牛頓三大定律輔導班講義

牛頓三大定律輔導班講義牛頓三大定律輔導班講義牛頓三大定律輔導班講義牛頓三大定律輔導班講義編制僅供參考審核批準生效日期地址：電話：傳真:郵編:一、牛頓第一定律（慣性定律）：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。1．理解要點：①運動是物體的一種屬性，物體的運動不需要力來維持。②它定性地揭示了運動與力的關系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因。③第一定律是牛頓以伽俐略的理想斜面實驗為基礎，總結前人的研究成果加以豐富的想象而提出來的；定律成立的條件是物體不受外力，不能用實驗直接驗證。④牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎，不能認為它是牛頓第二定律合外力為零時的特例，第一定律定性地給出了力與運動的關系，第二定律定量地給出力與運動的關系。2．慣性：物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性。①慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運動狀態(tài)無關。②質(zhì)量是物體慣性大小的量度。③由牛頓第二定律定義的慣性質(zhì)量m=F/a和由萬有引力定律定義的引力質(zhì)量嚴格相等。④慣性不是力，慣性是物體具有的保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的性質(zhì)、力是物體對物體的作用，慣性和力是兩個不同的概念。二、牛頓第二定律（實驗定律）物體的加速度a跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比。公式：1．理解要點：1、因果性：是產(chǎn)生加速度a的原因，它們同時產(chǎn)生，同時變化，同時存在，同時消失；2、方向性：a與都是矢量，方向嚴格相同；3、瞬時性和對應性：a為某時刻物體的加速度，是該時刻作用在該物體上的合外力。4、牛頓第二定律適用于宏觀,低速運動的情況。三、牛頓第三定律兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上，公式可寫為。作用力與反作用力和二力平衡的區(qū)別內(nèi)容作用力和反作用力二力平衡受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關系同時產(chǎn)生，同時消失相互依存，不可單獨存在無依賴關系，撤除一個、另一個可依然存在，只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力兩力運動效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零；形變效果不能抵消力的性質(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)的力高頻考點：牛頓運動定律瞬時性問題、運動平衡問題、超重失重問題、疊加體連接體問題、物體在斜面上的運動命題規(guī)律：牛頓運動定律是高中物理的重點知識，是高考考查的重點，高考命題常以新情境來考查，而且經(jīng)常與其他知識綜合出題。單獨考查的題型一般為選擇題，綜合其它知識考查的一般為計算題，難度中等。易錯提示：對物體受力情況不能進行正確的分析，其原因通常出現(xiàn)在對彈力和摩擦力的分析與計算方面，特別是對摩擦力（尤其是對靜摩擦力）的分析；對運動和力的關系不能準確地把握，如在運用牛頓第二定律和運動學公式解決問題時，常表現(xiàn)出用矢量公式計算時出現(xiàn)正、負號的錯誤，其本質(zhì)原因就是對運動和力的關系沒能正確掌握，誤以為物體受到什么方向的合外力，則物體就向那個方向運動。例題剖析：一、超重和失重當物體具有向上的加速度時，物體處于超重狀態(tài)（物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Υ笥谥亓Γ划斘矬w具有向下的加速度時，物體處于失重狀態(tài)（物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦π∮谥亓Γ划斘矬w向下的加速度等于重力加速度時，物體處于完全失重狀態(tài)（物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Φ扔诹悖：雎钥諝庾枇Φ淖杂陕潴w和豎直上拋、平拋、斜拋運動的物體，都處于完全失重狀態(tài)。1、游樂園中，游客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重或失重的感覺。下列描述正確的是（）A．當升降機加速上升時，游客是處在失重狀態(tài)B．當升降機減速下降時，游客是處在失重狀態(tài)C．當升降機減速上升時，游客是處在失重狀態(tài)D．當升降機加速下降時，游客是處在超重狀態(tài)ABv2、ABvA.在上升和下降過程中A對B的壓力一定為零B.上升過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力C.下降過程中A對B的壓力大于A物體受到的重力D.在上升和下降過程中A對B的壓力等于A物體受到的重力二、兩類基本問題已知受力情況，由牛二求出加速度，由運動學公式分析物體的運動情況，或者已知運動情況，由運動學公式求出加速度，從而分析物體的運動情況。這個點是高考的頻考點，同學必須掌握。1、質(zhì)量為m=4kg的小物塊靜止于水平地面上的A點，現(xiàn)用F=10N的水平恒力拉動物塊一段時間后撤去，物塊繼續(xù)滑動一段位移停在B點，A、B兩點相距x=20m，物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=,g取10m/s2,，求：(l）物塊在力F作用過程發(fā)生位移xl的大?。?2）撤去力F后物塊繼續(xù)滑動的時間t。