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第四章牛顿运动定律
本章概要
在前面分别研究力和运动的基础上，研究力和运动的关系，揭示物体运动状态变化的原因，建立牛顿运动定律.牛顿运动定律是力学的基础，也是进一步学习其他力学知识、热学知识及电磁学知识所必须掌握的内容，在整个物理学中占有重要地位，是高中力学部分的核心内容.牛顿运动三定律是本章学习的重点，难点是对物体的受力分析和应用牛顿第二定律解决问题，学习时应认真体会、理解.
本章还涉及一些重要的研究方法，如：理想实验的方法、控制变量法、整体法和隔离法，学习中应注意对研究方法的透彻理解和掌握，培养自己分析问题、解决问题的能力.从近年高考看，本章主要考查考生能否准确理解牛顿第一定律；要求加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是穿插的物体受力分析方法；理解牛顿第三定律；理解超重和失重；理解掌握本章的重点实验方法、原理等.。
高一物理第四章《牛顿运动定律一、夯实基础知识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，（运动度定义： a v，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t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）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，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。
公式理解要点：（ 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研究其效果运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计m i ，对应的加速度为a i ，则有： F 合=m 112233,,n na +m a +m a + +m a对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：∑ F 1=m 1a 1， ∑ F 2 =m 2a 2 ， ,, ∑ F n =m n a n ，将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所力的， 总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的和，即合外力F 。
2016-2017学年高中物理第四章牛顿运动定律章末总结（测）（基础版，含解析）新人教版必修1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2016-2017学年高中物理第四章牛顿运动定律章末总结（测）（基础版，含解析）新人教版必修1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第四章牛顿运动定律【满分:110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中。
1～8题只有一项符合题目要求； 9～12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分,有选错的得0分.）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减低的材料时，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【答案】A【名师点睛】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，阻力越小则上升的高度越大，伽利略通过上述实验推理得出运动物体如果不受其他物体的作用，将会一直运动下去．要想分清哪些是可靠事实，哪些是科学推论要抓住其关键的特征，即是否是真实的客观存在，这一点至关重要,这也是本题不易判断之处；伽利略的结论并不是最终牛顿所得出的牛顿第一定律,因此，在确定最后一空时一定要注意这一点。
高一物理第四章牛顿运动定律知识点归纳总结高一物理第四章《牛顿运动定律》总结一、夯实基础知识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 va ∆∆=,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:(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研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础;(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)牛顿第二定律是矢量关系,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用分量式表示,F x =ma x ,F y =ma y , 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。
