2021版高考物理(基础版)一轮复习：第三章 5 章末热点集训 第三章 牛顿运动定律

第1节牛顿第一定律牛顿第三定律【基础梳理】提示：匀速直线运动静止低速匀速直线运动静止质量相等相反F′＝－F【自我诊断】判一判(1)物体不受外力时一定处于静止状态．( )(2)牛顿第一定律是实验定律．( )(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小．( )(4)两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力一定是相互作用力．( )(5)作用力与反作用力的关系不随运动状态的变化而变化．( )(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．( )提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×做一做手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃敲碎了．对于这一现象，下列说法正确的是( ) A．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂B．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C．锤头和玻璃相互间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小提示：选C.锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的作用力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，但因作用在不同的物体上，因物体的承受能力不同，产生不同的作用效果，故C正确，A、B、D均错误．牛顿第一定律【题组过关】1．(2020·浙江十校联考)漫画中的情景在公交车急刹时常会出现．为提醒乘客注意，公交公司征集到几条友情提示语，其中对惯性的理解正确的是( )A．站稳扶好，克服惯性B．稳步慢行，避免惯性C．当心急刹，失去惯性D．谨防意外，惯性恒在解析：选D.惯性是物体固有属性，恒在．2.如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m 1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球( )A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定解析：选B.因小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰．3.(2020·舟山质检)在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是( )A．小车匀速向左运动B．小车可能突然向左加速C．小车可能突然向左减速D．小车可能突然向右加速解析：选B.原来水和小车相对静止以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可能：①原来小车向左运动，突然加速，碗中水由于惯性保持原速度不变，故相对碗向右洒出．②原来小车向右运动，突然减速，碗中水由于惯性保持原速度不变，相对于碗向右洒出，故B 正确．1．惯性和惯性定律的区别(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关．(2)惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律．2．对牛顿第一定律的说明(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，即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质．(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．牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律．牛顿第三定律【知识提炼】(2019·4月浙江选考)如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是( )A ．小明与船之间存在摩擦力B ．杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C ．杆对岸的力大于岸对杆的力D ．小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力[解析] 小明与船之间存在静摩擦力，A 正确；杆的弯曲是由于受到小明对杆的作用力，B 错误；杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力，大小相等，C 错误；小明对杆的力和岸对杆的力受力物体都是杆，两者不是作用力与反作用力，D 错误．[答案] A1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同．(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同．(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关．2．相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 受力物体作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖关系 同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 叠加性 两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零 力的性质一定是同性质的力 性质不一定相同 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上应用牛顿第三定律需注意的三个问题(1)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三定律都是成立的．(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(运动效果或形变效果)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，不能涉及第三个物体．【题组过关】1.(2020·1月浙江选考)如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜．若父亲对儿子的力记为F1，儿子对父亲的力记为F2，则( )A．F2>F1B．F1和F2大小相等C．F1先于F2产生D．F1后于F2产生答案：B2．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为( )A．(M＋m)gB．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋maD．(M－m)g解析：选B.对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力F f，由mg－F f＝ma得F f＝m(g－a)．竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力F′f、顶竿的人对竿的支持力F N，有Mg＋F′f＝F N，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律得到竿对“底人”的压力大小F′N＝Mg＋F′f＝(M＋m)g－ma.B项正确．[随堂检测]1．(2018·4月浙江选考)通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是( )A．亚里士多德B．伽利略C．笛卡尔D．牛顿解析：选B.伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的说法，得出“力不是维持物体运动的原因”．2.如图所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”．这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于( )A．冰壶的速度B．冰壶的质量C．冰壶受到的推力D．冰壶受到的阻力解析：选B.一个物体惯性的大小，与其运动状态、受力情况是没有任何关系的，衡量物体惯性大小的唯一因素是质量，故B正确．3.(2020·台州高二期中)如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，则( )A．绳子对甲的拉力小于甲的重力B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力解析：选D.由平衡条件可知，绳子对甲的拉力大小等于甲受到的重力，A错；由作用力与反作用力的关系可知，绳子对甲的拉力等于甲对绳子的拉力，B错；乙能把绳子拉断，对于具有同样承受能力的绳子，说明乙拉断绳子前的瞬间绳上的拉力一定大于绳子的承受力，而甲拉的绳子能承受甲的重力，甲、乙质量相等，因此绳上的拉力一定大于乙的重力，C错，D对．4.如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上．A、B间有一劲度系数为100 N/m 的轻质弹簧，此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N．则细线的拉力及B对地面的压力分别是( ) A．8 N和0 N B．5 N和7 NC．5 N和3 N D．7 N和7 N解析：选C.对A由平衡条件得F T－G A－kx＝0，解得F T＝G A＋kx＝3 N＋100×0.02 N＝5 N，对B由平衡条件得kx＋F N－G B＝0，解得F N＝G B－kx＝5 N－100×0.02 N＝3 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3 N，故选项C正确．[课后达标]选择题1．(2020·湖州质检)下列关于惯性的说法正确的是( )A．开车系安全带可防止由于人的惯性而造成的伤害B．子弹飞出枪膛后，因惯性受到向前的力而继续飞行C．飞机起飞时飞得越来越快，说明它的惯性越来越大D．物体在粗糙水平面上比光滑水平面上难推动，说明物体在粗糙水平面上惯性大答案：A2．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( ) A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将慢慢停止下来答案：A3．下列关于作用力和反作用力的说法中，正确的是( )A．作用力和反作用力的合力为零B．物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力C．马能将车拉动，是因为马拉车的力大于车拉马的力D．鸡蛋碰石头时，鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小是相等的答案：D4.为培养青少年足球人才，浙江省计划在2020年前，开设足球特色学校达到1 000所以上．如图所示，某足球特色学校的学生在训练踢球时( )A．脚对球的作用力大于球对脚的作用力B．脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等C．脚对球的作用力与球的重力是作用力与反作用力D．脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力答案：B5.(2020·浙江十校联考)电动平衡车是一种时尚代步工具．当人驾驶平衡车在水平路面上做匀速直线运动时，下列说法正确的是( )A．平衡车匀速行驶时，相对于平衡车上的人，是运动的B．平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力C．平衡车在加速过程中也是平衡的D．关闭电机，平衡车还会继续行驶一段路程是由于惯性解析：选D.本题考查了惯性、受力分析以及对一对平衡力的理解．以人为参考系，车是静止的，A错误；平衡车竖直方向还有人对其压力，所以B错误；平衡状态为物体是静止或匀速直线运动状态，C错误．6．如图所示，狗拉着雪橇在雪道上行驶，根据牛顿运动定律可知( )A．若加速前进，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力B．若匀速前进，狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力平衡C．若减速前进，狗拉雪橇的力小于雪橇拉狗的力D．狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力大小始终相等解析：选D.根据牛顿第三定律，两个物体之间的相互作用力总是大小相等，与运动状态无关，因作用对象不同，效果不能抵消，故不能平衡或求合力，则D项正确．7．女子十米台跳水比赛中，运动员从跳台斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示，不计空气阻力，随入水深度的增加，阻力增大，下列说法正确的是( )A．