高考物理复习 考前基础回扣练三牛顿运动定律及其应用
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物理力学中的牛顿三定律及其应用物理力学是研究物体的运动和力的学科,其中包含着许多基本定律和原理。
在物理力学中,牛顿三定律是最为重要和普遍适用的定律之一。
这些定律由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪提出,为解释物体运动和相互作用提供了深入而全面的理论基础。
牛顿三定律被描述为:1. 动力学定律:物体的运动状态只有在受到外力作用时才会发生改变。
物体所受的力与其加速度之间存在着直接的关系,即F = ma(其中F代表力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度)。
这意味着当一个物体受到外力作用时,它将加速或减速,而其加速度与所施加的力成正比,与质量成反比。
2. 力学平衡定律:当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,其所受到的合力为零。
这意味着物体在受到相等大小的反向作用力时,将保持不动或以恒定速度运动。
这个定律可以用公式ΣF = 0表示(其中ΣF代表所受合力的矢量和)。
3. 作用-反作用定律:当两个物体之间存在相互作用时,彼此之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反且作用于不同的物体上。
这意味着任何一个物体所施加的力都会得到相等大小和相反方向的反作用力。
牛顿三定律及其应用在物理力学的研究和实际应用中起着至关重要的作用。
下面将通过几个典型的应用场景具体展示其中的运用。
1. 运动学分析:牛顿第一定律为运动学提供了基础,使我们能够准确地描述和分析物体的运动状态。
通过观察物体所受的全部外力,并结合牛顿第二定律,我们能够计算物体的加速度,从而预测它的运动轨迹。
2. 车辆行驶:在交通工程中,我们经常使用牛顿第一定律来描述车辆的运动。
根据定律,当车辆受到牵引力时,它将加速;当车辆受到摩擦力或阻力时,它将减速。
这些力的平衡决定了车辆的运动状态和速度。
3. 弹性碰撞:在研究物体之间的碰撞过程时,牛顿第三定律起着关键的作用。
当两个物体相互碰撞时,它们之间的作用力和反作用力相等且方向相反。
通过应用这个定律,我们能够分析碰撞前后物体的速度和动量变化。
高考物理必拿满分系列之牛顿三大定律-专题复习牛顿运动三定律在经典物理学中是最重要、最基本的规律,是力学乃至整个物理学的基础。
历年高考对本章知识的考查重点:①惯性、力和运动关系的理解;②熟练应用牛顿定律分析和解决两类问题(已知物体的受力确定物体的运动情况、已知物体的运动情况确定物体的受力)。
命题的能力考查涉及:①在正交的方向上质点受力合成和分解的能力;②应用牛顿定律解决学科内和跨学科综合问题的能力;③应用超重和失重的知识定量分析一些问题;④能灵活运用隔离法和整体法解决简单连接体问题的能力;⑤应用牛顿定律解题时的分析推理能力。
命题的最新发展:联系理科知识的跨学科综合问题。
一、牛顿第一定律(惯性定律):◎知识梳理一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
1.理解要点:①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。
2.惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。
②质量是物体惯性大小的量度。
③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量m Fr GM=2/严格相等。
④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。
二、牛顿第二定律◎知识梳理1. 定律内容物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量合m成反比。
2. 公式:F ma=合理解要点:①因果性:F是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变合化,同时存在,同时消失;②方向性:a与F都是矢量,,方向严格相同;合是该时刻作用③瞬时性和对应性:a为某时刻物体的加速度,F合在该物体上的合外力。
牛顿力学的三大定律及其应用牛顿力学是经典物理力学的基础,描述了宏观物体运动的规律。
牛顿力学的核心是由英国科学家艾萨克·牛顿提出的三大定律,它们是力学研究的基础和起点。
在本文中,我们将详细介绍牛顿力学的三大定律及其应用。
第一定律:惯性定律第一定律也被称为惯性定律,它指出物体在没有受到外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。
换句话说,物体会保持其运动状态,直到受到外力影响为止。
例如,一辆静止的汽车在不施加任何力的情况下将保持静止,而一辆匀速行驶的汽车将保持匀速直线运动,直到受到制动或推动力的作用。