第四章 牛顿运动定律章末总结 ※知识点一、整体法、隔离法分析连接体问题1.连接体 两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体叫连接体．如几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、细杆等连在一起．2．处理连接体问题的方法(1)整体法：把整个系统作为一个研究对象来分析的方法．不必考虑系统内力的影响，只考虑系统受到的外力．(2)隔离法：把系统中的各个部分(或某一部分)隔离，作为一个单独的研究对象来分析的方法．此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力，在分析时要特别注意．(3)整体法与隔离法的选用求解各部分加速度都相同的连接体问题时，要优先考虑整体法；如果还需要求物体之间的作用力，再用隔离法．求解连接体问题时，随着研究对象的转移，往往两种方法交叉运用．一般的思路是先用其中一种方法求加速度，再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力．无论运用整体法还是隔离法，解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析．【典型例题】【例题1】如图，两个质量分别为m 1=2 kg 、m 2 = 3 kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接。
两个大小分别为F 1=30N 、F 2 =20N 的水平拉力分别作用在m 1、m 2上，则A ．弹簧秤的示数是20 NB ．弹簧秤的示数是25 NC ．在突然撤去F 2的瞬间，m 1的加速度大小为5 m/s 2D ．在突然撤去F 1的瞬间，m 1的加速度大小为13 m/s 2【答案】D 【解析】将两物体和弹簧看做一个整体，根据牛顿第二定律可得2512123020/2/5F F a m s m s m m --===+，对1m 分析可得11F F m a -=，联立解得11302226F F m a N N =-=-⨯=，AB 错误；在突然撤去2F 的瞬间，因为弹簧的弹力不能发生突变，所以1m 的受力没有发生变化，故加速度大小仍为22m /s ，故C 错误；突然撤去1F 的瞬间，1m 的受力仅剩弹簧的弹力，对1m 列牛顿第二定律得：1F m a =，解得：213/a m s =，故D 正确．【名师点睛】两个大小分别为123020F N F N ==、的水平拉力导致物体受力不平衡，先选整体为研究对象进行受力分析，列牛顿第二定律解出加速度，再隔离单独分析一个物体，解出弹簧受力；在突然撤去2F 的瞬间，弹簧的弹力不变，对两物块分别列牛顿第二定律，解出其加速度 【针对训练】（多选）如图所示，在光滑的桌面上有M 、m 的两个物块，现用力F 推物块，使M 、m 两物块在桌上一起向右加速，则M 、m 间的相互作用力为A 、若桌面光滑，作用力为MF M m +B 、若桌面光滑，作用力为mF M m+ C 、若桌面的摩擦因数为μ，M 、m 仍向右加速，则M 、m 间的相互作用力为MF Mg M mμ++ D 、若桌面的摩擦因数为μ，M 、m 仍向右加速，则M 、m 间的相互作用力为MF M m + 【答案】AD【名师点睛】分析整体的受力时采用整体法可以不必分析整体内部的力，分析单个物体的受力时就要用隔离法．采用整体隔离法可以较简单的分析问题※知识点二、动力学的临界问题1.概念(1)临界问题：某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态．(2)极值问题：在满足一定的条件下，某物理量出现极大值或极小值的情况．2．关键词语在动力学问题中出现的“最大”、“最小”、“刚好”、“恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，隐含了相应的临界条件．3．常见类型动力学中的常见临界问题主要有三类：一是弹力发生突变时接触物体间的脱离与不脱离的问题；二是绳子的绷紧与松弛的问题；三是摩擦力发生突变的滑动与不滑动问题．4．解题关键解决此类问题的关键是对物体运动情况的正确描述，对临界状态的判断与分析，找出处于临界状态时存在的独特的物理关系，即临界条件．常见的三类临界问题的临界条件：(1)相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是：相互作用的弹力为零．(2)绳子松弛的临界条件是：绳的拉力为零． 【典型例题】【例题2】如图所示，质量为m 的光滑小球，用轻绳连接后，挂在三角劈的顶端，绳与斜面平行，劈置于光滑水平面上，斜边与水平面夹角为θ＝30°，求：(1)劈以加速度a 1＝g /3水平向左加速运动时，绳的拉力多大？(2)劈的加速度至少多大时小球对劈无压力？加速度方向如何？(3)当劈以加速度a 3＝2g 向左运动时，绳的拉力多大？【答案】 (1)3＋36mg (2)3g ，方向水平向左；(3)5mg 【解析】 (1)如图所示，水平方向：F T1cos θ－F N1sin θ＝ma 1①竖直方向：F T1sin θ＋F N1cos θ＝mg ②由①②得：F T1＝3＋36mg .③ 【针对训练】如图所示，有一块木板静止在光滑而且足够长的水平面上，木板的质量为M ＝4 kg 、长为L ＝1.4 m ，木板右端放着一个小滑块，小滑块质量m ＝1 kg ，其尺寸远小于L ，小滑块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4.(g 取10 m/s 2)(1)现用恒力F 作用在木板M 上，为使m 能从M 上面滑落下来，问：F 大小的范围是多少？(2)其他条件不变，若恒力F ＝22.8 N ，且始终作用在M 上，最终使得m 能从M 上滑落下来，问：m 在M 上面滑动的时间是多少？【答案】 (1)F >20 N (2)2 s※知识点三、动力帝的图象问题物理图象信息量大，包含知识内容全面，好多习题已知条件是通过物理图象给出的。