她在空中上升过程中处于超重状态B．她在空中下落过程中做自由落体运动C．她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度D．入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小解析：选D.她在空中上升过程中，加速度向下，故处于失重状态，A错误；运动员从跳台斜向上跳起，下落时速度有水平分量，则她在空中下落过程中不是做自由落体运动，B错误；入水后，运动员受到水的阻力作用，开始时重力大于阻力，做加速运动，随着入水深度的增加，阻力增大，当重力等于阻力时加速度为零，此时速度最大，故她即将入水时的速度不是整个跳水过程中的最大速度，C错误；根据牛顿第三定律可知，入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小，D正确．8.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg 的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )A．510 N B．490 NC．890 N D．910 N解析：选B.设绳子对物体的拉力为F1则F1－mg＝maF1＝m(g＋a)＝210 N绳子对人的拉力F2＝F1＝210 N人处于静止，则地面对人的支持力F N＝Mg－F2＝490 N，由牛顿第三定律知人对地面的压力F N′＝F N＝490 N，故B项正确．9.(2020·嘉兴月考)如图所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从横杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力．则运动员( )A．起跳时脚对滑板的作用力斜向后B．在空中水平方向先加速后减速C．越过杆后落在滑板的后方D．越过杆后仍落在滑板上起跳的位置解析：选D.相对滑板竖直向上起跳时，脚对滑板的作用力竖直向下，选项A错误；分离后，由于惯性，滑板做匀速直线运动，运动员在水平方向上不受力，水平方向上做匀速运动，越过杆后落在滑板上起跳的位置，选项B、C错误，选项D正确．10．一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球．若车厢内的旅客突然发现(俯视图)小球沿如图所示的虚线从A点运动到B点，则由此可以判断列车的运行情况是( )A．减速行驶，向北转弯B．减速行驶，向南转弯C．加速行驶，向南转弯D．加速行驶，向北转弯解析：选B.小球具有惯性，相对于列车向前运动，故列车在减速，相对于列车向北运动，故列车向南转弯，B正确．11．撑竿跳高是一项技术性很强的体育运动，如图所示，完整的过程可以简化成三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越竿下落．撑竿跳高的过程中包含很多物理知识，下列说法正确的是( )A．持竿助跑过程，重力的反作用力是地面对运动员的支持力B．撑竿起跳上升阶段，弯曲的撑竿对人的作用力大于人对撑竿的作用力C．撑竿起跳上升阶段先处于超重状态后处于失重状态D．最高点手已离开撑竿，运动员还能继续越过横竿，是因为受到了一个向前的冲力答案：C12．(2020·浙江联考)如图所示，一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上，M上表面水平且光滑，下表面粗糙，在其上表面上放一光滑小球m，楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )A．沿斜面方向的直线B．竖直向下的直线C．无规则的曲线D．抛物线解析：选B.对小球进行受力分析可知：小球所受的重力和支持力均沿竖直方向，小球在水平方向上不受力．根据牛顿第一定律可知，小球在水平方向上的运动状态不变，又因楔形物体由静止释放，故小球在水平方向上无运动，只沿竖直方向向下做直线运动．故B正确．13．(2020·浙江黄岩质检)如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是( )A．向左行驶、突然刹车B．向右行驶、突然刹车C．向左行驶、匀速直线运动D．向右行驶、匀速直线运动解析：选B.简化模型如图所示，当小球在虚线位置时，小球、车具有向左的加速度，车的运动情况可能为：向左加速行驶或向右减速行驶，A错误，B正确；当车匀速运动时，无论向哪个方向运动，小球均处于竖直位置不摆动，C、D错误．14．如图将两根吸管串接起来，再取一根牙签置于吸管中，前方挂一张薄纸，用同样的力对吸管吹气，牙签加速射出，击中薄纸．若牙签开始是放在吸管的出口附近，则牙签吹在纸上即被阻挡落地；若牙签开始时放在嘴附近，则牙签将穿入薄纸中，有时甚至射穿薄纸．设牙签在管中受力恒定，下列说法正确的是( )A．两种情况下牙签击中薄纸时的速度相同B．两种情况下牙签在管中运动的加速度相同C．牙签开始放在吸管的出口处时，气体对其做功较大D．牙签开始放在近嘴处时，运动时惯性较大答案：B第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题【基础梳理】【自我诊断】判一判(1)牛顿第二定律表达式F ＝ma 在任何情况下都适用．( ) (2)物体所受合外力大，其加速度一定大．( )(3)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度．( )(4)物体由于做加速运动，所以才受合外力作用．( )(5)F ＝ma 是矢量式，a 的方向与F 的方向相同，与速度方向无关．( ) (6)物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小．( )(7)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)√ 做一做(2020·1月浙江选考)以下物理量为矢量，且单位是国际单位制基本单位的是()提示：作用力 质量 作用力 F ＝ma 惯性 宏观 低速 受力情况 运动情况 基本单位 导出单位 质量 时间 长度 基本量A ．电流、AB ．位移、mC ．功、JD ．磁感应强度、T答案：B牛顿第二定律的基本应用 【典题例析】(2020·余姚质检)如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m ，物块2、4质量为M ，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a 1、a 2、a 3、a 4.重力加速度大小为g ，则有( )A ．a 1＝a 2＝a 3＝a 4＝0B ．a 1＝a 2＝a 3＝a 4＝gC ．a 1＝a 2＝g ，a 3＝0，a 4＝m ＋MMg D ．a 1＝g ，a 2＝m ＋M M g ，a 3＝0，a 4＝m ＋MMg [解析] 在抽出木板的瞬时，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a 1＝a 2＝g ；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg ，因此物【知识提炼】1．求解思路：求解物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力情况或运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．2．牛顿第二定律瞬时性的“两类”模型(1)刚性绳(轻杆或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间．(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变．3．在求解瞬时加速度时应注意的问题(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析．(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变．块3满足mg ＝F ，a 3＝0；由牛顿第二定律得物块4满足a 4＝F ＋Mg M ＝M ＋mMg ，所以C 正确． [答案] C【题组过关】考向1 力与运动的关系1.(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 ．木块立即做减速运动B ．木块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BC.木块接触弹簧后向右运动，弹力逐渐增大，开始时恒力F 大于弹簧弹力，合外力方向水平向右，与木块速度方向相同，木块速度不断增大，A 项错误，B 项正确；当弹力增大到与恒力F 相等时，合力为零，速度增大到最大值，C 项正确；之后木块由于惯性继续向右运动，但合力方向与速度方向相反，木块速度逐渐减小到零，此时，弹力大于恒力F ，加速度大于零，D 项错误．考向2 牛顿运动定律的瞬时性2．如图甲所示，一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2的两根细线上，L 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L 2水平拉直，物体处于平衡状态．(1)现将线L 2剪断，求剪断L 2的瞬间物体的加速度．(2)若将图甲中的细线L 1换成长度相同(接m 后)，质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，求剪断L 2的瞬间物体的加速度．解析：(1)细线L 2被剪断的瞬间，因细线L 2对物体的弹力突然消失，而引起L 1上的张力发生突变，使物体的受力情况改变，瞬时加速度垂直L 1斜向下方，大小为a ＝g sin θ.(2)当细线L 2被剪断时，细线L 2对物体的弹力突然消失，而弹簧的形变还来不及变化(变化要有一个过程，不能突变)，因而弹簧的弹力不变，它与重力的合力与细线L 2对物体的弹力是一对平衡力，等大反向，所以细线L 2被剪断的瞬间，物体加速度的大小为a ＝g tan θ，方向水平向右．答案：(1)g sin θ，方向垂直于L 1斜向下方 (2)g tan θ，方向水平向右瞬时问题的处理(1)两种模型：加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：(2)求解瞬时加速度的一般思路动力学的两类基本问题【典题例析】(2019·4月浙江选考)小明以初速度v 0＝10 m/s 竖直向上抛出一个质量m ＝0.1 kg的小皮球，最后在抛出点接住．假设小皮球在空气中所受阻力大小为重力的0.1.求小皮球(1)上升的最大高度；(2)从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功； (3)上升和下降的时间．[解析] (1)在上升过程中，有mg ＋F f ＝ma 1 解得a 1＝11 m/s 2上升的高度h ＝v 202a 1＝5011m.(2)重力做的功W G ＝0空气阻力做的功W f ＝－F f ·2h ＝－1011J.【知识提炼】1．解决两类动力学问题的关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析． (2)一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁． 2．解决动力学问题时的处理方法(1)合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时，一般采用“合成法”．(2)正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”．(3)上升的时间t 1＝v 0a 1＝1011s在下降过程中，有mg －F f ＝ma 2 解得a 2＝9 m/s 2又h ＝12a 2t 22解得t 2＝101133s.[答案] (1)5011 m (2)0 －1011 J(3)1011 s 101133s 【题组过关】考向1 已知受力求运动1．(2020·余姚月考)某市规划建设一新机场，请你帮助设计飞机跑道．飞机质量为5×104kg ，假设飞机在加速滑行过程中牵引力恒为F ＝8×104N ，受到的阻力恒为F f ＝2×104N ，起飞速度v ＝80 m/s.(1)从开始滑行到起飞的过程中飞机的位移是多大？(2)如果飞机在达到起飞速度的瞬间因故需要停止起飞，立即采取制动措施后能以 4 m/s 2的加速度减速，为确保飞机不滑出跑道，则跑道的长度至少多长？解析：(1)飞机从静止开始做匀加速运动到离开地面升空过程中滑行的距离为x 1， 根据牛顿第二定律得：a 1＝F －F f m ＝8×104－2×1045×104m/s 2＝1.2 m/s 2 x 1＝v 2－02a 1＝802－02×1.2 m ＝8 0003m.(2)飞机匀减速直线运动的位移x 2， x 2＝0－v 22a 2＝－6 400－2×4 m ＝800 m所以跑道的长度至少应为x ＝x 1＋x 2＝8 0003m ＋800 m ≈3 467 m. 答案：见解析考向2 已知运动求力2．(2020·1月浙江选考)(9分)一个无风晴朗的冬日，小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道下滑，滑行54 m 后进入水平雪道，继续。

