2017年高考一輪復(fù)習(xí)物理-專題三牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、專題三牛頓運(yùn)動(dòng)定律五年高考真題統(tǒng)計(jì)點(diǎn)擊查看考點(diǎn)一對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解物 理 學(xué) 史(1)伽利略利用“理想實(shí)驗(yàn)”得出“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的觀點(diǎn)，推翻了亞里士多德的“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。(2)英國(guó)科學(xué)家牛頓在自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理著作中提出了“牛頓第一、第二、第三定律”。形 象 思 維巧辨誰來決定加速度【解題方略】 1.對(duì)牛頓第一定律的理解(1)提出慣性的概念：牛頓第一定律指出一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性。(2)揭示力的本質(zhì)：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。2.牛頓第一定律與牛頓第二定律的對(duì)比牛頓第一定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出

2、來的，而牛頓第二定律是一條實(shí)驗(yàn)定律。對(duì)牛頓第一、三定律的理解及應(yīng)用3.一對(duì)作用力與反作用力和一對(duì)平衡力的比較【例1】 下列說法正確的是()A.在高速公路上高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運(yùn)場(chǎng)的集裝箱貨車的慣性大B.牛頓第一定律是根據(jù)理論推導(dǎo)出來的C.在粗糙水平面上滾動(dòng)的小球最后會(huì)停下來是因?yàn)樾∏虻膽T性逐漸變?yōu)榱鉊.物體的速度逐漸增大同時(shí)加速度逐漸減小是有可能的解析慣性是物體的固有屬性，質(zhì)量是其唯一量度，A、C錯(cuò)；牛頓第一定律是牛頓在伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加上邏輯推理得出的規(guī)律，B錯(cuò)；物體可以做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，D對(duì)。答案D【例2】 如圖所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置

3、處有一分界線，約定先使對(duì)方過分界線者為贏。若繩子質(zhì)量不計(jì)，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是()A.甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力B.甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力是作用力與反作用力C.若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利D.若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利答案C技巧秘訣“兩看”判斷一對(duì)力是否是作用力和反作用力【解題方略】1.牛頓第二定律的五個(gè)特性牛頓第二定律的理解【例3】 如圖所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動(dòng)，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對(duì)于小車靜止地?cái)[放在右端。B與小車平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。若某時(shí)刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向角，

4、則此刻小車對(duì)物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)?)答案D技巧秘訣1.應(yīng)用牛頓第二定律常用的方法合成法若物體只受兩個(gè)共點(diǎn)力作用而產(chǎn)生加速度時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知，利用平行四邊形定則求出的兩個(gè)力的合外力方向就是加速度方向。特別是兩個(gè)力互相垂直或相等時(shí)，應(yīng)用力的合成法比較簡(jiǎn)單分解法分解力：一般將物體受到的各個(gè)力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，則F合xma(沿加速度方向)，F(xiàn)合y0(垂直于加速度方向)分解加速度：當(dāng)物體受到的力相互垂直時(shí)，沿這兩個(gè)相互垂直的方向分解加速度，再運(yùn)用牛頓第二定律列方程求解，有時(shí)更簡(jiǎn)單2.應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟牛頓第二定律的瞬時(shí)性問題【解題方略】1.兩種模型加速度與合

5、外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，具體可簡(jiǎn)化為以下兩種模型：2.求解瞬時(shí)加速度的一般思路【例4】 如圖所示，物體P放在水平地面上，勁度系數(shù)為k250 N/m的輕彈簧左端固定在豎直墻壁上、右端固定在質(zhì)量為m1 kg的物體P上，彈簧水平。開始時(shí)彈簧為原長(zhǎng)，P從此刻開始受到與水平面成37的拉力作用而向右做勻加速運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻F10 N，彈簧彈力大小為T5 N，P向右的加速度大小為a1 m/s2，此時(shí)撤去F，已知sin 370.6、cos 370.8，重力加速度g10 m/s2。求：(1)撤去F時(shí)P的速度；(2)撤去F瞬間P的加速度。答案(1)0.2 m/s方向水平向右(2)1

6、0 m/s2方向水平向左技巧秘訣求解瞬時(shí)性加速度問題的兩點(diǎn)注意(1)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)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(gè)積累的過程，不會(huì)發(fā)生突變?！镜淅?(2014重慶理綜)以不同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開始計(jì)時(shí)，一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的vt圖象可能正確的是()答案D1.Fma既反映了物體所受合外力與加速度大小的關(guān)系，也反映了兩者的方向關(guān)系，即瞬時(shí)對(duì)應(yīng)，但有時(shí)不能正確確定合外力的方向，進(jìn)而不能正確地確定加速度的