应用:惯性定律在许多领域都有实际应用。
例如,在交通运输中,车辆刹车时乘客会向前倾斜,这是由于惯性使得乘客保持其原来运动状态的结果。
另外,在航天领域,火箭的轨道航行依赖于物体的惯性,通过改变火箭的速度和方向,可以实现太空探索。
第二定律:动量定律第二定律也被称为动量定律,它描述了物体在受到外力作用时将发生加速度的情况。
根据动量定律,物体的加速度与外力成正比,与物体质量成反比。
公式形式为F=ma,其中F表示作用力,m表示物体质量,a表示加速度。
应用:动量定律在日常生活中有着广泛的应用。
例如,在空气动力学中,利用动量定律可以计算飞机、汽车等运动过程中的受力状况。
此外,在运动项目中,例如田径运动或足球比赛,对动量的掌握可以帮助运动员达到更好的表现。
第三定律:作用-反作用定律第三定律也被称为作用-反作用定律,它指出任何作用力都将有一个相等大小但方向相反的反作用力。
换句话说,对于每个作用力,都会有一个与之相等但方向相反的反作用力。
应用:作用-反作用定律对于理解物体间相互作用有着重要意义。
例如,摩托艇在水中行驶时,水中的反作用力将推动船体向前。
此外,在日常生活中,敲击物体或步行时,受力和反作用力也遵循作用-反作用定律。
综上所述,牛顿力学的三大定律为我们解释了物体运动的规律。
惯性定律告诉我们物体保持其原来的运动状态;动量定律描述了物体在受力作用下的加速情况;作用-反作用定律揭示了物体间相互作用的特性。
牛顿三定律及其应用牛顿三定律,即牛顿运动定律,是描述质点运动规律的重要定律。
它由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪提出,被誉为经典力学的基石。
牛顿三定律分别是:第一定律(惯性定律),第二定律(力的作用定律)和第三定律(作用力与反作用力定律)。
下面将逐一介绍这三个定律及其应用。
第一定律,即惯性定律。
它表明一个物体如果不受外力作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
换句话说,物体会保持其运动状态,除非有外力改变其状态。
这一定律在很多实际应用中起着重要作用。
例如,在汽车行驶过程中,当驾驶员突然松开油门踏板时,汽车将逐渐减速停下来。
这是因为没有外力推动汽车,摩擦力逐渐使车辆减速并停下来,遵循了惯性定律。
第二定律,即力的作用定律。
它描述了物体受到的力与其加速度之间的关系。
牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,其中F代表作用力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
按照这个定律,如果对一个物体施加更大的力,物体将产生更大的加速度;而对质量较大的物体施加相同的力,则会产生较小的加速度。
这一定律在日常生活中有着广泛的应用。
例如,我们踢足球时,用足部给足球一个冲击力,足球就会受到这个力的作用而加速运动。
第三定律,即作用力与反作用力定律。
这个定律指出,所有的力都是成对存在的,且大小相等、方向相反。
简单来说,对于任何作用在物体上的力,物体会给予相等大小、方向相反的力。
这一定律在许多实际情况中都能得到验证。
例如,我们在游泳时,踢水会给水一个向后的冲力,水也会给我们一个向前的反作用力,推动我们前进。
这个定律也解释了为什么射击时枪会后坐力,因为子弹离开枪口时会给枪一个向后的冲力。
牛顿三定律不仅可以用于解释和预测物体的力学运动,还可以应用于其他领域。
在航天工程中,科学家们利用牛顿三定律研究火箭发射和飞船进出轨道的问题。
在建筑工程中,设计师们利用这些定律来计算建筑物的承重能力。
甚至在体育运动中,运动员们也会运用这些定律来提高训练效果。
三、牛顿运动定律的应用【要点归纳】(一)深刻理解牛顿第一、第三定律1.牛顿第一定律(惯性定律)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.(1)理解要点①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因.③牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例.牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系.(2)惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关.②质量是物体惯性大小的量度.2.牛顿第三定律(1)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,可用公式表示为F=-F′.(2)作用力与反作用力一定是同种性质的力,作用效果不能抵消.(3)牛顿第三定律的应用非常广泛,凡是涉及两个或两个以上物体的物理情境、过程的解答,往往都需要应用这一定律.(二)牛顿第二定律1.定律内容物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比,跟物体的质量m成反比.2.