高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題四 牛頓運(yùn)動定律課件

專題四牛頓運(yùn)動定律,考點(diǎn)基礎(chǔ)自清,考點(diǎn)互動探究,內(nèi)容索引,考點(diǎn)基礎(chǔ)自清,一、牛頓第一定律 1.內(nèi)容 一切物體總保持 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). 2.意義 (1)指出力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生 的原因. (2)指出了一切物體都有 ，因此牛頓第一定律又稱為 .,答案,加速度,勻速直線運(yùn)動,慣性,慣性定律,答案,(3)牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實(shí)際中不受力作用的物體是不存在的，當(dāng)物體受外力但 時，其運(yùn)動效果跟不受外力作用時相同，物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài). 3.慣性 (1)定義：物體具有保持原來狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì). (2)量度： 是物體慣性大小的唯一量度， 的物體慣性大， 的物體慣性小. (3)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性，與物體的運(yùn)動情況和受力情況 .,所受合力為零,勻速直線運(yùn)動,質(zhì)量大,質(zhì)量,質(zhì)量小,無關(guān),答案,二、牛頓第二定律 1.內(nèi)容 物體加速度的大小跟所受外力的合力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟 方向相同. 2.表達(dá)式：F . 三、牛頓第三定律 1.牛頓第三定律的內(nèi)容 兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小 、方向 、作用在同一條直線上.,合外力,ma,相等,相反,答案,2.作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)” (1)“三同”：大小相同； 相同；變化情況相同. (2)“三異”：方向不同； 物體不同；產(chǎn)生的效果不同. (3)“三無關(guān)”：與物體的種類無關(guān)；與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)； 與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān).,性質(zhì),受力,答案,四、力學(xué)單位制 1.力學(xué)中的基本物理量及單位 (1)力學(xué)中的基本物理量是 、質(zhì)量、時間. (2)力學(xué)中的基本單位：基本物理量的所有單位都是基本單位.如：毫米(mm)、克(g)、毫秒(ms)等等.三個基本物理量的單位在國際單位制中分別為米(m)、 、 . 2.單位制 (1)由基本單位和導(dǎo)出單位組成的單位系統(tǒng)叫做單位制. (2)國際單位制(SI)：國際計量大會制定的國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫做國際單位制.,長度,千克(kg),秒(s),答案,五、超重與失重 1.超重 (1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 物體所受重力的現(xiàn)象. (2)產(chǎn)生條件：物體具有向 的加速度. 2.失重 (1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦? 物體所受重力的現(xiàn)象. (2)產(chǎn)生條件：物體具有向 的加速度.,大于,上,小于,下,1.冰壺在冰面上運(yùn)動時受到的阻力很小，可以在較長時間內(nèi)保持運(yùn)動速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”.這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于() A.冰壺的速度 B.冰壺的質(zhì)量 C.冰壺受到的推力 D.冰壺受到的阻力,解析,1,2,3,4,5,學(xué)考通關(guān)練,解析質(zhì)量是慣性大小的唯一量度.,2. (2016金華十校9月模擬)踢足球是青少年最喜愛的運(yùn)動項(xiàng)目之一，足球運(yùn)動中包含有豐富的物理常識.如圖1所示，某校一學(xué)生踢球時() A.腳對球的作用力大于球?qū)δ_的作用力 B.