7、方向。2.當(dāng)力發(fā)生突變時(shí)，加速度也發(fā)生突變，但速度不能發(fā)生突變。1.動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題考點(diǎn)二牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用加速度是將受力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來的紐帶。2.解決動(dòng)力學(xué)基本問題時(shí)對(duì)力的處理方法(1)合成法：在物體受力個(gè)數(shù)較少(2個(gè)或3個(gè))時(shí)一般采用“合成法”。(2)正交分解法：若物體的受力個(gè)數(shù)較多(3個(gè)或3個(gè)以上)，則采用“正交分解法”。3.超重和失重問題正 誤 辨 識(shí)(1)超重就是物體的重力變大的現(xiàn)象。()(2)失重時(shí)物體的重力小于mg。()(3)加速度大小等于g的物體處于完全失重狀態(tài)。()(4)減速上升的升降機(jī)內(nèi)的物體，物體對(duì)地板的壓力大于重力。()(5)加速上升的物體處于超重狀態(tài)。()(6)物

8、體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)其重力并沒有發(fā)生變化。()(7)根據(jù)物體處于超重或失重狀態(tài)，可以判斷物體運(yùn)動(dòng)的速度方向。()(8)物體處于超重或失重狀態(tài)，完全由物體加速度的方向決定，與速度方向無關(guān)。()(9)整體法和隔離法是指選取研究對(duì)象的方法。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)形 象 思 考在完全失重狀態(tài)下，物理上的哪些儀器不能正常使用了？答案由重力作用效果決定工作原理的儀器，在完全失重的狀態(tài)下會(huì)失效，如天平、單擺、水銀氣壓計(jì)、密度計(jì)、連通器等?！窘忸}方略】判斷超重、失重現(xiàn)象的三個(gè)技巧對(duì)超重、失重的理解及應(yīng)用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(shí)，物體處

9、于超重狀態(tài)；小于重力時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；等于零時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；具有向下的加速度時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；向下的加速度等于重力加速度時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)從速度變化的角度判斷物體向上加速或向下減速時(shí)，超重物體向下加速或向上減速時(shí)，失重【例1】 (2014北京理綜，18，6分)應(yīng)用物理知識(shí)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。例如平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出。對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是()A.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C.在

10、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解析手托物體拋出的過程，必定有一段加速過程，其后可以減速、也可以勻速。當(dāng)后期手和物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體既不超重也不失重，當(dāng)手和物體減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體處于失重狀態(tài)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體從靜止到有速度，必定有一段加速過程，此過程處于超重狀態(tài)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)物體離開手的瞬間，物體只受重力，此時(shí)物體的加速度等于重力加速度，C錯(cuò)誤；手和物體分離之前速度相同，分離瞬間手的速度變化量比物體的速度變化量大，故手的加速度大，所以D正確。答案D【解題方略】解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)兩類動(dòng)力學(xué)問題(1)求物塊加速度的大小

11、及到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小。(2)拉力F與斜面夾角多大時(shí)，拉力F最??？拉力F的最小值是多少？技巧秘訣兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟【解題方略】1.“四類”動(dòng)力學(xué)圖象動(dòng)力學(xué)的圖象問題vt圖象根據(jù)圖象的斜率判斷加速度的大小和方向，進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力Fa圖象首先要根據(jù)具體的物理情景，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個(gè)量間的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖象，明確圖象的斜率、截距或面積的意義，從而由圖象給出的信息求出未知量at圖象要注意加速度的正負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動(dòng)情況，然后結(jié)合物體受力情況根據(jù)牛頓第二定律列方程Ft圖象要結(jié)合物體受到的力，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，分析每一時(shí)間

12、段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)2.解題策略(1)問題實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，解題的關(guān)鍵在于弄清圖象斜率、截距、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積的物理意義。(2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關(guān)系，以便對(duì)有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷?！纠?】 質(zhì)量為2 kg的木板B靜止在水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從木板的左側(cè)沿木板上表面水平?jīng)_上木板，如圖甲所示。A和B經(jīng)過1 s達(dá)到同一速度，之后共同減速直至靜止，A和B的vt圖象如圖乙所示，重力加速度g10 m/s2，求：(1)A與B上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)1；(2)B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2；(3)A的質(zhì)量。答案(1)0.2(2)0.1(3)6 kg

