2019届高考物理二轮复习 牛顿运动定律 学案(全国通用)

2019届二轮复习 牛顿运动定律 学案（全国通用）

【考纲揭秘】

【考点揭秘】——高考考什么？

考纲内容（要求） 考点分布

牛顿运动定律及其应用Ⅱ . .

超重和失重Ⅰ学 考点1 牛顿运动定律及其应用

考点2 两类动力学问题 超、失重现象

考点3 动力学图象 连接体、叠加体和板-块模型综合问题

【常见失分点揭秘】——失分在哪里？

1．忘记弹簧和轻绳的力学特点，容易漏掉题目中的关键词，如“立即”“恰好”等，从而不能正确的受力分析．遇到瞬时问题时要牢记两个模型：一是刚性绳、杆或接触面，弹力可以突变；二是弹簧或橡皮绳，弹力不能突变，在瞬时性问题中可以视为弹力不变．

2．在对物体进行受力分析时，如果不便于分析求出物体受到的某些力，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此．可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔．

3．加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变．

4．牛顿第二定律是一个运动定律，描述物体的加速度、质量和力之间的定量关系，并不涉及比值定义法．学

5．物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度的大小和方向没有关系．

【真题揭秘】真题揭秘——高考怎么考？

考点1 牛顿运动定律及其应用

【解题揭秘】

1. 对牛顿第一定律的理解

(1)明确了惯性的概念：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)揭示了力的本质：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．

2. 用牛顿第二定律求瞬时加速度的两种模型

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：

3. 区分平衡力与作用力、反作用力：

名称

项目 一对平衡力 作用力与反作用力

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、同时消失 一定同时产生、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

【例1】 (2016全国卷Ⅰ，T18)(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】质点一开始做匀速直线运动，处于平衡状态，施加恒力后，则该质点所受的合外力为该恒力。①若该恒力方向与质点原运动方向不共线，则质点做曲线运动，质点速度方向与恒力方向不同，故A错；②若F的方向某一时刻与质点运动方向垂直，之后质点作曲线运动，力与速度方向不再垂直，例如平抛运动，故B正确；③由牛顿第二定律可知，质点加速度方向总是与其所受合外力方向相同，C正确；④根据加速度的定义，相等时间内速度变化量相同，而速率变化量不一定相同，故D错。

【例2】 (2015海南单 ，T9)(多选)如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物块。开始时，升降机做匀速运动，物块相对于斜面匀速下滑。当升降机加速上升时( )

A．物块与斜面间的摩擦力减小

B．物块与斜面间的正压力增大

C．物块相对于斜面减速下滑

D．物块相对于斜面匀速下滑

【答案】BD

【例3】 (2015海南单 ，T8)(多选)如图，物块a、b和c的质量相同，a和b，b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为Δl1和Δl2，重力加速度大小为g。在剪断的瞬间(

)

A．a1＝3g B．a1＝0

C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl2

【答案】AC

【解析】设物体的质量为m，剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没有来得及改变，所以剪断细线的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力T1，剪断前对b、c和弹簧组成的整体分析可知T1＝2mg，故a受到的合力F＝mg＋T1＝mg＋2mg＝3mg，故加速度a1＝Fm＝3g，A正确，B错误；设弹簧S2的拉力为T2，则T2＝mg，根据胡克定律F＝ Δx可得Δl1＝2Δl2，C正确，D错误。

【例4】 (2014北京理综，T19)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的 学方法，有力地促进了人类 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

【答案】A

【解析】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，不是实验直接结论，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。

【例5】(2014山东理综，T15)(多选)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．t1 B．t2

C．t3 D．t4

【答案】AC

【解析】v－t图象中，纵轴表示各时刻的速度，t1、t2时刻速度为正，t3、t4时刻速度为负，图线上各点切线的斜率表示该时刻的加速度，t1、t4时刻加速度为正，t2、t3时刻加速度为负，根据牛顿第二定律，加速度与合外力方向相同，故t1时刻合外力与速度均为正，t3时刻合外力与速度均为负，A、C正确，B、D错误。

【例6】 (2013海南物理，T7)(多选) 学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是( )

A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去

C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下也不偏离原来的方向 D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

【答案】BCD

【解析】亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，他认为力是维持物体运动的原因，A错误．伽利略通过“理想斜面实验”得到结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度永远运动下去，B正确，C、D均符合历史事实．

【例7】 (2013山东理综，T14)(多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的

学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有( )

A．力不是维持物体运动的原因

B．物体之间普遍存在相互吸引力

C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快

D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反

【答案】AC

【例8】 (2014新课标全国卷Ⅰ，T24)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 m/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度。

【答案】 20 m/s(72 m/h)

【解析】 设路面干燥时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得

μ0mg＝ma0①

s＝v0t0＋v202a0②

式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度．

设在雨天行驶时，汽车与地面间的动摩擦因数为μ，依题意有

μ＝25μ0③

设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得

μmg＝ma④

s＝vt0＋v22a⑤

联立①②③④⑤式并代入题给数据得

v＝20 m/s(72 m/h)⑥

【例9】 (2016四川理综，T10)避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为水平面夹角为θ的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为23 m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了4 m时，车头距制动坡床顶端38 m，再过一段时间，货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍。货物与货车分别视为小滑块和平板，取cos θ＝1，sin θ＝0.1，g＝10 m/s2。求：

(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；

(2)制动坡床的长度。

【答案】 (1)5 m/s2 方向沿制动坡床向下 (2)98 m

【解析】 (1)设货物的质量为m，货物在车厢内滑动过程中，货物与车厢的动摩擦因数μ＝0.4，受摩擦力大小为f，加速度大小为a1，则

f＋mgsin θ＝ma1①

f＝μmgcos θ②

联立①②并代入数据得a1＝5 m/s2③

a1的方向沿制动坡床向下。学

(2)设货车的质量为M，车尾位于制动坡床底端时的车速为v＝23 m/s。货车在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0＝38 m的过程中，用时为t，货物相对制动坡床的运动距离为s1，在车厢内滑动的距离s＝4 m，货车的加速度大小为a2，货车相对制动坡床的运动距离为s2。货车受到制动坡床的阻力大小为F，F是货车和货物总重的 倍， ＝0.44，货车长度l0＝12 m，制动坡床的长度为l，则

Mgsin θ＋F－f＝Ma2④

F＝ (m＋M)g⑤

s1＝vt－12a1t2⑥