第三章牛顿运动定律第一讲牛顿运动定律的理解考点一牛顿第一定律的理解与应用例1、以下说法正确的是()A．物体不受外力作用时，一定处于静止状态B．要物体运动必须有力作用，没有力的作用，物体将静止C．要物体静止必须有力作用，没有力的作用，物体将运动D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态多维练透1、下面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，能击中目标B．地球自西向东自转，你向上跳起来后，还会落到原地C．安全带的作用是防止在汽车刹车时由于惯性作用发生危险D．有的同学说，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2、关于物体的惯性，下列说法中正确的是( )A．汽车运动的速度越大越不容易停下来，是因为汽车运动的速度越大惯性越大B．小球由于重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了C．小球呗竖直向上抛出后继续上升，是因为小球受到一个向上的惯性D．物体惯性的大小仅与物体的质量有关，质量大的惯性大3、考点二牛顿第二定律的理解例2、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多维练透1、下列说法中正确的是（）A、物体的质量不确定时，加速度a一定正比于合外力FB、对于不同的合外力，加速度a一定反比于质量mC、在公式F=ma中，当m和a分别用g和m/s2作单位时，F必须用N作单位D、在公式F=ma中，当m和a分别用kg和m/s2作单位时，F必须用N作单位2、3、考点三牛顿第三定律的理解例3、多维练透1、用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验,点击实验菜单中“力的相互作用”如图所示，把两个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可以得到以下的实验结论是( )A、作用力与反作用力时刻相同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、作用力与反作用力方向相反2、3、第二讲牛顿运动定律的应用考点一牛顿第一定律的瞬时性例1、多维练透1、2、如图所示,在光滑水平桌面上有一质量为1kg的木块A,其左右两侧与轻弹簧相连,弹簧另一端都通过轻绳跨过定滑轮挂着两个质量均为 0.5kg的钩码,滑轮摩擦不计,两钩码间用轻绳相连,系统处于静止状态.现将右侧两钩码间的绳子剪断,在剪断绳的瞬间,下列说法正确的是(取( )A、左侧两钩码的加速度大小为,方向竖直向下B、右侧上方钩码的加速度大小为,方向竖直向上C、物块A的加速度大小为,方向水平向左D、右侧下方钩码的加速度为零3、如图所示，在倾角θ=30°的光滑斜面上，物块A、B质量分别为m和2m，物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B紧挨在一起，但A、B之间无弹力，已知重力加速度为g，某时刻将细线剪断，则剪断细线的瞬间，下列说法正确的是（）A.物体A的加速度为0B.物块A的加速度为g/3C.物块B的加速度为0D.物块B的加速度为g/2考点二动力学两类基本问题例2、多维练透1、2、如图甲所示是高层建筑配备的救生缓降器材，由调速器、安全带、安全钩、缓降绳索等组成。

