第三章牛顿运动定律
高考地位本章内容是高考的重点，单独考查的题目多为选择题，与直线运动、曲线运动、电磁学等知识结合的题目多为计算题。
考纲下载1.牛顿运动定律
及其应用(Ⅱ)
2．超重和失重
(Ⅰ)
实验四：验证牛
顿运动定律
考纲
解读
1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考
查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能
否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受
力分析解决运动和力的问题，以及对超重和失
重现象的理解，对牛顿第二定律的验证方法和
验证原理的掌握。
2．高考命题中有关本章内容的题型有选择题、
实验题、计算题。高考试题往往综合牛顿运动
定律和运动学规律进行考查，考题中注重与电
场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农
业生产等实际问题相联系。
3．本章内容含有中学物理的基本规律和核心
知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，
且为高考命题的重点和热点，考查和要求的程
度往往较高。
第1讲牛顿运动定律的理解
主干梳理对点激活
对应学生用书P047
知识点牛顿第一定律Ⅱ
1．牛顿第一定律
(1)内容：一切物体总保持□01匀速直线运动状态或□02静止状态，除非作用在它上面的力迫使它□03改变这种状态。
(2)意义
①揭示了物体的固有属性：一切物体都有□04惯性，因此牛顿第一定律又叫□05惯性定律。
②揭示了力与运动的关系：力不是□06维持物体运动的原因，而是□07改变物体
运动状态的原因，即力是产生□08加速度的原因。
(3)适用范围：惯性参考系。
2．惯性
(1)定义：物体具有保持原来□09匀速直线运动状态或□10静止状态的性质。
(2)惯性的两种表现
①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或□11匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的□12改变。
(3)量度：□13质量是惯性大小的唯一量度，□14质量大的物体惯性大，□15质量小的物体惯性小。
(4)普遍性：惯性是物体的□16固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况□17无关(选填“有关”或“无关”)。
知识点牛顿第二定律Ⅱ单位制Ⅰ
1.牛顿第二定律
(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的□01作用力成正比，跟它的□02质量成反比，加速度的方向跟□03作用力的方向相同。
(2)表达式：F＝kma，当F、m、a单位采用国际单位制时k＝□041，F＝□05ma。
(3)适用范围
①牛顿第二定律只适用于□06惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。
08低速运动(远小
②牛顿第二定律只适用于□07宏观物体(相对于分子、原子)、□
于光速)的情况。
2．单位制、基本单位、导出单位
(1)单位制：□09基本单位和□10导出单位一起组成了单位制。
①基本物理量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫做基本物理量。
②基本单位：基本物理量的单位。力学中的基本物理量有三个，它们是□11质
12时间、□13长度，它们的单位千克、秒、米就是基本单位。
量、□
③导出单位：由□14基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
(2)国际单位制中的基本单位
基本物理量
符号 单位名称 单位符号 质量
m 千克 kg 时间
t 秒 s 长度
l 米 m 电流
I 安[培] A 热力学温度
T 开[尔文] K 物质的量
n 摩[尔] mol 发光强度
I ，(I V ) 坎[德拉] cd 知识点 牛顿第三定律 Ⅱ
1．作用力和反作用力
两个物体之间的作用总是□
01相互的。一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一物体也施加了力。
2．内容
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小□02相等、方向□03相反、作用在□
04同一条直线上。
3．表达式：F ＝－F ′。
4．意义：建立了相互作用物体之间的联系，体现了作用力与反作用力的相互依赖关系。
一 堵点疏通
1．牛顿第一定律是根据实验得到的定律，可以通过实验验证。( )
2．环绕地球运动的宇宙飞船处于完全失重状态，没有惯性。( )
3．汽车速度越大，刹车时越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大。
( )
4．牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例。( )
5．先有作用力，才有反作用力。( )
6．人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。( )
7．大小相等，方向相反，作用在同一直线上，而且作用在两个物体上的两个力一定是作用力与反作用力。( )
8．力的单位是牛顿，简称牛，也属于基本单位。( )
9．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系。()
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×7.×8．×9.√
二对点激活
1．(人教版必修1·P70·T1～3改编)(多选)下列对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是()
A．飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，则能击中目标
B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地
C．安全带的作用是防止汽车刹车时人由于具有惯性仍向前运动而发生危险D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力
答案BC
解析飞机投下的炸弹由于惯性做平抛运动，所以目标在正下方时不能击中；地球自西向东转，人向上跳起后，由于惯性人也跟地球一起从西向东运动，故人仍落到原地；紧急刹车时，汽车停止运动，人由于惯性仍向前运动，容易撞伤，所以系上安全带对人起到保护作用；向上抛出的物体，由于惯性，在空中继续向上运动，而不是受到向上的作用力。所以B、C正确。
2．(多选)关于力学单位制，以下说法中正确的是()
A．kg、m/s、N等单位为导出单位
B．kg、m、s都是基本单位
C．牛顿第二定律的表达式F＝kma，式中各物理量取国际单位时k＝1
D．在国际单位制中，质量的单位可以是kg，也可以是g
答案BC
解析kg为基本单位，故A错误；kg、m、s是国际单位制中的基本单位，故B正确；F＝kma，质量取“kg”，a取“m/s2”，F取“N”时k＝1，C正确；国际单位制中质量的单位是kg，而不是g，故D错误。
3. (人教版必修1·P82·做一做改编)(多选)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察
显示器屏幕上出现的结果(如图所示)，分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论正确的是()
A．作用力与反作用力同时产生
B．作用力与反作用力作用在同一物体上
C．作用力与反作用力大小相等
D．作用力与反作用力的合力为零
答案AC
解析作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，分别作用在两个物体上，同时产生、同时消失，故A、C正确，B错误；作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力，故D错误。
考点细研悟法培优
对应学生用书P048
考点1牛顿第一定律的理解
对牛顿第一定律的四点说明
(1)明确惯性的概念：牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性。
(2)揭示力的本质：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。
(3)理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。