公式:F合=ma理解要点①因果性:F合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失.②方向性:a与F合都是矢量,方向严格相同.③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,F合是该时刻作用在该物体上的合外力.3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1)确定研究对象;(2)分析研究对象的受力情况,画出受力分析图并找出加速度的方向;(3)建立直角坐标系,使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上,并将其余的力或加速度分解到两坐标轴上;(4)分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程;(5)统一单位,计算数值.【难点精析】一、正交分解法在动力学问题中的应用当物体受到多个方向的外力作用产生加速度时,常要用到正交分解法. 1.在适当的方向建立直角坐标系,使需要分解的矢量尽可能少.2.F x 合=ma x 合,F y 合=ma y 合,F z 合=ma z 合.3.正交分解法对本章各类问题,甚至对整个高中物理来说都是一重要的思想方法. ●例1 如图1-15甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定,质量m =1 kg 的小球穿在细杆上静止于细杆底端O 点.现有水平向右的风力F 作用于小球上,经时间t 1=2 s 后停止,小球沿细杆运动的部分v -t 图象如图1-15乙所示.试求:(取g =10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图1-15(1)小球在0~2 s 内的加速度a 1和2~4 s 内的加速度a 2. (2)风对小球的作用力F 的大小.二、连接体问题(整体法与隔离法)高考卷中常出现涉及两个研究对象的动力学问题,其中又包含两种情况:一是两对象的速度相同需分析它们之间的相互作用,二是两对象的加速度不同需分析各自的运动或受力.隔离(或与整体法相结合)的思想方法是处理这类问题的重要手段.1.整体法是指当连接体内(即系统内)各物体具有相同的加速度时,可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑,分析其受力情况,运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法.2.隔离法是指当研究对象涉及由多个物体组成的系统时,若要求连接体内物体间的相互作用力,则应把某个物体或某几个物体从系统中隔离出来,分析其受力情况及运动情况,再利用牛顿第二定律对隔离出来的物体列式求解的方法.3.当连接体中各物体运动的加速度相同或要求合外力时,优先考虑整体法;当连接体中各物体运动的加速度不相同或要求物体间的作用力时,优先考虑隔离法.有时一个问题要两种方法结合起来使用才能解决.●例2 如图1-16所示,在光滑的水平地面上有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为k 的轻质弹簧相连,在外力F 1、F 2的作用下运动.已知F 1>F 2,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为( )图1-16A .F 1-F 2k B .F 1-F 22kC .F 1+F 22kD .F 1+F 2k★同类拓展1 如图1-17所示,质量为m 的小物块A 放在质量为M 的木板B 的左端,B 在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动,且A 、B 相对静止.某时刻撤去水平拉力,经过一段时间,B 在地面上滑行了一段距离x ,A 在B 上相对于B 向右滑行了一段距离L (设木板B 足够长)后A 和B 都停了下来.已知A 、B 间的动摩擦因数为μ1,B 与地面间的动摩擦因数为μ2,且μ2>μ1,则x 的表达式应为( )图1-17A .x =Mm LB .x =(M +m )Lm C .x =μ1ML(μ2-μ1)(m +M )D .x =μ1ML(μ2+μ1)(m +M )三、临界问题●例3 如图1-18甲所示,滑块A 置于光滑的水平面上,一细线的一端固定于倾角为45°、质量为M 的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线另一端拴一质量为m 的小球B .现对滑块施加一水平方向的恒力F ,要使小球B 能相对斜面静止,恒力F 应满足什么条件?图1-18甲四、超重与失重问题1.超重与失重只是物体在竖直方向上具有加速度时所受支持力不等于重力的情形. 2.