答案：2、科研人員乘氣球進行科學考察．氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為990kg．氣球在空中停留一段時間后，發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降，及時堵?。伦r氣球下降速度為1m/s，且做勻加速運動，4s內(nèi)下降了12m．為使氣球安全著陸，向艙外緩慢拋出一定的壓艙物．此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運動，下降速度在5分鐘內(nèi)減少3m/s．若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略，重力加速度g＝m/s2，求拋掉的壓艙物的質(zhì)量．答案：三、瞬時加速度問題由牛頓第二定律可知，F(xiàn)=ma，加速度與合外力對應。合外力是產(chǎn)生加速度的原因。只要合外力變化，其加速度一定變化。牛頓第二定律的核心是加速度與合外力的瞬時對應關系，做變加速運動的物體，其加速度時刻都在變化，某時刻的加速度叫瞬時加速度.而加速度由合外力決定，當合外力恒定時，加速度也恒定，合外力變化時，加速度也隨之變化，且瞬時力決定瞬時加速度.特別是有關彈簧的動力學問題，尤其要引起重視，解決這類問題要注意：（1）確定瞬時加速度關鍵是正確確定瞬時合外力.（2）當指定的某個力發(fā)生變化時，是否還隱含著其他力也發(fā)生變化.（3）對于彈簧相關瞬時值（某時刻的瞬時速度或瞬時加速度）的分析時，要注意如下兩點：①畫好一個圖：彈簧形變過程圖；②明確三個位置：彈簧自然長度位置、平衡位置及形變量最大的位置。1、如圖所示，放在固定斜面上的物塊以加速度a沿斜面勻加速下滑，若在物塊上再施加一豎直向下的恒力F，則（）A.物塊可能勻速下滑B.物塊仍以加速度a勻加速下滑C.物塊將以大于a的加速度勻加速下滑D.物塊將以小于a的加速度勻加速下滑2、設雨滴從很高處豎直下落，所受空氣阻力f和其速度v成正比．則雨滴的運動情況是A．先加速后減速，最后靜止B．先加速后勻速C．先加速后減速直至勻速D．加速度逐漸減小到零3、如圖，輕彈簧上端與一質(zhì)量為的木塊1相連，下端與另一質(zhì)量為的木塊2相連，整個系統(tǒng)置于水平放置的光滑木坂上，并處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)將木板沿水平方向突然抽出，設抽出后的瞬間，木塊1、2的加速度大小分別為a1、a2重力加速度大小為g。則有A．a(chǎn)1=0，a2=gB．a(chǎn)1=g，a2=gC．a(chǎn)1=0，a2=gD．a(chǎn)1=g，a2=g4、圖為蹦極運動的示意圖．彈性繩的一端固定在O點，另一端和運動員相連．運動員從O點自由下落，至B點彈性繩自然伸直，經(jīng)過合力為零的C點到達最低點D，然后彈起．整個過程中忽略空氣阻力．分析這一過程，下列表述正確的是()①經(jīng)過B點時，運動員的速率最大。②經(jīng)過C點時，運動員的速率最大。③從C點到D點，運動員的加速度增大。④從C點到D點，運動員的加速度不變。A．①③B．②③C．①④D．②④四、連接體問題對于疊加體連接體若具有相同的加速度，則可把疊加體連接體看作整體分析受力，應用牛頓運動定律列方程解答；若加速度不同，則需要隔離分析受力，應用牛頓運動定律列方程解答。1、如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體通過輕彈簧連接，在力F的作用下一起沿水平方向做勻速直線運動（m1在地面，m2在空中），力F與水平方向成角，則m1所受支持力N和摩擦力f正確的是()A．N=m1g+m2g-FsinB．N=m1g+m2g-FcosC．f=FcosD．f=Fsin2、在光滑的水平面上，有兩個相的物互接觸體如圖2所示，已知M＞m，第一次用水平力F由左向右推M，物體間的作用力為N，第二次用同樣大小的水力F由右向左推m，物體間的作用力為N2，則()A．N1＞N2B．N1=N2C．N1＜N2D．無法確定3、為了探究上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運動員拉住，如圖所示。設運動員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取。當運動員與吊椅一起正以加速度上升時，試求（1）運動員豎直向下拉繩的力；（2）運動員對吊椅的壓力。答案：4、如圖所示，兩個用輕線相連的位于光滑水平面上的物塊，質(zhì)量分別為和，拉力F1和F2方向相反，與輕線沿同一水平直線，且F1＞F2。試求在兩個物塊運動過程中輕線的拉力T和的加速度。五、臨界問題某種物理現(xiàn)象轉化為另一種物理現(xiàn)象的轉折狀態(tài)叫做臨界狀態(tài)。臨界狀態(tài)又可理解為“恰好出現(xiàn)”與“恰好不出現(xiàn)”的交界狀態(tài)。處理臨界狀態(tài)的基本方法和步驟是：①分析兩種物理現(xiàn)象及其與臨界值相關的條件；②用假設法求出臨界值；③比較所給條件與臨界值的關系，確定物理現(xiàn)象，然后求解1、如圖所示，一夾子夾住木塊，在力F作用下向上提升。夾子和木塊的質(zhì)量分別為m和M，夾子與木塊兩側間的最大靜摩擦力均為f。若木塊不滑動，力F的最大值是（）A．B．C．-(m+M)gD．+(m+M)g2、如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg。現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，使四個木塊以同一加速度運動，則輕繩對m的最大拉力為（）A、B、C、D、3、一個質(zhì)量為kg的小球用細線吊在傾角θ=53°的斜面頂端，如圖2-6，斜面靜止時，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行，不計摩擦，（1）當斜面以5m/s2的加速度向右做加速運動時，求繩的拉力及斜面對小球的彈力.（2）當斜面以10m/s2