(4)与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。
例1伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上
的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()
A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置
B．如果小球不受力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态
C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变
D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
(1)由题干可知，小球受到的阻力越小，小球上升的位置越高还是越低？
提示：越高。
(2)直接结论包括推理过程后的结论吗？
提示：不包括。
尝试解答选A。
根据实验结果，得到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置，A项正确；而小球不受力时状态不变，小球受力时状态发生变化，是在假设和逻辑推理下得出的结论，而不是实验的直接结论，所以B和C选项错误；而D项不是本实验所说明的问题，故错误。
牛顿第一定律的应用技巧
(1)应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因，克服生活中一些错误的直观印象，建立正确的思维习惯。
(2)如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用。因此，判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应先分析物体所受的合外力
情况。
[变式1－1](2019·云南玉溪第一中学期末)(多选)如图所示，在向右行驶的汽车车厢的天花板上悬挂有一个小球A，在A的正下方地板上有一点B，则()
A．若汽车匀速行驶的过程中细线突然断裂，小球A将落在B点上
B．若汽车匀速行驶的过程中细线突然断裂，小球A将落在B点的左侧
C．若汽车加速行驶的过程中细线突然断裂，小球A将落在B点的左侧
D．若汽车加速行驶的过程中细线突然断裂，小球A将落在B点的右侧
答案AC
解析若汽车匀速行驶，细线断裂后，小球A由于惯性在水平方向继续向前运动，水平速度和汽车的速度相同，故小球A落地时将落在正下方的B点，A正确，B错误；若汽车加速行驶，细线断裂后小球在水平方向继续保持原来的速度水平匀速运动，汽车加速行驶，其速度大于小球的水平速度，故小球A将落在B 点的左侧，C正确，D错误。
[变式1－2]某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则()
A．此同学无法取出羽毛球
B．羽毛球会从筒的下端出来
C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来
D．该同学是在利用羽毛球的惯性
答案 D
解析羽毛球筒被手击打后迅速向下运动，而羽毛球具有惯性要保持原来的
静止状态，所以会从筒的上端出来，羽毛球筒受到羽毛球对它向上的摩擦力，而羽毛球受到筒对它向下的摩擦力，故D正确，A、B、C错误。
考点2牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律的性质
例2(多选)关于速度、加速度、合力的关系，下列说法正确的是()
A．原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度
B．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
C．在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的
D．合力变小，物体的速度一定变小
(1)a由什么决定？
提示：由a＝F
m
知a由合力F和质量m共同决定。
(2)a变小v一定变小吗？
提示：不一定，当a与v同向时v变大；当a与v反向时v变小。尝试解答选ABC。
加速度与力同时产生、同时消失、同时变化，A正确；加速度的方向由合力方向决定，与速度方向无关，B正确；在初速度为0的匀加速直线运动中，合力方向决定加速度方向，加速度方向决定末速度方向，C正确；合力变小，物体的加速度一定变小，但速度不一定变小，D错误。
合力、加速度、速度间的决定关系
(1)只要合力不为零，物体就会产生加速度，与物体的速度无关。
(2)a＝Δv
Δt
是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝F
m
是加速度的决定
式，a∝F，a∝1
m
。
(3)合力与速度同向时，物体做加速运动；合力与速度反向时，物体做减速运动。
[变式2]如图所示，一木块在光滑水平面上受一个恒力F作用而运动，前方固定一个轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是()
A．木块将立即做匀减速直线运动
B．木块将立即做变减速直线运动
C．在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大
D．在弹簧压缩量最大时，木块的加速度为零
答案 C
解析木块刚接触弹簧时形变量较小，弹力小于F，木块依旧做加速运动，只有弹力大于F之后，木块才减速，故A、B错误，C正确；当弹簧处于最大压缩量时，弹力大于F，弹力与恒力F的合力不为零，因此加速度不为零，故D错误。
考点3牛顿第三定律的理解与应用
1.作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”
(1)“六同”：①大小相同；②性质相同；③同一直线；④同时产生；⑤同时变化；⑥同时消失。
(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同。
(3)“二无关”：①与物体的运动状态无关；②与是否和另外物体相互作用无关。
2．一对平衡力与作用力、反作用力的比较
一对平衡力作用力与反作用力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
不
同
点
作用对象同一个物体
两个相互作用的不同物
体作用时间
不一定同时产生、同时变化、同时
消失
一定同时产生、同时变
化、同时消失力的性质不一定相同一定相同
作用效果可相互抵消不可抵消
上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是()
A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜
B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小
C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，所以甲获胜
(1)甲、乙两人拉力大小有何关系？
提示：两人拉力大小相同。
(2)甲为什么获胜？
提示：地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力。
尝试解答选BD。
甲对乙的拉力和乙对甲的拉力属于作用力与反作用力，总是大小相等，与甲、乙运动状态无关，故B正确，A、C错误；地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力，所以甲获胜，D正确。
应用牛顿第三定律应注意的问题
(1)对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。不能错误地认为只有物体受力平衡时，牛顿第三定律才成立。
(2)作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果往往不同。
(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能牵扯第三个物体。
[变式3－1](多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是()
A．水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
答案BD
解析水平力F跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，A错误；物体在竖直方向上受竖直
向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，D正确。