要注意飞行器绕地球做圆周运动时在竖直方向上具有向心加速度,处于失重状态. ●例4 为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯的运行情况,甲、乙两位同学在一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验:质量m =50 kg 的甲同学站在体重计上,乙同学记录电梯从地面一楼到顶层的过程中,体重计的示数随时间变化的情况,并作出了如图1-19甲所示的图象.已知t =0时,电梯静止不动,从电梯内楼层按钮上获知该大楼共19层.求:(1)电梯启动和制动时的加速度大小.(2)该大楼的层高.图1-19甲【课堂巩固】在本专题中,正交分解、整体与隔离相结合是最重要也是最常用的思想方法,是高考中考查的重点.力的独立性原理、运动图象的应用次之,在高考中出现的概率也较大.1.有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直向下,表面光滑.AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图所示).现将P环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力N和细绳上的拉力T的变化情况是()A.N不变,T变大B.N不变,T变小C.N变大,T变大D.N变大,T变小2.如图所示,在倾角为α的固定光滑斜面上有一块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()A.g2sin αB.g sin αC.32g sin αD.2g sin α3.如图所示,某货场需将质量m1=100 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物由轨道顶端无初速度滑下,轨道半径R=1.8 m.地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B,长度均为l=2 m,质量均为m2=100 kg,木板上表面与轨道末端相切.货物与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10 m/s2(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力.(2)若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件.(3)若μ1=0.5,求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间.4.如图1-23甲所示,P、Q为某地区水平地面上的两点,在P点正下方一球形区域内储藏有石油.假定区域周围岩石均匀分布,密度为ρ;石油密度远小于ρ,可将上述球形区域视为空腔.如果没有这一空腔,则该地区重力加速度(正常值)沿竖直方向;当存在空腔时,该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离.重力加速度在原竖直方向(即PO方向)上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”.为了探寻石油区域的位置和石油储量,常利用P点附近重力加速度反常现象.已知引力常数为G.图1-23甲(1)设球形空腔体积为V,球心深度为d(远小于地球半径),PQ=x,求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常.(2)若在水平地面上半径L的范围内发现:重力加速度反常值在δ与kδ(k>1)之间变化,且重力加速度反常的最大值出现在半径为L的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的,试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积.【课后练习】一、选择题1.如图所示,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,A和B 以相同的速度在水平地面C上做匀速直线运动(空气阻力不计).由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是()A.μ1=0,μ2=0B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠02.如图所示,从倾角为θ、高h=1.8 m的斜面顶端A处水平抛出一石子,石子刚好落在这个斜面底端的B点处.石子抛出后,经时间t距斜面最远,则时间t的大小为(取g=10 m/s2)()A.0.1 s B.0.2 s C.0.3 s D.0.6 s3.在轻绳的两端各拴一个小球,一人用手拿着上端的小球站在3楼的阳台上,放手后让小球自由下落,两小球相继落地的时间差为T.如果站在4楼的阳台上,同样放手让小球自由下落,则两小球相继落地的时间差将()A.不变B.增大C.减小D.无法判断4.如图甲所示,小球静止在小车中的光滑斜面A和光滑竖直挡板B之间,原来小车向左匀速运动.