(高三第一轮专题复习)牛顿运动定律

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- 1 - 微专题四 动力学中的“木板-滑块”和“传送带”模型

动力学中“木板-滑块”模型

1．模型分析

模型

概述 (1)滑块、滑板是上下叠放的，分别在各自所受力的作用下运动，且在相互的摩擦力作用下相对滑动.

（2）滑块相对滑板从一端运动到另一端，若两者同向运动，位移之差等于板长；若反向运动，位移之和等于板长.

(3)一般两者速度相等为“临界点”，要判定临界速度之后两者的运动形式。

常见

情形

滑板获得一初速度v0,则板块同向运动，两者加速度不同，x板>x块,Δx＝x板－x块，最后分离或相对静止

滑块获得一初速度v0,则板块同向运动，两者加速度不同，x板

开始时板块运动方向相反，两者加速度不同，最后分离

滑板或滑块受到拉力作用，要判断两者是否有相对运202234

- 2 - 或相对静止，Δx＝x块＋x板 动，以及滑板与地面是否有相对运动

2。常见临界判断

（1）滑块恰好不滑离木板的条件:滑块运动到木板的一端时,滑块与木板的速度相等.

（2）木板最短的条件:当滑块与木板的速度相等时滑块滑到木板的一端.

（3）滑块与木板恰好不发生相对滑动的条件：滑块与木板间的摩擦力为最大静摩擦力，且二者加速度相同。

[典例1] 一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4。5

m，如图(a)所示。t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t＝1 s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1 s时间内小物块的v。t图线如图（b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2。求：

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- 3 - 图（a） 图(b)

(1）木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;

（2）木板的最小长度；

金榜题名 前程似锦 1 精品基础教育教学资料，仅供参考，需要可下载使用！

高三物理一轮复习知识点专题5 牛顿运动定律—【讲】

第一部分：考点梳理

考点一、牛顿三大定律的理解与应用

考点二、牛顿第二定律的瞬时性

考点三、两类动力学问题

考点四、连接体的内外力关系以及叠加体的临界值

考点五、超重与失重

考点六、动力学问题中的图像

考点七、实验——验证牛二定律

考点一、牛顿三大定律的理解与应用

a、牛顿第一定律的理解与应用

1．惯性的两种表现形式

(1)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。

(2)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(静止或匀速直线运动)。

（典例应用1）关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是 ( ) 考点风向标

金榜题名 前程似锦 2 A．它表明了力是维持物体运动状态的原因

B．它表明了物体具有保持原有运动状态的性质

C．它表明了改变物体的运动状态并不需要力

D．由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程。所以牛顿第一定律没有用处

【答案】： B

【解析】：牛顿第一定律揭示运动和力的关系：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，故选项B正确。

（典例应用2）(多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法正确的是( )

A．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动

B．小球所受的合力为0，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变

C．火车一定是在向前加速

D．以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用

【答案】： BCD

【解析】：小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，是小球相对于火车向后运动，说明火车正在向前做加速运动，小球在水平方向并不受力的作用，故A错误，C正确；小球在水平方向并不受力的作用，小球所受的合力为0，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变，故B正确；牛顿运动定律适用于惯性参考系，此时，火车做加速运动，不再是惯性参考系，所以牛顿第一定律已经不再适用，故D正确。

1/13第三章牛顿运动定律第1讲牛顿运动定律过好双基关————回扣基础知识训练基础题目一、牛顿第一定律惯性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)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律；②揭示了力与运动的关系：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，即力是产生加速度的原因．2．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，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关．二、牛顿第二定律力学单位制

2/131．牛顿第二定律(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．(2)表达式：F＝ma.2．力学单位制(1)单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制．(2)基本单位：基本物理量的单位．国际单位制中基本物理量共七个，其中力学有三个，是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒．(3)导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．三、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，后一个物体同时对前一个物体也施加力．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．表达式：F＝－F′.研透命题点————细研考纲和真题分析突破命题点1．明确了惯性的概念

3/13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时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的．如果物体所受的合外力等于零，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体保持静止状态或匀速直线运动状态．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．牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律．【例1】科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还需要运用科学的方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，如图所示．以下为他的设想步骤：①两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运

微专题 无外力F板块

【知识构建】

1. 地面光滑，即板和地面的μ2=0，

受力分析

物块B

aB=μ1g gtvv10

板块A

AB1Amgma tavA

2.地面粗糙，即A和B的动摩擦因数μ1板和地面的动摩擦因数μ2，

（1）μ1＞μ2

（2）μ1＜μ2

受力分析 各自加速度 v-t x-t 共速后不一起减速 v-t图像

11mgma

11mgma

122+mgMmgMa v共=v0-a2t

3.板和快都有初速度 受力分析 各自加速度 v-t x-t 共速后一起减速 v-t图像

11mgma 23+MmgMma 122+mgMmgMa v共=v0-a2t 【总结】

地面光滑

地面粗糙

μ1＞μ2 μ1＜μ2

板块都有初速度

【典例分析】

1、地面光滑

【例1】 （多选）（2021·深圳第二外国语学校高一开学考试）如图甲所示，长木板A静止在光滑水平面上，另一质量为2kg的物体B（可看作质点）以水平速度v0＝3 m/s滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后的运动过程中A、B的速度图像如图乙所示。g取10 m/s2，下列说法正确的是（ ） 项目

滑块A

板块B v-t图像

受力分析

各自加速度 11mgma减速 122+mgMmgMa减速

vA=0时

101avt tavvv100B

A．长木板A、物体B所受的摩擦力均与运动方向相反

B．A、B之间的动摩擦因数μ＝0.2

C．长木板A的长度可能为L＝0.8 m

D．长木板A的质量是4kg

【答案】BD

【详解】A．由题意可知，A木板的运动方向与其摩擦力方向相同，故A错误；B．由图象知B的加速度大小为2231m/s2m/s1Ba对B进行分析有：μmBg=mBaB，可解得：μ=0.2故B正确；C．由题意可知，木块B尚未滑出木板A，则临界条件为当AB具有共同速度时，B恰好滑到A的右端，设A、B物体位移量分别为sA、sB，加速度分别为aA、aB，由图可知aA=1m/s2，aB=2m/s2，A的长度为L，则有：22011,,22AABBBAsatsvtatssL联立上式可解得L=1.5m，即L≥1.5m即可，故C错误；D．由μmBg=mAaA，μmBg=mBaB联立两式可解得：21ABBAamam即A物体的质量是B物体的两倍，长木板A的质量是4kg，故D正确；故选BD。