[变式3－2]沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中，泥炭对人的阻力不计)。如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速的运动，那么，下列说法中正确的是()
A．在加速向下运动时，人对沼泽地的压力大于人的重力
B．在减速向下运动时，人对沼泽地的压力小于人的重力
C．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力
D．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力大小
答案 D
解析沼泽地对人的支持力和人对沼泽地的压力是一对相互作用力，二者大小相等、方向相反，故C错误，D正确；加速向下运动时，重力大于沼泽地对人的支持力，即人对沼泽地的压力小于人的重力，故A错误；减速向下运动时，加速度向上，重力小于沼泽地对人的支持力，即人对沼泽地的压力大于人的重力，故B错误。
思想方法3牛顿第三定律在受力分析中的妙用1．方法概述
在对物体进行受力分析时，如果不便于分析物体受到的某些力，则可以通过分析其反作用力来解决问题，牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔。
2．常见类型
物体与地面(或其他受力未知的物体)相互作用，求物体对地面(或其他物体)的作用力。
3．解题思路
(1)根据所求问题应用整体法或隔离法选择研究对象。
(2)根据牛顿第三定律转换研究对象，进行受力分析。
【典题例证】
一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为()
A．Mg＋f B．Mg－f
C．Mg＋mg D．Mg－mg
[解析]环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即N′＝Mg＋f，故选项A正确。
[答案] A
名师点睛题中箱对地面的压力作用在地面上，因不能以地面为研究对象，这时必须转换研究对象，先以箱为研究对象，求地面对箱的支持力，再通过
牛顿第三定律求箱对地面的压力。而求地面对箱的支持力时，要先分析箱的受力；求环对杆的摩擦力时，也要转换研究对象，先以环为研究对象，求杆对环的摩擦力，再通过牛顿第三定律求环对杆的摩擦力。
【针对训练】
(多选)如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则()
A．箱子对木板的摩擦力方向向右
B．木板对地面的摩擦力方向向左
C．木板对地面的压力大小为3mg
D．若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mg
答案AC
解析以箱子为研究对象，水平方向上，木板对箱子的摩擦力与人推箱子的力平衡，所以，木板对箱子的摩擦力方向向左，根据牛顿第三定律，箱子对木板的摩擦力方向向右，A正确；以整体为研究对象，地面对木板的支持力与整体所受的重力平衡，所以地面对木板的支持力为3mg，根据牛顿第三定律，木板对地面的压力大小为3mg，C正确，D错误；以整体为研究对象，地面对木板的摩擦力为0，所以木板对地面的摩擦力为0，B错误。
高考模拟随堂集训
对应学生用书P051 1．(2016·全国卷Ⅰ)(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()
A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D．质点单位时间内速率的变化量总是不变
答案BC
解析由题意知此恒力即为质点所受合外力，若原速度与该恒力在一条直线上，则质点做匀变速直线运动，质点单位时间内速率的变化量总是不变的；若原速度与该恒力不在一条直线上，则质点做匀变速曲线运动，速度与恒力间夹角逐渐减小，质点单位时间内速度的变化量是不变的，但速率的变化量是变化的，A、D两项错误，B项正确；由牛顿第二定律知，质点加速度的方向总与该恒力方向相同，C项正确。
2. (2017·上海高考)如图，在匀强电场中，悬线一端固定于地面，另一端拉住一个带电小球，使之处于静止状态。忽略空气阻力，当悬线断裂后，小球将做()
A．曲线运动B．匀速直线运动
C．匀加速直线运动D．变加速直线运动
答案 C
解析在悬线断裂前，小球受重力、电场力和悬线拉力作用而处于平衡状态，故重力与电场力的合力与拉力等大反向。悬线断裂后，小球所受重力与电场力的合力大小、方向均不变，故小球将沿原来悬线拉力的反方向做匀加速直线运动，C项正确。
3．(2017·上海高考)一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图()
答案 A
解析(方法一)当火车向右做匀减速运动时，碗内的水由于惯性，保持原来
高考物理牛顿运动定律专题训练答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示，一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。某时刻速度为v 0＝2m/s ，此时一质量与木板相等的小滑块（可视为质点）以v 1＝4m/s 的速度从右侧滑上木板，经过1s 两者速度恰好相同，速度大小为v 2＝1m/s ，方向向左。重力加速度g ＝10m/s 2，试求： （1）木板与滑块间的动摩擦因数μ1 （2）木板与地面间的动摩擦因数μ2 （3）从滑块滑上木板，到最终两者静止的过程中，滑块相对木板的位移大小。 【答案】（1）0.3（2） 120（3）2.75m 【解析】 【分析】 （1）对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解； （2）对木板分析，先向右减速后向左加速，分过程进行分析即可； （3）分别求出二者相对地面位移，然后求解二者相对位移； 【详解】 （1）对小滑块分析：其加速度为：2221114/3/1 v v a m s m s t --===-，方向向右 对小滑块根据牛顿第二定律有：11mg ma μ-=，可以得到：10.3μ=； （2）对木板分析，其先向右减速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到： 0121 2v mg mg m t μμ+?= 然后向左加速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到： 21222v mg mg m t μμ-?= 而且121t t t s +== 联立可以得到：2120μ= ，10.5s t =，20.5t s =； （3）在10.5s t =时间内，木板向右减速运动，其向右运动的位移为： 01100.52 v x t m +=?=，方向向右； 在20.5t s =时间内，木板向左加速运动，其向左加速运动的位移为：
高考物理牛顿运动定律的应用专项训练及答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，光滑水平面上静置一长木板A ，质量M =4kg ，A 的最前端放一小物块B （可视为质点），质量m =1kg ，A 与B 间动摩擦因数μ=0.2．现对木板A 施加一水平向右的拉力F ，取g =10m/s 2．则： （1）若拉力F 1=5N ，A 、B 一起加速运动，求A 对B 的静摩擦力f 的大小和方向； （2）为保证A 、B 一起加速运动而不发生相对滑动，求拉力的最大值F m （设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）； （3）若拉力F 2=14N ，在力F 2作用t =ls 后撤去，要使物块不从木板上滑下，求木板的最小长度L 【答案】（1）f = 1N ，方向水平向右；（2）F m = 10N 。（3）木板的最小长度L 是0.7m 。 【解析】 【详解】 （1）对AB 整体分析，由牛顿第二定律得：F 1=（M +m ）a 1 对B ，由牛顿第二定律得：f =ma 1联立解得f =1N ，方向水平向右； （2）对AB 整体，由牛顿第二定律得：F m =（M +m ）a 2对B ，有：μmg =ma 2联立解得：F m =10N （3）因为F 2＞F m ，所以AB 间发生了相对滑动，木块B 加速度为：a 2=μg =2m/s 2。木板A 加速度为a 3，则：F 2-μmg =Ma 3解得：a 3=3m/s 2。 1s 末A 的速度为：v A =a 3t =3m/s B 的速度为：v B =a 2t =2m/s 1s 末A 、B 相对位移为：△l 1= 2 A B v v t -=0.5m 撤去F 2后，t ′s 后A 、B 共速 对A ：-μmg =Ma 4可得：a 4=-0.5m/s 2。共速时有：v A +a 4t ′=v B +a 2t ′可得：t ′=0.4s 撤去F 2后A 、B 相对位移为：△l 2='2 A B v v t -=0.2m 为使物块不从木板上滑下，木板的最小长度为：L =△l 1+△l 2=0.7m 。 2．传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，两者长度分别为L 1＝2.5 m 、L 2＝2 m ．传送带始终保持以速度v 匀速运动．现将一滑块（可视为质点）轻放到传送带的左端，然后平稳地滑上平板．已知：滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，滑块与平板、平板与支持面的动摩擦因数分别为μ1＝0.3、μ2＝0.1，滑块、平板的质量均为m ＝2 kg ，g 取10 m/s 2.求： （1）若滑块恰好不从平板上掉下，求滑块刚滑上平板时的速度大小；
