2013新课标高中物理总复习第3章---第1讲

峙对市爱惜阳光实验学校第1节牛顿第一律牛顿第三律[考试]第1节牛顿第一律牛顿第三律考点一| 牛顿第一律1．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．2．意义(1)指出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，即力是产生加速度的原因．(2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一律又称为惯性律．(3)牛顿第一律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态．(4)与牛顿第二律的关系：牛顿第一律和牛顿第二律是相互的．力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二律来答复．牛顿第一律是不受外力的理想情况下经过抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二律是一条律．3．惯性(1)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．(2)量度：质量是物体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．(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关．(4)惯性的两种表现形式①物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)．②物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度．惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态容易改变．1．(2021·模拟)伽利略创造的把、假设和逻辑推理相结合的方法，有力地促进了人类认识的开展．利用如图3­1­1所示的装置做如下：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.根据三次结果的比照，可以得到的最直接的结论是( )【导学号：81370088】图3­1­1A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点高的位置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．小球受到的力一时，质量越大，它的加速度越小A[根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点高的位置，而B、C、D三个选项，从题目不能直接得出，所以选项A正确．] 2．在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因〞这个观点的物理学家及建立惯性律的物理学家分别是 ( ) A．亚里士多德、伽利略B．伽利略、牛顿C．伽利略、爱因斯坦D．亚里士多德、牛顿B[伽利略通过斜面正确认识了运动和力的关系，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；牛顿在归纳总结伽利略、笛卡儿家的结论根底上得出了的牛顿第一律，即惯性律，应选项B正确．] 3．关于牛顿第一律的说法不正确的选项是( )【导学号：81370089】A．牛顿第一律不能在室中用验证B．牛顿第一律说明力是改变物体运动状态的原因C．惯性律与惯性的实质是相同的D．物体的运动不需要力来维持C[牛顿第一律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，所以A正确；惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性律(即牛顿第一律)那么是反映物体在一条件下的运动规律，故C不正确；由牛顿第一律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态那么必须有力的作用，所以B、D 正确．]4．以下关于惯性的说法中，正确的选项是( )A．物体只有在突然运动或突然停止时才有惯性B．物体的质量越大或速度越大，其惯性也就越大C．在太空中飞行的飞机内的物体，其惯性消失D．惯性是物体的属性，与物体是否受力和运动无关D[物体的惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体的位置、是否受力和如何运动无关．应选项A、B、C错误，选项D正确．] 5．(2021·模拟)在一次交通事故中，一辆载有30吨“工〞字形钢材的载重由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动，结果车厢上的钢材向前冲出，压扁驾驶室．关于这起事故原因的物理分析正确的选项是( )A．由于车厢上的钢材有惯性，在制动时，钢材继续向前运动，压扁驾驶室B．由于紧急制动，使其惯性减小，而钢材惯性较大，所以继续向前运动C．由于车厢上的钢材所受阻力太小，缺乏以克服其惯性，所以继续向前运动D．由于制动前的速度太大，的惯性比钢材的惯性大，在制动后，钢材继续向前运动A[由于车厢上的钢材有惯性，在制动时，钢材继续向前运动，压扁了驾驶室．惯性只与质量有关，与运动状态、受力情况无关，A正确．]考点二| 牛顿第三律1．牛顿第三律的内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相、方向相反、作用在同一条直线上．2．