13、【例4】 (2016河南中原名校聯(lián)考)如圖甲所示，光滑水平面上的O處有一質(zhì)量為m2 kg的物體。物體同時(shí)受到兩個(gè)水平力的作用，F(xiàn)14 N，方向向右，F(xiàn)2的方向向左，大小如圖乙所示。物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)開始計(jì)時(shí)。求：(1)當(dāng)t0.5 s時(shí)物體的加速度大??；(2)物體在t0至t2 s內(nèi)何時(shí)物體的加速度最大？最大值為多少？(3)物體在t0至t2 s內(nèi)何時(shí)物體的速度最大？最大值為多少？答案(1)0.5 m/s2(2)t0或t2 s時(shí)加速度最大，大小為1 m/s2(3)t1 s時(shí)速度最大，大小為0.5 m/s多過程問題錯(cuò)因分析對(duì)每一個(gè)子過程的受力情況分析不清楚，特別是對(duì)撤去力F后的受力情況不認(rèn)真分析

14、，片面地認(rèn)為小球上沖、下滑的全過程做加速度不變的勻變速運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致錯(cuò)誤。所以從撤去力F開始計(jì)時(shí)，小球上沖通過B點(diǎn)時(shí)用時(shí)為t30.2 s返回通過B點(diǎn)時(shí)用時(shí)為t2t40.75 s。答案0.2 s或0.75 s多過程問題的分析方法求解多過程問題，要能夠?qū)⒍噙^程分解為多個(gè)子過程，在每一個(gè)子過程中，對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，正確求解加速度是關(guān)鍵。求解時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)以受力發(fā)生變化為分解物理過程的原則，變化點(diǎn)即為分割點(diǎn)，受力不變的過程無論有、無往返運(yùn)動(dòng)，均可當(dāng)作全過程處理；(2)當(dāng)物體的受力情況發(fā)生變化時(shí)其加速度也會(huì)發(fā)生變化，列方程要明確所研究的過程，避免不同過程的物理量混淆；(3)注意兩個(gè)過程的銜

15、接，前一個(gè)過程的末狀態(tài)是后一個(gè)過程的初狀態(tài)，這是前、后過程的唯一關(guān)聯(lián)。1.連接體多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由繩子、細(xì)桿聯(lián)系)在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體。連接體一般具有相同的運(yùn)動(dòng)情況(速度、加速度)?？键c(diǎn)三整體法、隔離法求解連接體問題2.解決連接體問題的兩種方法3.選用整體法和隔離法的策略(1)當(dāng)各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同時(shí)，宜選用整體法；當(dāng)各物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同時(shí)，宜選用隔離法。(2)對(duì)較復(fù)雜的問題，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。思 維 拓 展如下圖所示：甲、乙、丙、丁四個(gè)圖中，若物體與地面間是光滑的，那么對(duì)整體A、B和隔離A的方程是怎樣的(設(shè)物體A、B的質(zhì)量

16、分別為mA、mB)F（mAmB）aTmAamAg（mAmB）amAgTmAaF（mAmB）aFFNmAaF（mAmB）afmAa【解題方略】1.方法概述(1)整體法是指對(duì)物理問題的整個(gè)系統(tǒng)或過程進(jìn)行研究的方法。(2)隔離法是指從整個(gè)系統(tǒng)中隔離出某一部分物體，進(jìn)行單獨(dú)研究的方法。動(dòng)力學(xué)中整體法與隔離法的應(yīng)用2.涉及隔離法與整體法的具體問題類型(1)連接體問題這類問題一般多是連接體(系統(tǒng))各物體保持相對(duì)靜止，即具有相同的加速度。解題時(shí)，一般采用先整體、后隔離的方法。建立坐標(biāo)系時(shí)也要考慮矢量正交分解越少越好的原則，或者正交分解力，或者正交分解加速度。(2)滑輪類問題若要求繩的拉力，一般都必須采用隔離