牛顿运动定律的运用教 案 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
牛顿运动定律的应用 教学目标 一、知识目标 1.知道运用牛顿运动定律解题的方法 2.进一步学习对物体进行正确的受力分析 二、能力目标 1.培养学生分析问题和总结归纳的能力 2.培养学生运用所学知识解决实际问题的能力 三、德育目标 1.培养学生形成积极思维，解题规范的良好习惯 教学重点 应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法 教学难点 应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 教学方法 实例分析发归纳法讲练结合法 教学过程 一、导入新课 通过前面几节课的学习，我们已学习了牛顿运动定律，本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。 二、新课教学
（一）、牛顿运动定律解答的两类问题 1.牛顿运动定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来，由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类： a.已知物体的受力情况，确定物体的运动情况。 b.已知物体的运动情况，求解物体的受力情况 2.用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路 已知物体的受力情况???→?=ma F 据 求得a ?→?据t v v s as v v at v v at v s t t t ......2210202020可求得???? ?????=-?→?+=+= 已知物体的运动情况???→?????→?=???????=-+=+=ma F as v v at v s at v v a t t 据据求得2221022 00求得物体的受力情况 3.总结 由上分析知，无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是联结力和运动的桥梁。 （二）已知物体的受力情况，求解物体的运动情况 例1.如图所示，质量m=2Kg 的物体静止在光滑的水平地 面上，现对物体施加大小F=10N 与水平方向夹角θ＝ 370的斜向上的拉力，使物体向右做匀加速直线运动。已知sin370=,cos370=取g=10m/s 2，求物体5s 末的速度及5s 内的位移。 问：a.本题属于那一类动力学问题 （已知物体的受力情况，求解物体的运动情况） b.物体受到那些力的作用这些力关系如何 引导学生正确分析物体的受力情况，并画出物体受力示意图。
高中物理专题练习-牛顿运动定律的应用(含答案) 满分：100分时间：60分钟 一、单项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。) 1．(北京理综,19)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验： 小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是() A．如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置 B．如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态 C．如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小 2．(北京理综,18)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是() A．手托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态 B．手托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态 C．在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度 D．在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度 3．(福建理综,15)如右图,滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零。对于该运动过程,若用h、s、v、a分别表示滑 块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图象最能正确描述这一运动规律的是()
4．(重庆理综,5)若货物随升降机运动的v－t图象如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是() 二、多项选择题(本题共6小题,每小题7分,共计42分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得7分,选对但不全的得4分,错选或不答的得0分。) 5．(山东理综,15)一质点在外力作用下做直线运动,其速度v随时间t变化的图象如图。在图中标出的时刻中,质点所受合外力的方向与速度方向相同的有() A．t1B．t2C．t3D．t4 6．(新课标全国Ⅱ,20)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的 拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为2 3a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大 小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为() A．8 B．10 C．15 D．18 7．(江苏单科,6)一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力()
专题强化三应用牛顿运动定律解决“四类”热点问题 专题解读 1.本专题是应用动力学方法分析动力学图象问题、连接体问题、临界和极值问题以及多运动过程问题．在高考中主要以选择题形式考查，且每年都有命题． 2．学好本专题可以培养同学们的分析推理能力、应用数学知识和方法解决物理问题的能力． 3．本专题用到的规律和方法有：整体法和隔离法、牛顿运动定律和运动学公式、临界条件和相关的数学知识． 1．常见图象 v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等． 2．题型分类 (1)已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况． (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况． (3)由已知条件确定某物理量的变化图象． 3．解题策略 (1)分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点． (2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等． (3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情景结合起来，应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断． 例1(多选)(2019·全国卷Ⅲ·20)如图1(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4 s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取10 m/s2.由题给数据可以得出() A．木板的质量为1 kg B．2～4 s内，力F的大小为0.4 N C．0～2 s内，力F的大小保持不变 D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