【高三】2021届高考物理第一轮能力提升复习：牛顿运动定律第三章牛顿运动定律1、牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律．正确理解惯性概念，理解力和运动的关系，并能熟练地应用牛顿第二定律分析和计算问题，将为今后的热学、电磁学、原子物理学等打下坚实的基础；静力学、运动学的知识，通过牛顿运动定律连为一体。

2、在复习时，应重点掌握两类力学问题的处理方法，具体应从以下几方面下功夫：①灵活运用隔离法和整体法求解加速度相等的连接体问题；②用正交分解法解决受力较复杂的问题，在正交的两个方向上应用牛顿运动定律；③综合运用牛顿运动定律和运动学规律分析、解决问题，注意多阶段（过程）运动上的连接点；④运用超重和失重的知识定性分析一些力学现象。

3、近五年来，高考再现率100%，侧重于考查单个物体的分析和计算，而且容易与实际紧密联系命题。

可以肯定，2021年的高考中，本单元内容仍将是高考的热点之一，可能是力学题，也可能是力、电综合题．在数学中应重点复习等效法以及临界分析的技巧，以培养分析、综合能力。

第一课时牛顿第一定律和牛顿第三定律【教学要求】1．理解牛顿第一定律的内容和意义；2．知道什么是惯性，知道惯性大小与质量有关，并正确解释有关惯性的现象；3．理解牛顿第三定律的含义并应用牛顿第三定律解决实际问题【知识再现】一. 牛顿第一定律：1、内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使其改变运动状态为止。

2、意义：（1）揭示了力和运动的关系。

力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，从而推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点。