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产生的效果不同．(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．3．相互作用力与平衡力的比拟(加试要求)(1)律中的“总是〞说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三律都是成立的．(2)作用力与反作用力虽然大反向，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，不能牵扯第三个物体．2．区别作用力、反作用力与平衡力的简单方法主要看两个方面：一是看作用点，作用力和反作用力作用在两个相互作用的两个物体上，平衡力作用在一个物体上；二是看产生的原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的，一是同一种性质的力．1．(2021·)关于牛顿第三律，以下说法正确的选项是( )【导学号：81370090】A．对重力、弹力、摩擦力不适用B．当相互作用的两个物体相距很远时不适用C．当相互作用的两个物体做加速运动时不适用D．相互作用的两个物体没有直接接触时也适用D[对于牛顿第三律，适用于重力、弹力、摩擦力所有的力，而且不管相互作用的两物体的质量如何、运动状态怎样、是否相互接触都适用，例如，地球吸引地球外表上的石块，石块同样以相同大小的力吸引地球，且不管接触不接触，都互相吸引，所以A、B、C错误，D正确．]2．一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对于这一现象，以下说法正确的选项是( )A．榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂B．榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C．榔头和玻璃之间的作用力该是大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚榔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关系C[榔头与玻璃间的相互作用力一是大的，而玻璃碎裂，是因为相互作用力大于玻璃能够承受的力的缘故，应选项C正确．]3．如图3­1­2所示，大人很轻松地就能将小孩拉过来，如果用两个力传感器与计算机相连，就很容易地显示两个拉力随时间变化的图象．由图象可以得出的正确结论是( )【导学号：81370091】图3­1­2A．作用力与反作用力的大小总是相B．作用力与反作用力的大小不相C．作用力与反作用力的作用时间不相D．作用力与反作用力的方向相同A[所给拉力图象关于t轴对称，说明作用力和反作用力的大小始终相，A 正确，B错误；从图象看出，作用力与反作用力同时产生、同时消失，作用时间相同，C错误；图象上两人的拉力一正一负，说明作用力和反作用力方向相反，D错误．]4.如图3­1­3所示，某人用轻绳拉着小车在平直路面上匀速运动．以下说法正确的选项是( )图3­1­3A．人拉绳的力和绳拉车的力是一对作用力和反作用力B．人拉绳的力和绳拉人的力是一对平衡力C．绳拉车的力和车拉绳的力不一同时产生、同时消失D．人拉绳的力和绳拉车的力一大小相D[此题考查相互作用力与平衡力的区别．人拉绳的力和绳拉人的力是一对作用力和反作用力，人拉绳和车拉绳的力是一对平衡力，应选项A、B错误；绳拉车的力和车拉绳的力是一对作用力和反作用力，一同时产生、同时消失，选项C错误；人拉绳的力和车拉绳的力大小相，而车拉绳的力与绳拉车的力大小相，应选项D正确．]5．(加试要求)一起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中(忽略绳子的重力和空气阻力)，以下说法正确的选项是( )【导学号：81370092】A．当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力B．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小都于货物对绳子的拉力大小C．无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小总大于货物的重力大小D．假设绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一大于货物的重力大小B[绳子对货物的拉力和货物对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，不管货物匀速、加速还是减速上升，大小都相，A错，B对；当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力和货物重力是一对平衡力，货物加速上升时，绳子对货物的拉力大于货物的重力，货物减速上升时，绳子对货物的拉力小于货物的重力，C、D错．]考点三(4)| 探究作用力与反作用力的关系(1)探究过程：如图3­1­4所示，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B 的一端固，用手拉弹簧测力计A，可以看到两个弹簧测力计的指针同时移动．这时，弹簧测力计A受到B的拉力F′，弹簧测力计B那么受到A的拉力F.注意观察F与F′的大小是如何变化的．再把A拿下来，向两侧分别拉A、B，再观察F与F′的大小是如何变化的．图3­1­4(2)结论：在拉弹簧测力计的整个过程中，两个拉力的方向相反，A、B弹簧测力计示数总是满足大小相．1．如图3­1­5所示，将两弹簧测力计a、b联结在一起，当用力缓慢拉a 弹簧测力计时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相，这个说明( )图3­1­5A．