牛顿运动定律详细总结

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，运动太太不易改变；质量小，惯性小，运动状态容易改变。

3、惯性大小与运动情况和受力情况无关。

4、质量是标量，只有大小，没有方向，单位是千克，符号kg。

牛顿第一定律明确了哪些问题?1．明确惯性的概念定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态"，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性．2．确定力的含义定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种运动状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动状态的原因．要点二、牛顿第三定律1．对牛顿第三定律理解应注意：（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，作用在一条上（2）作用力与反作用力总是成对出现．同时产生，同时变化，同时消失（3）作用力和反作用力在两个不同的物体上，各产生其效果，永远不会抵消（4）作用力和反作用力是同一性质的力（5）物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是“场”力定律内容可归纳为：同时、同性、异物、等值、反向、共线2．区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。

3．一对作用力和反作用力的冲量和功一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。

这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。

【例1】汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（）A．汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B ．汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C ．汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力D．汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力【例2】物体静止于水平桌面上，则Ａ．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力Ｂ．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力Ｃ．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力Ｄ．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力第2课时牛顿第二定律单位制要点一牛顿第二定律1．定律的表述物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma（其中的F和m、a必须相对应）点评：特别要注意表述的第三句话。

因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。

明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节。

若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。

2．对定律的理解：（1）瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒定不变时，加速度也保持不变。

合外力变化时加速度也随之变化。

合外力为零时，加速度也为零。

（2）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。

公式mFa只表示加速度与合外力的大小关系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致.（3）同一性：加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言。

即 F 与a 均是对同一个研究对象而言。

（4）相对性：牛顿第二定律只适用于惯性参照系。

（5）局限性：牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子。

3．牛顿第二定律确立了力和运动的关系牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。

联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。

要点二 单位制2.请把下列物理量与单位一一对应起来 (1)力 A.kg·m 2/s 3 (2)压强 B.kg·m/s 2 (3)功 C.kg·m 2/s 2 (4)功率 D.kg/(s 2·m) 答案 (1)—B (2)—D (3)—C (4)—A题型1 已知受力求动过情况【例1】如图所示,传送带与地面夹角θ=37°,从A 到B 长度为16 m,传送带以v 0=10 m/s 的速率逆时针转动.在传送带上端A 无初速地放一个质量为m=0.5 kg 的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5.求物体从A 运动到B 需要的时间.(sin37°=0.6, cos 37° =0.8,取g=10 m/s 2) 答案 2s题型2 由运动求受力情况【例2】如图所示,质量M=10 kg 的木楔静止于粗糙的水平地面上,已知木楔与地面间的动摩 擦因数μ=0.02.在木楔倾角θ=30°的斜面上,有一质量m=1.0 kg 的物体由静止开始沿斜面下滑,至滑行路程s=1.4 m 时,其速度v=1.4 m/s.在这一过程中木楔始终保持静止,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向(g 取10 m/s 2).答案 0.61 N,方向水平向左.完成走向高考上的相应例题和变式第二单元 牛顿运动定律应用（一）第3课时 瞬时问题与动态分析 超重与失重 要点一 瞬时问题1.如图所示,物体甲、乙质量均为m,弹簧和悬线的质量可忽略不计.当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度数值应为 ( ) A.甲是0,乙是gB.甲是g,乙是gC.甲是0,乙是0D.甲是2g,乙是g 答案 B要点二 动态分析2.如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O 点,另一端连接小物体,弹簧自由伸长到B 点,让小物体m把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是( )A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小B.物体从A到B速度越来越小,从B到C加速度不变C.物体从A到B先加速后减速,从B到C一直减速运动D.物体在B点受合外力为零答案 C相应练习：1.如图所示，光滑的水平面上，有一木块以速度v向右运动，一根弹簧固定在墙上，木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的这一段时间内，木块将做什么运动()A．匀减速运动B．速度减小，加速度减小C．速度减小，加速度增大D．速度增大，加速度增大2．某物体受一对平衡力作用处于静止状态，现将其中一个力先减小到零后再增大恢复到原来的大小，方向不变，另一个力保持不变．在此过程中，该物体的速度变化情况是()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大3．如图所示，一质量为m的小球在水平细线和与竖直方向成θ角的弹簧作用下处于静止状态，已知弹簧的劲度系数为k，(1)试确定剪断细线的瞬间，小球加速度的大小和方向．(2)若开始时弹簧也是细线,剪断水平细线时，小球加速度的大小和方向．要点三超重与失重一．超重失重1.超重：2 失重：动力学分析：加速上升或减速下降减速上升或加速下降对人受力分析对人受力分析由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得超重产生的条件：失重产生的条件：例题：电梯以1m/s2的加速度匀加速上升，站在电梯里的人的质量是50kg，电梯地板对人的支持力是多大？人对电梯地板的压力是多大？(g取102 m/s )3.完全失重:（完全失重时一切因重力产生的物理现象都完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在液体中的物体不再受浮力、液柱不再产生向下的压强等）注：物体超重和失重时，____________不变，___________变化。