第三章牛顿运动定律 高考地位本章内容是高考的重点，单独考查的题目多为选择题，与直线运动、曲线运动、电磁学等知识结合的题目多为计算题。 考纲下载1.牛顿运动定律 及其应用(Ⅱ) 2．超重和失重 (Ⅰ) 实验四：验证牛 顿运动定律 考纲 解读 1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考 查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能 否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受 力分析解决运动和力的问题，以及对超重和失 重现象的理解，对牛顿第二定律的验证方法和 验证原理的掌握。 2．高考命题中有关本章内容的题型有选择题、 实验题、计算题。高考试题往往综合牛顿运动 定律和运动学规律进行考查，考题中注重与电 场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农 业生产等实际问题相联系。 3．本章内容含有中学物理的基本规律和核心 知识，在整个物理学中占有非常重要的地位， 且为高考命题的重点和热点，考查和要求的程 度往往较高。 第1讲牛顿运动定律的理解 主干梳理对点激活 对应学生用书P047 知识点牛顿第一定律Ⅱ 1．牛顿第一定律 (1)内容：一切物体总保持□01匀速直线运动状态或□02静止状态，除非作用在它上面的力迫使它□03改变这种状态。 (2)意义 ①揭示了物体的固有属性：一切物体都有□04惯性，因此牛顿第一定律又叫□05惯性定律。 ②揭示了力与运动的关系：力不是□06维持物体运动的原因，而是□07改变物体
运动状态的原因，即力是产生□08加速度的原因。 (3)适用范围：惯性参考系。 2．惯性 (1)定义：物体具有保持原来□09匀速直线运动状态或□10静止状态的性质。 (2)惯性的两种表现 ①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或□11匀速直线运动状态。 ②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的□12改变。 (3)量度：□13质量是惯性大小的唯一量度，□14质量大的物体惯性大，□15质量小的物体惯性小。 (4)普遍性：惯性是物体的□16固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况□17无关(选填“有关”或“无关”)。 知识点牛顿第二定律Ⅱ单位制Ⅰ 1.牛顿第二定律 (1)内容：物体加速度的大小跟它受到的□01作用力成正比，跟它的□02质量成反比，加速度的方向跟□03作用力的方向相同。 (2)表达式：F＝kma，当F、m、a单位采用国际单位制时k＝□041，F＝□05ma。 (3)适用范围 ①牛顿第二定律只适用于□06惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。 08低速运动(远小 ②牛顿第二定律只适用于□07宏观物体(相对于分子、原子)、□ 于光速)的情况。 2．单位制、基本单位、导出单位 (1)单位制：□09基本单位和□10导出单位一起组成了单位制。 ①基本物理量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫做基本物理量。 ②基本单位：基本物理量的单位。力学中的基本物理量有三个，它们是□11质 12时间、□13长度，它们的单位千克、秒、米就是基本单位。 量、□ ③导出单位：由□14基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 (2)国际单位制中的基本单位
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牛顿运动定律专题 一、基础知识归纳 1、牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。 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，即力是改变物体运动状态的原因，（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：t v a ??=，有速度变化就一定有加速度，所以 可以说：力是使物体产生加速度的原因。（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”。）； （3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性；一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）。质量是物体惯性大小的量度。 （4）牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律； （5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F =0时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。 2、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。公式F=ma. 理解要点：
§3.4应用牛顿运动定律解题的方法和步骤 应用牛顿运动定律的基本方法是隔离法，再配合正交坐标运用分量形式求解。 解题的基本步骤如下： (1)选取隔离体，即确定研究对象 一般在求某力时，就以此力的受力体为研究对象，在求某物体的运动情况时，就以此物体为研究对象。有几个物体相互作用，要求它们之间的相互作用力，则必须将相互作用的物体隔离开来，取其中一物体作研究对象。有时，某些力不能直接用受力体作研究对象求出，这时可以考虑选取施力物体作为研究对象，如求人在变速运动的升降机内地板的压力，因为地板受力较为复杂，故采用人作为研究对象为好。 在选取隔离体时，采用整体法还是隔离法要灵活运用。如图3-4-1要求质量分别为M 和m 的两物体组成的系统的加速度a ，有 两种方法，一种是将两物体隔离，得方程为 ma T mg =- Ma Mg T =-μ 另—种方法是将整个系统作为研究对象，得方 程为 a M m Mg mg )(+=-μ 显然，如果只求系统的加速度，则第二种方法好；如果还要求绳的张力，则需采用前一种方法。 (2)分析物体受力情况：分析物体受力是解动力学问题的一个关键，必须牢牢 图3-4-1
掌握。 ①一般顺序：在一般情况下，分析物体受力的顺序是先场力，如重力、电场力等，再弹力，如压力、张力等，然后是摩擦力。并配合作物体的受力示意图。 大小和方向不受其它力和物体运动状态影响的力叫主动力，如重力、库仑力；大小和主向与主动力和物体运动状态有密切联系的力叫被动力或约束力，如支持力、摩擦力。这就决定了分析受力的顺序。如物体在地球附近不论是静止还是加速运动，它受的重力总是不变的；放在水平桌面上的物体对桌面的压力就与它们在竖直方向上有无加速度有关，而滑动摩擦力总是与压力成正比。 ②关于合力与分力：分析物体受力时，只在合力或两个分力中取其一，不能 同时取而说它受到三个力的作用。一般情况下选取合Array力，如物体在斜面上受到重力，一般不说它受到下滑力 和垂直面的两个力。在—些特殊情况下，物体其合力不 图3-4-2 能先确定，则可用两分力来代替它，如图3-4-2横杆左 端所接铰链对它的力方向不能明确之前，可用水平和竖直方向上的两个分力来表示，最后再求出这两个分力的合力来。 ③关于内力与外力：在运用牛顿第二定律时，内力是不可能对整个物体产生加速度的，选取几个物体的组合为研究对象时，这几个物体之间的相互作用力不能列入方程中。要求它们之间的相互作用，必须将它们隔离分析才行，此时内力转化成外力。 ④关于作用力与反作用力：物体之间的相互作用力总是成对出现，我们要分 清受力体与施力体。在列方程解题时，对一对相互作用力一般采用同一字线表示。在不考虑绳的质量时，由同一根绳拉两个物体的力经常作为一对相互作用力处