这是两只完全相同的弹簧测力计B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比C．作用力与反作用力大小相、方向相反D．力是改变物体运动状态的原因C[a、b两弹簧测力计的示数分别显示b弹簧的拉力和a弹簧的拉力，这是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三律得知，它们的示数总是相，说明作用力与反作用力大小相、方向相反，与弹簧测力计无关，故两只弹簧测力计不一完全相同，故A错误，C正确；此不能说明弹力的大小与弹簧的形变量成正比，故B错误；弹簧测力计的运动没有改变，故此不能说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误．]2．如图3­1­6所示，小孙同学用力传感器A和B做“探究作用力与反作用力的关系〞，当用A匀速拉动固在滑块上的B时( )【导学号：81370093】图3­1­6A．A对示数比B大B．B对示数比A大C．A和B对示数有时不相D．A和B对示数任何时刻都相D[根据牛顿第三律可知D正确．]3．如图3­1­7所示，利用弹簧测力计探究作用力与反作用力关系的中：图3­1­7(1)关于以下说法正确的选项是________．A．假设滑块静止不动，那么弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小相B．假设滑块做匀速直线运动，那么弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相C．假设滑块做匀加速直线运动，那么弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相D．假设滑块做变加速直线运动，那么弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相(2)如下图，在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料的作用是________．A．为了增大指针受到的阻力B．可以帮助我们记录下指针示数的最大值C．防止指针与弹簧测力计外壳间的摩擦D．防止测的力超过弹簧测力计的测量范围【解析】(1)弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小关系与运动状态无关，作用力与反作用力总是大小相．应选项A正确．(2)在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料，可以做成带“记忆功能〞的弹簧测力计，在中泡沫塑料停在拉力最大的位置上，方便我们记录指针示数．应选项B正确．【答案】(1)A (2)B4．在“探究作用力与反作用力的关系〞中，某同学用两个力传感器进行．(1)将两个传感器按图3­1­8甲方式对拉，在计算机屏上显示如图乙所示，横坐标代表的物理量是________，纵坐标代表的物理量是________．甲乙图3­1­8(2)(多项选择)由图乙可得到的结论是( )A．两传感器间的作用力与反作用力大小相B．两传感器间的作用力与反作用力方向相同C．两传感器间的作用力与反作用力同时变化D．两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上【答案】(1)时间(t) 力(F) (2)AC5．在“探究作用力与反作用力的关系〞的中(1)在紧靠弹簧测力计指针旁边放小泡沫塑料，做成两支带“记忆功能〞弹簧测力计A、B.现把这两支弹簧测力计挂钩钩住，A连接小木块，B用手拉，如图3­1­9所示，问哪一支弹簧测力计小泡沫塑料位置有错误？________(选填“A〞或“B〞)；图3­1­9(2)正确放置后，拉动木块先加速，后匀速，最后减速，直至停下，那么泡沫塑料位置是记录以下哪个阶段弹簧测力计的示数？________；A．加速阶段B．匀速阶段C．减速阶段D．停止阶段(3)用力传感器探究作用力与反作用力关系，电脑屏幕上显示以下哪个图线？________.【答案】(1)B(2)A (3)C。

第三章牛顿运动定律第 1 课时牛顿第一定律牛顿第三定律基础知识归纳1.牛顿第一定律(1)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.(2)牛顿第一定律的意义①指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律.②指出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，即力是产生加速度的原因.(3)惯性①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.②量度：质量是物体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.③普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性.2.牛顿第三定律(1)作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这个物体也施加了力.(2)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上.(3)物理意义：建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系.4.作用力与反作用力的“四同”和“三不同”四同：(1)大小相同(2)方向在同一直线上(3)性质相同(4)出现、存在、消失的时间相同三不同：(1)方向不同(2)作用对象不同(3)作用效果不同重点难点突破一、如何理解牛顿第一定律1.