腳對球的作用力與球?qū)δ_的作用力大小相等 C.腳對球的作用力與球的重力是一對平衡力 D.腳對球的作用力與球?qū)δ_的作用力是一對平衡力,1,2,3,4,5,解析,解析由牛頓第三定律：作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上知：B正確，A、D錯誤， 一學(xué)生踢球時，腳對球的作用力與球的重力不在一條直線，所以不是平衡力，C不正確.,圖1,3.(2016浙江10月學(xué)考2)下列均屬于國際制基本單位的是() A.m、N、J B.m、kg、J C.m、kg、s D.kg、m/s、N,解析,1,2,3,4,5,解析力學(xué)中有3個基本物理量：質(zhì)量、長度、時間，單位分別是：kg、m、s.力(N)，功(J)這些都不是國際基本物理量，所以答案為C.,4.牛頓第二定律的表達(dá)式可以寫成m ，對某個物體來說，它的質(zhì)量m() A.跟合外力F成正比 B.跟合外力F與加速度a都無關(guān) C.跟它的加速度a成反比 D.跟合外力F成反比，跟它的加速度a成正比,解析,1,2,3,4,5,解析m 只是一個計算式，物體質(zhì)量與合外力和加速度均無關(guān).,5.(2015浙江1月學(xué)考)如圖2所示，小文同學(xué)在電梯中體驗(yàn)加速上升和加速下降的過程，這兩個過程() A.都是超重過程 B.都是失重過程 C.加速上升是失重過程，加速下降是超重過程 D.加速上升是超重過程，加速下降是失重過程,解析,1,2,3,4,5,圖2,返回,解析加速上升時加速度方向向上，故支持力大于重力，為超重； 加速下降時加速度方向向下，支持力小于重力，為失重，故選D項(xiàng).,考點(diǎn)互動探究,1.應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問題時，要把生活感受和理論問題聯(lián)系起來深刻認(rèn)識力和運(yùn)動的關(guān)系，正確理解力不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，克服生活中一些錯誤的直觀印象，建立正確的思維習(xí)慣.,2.相互作用力與平衡力的比較,例1課間休息時，一位男生跟一位女生在課桌面上扳手腕比力氣，結(jié)果男生把女生的手腕壓倒到桌面上，如圖3所示，對這個過程中作用于雙方的力，描述正確的是() A.男生扳女生手腕的力一定比女生扳男生手腕的力大 B.男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力一樣大 C.男生扳女生手腕的力小于女生臂膀提供給自己手腕的力 D.男生扳女生手腕的力與女生臂膀提供給自己手腕的力一樣大,圖3,解析,解析根據(jù)牛頓第三定律，男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力大小相等.,規(guī)律總結(jié),應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的三個問題 1.定律中的“總是”說明對于任何物體，在任何情況下牛頓第三定律都是成立的. 2.作用力與反作用力雖然等大反向，但因作用的物體不同，所產(chǎn)生的效果(運(yùn)動效果或形變效果)往往不同. 3.作用力與反作用力只能是一對物體間的相互作用力，不能牽扯第三個物體.,解析,1.(多選)如圖4所示，在勻速前進(jìn)的磁懸浮列車?yán)铮∶鲗⒁恍∏蚍旁谒阶烂嫔?，且小球相對桌面靜止.關(guān)于小球與列車的運(yùn)動，下列說法正確的是() A.若小球向前滾動，則磁懸浮列車在加速前進(jìn) B.若小球向后滾動，則磁懸浮列車在加速前進(jìn) C.磁懸浮列車急剎車時，小球向前滾動 D.磁懸浮列車急剎車時，小球向后滾動,解析列車加(減)速時，小球由于慣性保持原來的運(yùn)動狀態(tài)(即原速率)不變，相對于車向后(前)滾動，選項(xiàng)B、C正確.,1,2,3,變式題組,圖4,2.(2014浙江1月學(xué)考)如圖5所示，將甲、乙兩彈簧互相鉤住并拉伸，則() A.甲拉乙的力小于乙拉甲的力 B.甲拉乙的力大于乙拉甲的力 C.甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對平衡力 D.甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對相互作用力,圖5,1,2,3,解析,解析根據(jù)牛頓第三定律，相互作用的兩個物體間的作用力大小相等、方向相反.甲、乙間的力為相互作用力，故D項(xiàng)正確.,3.(2016金華十校9月模擬)下列說法中正確的是() A.運(yùn)動越快的汽車越不容易停下來，是因?yàn)槠囘\(yùn)動得越快，慣性越大 B.作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力 C.