高三一轮复习教案——许敬川 （本章课时安排：理论复习部分共三单元用6-8个课时，走向高考和小片习题处理课用4个课时 注：教案中例题和习题以学案形式印发给学生） 第三章牛顿运动定律 第一单元牛顿运动定律 第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律 要点一、牛顿第一定律 1、伽利略的实验和推论： ①伽利略斜面实验：小球沿斜面由 滚下，再滚上另一斜面，如不计摩擦将滚到处，放低后一斜面，仍达到同一高度。若放平后一斜面，球将滚下去。 ②伽利略通过“理想实验”和“科学推理”，得出的结论是：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度 地运动下去。也即是：力不是 物体运动的原因，而恰恰是 物体运动状态的原因。 2、笛卡尔对伽利略观点的补充和完善：法国科学家笛卡尔指出：除非物体受到力的作用，物体将永远保持其 或运动状态，永远不会使自己沿 运动，而只保持在直线上运动。 3、对运动状态改变的理解： 当出现下列情形之一时，我们就说物体的运动状态改变了。①物体由静止变为 或由运动变为 ；②物体的速度大小或 发生变化。 牛顿物理学的基石――惯性定律 1、牛顿第一定律：一切物体总保持 或 ，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止，这就是牛顿第一定律，也叫惯性定律。 2、惯性：物体具有保持原来的 状态或 状态的性质，叫惯性。 强调：①牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证。 ②一切物体都具有惯性，牛顿第一定律是惯性定律。 惯性与质量： 1、惯性表现为改变物体运动状态的难易程度，惯性大，物体运动状态不容易改变；惯性小，物体运动状态容易改变。 2、质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大，惯性大，运动太太不易
专题1牛顿运动定律的综合应用 动力学中的图象问题 1.常见的动力学图象及问题类型 2.解题策略——数形结合解决动力学图象问题 (1)在图象问题中，无论是读图还是作图，都应尽量先建立函数关系，进而明确“图象与公式”“图象与规律”间的关系；然后根据函数关系读取图象信息或描点作图。 (2)读图时，要注意图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横坐标轴包围的“面积”等所表示的物理意义，尽可能多地提取有效信息。 考向动力学中的v－t图象 【例1】(多选)(2015·全国Ⅰ卷，20)如图1甲，一物块在t＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v－t图线如图乙所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量，则可求出() 图1 A.斜面的倾角 B.物块的质量 C.物块与斜面间的动摩擦因数 D.物块沿斜面向上滑行的最大高度 解析由v－t图象可求物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为a＝v0 t1 ，根据牛顿
第二定律得mg sin θ＋μmg cos θ＝ma ，即g sin θ＋μg cos θ＝v 0t 1。同理向下滑行时g sin θ－μg cos θ＝v 1t 1，两式联立得sin θ＝v 0＋v 12gt 1，μ＝v 0－v 12gt 1 cos θ，可见能计算出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数，选项A 、C 正确；物块滑上斜面时的初速度v 0已知， 向上滑行过程为匀减速直线运动，末速度为0，那么平均速度为v 02，所以沿斜面向上滑行的最远距离为s ＝v 02t 1，根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高 度为s sin θ＝v 02t 1×v 0＋v 12gt 1 ＝v 0（v 0＋v 1）4g ，选项D 正确；仅根据v －t 图象无法求出物块的质量，选项B 错误。 答案 ACD 考向 动力学中的F －t 图象 【例2】 (多选)(2019·全国Ⅲ卷，20)如图2(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t ＝0时，木板开始受到水平外力F 的作用，在t ＝4 s 时撤去外力。细绳对物块的拉力f 随时间t 变化的关系如图(b)所示，木板的速度v 与时间t 的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s 2。由题给数据可以得出( ) 图2 A.木板的质量为1 kg B.2 s ～4 s 内，力F 的大小为0.4 N C.0～2 s 内，力F 的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
高中物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求： (1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得： F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有： mgh = 212 mv 解得 v 2gh ； 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有： μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得： μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移为： x=v 0t 对物体有： v 0=v ?at
ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为： △x=L?x 相对滑动产生的热量为： Q=μmg△x 代值解得： Q=0.5J 【点睛】 对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移． 2．如图所示，倾角α=30°的足够长传送带上有一长L=1.0m，质量M=0.5kg的薄木板，木板的最右端叠放质量为m=0.3kg的小木块.对木板施加一沿传送带向上的恒力F，同时让传送 带逆时针转动，运行速度v=1.0m/s。已知木板与物块间动摩擦因数μ1= 3 2 ，木板与传送 带间的动摩擦因数μ2=3 ，取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若在恒力F作用下，薄木板保持静止不动，通过计算判定小木块所处的状态； (2)若小木块和薄木板相对静止，一起沿传送带向上滑动，求所施恒力的最大值F m； (3)若F=10N，木板与物块经过多长时间分离?分离前的这段时间内，木板、木块、传送带组成系统产生的热量Q。 【答案】（1）木块处于静止状态；（2）9.0N（3）1s 12J 【解析】 【详解】 （1）对小木块受力分析如图甲：
第四章牛顿运动定律（复习）教案 ★新课标要求 1、通过实验，探究加速度与质量、物体受力之间的关系。 2、理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。 3、通过实验认识超重和失重。 4、认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。 ★复习重点 牛顿运动定律的应用 ★教学难点 牛顿运动定律的应用、受力分析。 ★教学方法 复习提问、讲练结合。 ★教学过程 （一）投影全章知识脉络，构建知识体系 （二）本章复习思路突破 Ⅰ物理思维方法 l、理想实验法：它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要思想方法。“理想实验”不同于科学实验，它是在真实的科学实验的基础上，抓主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深层次的抽象思维过程。 惯性定律的得出，就是理想实验的一个重要结论。 2、控制变量法：这是物理学上常用的研究方法，在研究三个物理量之间的关系时，先让其中一个量不变，研究另外两个量之间的关系，最后总结三个量之间的关系。在研究牛顿第二定律，确定F、m、a三者关系时，就是采用的这种方法。 3、整体法：这是物理学上的一种常用的思维方法，整体法是把几个物体组成的系统作为一个整体来分析，隔离法是把系统中的某个物体单独拿出来研究。将两种方法相结合灵活运用，将有助于简便解题。 Ⅱ基本解题思路 应用牛顿运动定律解题的一般步骤 1、认真分析题意，明确已知条件和所求量。 2、选取研究对象。所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。 3、分析研究对象的受力情况和运动情况。