现在小车改为向左减速运动,那么关于斜面对小球的弹力N A的大小和挡板B 对小球的弹力N B的大小,以下说法正确的是()甲A.N A不变,N B减小B.N A增大,N B不变C.N B有可能增大D.N A可能为零5.小球从空中自由下落,与水平地面第一次相碰后弹到空中某一高度,其速度随时间变化的关系如图所示,则()A.小球第一次反弹后的速度大小为3 m/sB.小球碰撞时速度的改变量为2 m/sC.小球是从5 m高处自由下落的D.小球反弹起的最大高度为0.45 m6.如图甲所示,四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上,将四个质量相同的物块放在斜面顶端,因物块与斜面的摩擦力不同,四个物块运动情况不同.A物块放上后匀加速下滑,B物块获一初速度后匀速下滑,C物块获一初速度后匀减速下滑,D物块放上后静止在斜面上.若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系是()甲A.F1=F2=F3=F4B.F1>F2>F3>F4C.F1<F2=F4<F3D.F1=F3<F2<F47.把一钢球系在一根弹性绳的一端,绳的另一端固定在天花板上,先把钢球托起(如图所示),然后放手.若弹性绳的伸长始终在弹性限度内,关于钢球的加速度a、速度v随时间t变化的图象,下列说法正确的是()A.甲为a-t图象B.乙为a-t图象C.丙为v-t图象D.丁为v-t图象8.如图所示,足够长的水平传送带以速度v沿顺时针方向运动,传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接,曲面上的A点距离底部的高度h=0.45 m.一小物块从A点静止滑下,再滑上传送带,经过一段时间又返回曲面.g取10 m/s2,则下列说法正确的是()A.若v=1 m/s,则小物块能回到A点B.若v=2 m/s,则小物块能回到A点C.若v=5 m/s,则小物块能回到A点D.无论v等于多少,小物块均能回到A点9.如图甲所示,质量为m的物体用细绳拴住放在粗糙的水平传送带上,物体距传送带左端的距离为L.当传送带分别以v1、v2的速度逆时针转动(v1<v2),稳定时绳与水平方向的夹角为θ,绳中的拉力分别为F1,F2;若剪断细绳时,物体到达左端的时间分别为t1、t2,则下列说法正确的是()甲A.F1<F2B.F1=F2C.t1一定大于t2D.t1可能等于t2二、非选择题10.在某次实验中得到小车做直线运动的s-t关系如图所示.(1)由图可以确定,小车在AC段和DE段的运动分别为()A.AC段是匀加速运动,DE段是匀速运动B.AC段是加速运动,DE段是匀加速运动C.AC段是加速运动;DE段是匀速运动D.AC段是匀加速运动;DE段是匀加速运动(2)在与AB、AC、AD对应的平均速度中,最接近小车在A点的瞬时速度是________段中的平均速度.11.当物体从高空下落时,其所受阻力会随物体速度的增大而增大,因此物体下落一段距离后将保持匀速运动状态,这个速度称为此物体下落的收尾速度.研究发现,在相同环境(1)(2)根据表中的数据,归纳出球形物体所受的阻力f与球的速度大小及球的半径之间的关系.(写出有关表达式,并求出比例系数,重力加速度g取9.8 m/s2)(3)现将C球和D球用轻质细线连接,若它们在下落时所受的阻力与单独下落时的规律相同,让它们同时从足够高的同一高度下落,试求出它们的收尾速度,并判断它们落地的顺序(不需要写出判断理由).12.将一平板支撑成一斜面,一石块可以沿着斜面往不同的方向滑行,如图所示.如果使石块具有初速度v,方向沿斜面向下,那么它将做匀减速运动,经过距离L1后停下来;如果使石块具有同样大小的速度,但方向沿斜面向上,它将向上运动距离L2后停下来.现在平板上沿水平方向钉一光滑木条(图中MN所示),木条的侧边与斜面垂直.如果使石块在水平方向以与前两种情况同样大小的初速度紧贴着光滑木条运动,求石块在水平方向通过的距离L.13.如图所示,一固定的斜面倾角为30°,一边与地面垂直,顶上有一定滑轮.一柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块A和B连结,A的质量为4m,B的质量为m.开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升.物块A与斜面间无摩擦.当A沿斜面下滑s距离后,细线突然断了,求物块B上升的最大高度.(不计细线与滑轮之间的摩擦)14.如图所示,长L=1.5 m、高h=0.45 m、质量M=10 kg的长方体木箱在水平面上向右做直线运动.当木箱的速度v0=3.6 m/s时,对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50 N,并同时将一个质量m=1 kg的小球轻放在距木箱右端L3处的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),经过一段时间,小球脱离木箱落到地面.已知木箱与地面的动摩擦因数μ=0.2,而小球与木箱之间的摩擦不计.取g=10 m/s2,求:(1)小球从开始离开木箱至落到地面所用的时间.(2)小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移.(3)小球离开木箱时木箱的速度.。