（2）揭示了任何物体都有保持原来运动状态的性质---惯性。

3、说明：（l）牛顿第一定律也叫惯性定律。

（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、归纳推理而出来的。

（3）牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是阐述物体不受任何外力的理想化情况。

第3讲牛顿运动定律的综合应用考纲考情核心素养►超重和失重Ⅰ►牛顿运动定律的综合应用Ⅱ►超重、失重的概念、条件．►内力、外力的概念.物理观念全国卷5年9考高考指数★★★★★►整体法、隔离法在连接体问题中的应用．►拆分思想在综合问题中的应用．►临界法在临界、极值问题中的应用.科学思维知识点一超重与失重1．实重和视重(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关．(2)视重：①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重．②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力．2．超重、失重和完全失重的比较超重现象失重现象完全失重现象概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象产生条件物体的加速度方向向上物体的加速度方向向下物体的加速度方向向下，大小等于重力加速度g(续表)超重现象失重现象完全失重现象原理方程F－mg＝maF＝mg＋mamg－F＝maF＝mg－mamg－F＝ma＝mgF＝0运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升以a＝g加速下降或减速上升知识点二牛顿运动定律的应用1．整体法：当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动情况．运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法．2．隔离法：当求系统内物体间相互作用力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法．3．外力和内力(1)如果以物体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，这些力是该系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力．(2)应用牛顿第二定律对整体列方程时不考虑内力．如果把某物体隔离出来作为研究对象，则内力将转变为隔离体的外力．例：如图所示，光滑水平地面上有两块完全相同的木块A、B，质量均为m，在水平推力F的作用下运动，用F AB代表A、B间的相互作用力．则：对A、B整体，如图甲，有：F＝2ma__F N＝2mg；对B，如图乙，有：F AB＝ma__F N B＝mg.1．思考判断(1)物体向上运动时超重．( ×)(2)支持力小于重力称为完全失重现象．( ×)(3)传送带上的滑块所受摩擦力方向与传送带运动方向相同．( ×)(4)重力属于内力．( ×)(5)应用牛顿第二定律进行整体分析时，不需要分析内力．( √)(6)完全失重时，物体受到的重力变为零．( ×)2．如图所示，某跳伞运动员正减速下落，下列说法正确的是( B )A．运动员处于失重状态B．运动员处于超重状态C．伞绳对运动员的作用力小于运动员的重力D．伞绳对运动员的作用力大于运动员对伞绳的作用力解析：跳伞运动员减速下落，则加速度的方向向上，所以运动员处于超重状态，选项A 错误，B正确；运动员处于超重状态，合外力向上，所以伞绳对运动员的作用力大于运动员的重力，选项C错误；伞绳对运动员的作用力和运动员对伞绳的作用力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，选项D错误．3．(多选)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( AD )A．t＝2 s时最大B．t＝2 s时最小C．t＝8.5 s时最大D．t＝8.5 s时最小解析：当电梯有向上的加速度时，人处于超重状态，人对地板的压力大于重力，向上的加速度越大，压力越大，因此t＝2 s时，压力最大，选项A正确；当有向下的加速度时，人处于失重状态，人对地板的压力小于人的重力，向下的加速度越大，压力越小，因此t＝8.5 s时压力最小，选项D正确．4．(多选)如图所示是某同学站在力传感器上做下蹲—起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线．由图线可知该同学( AC )A．重力约为650 NB．做了两次下蹲—起立的动作C．做了一次下蹲—起立的动作，且下蹲后约2 s起立D．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态解析：当该同学站在力传感器上静止时，其合力为零，即压力等于该同学的重力，由图线可知，该同学的重力约为650 N，A正确；每次下蹲，该同学都将经历先向下加速(加速度方向向下)、后减速(加速度方向向上)的运动，即先经历失重状态，后经历超重状态，读数F 先小于重力，后大于重力；每次起立，该同学都将经历先向上加速(加速度方向向上)、后减速(加速度方向向下)的运动，即先经历超重状态，后经历失重状态，读数F先大于重力、后小于重力．由图线可知C正确，B、D错误．5．(多选)如图(a)所示，在电梯内轻绳AO、BO、CO连接吊着质量为m的物体，轻绳AO、BO、CO对轻质结点O的拉力分别为F1、F2、F3.现电梯竖直向下运动，其速度v随时间t的变化规律如图(b)所示，重力加速度为g，则( AD )A．在0～t1时间内，F1与F2的合力等于F3B．在0～t1时间内，F1与F2的合力大于mgC．在t1～t2时间内，F1与F2的合力小于F3D．在t1～t2时间内，F1与F2的合力大于mg解析：对轻质结点O，因没有质量，故其在任何状态下，F1、F2、F3三个力的合力都为零，即F1与F2的合力与F3等大反向，选项A正确，选项C错误；对物体进行受力分析，其受到竖直向下的重力mg和竖直向上的绳子的拉力F3，在0～t1时间内，电梯加速向下运动，物体处于失重状态，F3<mg，即F1与F2的合力小于mg，选项B错误；在t1～t2时间内，电梯减速向下运动，物体处于超重状态，F3>mg，即F1与F2的合力大于mg，选项D正确．考点1 动力学图象问题1．常见的图象类型v­t图象根据图象的斜率判断加速度的大小和方向，进而根据牛顿第二定律求解合外力F­a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，根据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a­t图象要注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程F­t图象要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律求出加速度的大小，分析每一时间段物体的运动情况2.图象类问题的实质是力与运动的关系问题，以牛顿第二定律F＝ma为纽带，理解图象的种类，图象的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意义.题型1 根据图象分析物理过程，求未知量1．(2019·全国卷Ⅲ)(多选)如图(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( AB )A ．木板的质量为1 kgB ．2 s ～4 s 内，力F 的大小为0.4 NC ．