建立惯性的概念，即一切物体都具有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.是物体固有的一种属性，与物体是否受力及物体的运动状态无关.2.对力的概念更加明确.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，即力是物体产生加速度的原因.3.牛顿第一定律不是实验定律，即不能由实验直接加以验证，它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的.二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较1.力不是维持物体运动的原因，牛顿第一定律指出“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”.因此物体在不受力时仍可以匀速运动，并不需要力来维持，力是改变这种状态的原因，也就是力是产生加速度的原因.2.惯性是一切物体保持原来运动状态的性质，而力是物体间的相互作用.因此惯性不是一种力，力是使物体运动状态发生改变的外部因素，惯性则是维持物体运动状态，阻碍物体运动状态发生改变的内部因素.3.惯性的表现：物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来，物体不受外力时，惯性表现在维持原运动状态不变，即反抗加速度产生，且在外力一定时，质量越大的物体运动状态越难改变，加速度越小.4.牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的，是以伽利略的理想实验为基础，通过对大量实验现象的思维抽象、推理而总结出来的.牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律，在此基础上牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系：F＝ma.三、作用力和反作用力与平衡力(1)看作用点，作用力与反作用力应作用在两个物体上.(2)看产生的原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的.(3)作用力与反作用力具有相互性和异体性，与物体运动状态无关.典例精析1.牛顿第一定律的应用【例1】如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则两个小球()A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.难以确定是否相碰，因为不知小车的运动方向【解析】两个小球放在光滑的小车表面上，又不考虑其他阻力，故水平方向不受外力，由牛顿第一定律可知，两小球仍然以相同的速度做匀速直线运动，永远不相碰，只有B对.【答案】B【思维提升】运用牛顿第一定律解决问题时，正确的受力分析是关键，如果物体不受力或所受合外力为零，物体的运动状态将保持不变，同理可知，如果物体在某一方向上不受力或所受合外力为零，则物体在这一方向上的运动状态(即速度)保持不变.2.对惯性概念的理解【例2】做匀速直线运动的小车上，水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？【解析】从惯性的角度去考虑瓶内的气泡和水，显然水的质量远大于气泡的质量，故水的惯性比气泡的惯性大.当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势，于是水由于惯性继续向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对瓶子向后运动.【思维提升】分别考虑水和气泡的惯性是解决本题的关键，抓住惯性只与质量有关，质量越大，惯性越大，也就是运动状态更不易改变.【拓展1】在上题中：(1)若在瓶内放一小软木块，当小车突然停止时，软木块相对于瓶子怎样运动？(2)若在瓶内放一小铁块，又如何？【解析】(1)由于木块的密度小于水的密度，所以同体积的水质量大于木块的质量，水的惯性比木块大，木块将相对于瓶子向后运动.(2)由于同体积的铁块质量大于水的质量，铁块的惯性比水大，所以铁块相对于瓶子将向前运动.3.作用力与反作用力和平衡力的区别【例3】如图所示，在台秤上放半杯水，台秤示数为G′＝50 N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a＝10 cm的金属块，金属块的密度ρ＝3×103kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中深b＝4 cm时，弹簧秤和台秤示数分别为多少？(水的密度是ρ水＝103 kg/m3，取g＝10 m/s2) 【解析】金属块的受力分析如图所示，因金属块静止，故有F T ＝G－F浮又因G＝ρa3g＝30 N，F浮＝ρ水gV排＝ρ水ga2b＝4 N由牛顿第三定律知水对金属块的力与金属块对水的力都为4N，F T＝30 N－4 N＝26 N台秤的示数由于浮力的作用力增加了F′＝4 N，所以台秤的示数为F N＝G′＋F′＝54 N【思维提升】类似此类问题要紧抓一对平衡力以及一对作用力和反作用力的特点，结合它们的区别、联系一一分析.易错门诊【例4】关于马拉车时马与车的相互作用，下列说法正确的是()A.马拉车而车未动，马向前拉车的力小于车向后拉马的力B.马拉车只有匀速前进时，马向前拉车的力才等于车向后拉马的力C.马拉车加速前进时，马向前拉车的力大于车向后拉马的力D.