2023年高考物理必背知識專題04 牛頓運動定律

專題04牛頓運動定律

;、考點要求

考點內(nèi)容要求課程標準要求

牛頓第一定律C

1.理解牛頓運動定律

牛頓第二定律C

2.能用牛頓運動定律解釋生產(chǎn)生活中的有關現(xiàn)

牛頓第三定律C

象、解決有關問題。

牛頓運動定律應用d

3.通過實驗，認識超重和失重現(xiàn)象。

超重與失重b

「、思維導圖

牛

頓

運

動

定

律

適用范圍

牛

頓

作用力與反作用力與一對平衡力的區(qū)別？

第

三

定

律內(nèi)容

對牛頓第三定律的理解

定義、產(chǎn)生原因、產(chǎn)生條件

超重定義、產(chǎn)生原因、產(chǎn)生條件

與

失重完全失重

］、知識梳理

一、牛頓第一定律

1.內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)

為止.

2.對牛頓第一定律的理解

①牛頓第一定律揭示了運動和力的關系，運動是物體的一種屬性，物體的運動不需要力來維持,

力是改變物體運動狀態(tài)的原因.

②保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)是物體的固有屬性，這一屬性稱為慣性，因此牛頓第一定律也叫

作慣性定律.

③牛頓第一定律不能用實驗直接驗證.不受力的物體是不存在的.，卜頓第一定律是在可靠的實驗

事實（如伽利略斜面實驗）基礎上采用科學的邏輯推理得出的結(jié)論.它告訴了人們研究物理問題的另?

種新方法:通過觀察大量的實驗現(xiàn)象，利用人的邏輯思維，從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律.

④頓第一定律是牛頓第二定律的基礎，不能簡單地認為它是牛頓第二定律不受外力時的特例，牛

頓第?定律定性地給出了力與運動的關系，牛頓第二定律定量地給出力與運動的關系.

2.慣性：

①定義：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì).

②決定因素：質(zhì)量是物體慣性大小的唯?量度，與物體是否受力、是否運動及所處的位置無關.

③對慣性的理解：慣性是物體的固有屬性，是物體固有的，即一切物體都有慣性，與物體的受力

情況及運動狀態(tài)無關.因此說，人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性.

二、牛頓第二定律

1.定義：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)最成反比，加速度的方向跟作用力的

方句相同.

2.表達式：號=nui

3.對牛頓第二定律的理解

①牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關系，即知道了力，可根據(jù)牛頓第二定律，分析出物體的

運動規(guī)律;反過來，知道了運動，可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況。牛頓第二定律為設計運動，

控制運動提供了理論基礎.

②對牛頓第二定律的數(shù)學表達式心=〃以，F(xiàn)合是力，〃7〃是力的作用效果，特別要注意不能

把〃口看作是力.

③加速度的方向由物體所受合外力的方向決定，二者總是相同.即任一瞬間,a的方向均與合外力

方向相同.

④牛頓第二定律揭示的運力的瞬間效果，F(xiàn)=maXj運動過程的每一瞬間成立,且瞬時尢決定瞬時加

速度.即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應關系，物體在某一時刻加速度的大小和方向是由該

物體在這一時刻所受到的合外力的大小和方向決定的，力變加速度就變，力撤除加速度就為零.注意

力的瞬間效果是加速度而不是速度，加速度可以突變，速度不能突變.

④牛頓第二定律E+=〃-，庫是矢量，力也也是矢量，且力以與正門的方向總是-?致的.F..7

可以進行合成與分解，〃以也可以進行合成與分解.

4.牛頓運動定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中

三、牛頓第三定律

1.定義：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上.

2.對牛頓第三定律的理解

①牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的，因而力總是成對出現(xiàn)的，它們總是同時

產(chǎn)生，同時消失.

②作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力.

③作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可疊加.

④對于不宜直接分析的物體,如地面,可轉(zhuǎn)而分析與之接觸的物體,解出作用力后，再利用牛頓第

三定律說明反作用力的大小和方向.

四、超重和失重

1.超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的物體對支持面的壓力Fv（或?qū)覓煳锏睦?/p>

力）大于物體的重力mg,即八=mg+nui.

2.失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對支持面的壓力Fv（或?qū)δ閽煳锏睦?/p>

力）小于物體的重力"2g.即/=mg-ma.

3.當a=g時/=0,物體處于完全失重.

技巧點撥：

①不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài)，物體本身的重力并沒有改變，只是物體對支持物的壓力（或

對懸掛物的拉力）不等于物體本身的重力.

②超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關，只決定于加速度的方向加速上升”和“減速下降”都是超

重；“加速下降”和“減速上升”都是失重.

③在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸

在水中的物體不再受浮力、液體注不再產(chǎn)生壓強等.

方法技巧

一、牛頓第二定律的“五性”

矢量性公式F合-是矢量式，任一時刻，與?？偼?/p>

瞬時性。與仁對應同一時刻，即。為某時刻的加速度時，F(xiàn)合為該時刻物體所受的合外力

因果性F合是產(chǎn)生加速度。的原因，加速度。是產(chǎn)合作用的結(jié)果

②彈簧（或橡皮繩）模型：此種物體的特點是形變量大，形變恢復需要較長時間，在瞬時問題中，

在彈簧（或橡皮繩）的自由端連接有物體時其彈力的大小不能突變，往往可以看成是瞬間不變的.