4、当研究对象所受的外力不在一条直线上时，如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上。 5、根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算。 6、求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论。 （三）知识要点追踪 Ⅰ 物体的受力分析 物体受力分析是力学知识中的基础，也是其重要内容。正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。 对物体进行受力分析，主要依据力的概念，分析物体所受到的其他物体的作用。具体方法如下： 1、明确研究对象，即首先要确定要分析哪个物体的受力情况。 2、隔离分析：将研究对象从周围环境中隔离出来，分析周围物体对它都施加了哪些作用。 3、按一定顺序分析：先重力，后接触力（弹力、摩擦力）。其中重力是非接触力，容易遗漏，应先分析；弹力和摩擦力的有无要依据其产生的条件认真分析。 4、画好受力分析图。要按顺序检查受力分析是否全面，做到不“多力”也不“少力”。 Ⅱ 动力学的两类基本问题 1、知道物体的受力情况确定物体的运动情况 2、知道物体的运动情况确定物体的受力情况 3、两类动力学问题的解题思路图解 注：我们遇到的问题中，物体受力情况一般不变，即受恒力作用，物体做匀变速直线运动，故常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，如 2220000/21,,2,22 t v v x v v at x v t at v v ax v v t +=+=+-====等 （四）本章专题剖析 ［例1］把一个质量是2kg 的物块放在水平面上，用12 N 的水平拉力使物体从静止开始 运动，物块与水平面的动摩擦因数为0.2，物块运动2 s 末撤去拉力，g 取10ｍ／s 2.求： （1）2s 末物块的瞬时速度. （2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离. 解析：（1）前2秒内，有F － f =ma 1，f =μΝ， F N =mg ，则 m/s 8,,m/s 41121===-=t a v m mg F a μ 牛顿第二定律 加速度a 运动学公式 运动情况 第一类问题 受力情况 加速度a 另一类问题 牛顿第二定律 运动学公式
第三章牛顿运动定律专题 考试内容和要求 一．牛顿运动定律 1．牛顿第一定律 （1）第一定律的内容：任何物体都保持或的状态，直到有迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律指出了力不是产生速度的原因，也不是维持速度的原因，力是改变的原因，也就是产生的原因。 （2）惯性：物体保持的性质叫做惯性。牛顿第一定律揭示了一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质，与外部条件无关，因此该定律也叫做惯性定律。 【典型例题】 1．（2005广东）一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（） （A）车速越大，它的惯性越大
（B）质量越大，它的惯性越大 （C）车速越大，刹车后滑行的路程越长 （D）车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大 2．（2006广东)下列对运动的认识不正确的是（） （A）亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动 （B）伽利略认为力不是维持物体速度的原因 （C）牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动 （D）伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去 3．（2003上海理综）科学思维和科学方法是我们 认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中， 不仅需要相应的知识，还要注意运用科学的方法。 理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略 设想了一个理想实验，如图所示，其中有一个是经验 事实，其余是推论。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度； ②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面； ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度； ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列（只要填写序号即可）。在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。 下列关于事实和推论的分类正确的是（） （A）①是事实，②③④是推论 （B）②是事实，①③④是推论 （C）③是事实，①②④是推论 （D）④是事实，①②③是推论 2．牛顿第二定律 （1）第二定律的内容：物体运动的加速度同成正比，同成反比，而且加速度方向与力的方向一致。ΣF＝ma （2）1牛顿＝1千克·米/秒2
第三章牛顿运动定律 考情分析本章内容是高考的重点，单独考查的题目多为选择题，与直线运动、曲线运动、电磁学等知识结合的题目多为计算题。 重要考点1.牛顿运动定律及 其应用(Ⅱ) 2．超重和失重(Ⅰ) 实验四：验证牛顿运 动定律 考点 解读 1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考查考生 能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛 顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力 的问题，以及对超重和失重现象的理解，对牛顿第二 定律的验证方法和验证原理的掌握。 2．高考命题中有关本章内容的题型有选择题、实验题、 计算题。高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规 律进行考查，考题中注重与电场、磁场的渗透，并常 常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系。 3．本章内容含有中学物理的基本规律和核心知识，在 整个物理学中占有非常重要的地位，且为高考命题的 重点和热点，考查和要求的程度往往较高。 主干梳理对点激活 知识点牛顿第一定律Ⅱ 1．牛顿第一定律 (1)01匀速直线运动状态或02静止状态，除非作用在它上面的 03改变这种状态。 (2)意义 ①揭示了物体的固有属性：04惯性，05惯性定律。 ②揭示了力与运动的关系：06维持物体运动的原因，07改变物体运动状态 08加速度的原因。 (3)适用范围：惯性参考系。 2．惯性 (1)09匀速直线运动状态或10静止状态的性质。 (2)惯性的两种表现
①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或11匀速直线运动状态。 ②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的12改变。 (3)量度：13质量是惯性大小的唯一量度，14质量大的物体惯性大，15质量小的物体惯性小。 (4)普遍性：惯性是物体的16固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况17无关(选填“有关”或“无关”)。 知识点牛顿第二定律Ⅱ 单位制Ⅰ 1.牛顿第二定律 (1)01作用力成正比，跟它的02质量成反比，加 03作用力的方向相同。 (2)表达式：F＝kma，当F、m、a单位采用国际单位制时k041，F05ma。 (3)适用范围 06惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。 07宏观物体(相对于分子、原子)、08低速运动(远小于光速)的情况。 2．单位制、基本单位、导出单位 (1)09基本单位和10导出单位一起组成了单位制。 ①基本物理量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫做基本物理量。 11质量、12时间、13长度，它们的单位千克、秒、米就是基本单位。 14基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 (2)国际单位制中的基本单位 基本物理量符号单位名称单位符号质量m 千克kg 时间t 秒s 长度l 米m