无论车是否运动、如何运动，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力【错解】C；马拉车加速前进，就像拔河一样，甲方胜一定是甲方对乙方的拉力大，所以甲对乙的拉力比乙对甲的拉力大，由此而得出结论：马向前拉车的力大于车向后拉马的力.【错因】产生上述错解原因是学生凭主观想象，而不是按物理规律分析问题.按照物理规律我们知道物体的运动状态不是由哪一个力决定的而是由合外力决定的，车随马加速前进是因为马对车的拉力大于地面对车的摩擦力.【正解】马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力.根据牛顿第三定律，物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故不管在什么情况下，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，而与马车的运动状态无关，故A、B、C错误，D正确.【答案】D【思维提升】生活中有一些感觉是不正确的，不能把生活中的经验、感觉当成规律来用，要运用物理规律来解决问题.第 2 课时牛顿第二定律力学单位制基础知识归纳1.牛顿第二定律(1)内容：物体的加速度与所受合外力成正比，跟物体的质量成反比.(2)表达式：F＝ma.(3)力的单位：当质量m的单位是kg、加速度a的单位是m/s2时，力F的单位就是N，即1 kg•m/s＝1 N.(4)物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是瞬时的.(5)适用范围：①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.2.单位制(1)单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制.①基本单位：基本物理量的单位.力学中的基本物理量有三个，它们是长度、质量、时间；它们的国际单位分别是米、千克、秒.②导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.重点难点突破一、牛顿第二定律的理解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是加速度.可以从以下角度1.当物体只受两个力作用而做变速运动时，通常根据加速度和合外力方向一致，用平行四边形定则先确定合外力后求解，称为合成法.2.当物体受多个力作用时，通常采用正交分解法.为减少矢量的分解，建立坐标系，确定x 轴正方向有两种方法：(1)分解力不分解加速度，此时一般规定a 方向为x 轴正方向.(2)分解加速度不分解力，此种方法以某种力的方向为x 轴正方向，把加速度分解在x轴和y 轴上.三、力和运动关系的分析分析力和运动关系问题时要注意以下几点：1.物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的大小关系是F 合＝ma ，只要有合力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零，一般情况下，合力与速度无必然的联系，只有速度变化才与合力有必然的联系.2.合力与速度同向时，物体加速，反之则减速.3.物体的运动情况取决于物体受的力和物体的初始条件(即初速度)，尤其是初始条件是很多同学最容易忽视的，从而导致不能正确地分析物体的运动过程.典例精析1.瞬时性问题分析【例1】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L 2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度；(2)若将图甲中的细线L 1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变，如图乙所示，求剪断L 2线瞬间物体的加速度.【解析】(1)对图甲的情况，L2剪断的瞬间，绳L1不可伸缩，物体的加速度只能沿切线方向，则mg sin θ＝ma1所以a1＝g sin θ，方向为垂直L1斜向下.(2)对图乙的情况，设弹簧上拉力为F T1，L2线上拉力为F T2.重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，有F T1cos θ＝mg，F T1sin θ＝F T2，F T2＝mg tan θ剪断线的瞬间，F T2突然消失，物体即在F T2反方向获得加速度.因为mg tan θ＝ma2，所以加速度a2＝g tan θ，方向与F T2反向，即水平向右.【思维提升】(1)力和加速度的瞬时对应性是高考的重点.物体的受力情况应符合物体的运动状态，当外界因素发生变化(如撤力、变力、断绳等)时，需重新进行运动分析和受力分析，切忌想当然；1端连一小球A，球A与球B之间用线相连.球B与球C之间用弹簧S2相连.A、B、C的质量分别为m A、m B、m C，弹簧与线的质量均不计.开始时它们都处于静止状态.现将A、B间的线突然剪断，求线刚剪断时A、B、C的加速度.【解析】剪断A、B间的细线前，对A、B、C三球整体分析，弹簧S1中的弹力：F1＝(m A＋m B＋m C)g ①方向向上.对C分析，S2中的弹力：F2＝m C g ②方向向上.剪断A、B间的细线时，弹簧中的弹力没变.对A分析：F1－m A g＝m A a A ③对B分析：F2′＋m B g＝m B a B ④对C分析：F2－m C g＝m C a C ⑤F2′＝F2由①③式解得a A＝A CB m mm g，方向向上.由②④式解得a B ＝BC B m m m +g ，方向向下. 由②⑤式解得a C ＝02.