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解析：本题考查牛顿第二定律与图象的结合．设木板质量为M ，物块质量为m ，在0～2 s 内，结合(b)(c)两图可知在力F 作用下，木板与物块之间有摩擦力作用，细绳对物块的拉力与静摩擦力平衡，可知力传感器测量的f 的大小等于摩擦力的大小，随着f 逐渐增大，木板保持静止状态，对木板和物块整体分析，可知力F 逐渐增大，当力F 大于木板与物块间的最大静摩擦力时，两者开始相对滑动，C 错误；2 s 后木板与物块之间有滑动摩擦力，大小为μmg ＝0.2 N ，在2～4 s 内，以木板为研究对象，利用牛顿第二定律有F －μmg ＝Ma ′，由图(c)可知a ′＝0.4－04－2m/s 2＝0.2 m/s 2，在4～5 s 内木板只在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律有μmg ＝Ma ，由图(c)可知a ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪0.2－0.45－4 m/s 2＝0.2 m/s 2，联立解得F ＝0.4 N ，M ＝1 kg ，由于物块质量不确定，所以动摩擦因数的大小不确定，故选项A 、B 正确，D 错误．2．(多选)如图甲所示，地面上有一质量为M 的物体，用力F 向上提它，力F 变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法正确的是( ABD )A ．当F 小于图乙中A 点值时，物体的重力Mg >F ，物体不动B ．图乙中A 点值即为物体的重力值C ．物体向上运动的加速度和力F 成正比D ．图线延长线和纵轴的交点B 的数值的绝对值等于该地的重力加速度解析：当0≤F ≤Mg 时，物体静止，选项A 正确；当F >Mg 时，即能将物体提离地面，此时F －Mg ＝Ma ，故a ＝F M－g ，A 点表示的意义即为F ＝Mg ，所以选项B 正确；B 点数值的绝对值为g ，选项D 正确． 题型2 根据物理过程选择或画出图象3.如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P ，系统处于静止状态．现用一竖直向上的力F 作用在P 上，使其向上做匀加速直线运动．以x 表示P 离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F 和x 之间关系的图象可能正确的是( A )解析：假设物块静止时弹簧的压缩量为x 0，则由力的平衡条件可知kx 0＝mg ，在弹簧恢复原长前，当物块向上做匀加速直线运动时，由牛顿第二定律得F ＋k (x 0－x )－mg ＝ma ，由以上两式解得F ＝kx ＋ma ，显然F 和x 为一次函数关系，且在F 轴上有截距，则A 正确，B 、C 、D 错误．4．在地面上以初速度v 0竖直向上抛出一小球，经过2t 0时间小球落回抛出点，其速率为v 1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率v 随时间t 的变化规律可能是下图中的( A )解析：小球向上运动时，加速度a 1＝mg ＋kv m 随速度减小而减小；小球向下运动时，加速度a 2＝mg －kv m 随速度增大而减小，上升和下降的位移大小相等，则上升、下降对应图线与t 轴围成的面积相等，将在t 0时刻前到达最高点，选项A 正确．名师点睛解决图象综合问题的三点提醒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注意图线中特殊点的物理意义：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的信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中提取出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点.考点2 应用整体法和隔离法解决连接体问题1．整体法的选取原则及步骤(1)当只涉及系统的受力和运动情况而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时，一般采用整体法．(2)运用整体法解题的基本步骤： 明确所研究系统和运动的全过程 ⇨画出系统整体的受力图或运动全过程的示意图 ⇨选用适当的物理规律列方程求解2．隔离法的选取原则及步骤(1)当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时，一般采用隔离法．(2)运用隔离法解题的基本步骤．①明确研究对象或过程、状态．②将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从系统或全过程中隔离出来．③画出某状态下的受力图或运动过程示意图．④选用适当的物理规律列方程求解． 将两质量不同的物体P 、Q 放在倾角为θ的光滑斜面体上，如图甲所示，在物体P 上施加沿斜面向上的恒力F ，使两物体沿斜面向上做匀加速直线运动；图乙为仅将图甲中的斜面调整为水平，在P 上加相同大小的水平恒力F ；图丙为两物体叠放在一起，在物体P 上施加一竖直向上的相同大小的恒力F 使二者向上加速运动．三种情况下两物体的加速度大小分别为a 甲、a 乙、a 丙，两物体间的作用力分别为F 甲、F 乙、F 丙．则下列说法正确的是( )A ．a 乙最大，F 乙最大B ．a 丙最大，F 丙最大C ．a 甲＝a 乙＝a 丙，F 甲＝F 乙＝F 丙D ．a 乙>a 甲>a 丙，F 甲＝F 乙＝F 丙【解析】 本题考查同一连接体在不同情境下的运动问题．以P 、Q 为整体由牛顿第二定律可得，甲图：F －(m P ＋m Q )g sin θ＝(m P ＋m Q )a 甲，解得a 甲＝F －m P ＋m Q g sin θm P ＋m Q，乙图：F＝(m P＋m Q)a乙，解得a乙＝Fm P＋m Q，丙图：F－(m P＋m Q)g＝(m P＋m Q)a丙，解得a丙＝F－m P＋m Q gm P＋m Q，由以上三式可知a乙>a甲>a丙；对Q由牛顿第二定律可得：甲图：F甲－m Q g sinθ＝m Q a甲，解得F甲＝m Q Fm P＋m Q ，乙图：F乙＝m Q a乙＝m Q Fm P＋m Q；丙图：F丙－m Q g＝m Q a丙，解得F丙＝m Q Fm P＋m Q，综上所述，可知D正确．【答案】 D高分技法整体法、隔离法的使用技巧1不能把整体法和隔离法对立起来，而应该将两者结合起来.解题时，从具体问题的实际情况出发，灵活选取研究对象，恰当地选择使用整体法和隔离法.2当系统有相同的加速度时，可依据所求力的情况确定选用整体法还是隔离法.若所求的力为外力则用整体法，若所求的力为内力则用隔离法.但在具体应用时，绝大多数情况是将两种方法相结合应用：求外力时，一般先隔离后整体；求内力时，一般先整体后隔离.先隔离或先整体的目的都是求解共同的加速度.1．如图所示，光滑的水平地面上有三块木块a、b、c，质量均为m，a，c之间用轻质细绳连接．现用一水平恒力F作用在b上，三者开始一起做匀加速运动．运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面(不影响木块间的动摩擦因数)，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动．则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是( D )A．无论粘在哪块木块上面，系统的加速度都不变B．若粘在a木块上面，绳的张力和a、b间摩擦力一定减小C．若粘在b木块上面，绳的张力一定增大，a、b间摩擦力一定减小D．