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是憑空想象出來的，是脫離實(shí)際的理論假設(shè) D.馬拉著車向前加速時，馬對車的拉力大于車對馬的拉力,1,2,3,解析,解析物體的慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度無關(guān)，選項(xiàng)A錯誤； 作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力，選項(xiàng)B正確； 伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是建立在嚴(yán)格的推理的基礎(chǔ)上的，與實(shí)際的理論不脫離，選項(xiàng)C錯誤； 馬拉著車向前加速時，馬對車的拉力與車對馬的拉力是一對作用力與反作用力，故馬對車的拉力等于車對馬的拉力，選項(xiàng)D錯誤.,1,2,3,考點(diǎn)二 牛頓第二定律的理解和應(yīng)用,1.對牛頓第二定律的理解,2.牛頓第二定律瞬時性的“兩種”模型 加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，具體可簡化為以下兩種模型： (1)剛性繩(或接觸面)不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時間. (2)彈簧(或橡皮繩)兩端同時連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點(diǎn)是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變.,例2(2016東陽市聯(lián)考)如圖6所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為m，物塊2、4質(zhì)量為M，兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g，則有(),圖6,解析,解析在抽出木板的瞬間，物塊1、2與剛性輕桿連接處的形變立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛頓第二定律知a1a2g；,而物塊3、4間的輕質(zhì)彈簧的形變還來不及改變，此時彈簧對物塊3向上的彈力大小和對物塊4向下的彈力大小仍為mg，因此物塊3滿足mgF，a30；,技巧點(diǎn)撥,求解瞬時加速度問題時應(yīng)抓住“兩點(diǎn)” 1.物體的受力情況和運(yùn)動情況是時刻對應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析. 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過程的積累，不會發(fā)生突變.,解析,4.如圖7所示，質(zhì)量為1 kg的物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，物體在7 N的水平拉力作用下獲得的加速度大小為(g取10 m/s2)() A.0 B.5 m/s2 C.8 m/s2 D.12 m/s2,4,5,6,變式題組,圖7,解析,5.(2016溫州聯(lián)考)如圖8所示，兩小球懸掛在天花板上，a、b兩小球用細(xì)線連接，上面是一輕質(zhì)彈簧，a、b兩球的質(zhì)量分別為m和2m，在細(xì)線燒斷瞬間，a、b兩球的加速度為(取向下為正方向)() A.0，g B.g，g C.2g，g D.2g,0,4,5,6,圖8,4,5,6,解析在細(xì)線燒斷之前，a、b可看成一個整體，由二力平衡知，彈簧彈力等于整體重力，故方向向上，大小為3mg.,6.如圖9所示，兩個質(zhì)量分別為m12 kg，m23 kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測力計連接.兩個大小分別為F130 N、F220 N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則() A.彈簧測力計的示數(shù)是25 N B.彈簧測力計的示數(shù)是50 N C.在突然撤去力F2的瞬間，m1 的加速度大小為5 m/s2 D.在突然撤去力F1的瞬間，m1 的加速度大小為13 m/s2,圖9,4,5,6,解析,4,5,6,在突然撤去力F2的瞬間，彈簧的彈力不發(fā)生變化，故m1的加速度不發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯誤.,1.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，物體就會處于超重或失重狀態(tài). 2.超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了.