应用牛顿第二定律解题的基本方法【例2】一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a ，如图所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法正确的是( )A.当θ一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小B.当θ一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大C.当a 一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小D.当a 一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小【解析】解法一：用合成法，根据平行四边形定则求解.对物体作受力分析，如图所示.(设物体质量为m ，斜面对物体的正压力为F N ，斜面对物体的摩擦力为F f )物体具有向上的加速度a ，由牛顿第二定律及力的合成有θcos N F －mg ＝ma θsin f F －mg ＝ma 当θ一定时，a 越大，F N 越大，A 不正确；当θ一定时，a 越大，F f 越大，B 正确；当a 一定时，θ越大，F N 越小，C 正确；当a 一定时，θ越大，F f 越大，D 不正确.解法二：应用正交分解法求解.物体受重力、支持力、摩擦力的作用.由于支持力、摩擦力相互垂直，所以把加速度a 在沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，如图所示.沿斜面方向，由牛顿第二定律得：F f －mg sin θ＝ma sin θ ①垂直于斜面方向，由牛顿第二定律得：F N －mg cos θ＝ma cos θ ②当θ一定时，由①得，a 越大，F f 越大，B 正确.由②得，a 越大，F N 越大，A 错误.当a 一定时，由①得，θ越大，F f 越大，D 错误.由②得，θ越大，F N 越小，C 正确.【答案】BC【思维提升】解题方法要根据题设条件灵活选择.本题的解法二中，要分析的支持力和摩擦力相互垂直，所以分解加速度比较简单，但是当多数力沿加速度方向时，分解力比较简单.【拓展2】风洞实验中可产生水平方向的、大小可以调节的风力，先将一套有小球的细杆放入风洞实验室，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，使小球在杆上匀速运动，这时所受风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆的动摩擦因数；(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x 的时间为多少.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)【解析】(1)设小球所受的风力为F ，支持力为F N 、摩擦力为F f 、小球质量为m ，作小球受力图，如图所示，当杆水平固定，即θ＝0时，由题意得F ＝μmg所以μ＝F /mg ＝0.5mg /mg ＝0.5(2)沿杆方向，由牛顿第二定律得F cos θ＋mg sin θ－F f ＝ma ①在垂直于杆的方向，由共点力平衡条件得F N ＋F sin θ－mg cos θ＝0 ②又F f ＝μF N ③联立①②③式解得 a=m F mg F f -+θθ sin cos ＝mmg F ) cos sin ) sin (cos θμθθμθ-++（ 将F ＝0.5mg 代入上式得a ＝43g④由运动学公式得x ＝21at 2⑤ 由④⑤式解得t ＝g x g x 384/32=易错门诊3.力和运动的关系【例3】如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O 点并系住物体m ，现将弹簧压缩到A 点，然后释放，物体一直可以运动到B 点，如果物体受到的摩擦力恒定，则( ) A.物体从A 到O 加速，从O 到B 减速B.物体从A 到O 速度越来越小，从O 到B 加速度不变C.物体从A 到O 间先加速后减速，从O 到B 一直减速运动D.物体运动到O 点时所受合力为零【错解】A ；物体在O 点附近来回运动，因此物体在O 点的速度最大，则A 选项正确.【错因】犯以上错误的客观原因是思维定势，好像是弹簧振子的平衡位置O 具有最大速度，这是盲目的模仿，主要是没有好的解题习惯，没有弄清楚力和运动的关系，另外有些同学是忽略了摩擦力.【正解】在A 点，弹簧弹力F 大于摩擦力μmg ，合外力向右，物体加速运动；在O 点，弹簧弹力减小到零，只受摩擦力μmg ，方向向左，物体在A 到O 之间一定存在某点弹力等于摩擦力，此时物体所受到的合外力为零，速度最大.故从A 到O ，物体先加速后减速，加速度先减小后增大.从O 到B ，合外力向左，物体一直减速运动，加速度一直增大，故C选项正确.【答案】C【思维提升】要正确理解力和运动的关系，物体运动方向和合外力方向相同时物体做加速运动，当弹力减小到等于摩擦力，即合外力为零时，物体的速度最大，小球的加速度决定于小球受到的合外力.第 3 课时 牛顿运动定律的应用重点难点突破一、动力学两类基本问题的求解思路两类基本问题中，受力分析是关键，求解加速度是桥梁和枢纽，思维过程如下：二、用牛顿定律处理临界问题的方法1.临界问题的分析思路解决临界问题的关键是：认真分析题中的物理情景，将各个过程划分阶段，找出各阶段中物理量发生突变或转折的“临界点”，然后分析出这些“临界点”应符合的临界条件，并将其转化为物理条件.2.临界、极值问题的求解方法(1)极限法：在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理此类问题时，应把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的.