若粘在c木块上面，绳的张力和a、b间摩擦力一定都增大解析：本题考查多体系统的板块问题．系统始终没有相对滑动，故将a、b、c看成一个整体，那么合外力即为F，由牛顿第二定律可知无论橡皮泥粘在哪块木块上面，系统的加速度都相同，但是比没有粘橡皮泥时要小，故A 错误；对a 、b 、c 分别进行受力分析可知绳子张力即c 受到的合外力，a 、b 间摩擦力为a 、c 的合外力；那么由加速度减小可得若粘在a 或b 上，绳子张力减小；若粘在c 上，绳子张力增大；若粘在a 或c 上，摩擦力增大；若粘在b 上，摩擦力减小；故B 、C 错误，D 正确．2．(多选)如图所示，2019个质量均为m 的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连，在水平拉力F 的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a 向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为F 1－2,2和3间弹簧的弹力为F 2－3……2018和2019间弹簧的弹力为F 2018－2019，则下列结论正确的是( AD )A ．F 1－2F 2－3…F 2018－2019＝123…2018 B ．从左到右每根弹簧长度之比为123…2018C ．如果突然撤去拉力F ，撤去F 瞬间，第2019个小球的加速度为F m，其余每个球的加速度依然为aD ．如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a ，其余小球加速度依然为a解析：本题通过弹簧连接体考查多物体系统运动问题．以整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得F ＝2 019ma ，解得a ＝F2 019m；以后面的第1、2、3…2 018个小球为研究对象，根据牛顿第二定律可得F 1－2＝12 019F ，F 2－3＝22 019F …F 2 018－2 019＝2 0182 019F ，则F 1－2F 2－3…F 2 018－2 019＝123… 2 018，故A 正确；因为每根弹簧的劲度系数相等，根据胡克定律可知，从左到右每根弹簧伸长量之比为123…2 018，但是总长度之比不等于123…2 018，故B 错误；突然撤去F 瞬间，因弹簧的弹力不能突变，可知除第2 019个球所受合力突然变为2 0182 019F ，加速度为2 018F 2 019m，其他球的合力未变，所以其他球的加速度依然为a ，故C 错误；如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球受到的合力为零，则加速度为0，第2个小球受到的合力变为2F 2 019，则加速度为2F2 019m ＝2a ，其余小球受到的合力不变，加速度依然为a ，故D 正确．考点3 动力学临界、极值问题1．临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，即表明题述的过程存在着临界点．(2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往对应临界状态．(3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点．(4)若题目要求“最终加速度”“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度．2．“四种”典型临界条件(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是弹力F N＝0.(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则发生相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值．(3)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是F T＝0.(4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：加速度变为0时．如图所示，一轻绳上端系在车的左上角的A点，另一轻绳一端系在车左端B点，B点在A点正下方，A、B距离为b，两绳另一端在C点相结并系一质量为m的小球(可视为质点)，绳AC长度为2b，绳BC长度为b.两绳能够承受的最大拉力均为2mg，g为重力加速度．则：(1)绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？(2)为不拉断轻绳，车向左运动的最大加速度是多大？【解析】(1)绳BC刚好被拉直时，小球受力如图甲所示．因为AB＝BC＝b，AC＝2b故绳BC方向与AB垂直，cosθ＝22，则θ＝45°由牛顿第二定律得mg tanθ＝ma解得a＝g.(2)小车向左的加速度增大，AC、BC绳方向不变，所以AC绳的拉力不变，BC绳的拉力变大，当BC绳的拉力最大时，小车向左的加速度最大，小球受力如图乙所示．由牛顿第二定律得T m＋mg tanθ＝ma m因T m＝2mg，所以最大加速度为a m＝3g.【答案】(1)g(2)3g高分技法解决动力学临界、极值问题的常用方法方法1：数学极值法,将物理过程通过数学公式表达出来，根据数学表达式解出临界条件.方法2：极限分析法,把物理问题或过程推向极端，从而使临界现象或状态暴露出来，以达到正确解决问题的目的.方法3：假设分析法,临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法来解决问题.3.如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg 的恒力F向上拉B，运动距离h时，B与A分离．下列说法正确的是( C )A ．B 和A 刚分离时，弹簧长度等于原长 B ．B 和A 刚分离时，它们的加速度为gC ．弹簧的劲度系数等于mg hD ．在B 与A 分离之前，它们做匀加速直线运动解析：A 、B 分离前，A 、B 共同做加速运动，由于F 是恒力，而弹簧弹力是变力，故A 、B 做变加速直线运动，当两物体要分离时，F AB ＝0，对B ：F －mg ＝ma ，对A ：kx －mg ＝ma .即F＝kx 时，A 、B 分离，此时弹簧仍处于压缩状态，由F ＝mg ，设用恒力F 拉B 前弹簧压缩量为x 0，则2mg ＝kx 0，h ＝x 0－x ，解以上各式得k ＝mgh，综上所述，只有C 项正确．4．如图所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ＝30°时，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑．若让该小木块从木板的底端以大小恒为v 0的初速度沿木板向上运动，随着θ的改变，小木块沿木板向上滑行的距离x 将发生变化，重力加速度为g .(1)求小木块与木板间的动摩擦因数μ；(2)当θ角为何值时，小木块沿木板向上滑行的距离最小？求出此最小值．解析：(1)当θ＝30°时，木块处于平衡状态，对木块受力分析可得mg sin θ＝μF N ，F N－mg cos θ＝0解得μ＝tan θ＝tan30°＝33. (2)当θ变化时，设沿斜面向上为正方向，木块的加速度为a ，则－mg sin θ－μmg cos θ＝ma0－v20＝2ax得x＝v202g sinθ＋μcosθ＝v202g1＋μ2sinθ＋α令tanα＝μ则当α＋θ＝90°时x最小即θ＝60°，对应最小值x min＝v202g1＋μ2＝3v204g.答案：(1)33(2)60°3v204g。