在發(fā)生這些現(xiàn)象時，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生了變化. 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)象就會完全消失，如天平失效、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等.,考點(diǎn)三 超重與失重現(xiàn)象,例3應(yīng)用物理知識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，直至將物體拋出.對此現(xiàn)象分析正確的是() A.手托物體向上運(yùn)動的過程中，物體始終處于超重狀態(tài) B.手托物體向上運(yùn)動的過程中，物體始終處于失重狀態(tài) C.在物體離開手的瞬間，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,解析手托物體向上運(yùn)動，一定先向上加速，處于超重狀態(tài)，但后面的運(yùn)動可以是減速的，也可以是勻速的，不能確定，A、B錯誤； 物體和手具有共同的速度和加速度時，二者不會分離，故物體離開手的瞬間，物體向上運(yùn)動且只受重力，物體的加速度等于重力加速度，但手的加速度應(yīng)大于重力加速度，并且方向豎直向下，手與物體才能分離，所以C錯誤，D正確.,技巧點(diǎn)撥,超重和失重現(xiàn)象判斷的“三”技巧 1.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，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時處于失重狀態(tài)，等于0時處于完全失重狀態(tài). 2.從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài). 3.從速度變化的角度判斷 (1)物體向上加速或向下減速時，超重； (2)物體向下加速或向上減速時，失重.,解析,7.(2014浙江7月學(xué)考)兩磚塊疊在一起放在豎直升降電梯的水平底板上.當(dāng)兩磚塊間的壓力小于上面磚塊的重力時，電梯可能的運(yùn)動是() A.向上加速運(yùn)動 B.向上減速運(yùn)動 C.向下勻速運(yùn)動 D.向下減速運(yùn)動,7,8,9,變式題組,解析對上面的磚塊進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律得，a ， 由題意知支持力小于重力，則加速度方向豎直向下， 所以電梯向上做減速運(yùn)動或向下做加速運(yùn)動，故B正確，A、C、D錯誤.,7,8,9,8.關(guān)于超重和失重現(xiàn)象，下列描述中正確的是() A.電梯正在減速上升，在電梯中的乘客處于超重狀態(tài) B.磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時，列車上的乘客處于超重狀態(tài) C.蕩秋千時秋千擺到最低位置時，人處于失重狀態(tài) D.“神舟九號”飛船在繞地球做圓軌道運(yùn)行時，飛船內(nèi)的航天員處于 完全失重狀態(tài),7,8,9,9.(2015浙江10月選考)為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖10所示，當(dāng)此車勻減速上坡時，則乘客(僅考慮乘客與水平面之間的作用)() A.處于超重狀態(tài) B.不受摩擦力的作用 C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D.所受合力豎直向上,7,8,9,圖10,解析,解析當(dāng)車勻減速上坡時，加速度方向沿斜坡向下，人的加速度與車的加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律知人的合力方向沿斜面向下，合力的大小不變. 人受重力、支持力和水平向左的靜摩擦力，如圖. 將加速度沿豎直方向和水平方向分解，則有豎直 向下的加速度， 則：mgFNmay.FN<mg，乘客處于失重狀態(tài)， 故A、B、D錯誤，C正確.,7,8,9,1.動力學(xué)的兩類基本問題 第一類：已知受力情況求物體的運(yùn)動情況. 第二類：已知運(yùn)動情況求物體的受力情況. 2.動力學(xué)兩類基本問題的解題步驟 第一步：選對象.根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體，可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的整體. 第二步：研究力和運(yùn)動.注意畫好受力分析圖，明確物體的運(yùn)動過程和運(yùn)動性質(zhì).,第三步：建坐標(biāo).