咐呼州鸣咏市呢岸学校高三物理专题复习第三专题牛顿运动律一、复习要点1.牛顿第一律、物体的惯性2.牛顿第二律3.牛顿第三律4.牛顿运动律的用:运动求受力;受力求运动5.超重与失重二、难点剖析〔同学自己复习〕1.牛顿第一律⑴内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.⑵说明:①牛顿第一律是物体不受外力作用时的规律,是的,与牛顿第二律无关.②牛顿第一律不能用来验证,是通过理想方法总结出来的.③牛顿第一律的意义在于它的阐述了力和惯性的概念,正确揭示了力和运动的关系:力不是维持物体运动的原因,力是产生加速度、改变运动状态的原因.⑶理想:是在可靠的根底上采用的抽象思维来展开的,是人们在思想上塑造的理想过程.牛顿第一律是通过理想得出的,它不能由实际的来验证.2.惯性⑴概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.⑵说明:①惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,质量是惯性大小的唯一量度,与物体的速度和受力无关.②惯性的表现:物体不受外力作用时,有保持静止或匀速直线运动的性质;物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上.③力和物体的惯性3.牛顿第二律⑴内容:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.F=ma⑵说明:①加速度与合外力关系的四性:相对性、矢量性、瞬时性、性.“相对性〞指物体的加速度a是相对惯性参考系〔相对于地面静止或匀速直线运动的参照系〕;“矢量性〞指加速度和合外力都是矢量,加速度的方向取决于合外力的方向;“瞬时性〞指加速度与合外力存在瞬时对关系,合外力改变,加速度随即相改变,物体的加速度a总是与合外力F同步变化;“性〞是指作用在物体上的每个力都将地产生各自的加速度,合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。
②F=ma只在一的单位制里才适用。
③力、加速度、速度的关系:牛顿第二律反映了力和加速度的瞬时关系.速度是描述物体运动的物理量,它与物体受的合外力和运动的加速度没有直接关系.当合外力为零时,加速度一为零,但速度不一为零.在直线运动中当物体的加速度与速度的方向相同时,物体的速度必增大,当物体的加速度方向与速度的方向相反时物体的速度必减小,与加速度的大小如何变化无关.物体受恒力作用时速度变化量的方向与加速度的方向一致.物体的运动状态由物体受的合外力和初始条件决.特别提示:要通过分析物体的受力以及初始速度来分析物体的运动性质。
高考物理复习考前基础回扣练三
牛顿运动定律及其应用
建议用时20分钟
1.(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有( )
A.力不是维持物体运动的原因
B.物体之间普遍存在相互吸引力
C.忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快
D.物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反
【解析】选A、C。
伽利略通过理想斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因,A正确;由牛顿的万有引力定律和牛顿第三定律知B、D错误;伽利略通过实验探究提出如果忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快,C正确。
2.下列说法中正确的是( )
A.高速运动的物体不容易让它停下来,所以物体运动速度越大,惯性越大
B.用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体,则难以推动的物体惯性大
C.惯性是物体的固有属性,惯性大小只与质量有关
D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一物体在月球上比在地球上的惯性小
【解析】选C。
惯性是物体的固有属性,惯性大小仅与质量有关,与其他因素无关,故选项A、
B、D错误,C正确。
3.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动,然后做匀速运动,最后改做减速运动,则下列说法中正确的是( )
A.加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B.减速前进时,绳拉物体的力小于物体拉绳的力
C.只有匀速前进时,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等
D.不管物体如何前进,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
