安徽省长丰县高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 3 解析典型问题复习教案

题的能力．
实验四：验证牛顿第二 定律
2．本章复习关注两点： (1)对力和运动关系的认识历程、牛顿运动 定律、惯性、作用力、反作用力的概念， 规律的理解和辨析．
(2)以生产、生活和科学实验中有关的命题
背景，考查应用牛顿运动定律分析实际问
题的能力．
高三物理一轮复习
第三章 牛顿运动定律 第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律
考点阐释
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
2．应用牛顿第三定律时应注意的问题
(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体，在任何 条件下牛顿第三定律都是成立的．
考点二 对牛顿第三定律的理解
考点阐释
不同点
(2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失， 则另一个必然同时产生或消失．
D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要 制适当的速度，另一方面要将身体稍微向
将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到转弯的目的 里倾斜，调控人和车的重心位置，但整体
答案 解析
的惯性不变，选项D错误．
考点一 对牛顿第一定律的理解
题组设计
3.(2014·高考北京卷)伽利略创造的
把实验、假设和逻辑推理相结合的
用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列
说法中正确的是
()
A．小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一 对作用力和反作用力
B．小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一 对作用力和反作用力
C．小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一 对平衡力
D．小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一 对平衡力
答案 解析 图片显/隐
考
考点一 对牛顿第一定律的理解
点 考点二 对牛顿第三定律的理解

A．物体对水平面的压力就是物体的重力 B．拉力 F 和水平面对物体的摩擦力是一对作用力和反作 用力 C．物体受到四对平衡力的作用 D．物体受到的合外力为零
【答案】D
【解析】因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的力， 故 A 错误；拉力 F 和水平面对物体的摩擦力作用于同一物体， 且物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，B 错误；物 体受到两对平衡力的作用，一对是重力和支持力，另一对是拉 力 F 和水平面对物体的摩擦力，C 错误；选项 D 正确．
A．力是使物体产生运动的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C．力是使物体速度发生改变的原因 D．力是使物体惯性改变的原因
解析 由牛顿第一定律的内容可知，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，说明一旦物体具有某一速度，只要没有加速或减速的原因， 这个速度将保持不变，根据这种观点看来，力不是维持物体的 运动即维持物体速度的原因，而是改变物体运动状态即改变物 体速度的原因，故选项 C 正确．
【答案】D
【解析】仅满足等值、反向、异体的两个力不一定就是作 用力与反作用力，它们还必须是物体的相互作用力，所以 A、 C 错误；作用力与反作用力应分别作用在两个物体上，B 错误．
4．物体静止在斜面上，以下几种分析中正确的是( ) A．物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力 B．物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的 压力 C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和 支持力这两个力的合力 D．物体受到的支持力的反作用力，就是物体对斜面的压 力
3．正确理解牛顿第三定律 (1)作用力与反作用力总是成对出现，同时产生，同时变化， 同时消失． (2)作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，各产生其 效果，永远不会抵消． (3)作用力和反作用力是同一性质的力． 定律内容可归纳为：同时、同性、异物、等值、反向、共 线．