一、动力学问题中常见的有F －t 及a －F 等图象．1．a －t 图象，要注意加速度的正负，分析每一段的运动情况，然后结合物体的受力情况根据牛顿第二定律列方程．2．F －t 图象要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律求出加速度，分析每一时间段的运动性质．3．a －F 图象，首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式，由函数关系式结合图象明确图象的斜率、截距或面积的意义，从而由图象给出的信息求出未知量．二、图象在动力学中的应用在物理学问题中，给出已知条件和信息的方式有很多，诸如文字方式、表格方式、函数方式、图象方式，其中图象方式是最常见、最直观的一种方式，运用图象求解问题也会更加直观、形象．1．常见的图象形式在动力学与运动学问题中，常见、常用的图象是位移图象(x －t 图象)、速度图象(v －t 图象)和力的图象(F －t 图象)等，这些图象反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹．2．图象问题的分析方法遇到带有物理图象的问题时，要认真分析图象，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图象给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式去解题．【典型例题】【例题3】（多选）如图甲所示，小物块从光滑斜面上由静止开始滑下，斜面保持静止，小物块的位移x 和时间的平方t 2的关系如图乙所示（g =10m/s 2）.下列说法中正确的是A ．小物块的加速度大小恒为2.5m/s 2B ．斜面倾角θ为30°C ．小物块2s 末的速度是5m/sD ．小物块第2s 内的位移为7.5m【答案】BD【解析】由乙图可知函数关系是：22.5x t =，对比位移时间关系212x at =可知，物体的加速度为a=5m/s 2，选项A 错误；根据a=gsin θ，可知sin θ=0.5，θ=30°，选项B 正确；小物块2s 末的速度v=at=10m/s ，选项C 错误；小物块第2s 内的位移为221152517.522x m m m ∆=⨯⨯-⨯⨯=，选项D 正确；故选BD. 【名师点睛】此题是对牛顿第二定律的应用以及物理图线的考查；关键是能够从物理图线的斜率中得到物体的加速度值，然后根据牛顿第二定律以及运动公式求解各个物理量；对物理图线的考查历来是考试的热点问题.【针对训练】质量为1kg 的物体由静止开始沿光滑斜面下滑，下滑到斜面的底端后进入粗糙水平面滑行，直到静止，它的速度大小随时间的图象如图所示，则斜面的倾角θ= ，物体与水平地面间的动摩擦因数μ = 。
【答案】30°；0.25【名师点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移※知识点四、动力学中的传送带问题1．摩擦力是否影响传送带的运动是因为带动传送带的电动机在起作用(摩擦力不影响传送带的运动状态)．2．分析该类问题的关键分析物体与传送带间的滑动摩擦力方向，进而分析物体的运动规律，这是分析传送带问题的关键．3．常见的传送带模型有两种，一个是水平方向的传送带；另一个是与水平方向成一定角度的传送带．(1)物体在水平传送带上的运动有两种可能：①若物体到达传送带的另一端时速度还没有达到传送带的速度，则该物体一直做匀变速直线运动；②若物体到达传送带的另一端之前速度已经和传送带相同，则物体先做匀变速直线运动后做匀速直线运动．(2)对倾斜传送带要分析最大静摩擦力和重力沿斜面方向的分力的关系，如果最大静摩擦力小于重力沿斜面的分力，则物体做匀变速运动；如果最大静摩擦力大于重力沿斜面的分力，则物体做匀速运动．【典型例题】【例题4】水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行安全检查。
如图所示为一水平传送带装置示意图，紧绷的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行。
旅客把行李无初速度地放在A处，设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，AB间的距离为2m，g取10 m/s2。
若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1 m/s的恒定速度平行于传送带运动去B处取行李，则A．乘客与行李同时到达B B．行李提前0.5 s到达BC．乘客提前0.5 s到达B D．若传送带速度足够大，行李会比乘客先到达B【答案】C【名师点睛】关键是判断行李在传送带上的运动性质，需要知道行李无初速度放到传送带上时，在摩擦力的作用下，先做加速运动，这是就有两种可能，一种是加速到和传送带速度相同之前，行李已经到达B点，此时行李做匀加速直线运动；二是在到达B点之前，速度就已经和传送带相同了，此时行李先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动【针对训练】（多选）如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。
初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。
若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v - t图象（以地面为参考系）如图乙所示。