通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向. 第四步：列方程.根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律沿坐標(biāo)軸方向列方程. 第五步：解結(jié)果.結(jié)合相應(yīng)的運(yùn)動學(xué)方程聯(lián)立求解，并對結(jié)果進(jìn)行討論.,例4(2016諸暨市期末)在山區(qū)或溝谷深壑地區(qū)，往往會因?yàn)殚L時間的暴雨引發(fā)山體滑坡，并攜帶有大量石塊滑落.某地有兩個坡度相同的山坡剛好在底端互相對接，在暴雨中有石塊從一側(cè)山坡滑落后沖上另一側(cè)山坡，如圖11甲所示.現(xiàn)假設(shè)兩山坡與水平面間的夾角均為37，石塊在下滑過程中與坡面間的動摩擦因數(shù)均為0.25，石塊在左側(cè)山坡A處由靜止開始下滑時，離水平地面的高度h14.8 m，然后沖上右側(cè)山坡，其簡化圖如圖乙所示.(已知石塊經(jīng)過最低點(diǎn)P前后的速度大小不變，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.) (1)求石塊滑到最低點(diǎn)P時的速度大小v；,圖11,解析答案,解析設(shè)石塊從A到P的過程中加速度為a1， 則mgsin mgcos ma1 代入數(shù)據(jù)，解得：a14 m/s2,代入數(shù)據(jù)，解得：v8 m/s,答案8 m/s,(2)求石塊沖上右側(cè)山坡最高點(diǎn)B時離水平面的高度h2；,解析答案,解析設(shè)石塊從P到B的過程中，加速度為a2， 則mgsin mgcos ma2 代入數(shù)據(jù)，解得：a28 m/s2,代入數(shù)據(jù)解得：h22.4 m,答案2.4 m,(3)當(dāng)石塊在A點(diǎn)以多大的初速度v0下滑，剛好能到達(dá)右側(cè)山坡與A等高處？,解析答案,解析剛好能到達(dá)右側(cè)山坡與A等高處時，設(shè)石塊在底端的速度為v1，則,解得：v08 m/s.,答案8 m/s,技巧點(diǎn)撥,解決兩類動力學(xué)問題的兩個關(guān)鍵點(diǎn) 1.把握“兩個分析”“一個橋梁” 兩個分析：物體的受力情況分析和運(yùn)動過程分析. 一個橋梁：加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動和受力的橋梁. 2.尋找多過程運(yùn)動問題中各過程間的相互聯(lián)系.如第一個過程的末速度就是下一個過程的初速度，畫圖找出各過程的位移之間的聯(lián)系.,10.質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過程對應(yīng)的vt圖象如圖12所示.球與水平地面相碰后離開地面時的速度大小為碰撞前的 .設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為Ff，取g10 m/s2，求： (1)彈性球受到的空氣阻力Ff的大?。?10,11,變式題組,圖12,解析答案,解析設(shè)彈性球第一次下落過程中的加速度大小為a1，由題圖知,根據(jù)牛頓第二定律，得mgFfma1 Ffm(ga1)0.2 N,答案0.2 N,10,11,(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.,10,11,解析答案,解析由題圖知彈性球第一次到達(dá)地面時的速度大小為v14 m/s，設(shè)球第一次離開地面時的速度大小為v2，則,第一次離開地面后，設(shè)上升過程中球的加速度大小為a2，則 mgFfma2 a212 m/s2,11.(2016溫州8月選考)如圖13所示，木塊的質(zhì)量m2 kg，與地面間的動摩擦因數(shù)0.2，木塊在拉力F10 N作用下，在水平地面上從靜止開始向右運(yùn)動，運(yùn)動5.2 m后撤去外力F.已知力F與 水平方向的夾角37(sin 370.6，cos 37 0.8，g取10 m/s2).求： (1)撤去外力前，木塊受到的摩擦力大小；,圖13,10,11,解析答案,解析撤去外力前，木塊受力如圖甲所示,10,11,由牛頓第二定律得 豎直方向： FNFsin 37mg0 FfFN 解得：Ff2.8 N,答案2.8 N,(2)剛撤去外力時，木塊運(yùn)動的速度大?。?解析由牛頓第二定律得 水平方向：Fcos 37Ffma1 解得：a12.6 m/s2 由運(yùn)動學(xué)公式得： v22a1x1 解得：v5.2 m/s,答案5.2 m/s,10,11,解析答案,(3)撤去外力后，木塊還能滑行的距離.,解析撤去外力后，木塊受力如圖乙所示 由牛頓第二定律得 mgma2 解得：a22 m/s2 由運(yùn)動學(xué)公式得 0v22a2x2 解得x26.76 m.,答案6.76 m,10,11,解析答案,返回,