第3章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律牛顿第三定律一、牛顿第一定律、惯性牛顿第一定律内容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意义(1）指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律(2)指出力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因，即是产生加速度的原因惯性定义物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质普遍性惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关量度质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小1．作用力和反作用力两个物体之间的作用总是相互的，一个物体A对另一个物体B施加了力,物体B一定也同时对物体A施加了力。

2．牛顿第三定律（1)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。

（2)表达式：F＝－F′.(3)意义：建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。

1．思考辨析（正确的画“√”，错误的画“×”)(1)牛顿第一定律不能用实验验证. （√）(2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动。

(×)（3）物体运动时受到惯性力的作用. (×)(4)两物体相互作用时，先有作用力,后有反作用力。

(×）（5)人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。

(×）(6）作用力与反作用力等大，反向，其合力为零。

(×)2．(人教版必修1P70T1改编)(多选）下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是( )A．飞机投弹时，当目标在飞机的正下方时投下炸弹,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，人由于惯性发生危险D．有的同学说，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BC ［飞机在目标正上方投弹时，由于惯性，炸弹会落在目标的前方，A 错误；地球自西向东自转，人向上跳起后,由于惯性，还会落在原地,B正确；汽车刹车时,由于惯性，人会向前冲，安全带可以防止人的前冲，C正确；物体被向上抛出后，在空中向上运动是由于惯性，D错误.］3．(粤教版必修1P71T1)沼泽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表面行走时容易下陷。