高考物理牛顿运动定律的应用专题训练答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m ，如图（a ）所示．0t =时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至1t s =时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s 时间内小物块的v t -图线如图（b ）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g 取10m/s 2．求 （1）木板与地面间的动摩擦因数1μ及小物块与木板间的动摩擦因数2μ； （2）木板的最小长度； （3）木板右端离墙壁的最终距离． 【答案】（1）10.1μ=20.4μ=（2）6m （3）6.5m 【解析】 （1）根据图像可以判定碰撞前木块与木板共同速度为v 4m/s = 碰撞后木板速度水平向左，大小也是v 4m/s = 木块受到滑动摩擦力而向右做匀减速，根据牛顿第二定律有24/0/1m s m s g s μ-= 解得20.4μ= 木板与墙壁碰撞前，匀减速运动时间1t s =，位移 4.5x m =，末速度v 4m/s = 其逆运动则为匀加速直线运动可得212 x vt at =+ 带入可得21/a m s = 木块和木板整体受力分析，滑动摩擦力提供合外力，即1g a μ= 可得10.1μ= （2）碰撞后，木板向左匀减速，依据牛顿第二定律有121()M m g mg Ma μμ++= 可得214 /3 a m s = 对滑块，则有加速度2 24/a m s = 滑块速度先减小到0，此时碰后时间为11t s = 此时，木板向左的位移为2111111023x vt a t m =- =末速度18 /3 v m s =
（物理）物理牛顿运动定律练习题20篇 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图甲所示，一倾角为37°，长L=3.75 m的斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC 相连，斜面与圆轨道相切于B处，C为圆弧轨道的最高点。t=0时刻有一质量m=1 kg的物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的v–t图象如图乙所示。已知圆轨道的半径R=0.5 m。（取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求： (1)物块与斜面间的动摩擦因数μ； (2)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小； (3)试通过计算分析是否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道，通过C点后恰好能落在A点。如果能，请计算出物块从A点滑出的初速度；如不能请说明理由。 【答案】(1)μ=0.5 (2)F'N=4 N (3) 【解析】 【分析】 由图乙的斜率求出物块在斜面上滑时的加速度，由牛顿第二定律求动摩擦因数；由动能定理得物块到达C点时的速度，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小；物块从C到A，做平抛运动，根据平抛运动求出物块到达C点时的速度，物块从A到C，由动能定律可求物块从A点滑出的初速度； 【详解】 解：(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为 根据牛顿第二定律有： 解得 (2)设物块到达C点时的速度大小为v C，由动能定理得： 在最高点，根据牛顿第二定律则有： 解得： 由根据牛顿第三定律得： 物体在C点对轨道的压力大小为4 N (3)设物块以初速度v1上滑，最后恰好落到A点 物块从C到A，做平抛运动，竖直方向：
水平方向： 解得 ，所以能通过C 点落到A 点 物块从A 到C ，由动能定律可得： 解得： 2．如图所示，在光滑水平面上有一段质量不计，长为6m 的绸带，在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块A 、B ，现同时对A 、B 两滑块施加方向相反，大小均为F=12N 的水平拉力，并开始计时．已知A 滑块的质量mA=2kg ，B 滑块的质量mB=4kg ，A 、B 滑块与绸带之间的动摩擦因素均为μ=0.5，A 、B 两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计绸带的伸长，求： （1）t=0时刻，A 、B 两滑块加速度的大小； （2）0到3s 时间内，滑块与绸带摩擦产生的热量． 【答案】(1)2 2 121,0.5m m a a s s ==；(2)30J 【解析】 【详解】 (1)A 滑块在绸带上水平向右滑动，受到的滑动摩擦力为A f ， 水平运动，则竖直方向平衡：A N mg =，A A f N =；解得：A f mg μ= ——① A 滑块在绸带上水平向右滑动，0时刻的加速度为1a ， 由牛顿第二定律得：1A A F f m a -=——② B 滑块和绸带一起向左滑动，0时刻的加速度为2a 由牛顿第二定律得：2B B F f m a -=——③； 联立①②③解得：211m /s a =，2 20.5m /s a =； (2)A 滑块经t 滑离绸带，此时A B 、滑块发生的位移分别为1x 和2x 1221 122221212L x x x a t x a t ? +=?? ?=?? ?=?? 代入数据解得：12m x =，21m x =，2s t = 2秒时A 滑块离开绸带，离开绸带后A 在光滑水平面上运动，B 和绸带也在光滑水平面上
牛顿运动定律 第一课时牛顿运动定律 一、基础知识回顾： 1、牛顿第一定律 一切物体总保持，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 注意：（1）牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动（物体速度）的原因，而是物体运动状态（物体速度）的原因，换言之，力是产生的原因。（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验“为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的。 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惯性。 3、对牛顿第一运动定律的理解 （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）定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。 （4）牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。 4、对物体的惯性的理解 （1）惯性是物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，是物体的固有属性，不能克服和避免。 （2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动，是否受力无关。任何物体无论它运动还是静止，无论运动状态是改变还是不改变，物体都有惯性，且物体质量不变惯性不变。质量是物体惯性的唯一量度。 （3）物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性（质量）大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，反之物体的运动状态易改变。（4）惯性不是力。 5、牛顿第二定律的内容和公式 物体的加速度跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。公式是：a=F合/ m 或F合 =ma 6、对牛顿第二定律的理解 （1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。反过来，知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况，在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。 （2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。（3）牛顿第二定律公式：F合=ma是矢量式，F、a都是矢量且方向相同。 （4）牛顿第二定律F合=ma定义了力的单位：“牛顿”。 7、牛顿第三定律的内容 两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上 8、对牛顿第三定律的理解 （1）作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生同时变化，同时消失，不是先有作