17、法。例如，如圖所示，繩跨過定滑輪連接的兩物體雖然加速度大小相同，但方向不同，故一般采用隔離法。【例1】 (2016山東棗莊八中測(cè)試)(多選)在一正方形小盒內(nèi)裝一質(zhì)量為m的小圓球，盒與球一起沿傾角為的光滑斜面下滑，如圖所示。若不計(jì)摩擦，下滑過程中小圓球?qū)Ψ胶星氨诘膲毫镕N，對(duì)方盒底面的壓力FN，則下列敘述正確的是()A.FNmgcos B.FNmgsin C.FN0 D.FNmgsin 答案AC技巧秘訣應(yīng)用整體法、隔離法應(yīng)注意的三個(gè)問題(1)實(shí)際問題通常需要交叉應(yīng)用隔離法與整體法才能求解。(2)對(duì)于兩個(gè)以上的物體疊加組成的物體系統(tǒng)，在進(jìn)行受力分析時(shí)，一般先從受力最簡(jiǎn)單的物體入手，采用隔離法進(jìn)行

18、分析。(3)將整體作為研究對(duì)象時(shí)，物體間的內(nèi)力不能列入牛頓第二定律方程中?！窘忸}方略】?jī)煞N類型如下：“滑塊滑板”模型類型圖示規(guī)律分析木板B帶動(dòng)物塊A，物塊恰好不從木板上掉下的臨界條件是物塊恰好滑到木板左端時(shí)二者速度相等，則位移關(guān)系為xBxAL物塊A帶動(dòng)木板B，物塊恰好不從木板上掉下的臨界條件是物塊恰好滑到木板右端時(shí)二者速度相等，則位移關(guān)系為xBLxA?！纠?】 (2015新課標(biāo)全國(guó)，25)一長(zhǎng)木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5 m，如圖(a)所示。t0時(shí)刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng)，直至t1 s時(shí)木板與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間

19、極短)。碰撞前、后木板速度大小不變，方向相反；運(yùn)動(dòng)過程中小物塊始終未離開木板。已知碰撞后1 s時(shí)間內(nèi)小物塊的vt圖線如圖(b)所示。木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求：(1)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1及小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)2；(2)木板的最小長(zhǎng)度；(3)木板右端離墻壁的最終距離。答案(1)0.10.4(2)6 m(3)6.5 m技巧秘訣分析滑塊滑板模型時(shí)要抓住一個(gè)轉(zhuǎn)折和兩個(gè)關(guān)聯(lián)?！镜淅?如圖所示，木塊A的質(zhì)量為m，木塊B的質(zhì)量為M，疊放在光滑的水平面上?，F(xiàn)用水平力F作用于A，恰能使A、B一起運(yùn)動(dòng)；今撤去力F，將另一水平力F作用于木塊B，則保持A、B相對(duì)

20、靜止的條件是F不超過()找不到臨界條件而出錯(cuò)答案C臨界問題的分析方法(1)解答臨界問題時(shí)，弄清臨界條件往往是正確解題的關(guān)鍵，常見的典型臨界問題的臨界條件為：接觸與脫離的臨界條件為：兩物體接觸面上的彈力為零。相對(duì)靜止或相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件為：靜摩擦力達(dá)到最大值。繩子斷裂或松弛的臨界條件為：繩子張力達(dá)到所能承受的最大值或零。加速度最大與速度最大的臨界條件為：當(dāng)物體受到變化的外力作用而運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)合外力最大時(shí)，加速度最大；合外力最小時(shí)，加速度最小。當(dāng)物體加速度為零時(shí)，往往對(duì)應(yīng)速度最大或最小的臨界狀態(tài)。(2)解答臨界問題的三種方法：極限法：把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以

21、達(dá)到正確解決問題的目的。假設(shè)法：臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，往往用假設(shè)法解決問題。數(shù)學(xué)法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件。一、水平傳送帶模型【模型構(gòu)建】微專題傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0v返回時(shí)速度為v，當(dāng)v0v返回時(shí)速度為v0【典例1】 一條足夠長(zhǎng)的淺色水平傳送帶自左向右勻速運(yùn)行。現(xiàn)將一個(gè)木炭包無初速度地放在傳送帶的最左端，木炭包在傳送帶上將會(huì)留下一段黑色的徑跡，則下列說法正確的是()A.黑色的徑跡將出現(xiàn)在木炭包的左側(cè)B.木炭包的質(zhì)量m越大，黑色徑跡的長(zhǎng)度越短C.傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度v0越大，黑色徑跡的長(zhǎng)度越短D.木炭包與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)越大，黑色徑跡的長(zhǎng)度越短答案D