2.基本方法

①分析原狀態(tài)（給定狀態(tài)）下物體的受力情況，明確各力大小.

②分析當狀態(tài)變化時（燒斷細線、剪斷彈簧、抽出木板、撤去某個力等），哪些力變化，哪些力不

變，哪些力消失（被剪斷的繩、彈簧中的彈力、發(fā)生在被撤去物體接觸面上的彈力都立即消失）.

③求物體在狀態(tài)變化后所受的合外力，利用牛頓第二定律，求出瞬時加速度.

四、連接體問題

1.連接體：兩個或兩個以上相互作用的物體組成的具有相同運動狀態(tài)的整體叫連接體.如幾個物體疊

放在一起，或并排放在一起，或用繩子、細桿等連在一起，在求解連接體問題時常用的方法為整體法與隔

離法.

2.方法：整體法與隔離法，正確選取研究對象是解題的關鍵.

①若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，旦不需要求系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力，則可以把它們

看作一個整體，根據(jù)牛頓第二定律，已知合外力則可求出加速度，已知加速度則可求出合外力.

②若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，則需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應用牛頓第二定律列方

程求解.

③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象,應用牛頓第二定律求作用力，即“先整體求加速度,后隔離

求內(nèi)力”.

五、臨界值問題

1.臨界、極值條件的標志

①有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，明顯表明題述的過程存在著臨界點；

②若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個極值點

往往是臨界點.

2.“四種”典型臨界條件

①接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力

②相對滑動的臨界條件:兩物體相接觸且相對靜止時,常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界條件

是靜摩擦力達到最大值.

③繩子斷裂與松弛的臨界條件:繩子所能承受的張力是有限度的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩

中張力等于它所能承受的最大張力,繩子松弛的臨界條件是張力AR.

④加速度變化時,速度達到最值的臨界條件:加速度變?yōu)?.

六、板塊問題

1.模型概述：一個物體在另一個物體上，兩者之間有相對運

動.問題涉及兩個物體、多個過程，兩物體的運動速度、位移間有內(nèi)時

........口..

77^77777777^7777777777777

一定的關系.

2.解題方法

①明確各物體對?地的運動和物體間的相對運動情況，確定物體間的摩擦力方向.

②分別隔離兩物體進行受力分析，準確求出各物體在各個運動過程中的加速度（注意兩過程的連

接處加速度可能突變）.

③物體之間的位移（路程）關系或速度關系是解題的突破口.求解中應注意聯(lián)系兩個過程的紐帶，

即每一個過程的末速度是下一個過程的初速度.

3.常見的兩種位移關系

滑塊從木板的?端運動到另?端的過程中，若滑塊和木板同向運動，則滑離木板的過程中滑塊的

位移與木板的位移之差等丁木板的長度；若滑塊和木板相向運動，滑離木板時滑塊的位移和木板的位

移大小之和等于木板的長度.

技巧點撥：運動學公式中的位移都是對地位移.

4.注意摩擦力的突變

當滑塊與木板速度相同時，二者之間的摩擦力通常會發(fā)生突變，由滑動摩擦力變?yōu)殪o摩擦力或者

消失，或者摩擦力方向發(fā)生變化，速度相同是摩擦力突變的?個臨界條件.

七、傳動帶問題

1.傳送帶的基本類型

傳送帶運輸是利用貨物和傳送帶之間的摩擦力將貨物運送到其他地方，有水平傳送帶和傾斜

傳送帶兩種基本模型.

2.傳送帶模型分析流程

技巧點撥：求解的關鍵在于根據(jù)物體和傳送帶之間的相對運動情況，確定摩擦力的大小和方向.

當物體的速度與傳送帶的速度相等時，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變，速度相等前后對摩擦力的分析

是解題的關鍵.

3.類型

①水平傳送帶常見類型及滑塊運動情況

類型滑塊運動情況

n___V（1）可能一直加速

_0（2）可能先加速后勻速

(1)%>/時，可能一直減速,也可能先減速再勻速

V

__0(2)%=/時，一直勻速

(3)%"時，可能一直加速，也可能先加速再勻速

V(1)傳送帶較短時，滑塊一直減速到達左端

0(2)傳送帶足夠長時Z滑塊先向左減速再向右加速回到右端

②傾斜傳送帶常見類型及滑塊運動情況

類型滑塊運動情況

(1)可能一直加速

(2)可能先加速后勻速

(1)可能一直加速

(2)可能先加速后勻速

(3)可能先以a加速再以a加速

八、作用力與反作用力和一對平衡的辨析

作用力與反作用力一對平衡力

相同點大小相等、方向相反、作用在同一條直線上

作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上

同時產(chǎn)生、同時消失不一定同時產(chǎn)生、不一定同時消失

不同點兩力作用效果不可抵消，不可疊加,不可求合兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可.求合

力力,合力為零

一定是相同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定相同

九、超重、失重與完全失重

比較超重