(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答此类题目，一般采用假设法.此外，我们还可以应用图象法等进行求解.三、复杂过程的处理方法——程序法按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法可称为程序法.用程序法解题的基本思路是：1.划分出题目中有多少个不同的过程或多少个不同的状态.2.对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果.3.前一个过程的结束就是后一个过程的开始，两个过程的分界点是关键.典例精析1.动力学基本问题分析【例1】在光滑的水平面上，一个质量为200 g 的物体，在1 N 的水平力F 作用下由静止开始做匀加速直线运动，2 s 后将此力换为相反方向的1 N 的力，再过2 s 将力的方向再反过来……这样物体受到的力大小不变，而力的方向每过2 s 改变一次，求经过30 s 物体的位移.【解析】物体在1 N 的水平力F 作用下，产生的加速度的大小为a ＝2.01 m F m/s 2＝5 m/s 2物体在2 s 内做匀加速运动，2 s 内位移为s 1＝21at 2＝21×5×22 m ＝10 m 方向与力的方向相同.t ＝2 s 末的速度为v 1＝at ＝5×2 m/s ＝10 m/s从第3 s 初到第4 s 末，在这2 s 内，力F 的方向变成反向，物体将以v 1＝10 m/s 的初速度做匀减速运动，4 s 末的速度为v 2＝v 1－at ＝(10－5×2) m/s ＝0在此2 s 内物体的位移为s 2＝2010·221+=+t v v ×2 m ＝10 m 方向与位移s 1的方向相同.从上述分段分析可知，在这4 s 内物体的位移为s 1＋s 2＝20 m ，物体4 s 末的速度为零.以后重复上述过程，每4 s 物体前进20 m.在30 s 内有7次相同的这种过程，经过4 s×7＝28 s ，最后2 s 物体做初速度为零的匀加速运动，位移为10 m.所以经过30 s 物体的总位移为s ＝(20×7＋10) m ＝150 m【思维提升】本题属已知物体的受力情况求其运动情况.我们也可以作出物体运动的v-t 图象，然后由图象形象地分析物体的运动情况并求出位移.【拓展1】质量为40 kg 的雪橇在倾角θ＝37°的斜面上向下滑动(如图甲所示)，所受的空气阻力与速度成正比.今测得雪橇运动的v-t 图象如图乙所示，且AB 是曲线的切线，B 点坐标为(4,15)，CD 是曲线的渐近线.试求空气的阻力系数k 和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ.【解析】由牛顿运动定律得mg sin θ－μF N －kv ＝ma由平衡条件得F N ＝mg cos θ由图象得A 点，v A ＝5 m/s ，加速度a A ＝2.5 m/s 2；最终雪橇匀速运动时最大速度v m ＝10 m/s ，a ＝0代入数据解得μ＝0.125，k ＝20 kg/s2.临界、极值问题【例2】如图所示，一个质量为m ＝0.2 kg 的小球用细绳吊在倾角为θ＝53°的光滑斜面上，当斜面静止时，绳与斜面平行.当斜面以10 m/s 2的加速度向右做加速运动时，求绳子的拉力及斜面对小球的弹力.【解析】先分析物理现象.用极限法把加速度a 推到两个极端：当a 较小(a →0)时，小球受到三个力(重力、拉力、支持力)的作用，此时绳平行于斜面；当a 增大(足够大)时，小球将“飞离”斜面，不再受支持力，此时绳与水平方向的夹角未知.那么，当斜面以加速度a ＝10 m/s 2向右加速度运动时，必须先求出小球离开斜面的临界值a 0才能确定小球受力情况.小球刚要离开斜面时，只受重力和拉力，根据平行四边形定则作出其合力如图所示，由牛顿第二定律得mg cot θ＝ma 0代入数据解得a 0＝g cot θ＝7.5 m/s 2因为a ＝10 m/s 2>7.5 m/s 2，所以在题给条件下小球离开斜面向右做加速运动，T ＝22)()(mg ma +＝2.83 N ，F N ＝0【思维提升】物理问题要分析透彻物体运动的情景.而具体情景中存在的各种临界条件往往会掩盖问题的实质，所以有些问题挖掘隐含条件就成为解题的关键.【拓展2】如图所示，长L ＝1.6 m ，质量M ＝3 kg的木板静放在光滑水平面上，质量m ＝1 kg 的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1.现对木板施加一水平向右的拉力F ，取g ＝10 m/s 2，求：(1)使物块不掉下去的最大拉力F ；(2)如果拉力F ＝10 N 恒定不变，小物块的所能获得的最大速度.【解析】(1)求物块不掉下时的最大拉力，其存在的临界条件必是物块与木板具有共同的最大加速度a 1对物块，最大加速度a 1＝mmg μ＝μg ＝1 m/s 2 对整体，F ＝(M ＋m )a 1＝(3＋1)×1 N ＝4 N(2)当F ＝10 N 时，木板的加速度a 2＝3101.010⨯-=-M mg F μm/s 2＝3 m/s 2由21a 2t 2-21a 1t 2=L 得物块滑过木板所用时间t ＝6.1s物块离开木板时的速度v 1＝a 1t ＝6.1 m/s ＝1.26 m/s易错门诊3.多过程问题分析【例3】如图，有一水平传送带以2 m/s 的速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，则传送带将该物体传送10 m的距离所需时间为多少？(取重力加速度g ＝10 m/s 2)【错解】由于物体轻放在传送带上，所以v 0＝0，物体在竖直方向合外力为零，在水平方向受到滑动摩擦力(由传送带施加)，做v 0＝0的匀加速运动，位移为10 m.