【解析】选D。
不论物体做加速、匀速还是减速运动,绳拉物体的力与物体拉绳的力总是作用力、反作用力,大小相等,方向相反,故D正确,A、B、C错误。
4.放在电梯地板上的一个木箱,被一根处于伸长状态的弹簧拉着而处于静止状态,如图所示,后发现木箱突然被弹簧拉动,据此可判断出电梯的运动情况是( )
A.匀速上升
B.加速上升
C.减速上升
D.减速下降
【解析】选C。
木箱突然被拉动,表明木箱所受摩擦力变小了,也表明木箱与地板之间的弹力变小了,重力大于弹力,合力向下,处于失重状态,选项C正确。
5.沿竖直方向运动的电梯,其底板水平,有一质量为m的物体放在底板上,当电梯向上做加速
度大小为g的匀减速运动时,此物体对电梯底板的压力大小为
( ) A.mg B.mg
C.mg
D.mg
【解析】选B。
对物体由牛顿第二定律得mg-F N=ma,解得F N=mg,由牛顿第三定律得物
体对电梯底板的压力大小为mg,选项B正确。
6.(多选)如图所示,一木块在光滑水平面上受一恒力F作用,前方固定一足够长的弹簧,则当木块接触弹簧后( )
A.立即做减速运动
B.在一段时间内速度仍可增大
C.当F等于弹簧弹力时,木块速度最大
D.弹簧压缩量最大时,木块加速度为零
【解析】选B、C。
木块在光滑水平面上匀加速运动,与弹簧接触后,随弹簧形变量的增大,向左的弹力逐渐增大,木块做加速度减小的加速运动;当弹力和F相等时,速度最大,之后木块做减速运动,弹簧压缩量变大时,加速度向左不为零,故选项B、C正确。
7.一个原来静止在光滑水平面上的物体,质量是7 kg,在14 N的水平恒力作用下,则5 s末的速度及5 s内通过的路程为( )
A.8 m/s 25 m
B.2 m/s 25 m
C.10 m/s 25 m
D.10 m/s 12.5 m
【解析】选C。
物体由静止开始在恒力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动,由牛顿第
二定律和运动学公式得a==m/s2=2 m/s2,v=at=2×5 m/s=
10 m/s,x=at2=×2×25 m=25 m,选项C正确。
8.在欢庆节日的时候,人们会在夜晚燃放美丽的焰火。
按照设计,某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在4 s末到达离地面100 m的最高点时炸开,构成各种美丽的图案。
假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0,上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍,那么v0和k分别等于(重力加速度g取10 m/s2) 世纪金榜导学号49294297( )
A.25 m/s,1.25
B.40 m/s,0.25
C.50 m/s,0.25
D.80 m/s,1.25
【解析】选C。
根据h=at2,解得a=12.5 m/s2,所以v0=at=50 m/s;上升过程中礼花弹所
受的平均阻力f=kmg,根据牛顿第二定律得a==(k+1)g=12.5 m/s2,解得k=0.25,故选项C正确。
9.(多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在a上的细线悬挂于固定点O;整个系统处于静止状态;现将细绳剪断,将物块a 的加速度记为a1,S1和S2相对原长的伸长分别为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g,在剪断瞬间( )
A.a1=3g
B.a1=0
C.Δl1=2Δl2
D.Δl1=Δl2
【解析】选A、C。
断绳前,轻弹簧S1的弹力T1=2mg,轻弹簧S2的弹力T2=mg;在剪断绳的瞬间弹簧弹力不变根据F=kx知Δl1=2Δl2,C正确,D错误;细绳剪断瞬间,弹簧弹力不变,此时a 物体受向下的重力和向下的拉力T1,其合力为3mg,因此a的加速度a1=3 g,A正确,B错误。
10.(多选)如图甲所示,A、B两物体叠放在光滑水平面上,对物体B施加一水平变力F,F-t关系如图乙所示,两物体在变力F作用下由静止开始运动且始终保持相对静止,则( )
A.t0时刻,两物体之间的摩擦力最大
B.t0时刻,两物体之间的速度方向开始改变
C.t0~2t0时间内,两物体之间的摩擦力逐渐增大
D.t0~2t0时间内,物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同
【解析】选C、D。
两物体始终保持相对静止,故t0时刻,两物体的加速度为零,两物体之间无摩擦力,A错误;0~t0时刻两物体做加速度减小的加速运动,t0时刻速度达到最大,t0~2t0时间内两物体做加速度增大的减速运动,到2t0时刻速度减到零,故0~t0两物体的速度方向没有改变,B错误;0~2t0时刻物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同,D正确;两物体
之间的摩擦力f=m A a=,f随F的变化而变化,故C正确。