例1 下列哪个说法是正确的？ （ ）A ．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B ．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C ．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D ．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态例2 如图所示，A 、B 两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是( )A ．在上升和下降过程中A 物体对B 物体的压力一定为零B ．上升过程中A 物体对B 物体的压力大于A 物体受到的重力C ．下降过程中A 物体对B 物体的压力大于A 物体受到的重力D ．在上升和下降过程中A 物体对B 物体的压力等于A 物体受到的重力例3 某人在一加速度a =2m/s 2匀加速下降的升降机中最多能举起m 1=75kg 的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在匀加速上升的升降机中最多能举起m 2=50kg 的物体，则此升降机上升的加速度为多大?（g =10m/s 2）例4 电梯内有一物体，质量为m ，静止放在底板上. 当电梯做下述运动时求物体对电梯的底板压力各多大? （1）当电梯以g 31的加速度加速下降时；（2）电梯以g 31的加速度减速上升时。

完成走向高考上的相应例题和变式第4课时 专题：二力合成法与正交分解法 要点一 二力合成法1．如图所示，沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，小球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.(g 取10 m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) (1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况．(2)求悬线对球的拉力．2. 如图所示,小车在斜面上沿斜面向下运动,当小车以不同的加速度运动时,系在小车顶部的小球分别如图中①②③所示三种状态.①中细线呈竖直方向,②中细线垂直斜面,③中细线水平.试分别求出上述三种状态中小车的加速度.（斜面倾角为θ）3．如图所示，小车上固定一弯折硬杆ABC ，C 端固定一质量为m 的小球，已知α角恒定，当小车水平向左做变加速直线运动时，BC 杆对小球的作用力方向 （ ）A ．一定沿杆斜向上B ．一定竖直向上C ．可能水平向左D ．随加速度大小的改变而改变4.如图所示，质量为m 2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m l 的物体，与物体l 相连接的绳与竖直方向成θ角，则 （ ）A ．车厢的加速度为gsinθB ．绳对物体1的拉力为m 1g/cosθC ．底板对物体2的支持力为(m 2一m 1)gD ．物体2所受底板的摩擦力为m 2 g tanθ要点二 正交分解法1.如图所示,质量为m 的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a 向上减速运动,a 与水平方向的夹角为θ.求人受的支持力和摩擦力.请用两种建立坐标系的方法分别求解.2.如图所示,质量为m 的物体放在倾角为α的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为μ,如沿水平方向加一个力F,使物体沿斜面向上以加速度a 做匀加速直线运动,则F 为多少?αμααμαsin cos )cos sin (-++g g a m3.风洞实验室中可产生水平方向的、大小可以调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室中,小球孔径略大于细杆直径（如图所示）.（1）当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆之间的动摩擦因数.（2）保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s 所需时间为多少?（sin 37°=0.6,cos 37°=0.8） (1)0.5 (2)gs 38完成走向高考上的相应例题和变式1．如图所示，传送带的水平部分长为L=6m ，传动速率为v=4m/s ，在其左端无初速释放一小煤块，若煤块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.2，则 (1)煤块从传送带左端运动到右端的时间 (2)煤块在传送带上的划痕长度2.如图所示，水平传送带以a 1=0.5m/s 2的加速度水平向右运动，传送带两端距离是小x=14m ，将一质量为m 的物体轻放在传送带左端A ，此时传送带的瞬时速度为v 0=1m/s ，已知传送带与物体间的动摩擦因数为µ=0.1，求物体从传送带一端运动到另一端所需时间。