据牛顿第二定律F ＝ma 有f ＝μmg ＝ma ，a ＝μg ＝5 m/s 2据x ＝21at 2得t ＝a x 2＝2 s【错因】上述解法的错误出在对这一物理过程的认识，传送带上轻放的物体的运动有可能分为两个过程，一是在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动；二是达到与传送带相同速度后，无相对运动，也无摩擦力，物体开始做匀速直线运动，关键问题应分析出什么时候达到传送带的速度，才好对问题进行解答.【正解】以传送带上轻放的物体为研究对象，如图，在竖直方向受重力和支持力，在水平方向受滑动摩擦力，做v 0＝0的匀加速运动.据牛顿第二定律有F ＝ma水平方向：f ＝ma ①竖直方向：F N －mg ＝0 ②又f ＝μF N ③由①②③式解得a ＝5 m/s 2设经时间t 1，物体速度达到传送带的速度，据匀加速直线运动的速度公式v t ＝v 0＋at 1 ④解得t 1＝0.4 s时间t 1内的位移x 1＝21at 2＝21×5×0.42 m ＝0.4 m 物体位移为0.4 m 时，物体的速度与传送带的速度相同，物体0.4 s 后无摩擦力，开始做匀速运动则x 2＝v 2t 2 ⑤因为x 2＝x －x 1＝10 m －0.4 m ＝9.6 m ，v 2＝2 m/s代入式⑤得t 2＝4.8 s则传送10 m 所需时间为t ＝0.4 s ＋4.8 s ＝5.2 s【思维提升】本题涉及了两个物理过程，这类问题应抓住物理情景，带出解决方法，对于不能直接确定的问题可以采用试算的方法，如本题中错解求出一直做匀加速直线运动经过10 m 用时2 s ，可以计算一下2 s 末的速度是多少，计算结果v ＝5×2 m/s ＝10 m/s ，已超过了传送带的速度，这是不可能的.当物体速度增加到2 m/s 时，摩擦力就不存在了，这样就可以确定第二个物理过程.第 4 课时 超重与失重 整体法和隔离法基础知识归纳1.超重与失重和完全失重(1)实重和视重①实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态 无关 . ②视重：当物体在 竖直 方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的 重力 .此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.。

高中物理必修一第三章相互作用知识点总结第一篇：高中物理必修一第三章相互作用知识点总结高中物理必修一第三章相互作用复习资料板块一：基本知识点一、重力，基本相互作用1、力和力的图示2、力的作用效果3、力是物体与物体之间的相互作用（1）、施力物体（2）受力物体（3）力的相互性（牛顿第三定律）4、力的三要素：大小，方向，作用点5、重力：由于地球吸引而受的力大小G=mg 方向:竖直向下重心：重力的作用点由物体形状和质量分布共同决定均匀分布均匀、形状规则物体：几何对称中心不一定在物体身上6、四种基本作用（记住）（1）万有引力（2）电磁相互作用（3）强相互作用（4）弱相互作用二、弹力1、性质：接触力2、弹性形变：当外力撤去后物体恢复原来的形状3、弹力产生条件（形变的物体是施力物体）（1）挤压（2）发生弹性形变4、方向：与形变方向相反（①按照接触类型分：3类；②绳、杆、弹簧）5、常见弹力（1）压力垂直于接触面，指向被压物体（2）支持力垂直于接触面，指向被支持物体（3）拉力：沿绳子收缩方向（4）弹簧弹力方向：可短可长沿弹簧方向与形变方向相反6、弹力大小计算（胡克定律）（实验）F=kx k 劲度系数 N/m x 伸长量三、摩擦力产生条件：两个物体接触且粗糙（有弹力）有相对运动或相对运动趋势静摩擦力：相对运动趋势不代表物体一定静止静摩擦力方向：沿着接触面与运动趋势方向相反大小：0≤f≤Fmax 大小的计算方法：平衡或牛顿第二定律滑动摩擦力：有相对滑动不代表物体一定运动大小：f＝μN（注意N不一定等于mg）N 相互接触时产生的弹力四、力的合成与分解（力的合成实验）实验方法：等效替代求合力方法：平行四边形定则（合力是以两分力为邻边的平行四边形对角线，对角线长度即合力的大小，方向即合力的方向）合力与分力的关系1、合力可以比分力大，也可以比分力小2、夹角θ一定，θ为锐角，两分力增大，合力就增大3、当两个分力大小一定，夹角增大，合力就增大，夹角增大，合力就减小（0＜θ＜π）4、合力最大值F=F1+F2 最小值F=|F1-F2|（思考三力合成的合力范围）力的分解：已知合力，求替代F的两个力原则：分力与合力遵循平行四边形定则本质：力的合成的逆运算作分力的基本操作：明确分力的方向——以合力为对角线分力为邻边构建平行四边形计算法求合力、分力的实质：解三角形（三角函数的运算）五、受力分析步骤和方法 1.步骤（1）研究对象：受力物体（2）隔离开受力物体（3）顺序：①场力（重力，电磁力......）②弹力：（绳子拉力沿绳子方向；轻弹簧压缩或伸长与形变方向相反；轻杆可能沿杆，也可能不沿杆；垂直于接触面）③摩擦力静摩擦力方向1.求 2.假设滑动摩擦力方向与相对滑动方向相反④其它力（题中已知力）（4）检验是否有施力物体六、摩擦力分析根据运动状态分析：根据平衡或牛顿第二定律分析七、重难点模型1、三力平衡模型2、斜拉模型3、斜面模型（见右图）斜面倾角θ动摩擦因系数μ=tanθ 物体在斜面上匀速下滑μ＞tanθ 物体保持静止μ＜tanθ 物体在斜面上加速下滑板块二：必须会做的题类型一：概念辨析1.如图，重力大小为G的木块静止在水平地面上，对它施加一竖直向上且逐渐增大的力F，若F总小于G，下列说法中正确的是A.木块对地面的压力随F增大而减小B.木块对地面的压力就是木块的重力C.地面对木块的支持力的大小等于木块的重力大小D.地面对木块的支持力的大小等于木块对地面的压力大小2.关于弹力的说法，错误的是：A.物质互相接触，就有弹力的相互作用。