变，求解的步骤和结果与

（1）完全相同，即a=gtanθ，你认为这个结果正确吗？

请说明理由。

类型三、正交分解法

例4如图所示，质量为4kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为20Ｎ，与水平方向成30°

角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多大?

（g取10m/s2）

类型四、合成法与分解法

例5如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°

角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg．（g＝10m/s2，sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8）

（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．

（2）求悬线对球的拉力．

例6如图所示，m=4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成37°

角。

求：

（1）小车以a=g向右加速；

（2）小车以a=g向右减速时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大？

例7如图所示，在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。

（1）箱以加速度a匀加速上升，

（2）箱以加速度a向左匀加速运动时，线对木块的拉力F1和斜面对箱的压力F2各多大？

类型五、在动力学问题中的综合应用

例7如图所示，质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，在与水平成θ=37°

角的恒力F作用下，从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F，又经过t2=4.0s物体刚好停下。

F的大小、最大速度vm、总位移s。

第3课时　牛顿运动定律的应用㈠

（两类基本问题）

考点一　动力学的两类基本问题

一．牛顿第二定律确定了力和加速度的关系，使我们能够把物体的受力情况与运动情况联系起来。

1．从受力确定运动情况：

如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学公式就可以确定物体的运动情况。

2．从运动情况确定受力：

如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的外力。

二．基本思路

分析解决这两类问题的关键是：

抓住加速度a始终是联系力和运动的桥梁。

思维过程如下：

三．解题步骤：

1．审题，明确题意、清楚物理过程

2．选取研究对象，可以是单个物体，也可以是几个物体组成的系统

3．对研究对象进行受力分析和运动情况分析，并画出受力图或运动过程示意图

4．建立坐标系，规定正方向，一般以初速度方向（或加速度方向）为正方向

5．根据牛顿运动定律、运动学公式、题目给定的条件列方程

6．解方程，对解进行分析、检验或讨论。

类型一．已知物体的受力情况，求物体的运动情况

例1．一汽车没有安装ABS，急刹车后，车轮在路面上滑动．（取g＝10m／s2）

⑴若车轮与干燥路面间的动摩擦因数是0.7，汽车以14m／s的速度在水平路面上行驶，急刹车后，滑行多远才停下？

⑵若车轮与湿滑路面间的动摩擦因数为0.1，在水平路面上汽车急刹车后的滑行距离不超过18m，刹车前的最大速度是多少？

（14m；

6m／s）

例2．如图所示，风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径．

⑴当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．

⑵保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37o并固定则小球从静止出发到在细杆上滑下距离x所需的时间为多少？

（0.5；

例3．水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图．紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率v＝1m／s运行，一质量为m＝4kg的行李无初速度地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动．设行李与传送带之间的动摩擦因数

＝0.1，A、B间的距离L＝2m，g取10m／s2。

⑴求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小；

⑵求行李做匀加速直线运动的时间；

⑶如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处，求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率．

（1m／s2；

1s；

2m／s、2s）

例4．如图所示，传送带与地面倾角θ＝370，从A到B长度为16m，传送带以10m／s的速度逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一质量为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，求物体从A运动到B所需的时间是多少？

（t总＝2s）

例5．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度，随时间变化规律如图所示，取重力加速度g＝10m／s2。

求：

⑴小环的质量m；

⑵细杆与地面间的倾角

（1kg；

30°

例6．一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一边与桌的AB边重合，如图所示．已知盘与桌布间的动摩擦因数为

1，盘与桌面间的动摩擦因数为

2．现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边．若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？

（以g表示重力加速度）

类型二.已知物体的运动情况，求物体的受力情况．

例7．如图所示，质量为m＝10kg物体在F＝200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角

＝37°

，力F作用2s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25s后，速度减为零。

物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移。

（0.25；

16.25m）

例8．质量为40kg的雪撬在倾角θ＝37°

的斜面上向下滑动如图甲所示，所受的空气阻力与速度成正比。

今测得雪撬运动的v－t图象如图乙所示，且AB是曲线的切线，B点坐标为（4,15），CD是曲线的渐近线。

试求空气的阻力系数k和雪撬与斜坡间的动摩擦因数

（20Ns／m；

0.125）

例9．如图所示，底座上装有长0.5m的直立杆，其总质量为0.2kg，杆上套有质量为0.05kg的小环B，它与杆之间有摩擦．当环从底座上以4m／s的初速度开始上升时刚好能到达顶端．求在环上升过程中底座对水平面的压力是多大？

（g取10m／s2）

（1.7）

例10．如图所示，一质量为500kg的木箱放在质量为2000kg的平板车的后部，木箱到驾驶室的距离L＝1.6m，已知木箱与木板间的动摩擦因数μ＝0.484，平板车在运动过程中所受阻力是车和箱总重的0.20倍，平板车以v0＝22.0m／s的速度行驶，为不让木箱撞击驾驶室，g取10m／s2，试求：

⑴

从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间？

⑵驾驶员刹车时的制动力不能超过多大？

（4.4；

7420）

第4课时　牛顿运动定律的应用

（二）

（连接体问题）

1．连接体与隔离体

两个或两个以上物体相连接组成的物体系统，称为　　　　　　。

如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为　　　　　　　。

2．外力和内力

如果以物体系为研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的　　　力，而系统内各物体间的相互作用力为　　　　。

应用牛顿第二定律列方程不考虑　　　　力。

如果把物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转换为隔离体的　　　　　力。

3连接体问题的分析方法

（1）整体法：

连接体中的各物体如果　　　　　　　　，求加速度时可以把连接体作为一个整体。

运用　　　　　　列方程求解。

（2）隔离法：

如果要求连接体间的相互作用力，必须隔离其中一个物体，对该物体应用　　　　　求解，此法称为隔离法。

（3）整体法与隔离法是相对统一，相辅相成的。

本来单用隔离法就可以解决的连接体问题，但如果这两种方法交叉使用，则处理问题就更加方便。

如当系统中各物体有相同的加速度，求系统中某两物体间的相互作用力时，往往是先用　　　　法求出　　　　，再用　　　　法求　　　　。

考点　连接体问题

一．连接体：

在研究力和运动的关系时，常会涉及相互关联的物体间的相互作用问题，即“连接体问题”．连接体问题一般是指由两个或两个以上的物体所构成的有某种关联的系统．

二．分析方法：

1．隔离法：

把构成连接体的各个物体隔离开来，分别视为单一物体，转化为简单的动力学问题。

2．整体法：

把构成连接体的各个物体视为一整体，从而转化为单一物体的动力学问题。

通常情况下，连接体在运动方向上有一个共同的加速度，而另一方向上加速度为零。

则　　　　　　　　　∑F=（mA＋mB）a

或正交分解法

∑Fx=（mA＋mB）ax

∑Fy=0

研究此系统的受力或运动时，应用牛顿运动定律求解问题的关键是研究对象的选取和转换．一般若讨论的问题不涉及系统内部的作用力时，可以以整个系统为研究对象列方程求解；

若涉及系统中各物体间的相互作用，则应以系统的某一部分为对象列方程求解，这样，便将物体间的内力转化为外力，从而体现出其作用效果，使问题得以求解．在求解连接体问题时，整体法和隔离法相互依存，相互补充交替使用．

整体法和隔离法是相辅相成的．本来单用隔离法就可解决连接问题，但如果这两种方法交叉使用，则处理问题十分方便，例如当系统中各物体有相同加速度，要求系统中某两物体间的相互作用力时，往往是先用整体法求出加速度，再用隔离法求出两物体间的相互作用力．

三．系统的牛顿第二定律：

⑴若各物体加速度相同，则

∑F=（mA＋mB）a

或正交分解法

　　　∑Fx=（mA＋mB）ax

∑Fy=（mA＋mB）ay

⑵若各物体加速度不相同，则

例1．如图所示，一个质量为M的物体放在光滑的水平桌面上，当用20N的力F通过细绳绕过定滑轮拉它时，产生2m／s2的加速度．现撤掉20N拉力，而在细绳下端挂上重为20N的物体m，如图，则物体M的加速度为m／s2，前、后两种情况下绳的张力分别为．（取g＝10m／s2）

例2．如图所示，质量为m２的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m１的物体，与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角，则　（　BD　）

A．车厢的加速度为

B．绳对物体1的拉力为

C．底板对物体2的支持力为（m２—m１）g

D．物体2所受底板的摩擦力为m２gtanθ

例3．如图所示，在倾角为

的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫，已知木板的质量是猫的质量的2倍．当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变．则此时木板沿斜面下滑的加速度为　　　　　（　C　）

A．

　　　B．

C．

　　　D．

例4．质量为M的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬挂另一质量为m的小球，且M＞m．用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动，细线与竖直方向成

角，细线的拉力为F1．若用一力F'

水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a'

向左运动时，细线与竖直方向也成

角，细线的拉力为F2，则　　　　　　　　　　　　　　　（　B　）

A．a'

＝a，F2＝F1　　　　B．a'

＞a，F2＝F1

C．a'

＜a，F2＝F1　　　　D．a'

＞a，F2＞F1

例5．如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2，拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1＞F2，试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T。

例6．一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来．图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦．吊台的质量m＝15kg，人的质量为M＝55kg，起动时吊台向上的加速度是a＝0.2m／s2，求这时人对吊台的压力．（g＝9.8m／s2）

（200N，方向竖直向下）

例7．两重叠在一起的滑块，置于固定的且倾角为θ的斜面上，如图所示，滑块A、B的质量分别为m和M，B与斜面间的动摩擦因数为μ1，A与B之间的动摩擦因数为μ2，两滑块接触面与斜面平行，并都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，则滑块A受到的摩擦力（AD）

A．大小等于μ1mgcosθ　　　　　B．大小等于μ2mgcosθ

C．等于零　　　　　　　　　　D．方向沿斜面向上

例8．如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B，以速度v1＝30m／s进入向下倾斜的直车道．车道每100m下降2m．为了使汽车速度在x＝200m的距离内减到v2＝10m／s，驾驶员必须刹车．假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的70％作用于拖车B，30％作用于汽车A．已知A的质量m1＝2000kg，B的质量m2＝6000kg．求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力．（取重力加速度g＝10m／s2）（880N）