实验三 探究加速度与物体质量、物体受力的关系● 实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律． 2．探究加速度与物体质量、物体受力的关系． 3．掌握灵活运用图象处理问题的方法． ● 实验原理保持作用力不变，确定加速度与质量的大小关系；保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系；作出a ­F 图象和a ­1M 图象，确定其关系．● 实验器材小车，砝码，小盘，细线，附有定滑轮的长木板，垫木，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，复写纸，托盘天平，米尺．● 实验过程 一、实验步骤1．称量质量——用天平测量小盘的质量m 0和小车的质量M 0.2．安装器材——按照如图实­3­1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．图实­3­13．平衡摩擦力——在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动薄木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态．4．让小车靠近打点计时器，挂上小盘和砝码，先接通电源，再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑，打出一条纸带．计算小盘和砝码的重力，即为小车所受的合外力，由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表1中．5．改变小盘内砝码的个数，重复步骤4，并多做几次．6．保持小盘内的砝码个数不变，在小车上放上砝码改变小车的质量，让小车在木板上滑动打出纸带．计算砝码和小车的总质量M ，并由纸带计算出小车对应的加速度，并将所对应的质量和加速度填入表2中．7．改变小车上砝码的个数，重复步骤6，并多做几次． 表1表2二、数据处理1．计算加速度——先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度．2．作图象找关系——根据记录的各组对应的加速度a 与小车所受牵引力F ，建立直角坐标系，描点画a ­F 图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比．再根据记录的各组对应的加速度a 与小车和砝码总质量M ，建立直角坐标系，描点画a ­1M 图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比．● 误差来源 1．测量误差 (1)质量的测量． (2)打点间隔距离的测量． 2．操作误差(1)拉线或纸带与木板不平行． (2)倾斜角度不当，平衡摩擦力不准． 3．原理误差本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)，存在系统误差．● 注意事项1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着纸带匀速运动．2．不重复平衡摩擦力：整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力．3．实验条件：每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出．只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．4．一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车．5．作图：作图时，两坐标轴的比例要适当，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧．● 实验改进本实验中可以用气垫导轨来代替长木板，这样就省去了平衡摩擦力的麻烦，小车的加速度也可以利用传感器来测量，借助于计算机来处理.●考向1 实验原理与操作某实验小组利用图实­3­2所示的装置探究加速度与力、质量的关系．图实­3­2(1)下列做法正确的是________(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量______________木块和木块上砝码的总质量．(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a 与拉力F 的关系，分别得到图实­3­3中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m 甲、m 乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m 甲________m 乙，μ甲________μ乙．(填“大于”“小于”或“等于”)图实­3­3【规范解答】 (1)探究加速度与力、质量的关系时，牵引木块的细绳应与长木板平行；平衡摩擦力时应不挂砝码桶；对于打点计时器，应先接通电源，再放开木块；平衡摩擦力后，改变木块上砝码的质量，不需要重新平衡摩擦力．选项A 、D 正确，选项B 、C 错误．(2)对于系统，根据牛顿第二定律，有a ＝mg M ＋m ，牵引小车的拉力F ＝Ma ＝MmgM ＋m .要使F＝mg ，则M ≈M ＋m ，即要求m ≪M .(3)对于木块，根据牛顿第二定律，得a ＝F －μMg M ＝FM －μg ，故a ­F 图象的斜率反映了木块质量的倒数．有1m 甲>1m 乙，所以m 甲<m 乙．当F ＝0时，a ＝－μg ，即a ­F 图在a 轴上的截距为－μg ，所以－μ甲g <－μ乙g ，即μ甲>μ乙．【答案】 (1)AD (2)远小于 (3)小于 大于 ●考向2 数据处理与误差分析用图实­3­4(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)某同学通过实验得到如图(b)所示的a ­F 图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角________(填“偏大”或“偏小”)．图实­3­4(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M 与砝码和盘的总质量m 满足________的条件．(3)某同学得到如图实­3­5所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50 Hz.A 、B 、C 、D 、E、F、G是纸带上7个连续的点．Δx＝x DG－x AD＝________ cm.由此可算出小车的加速度a ＝________m/s2.(保留两位有效数字)图实­3­5【规范解答】(1)根据所给的F­a图象可知，当F＝0时，小车已经有了加速度a0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大造成的．(2)根据牛顿定律，对小车F＝Ma，对砝码和盘mg－F＝ma，解得F＝MmgM＋m<mg，只有当M≫m时，小车受到的拉力才近似等于mg，从而减少误差．(3)由图读出x AD＝2.10 cm，x DG＝3.90 cm，所以Δx＝x DG－x AD＝1.80 cm，根据Δx＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2.【答案】(1)偏大(2)小于M≫m(3)1.80 5.0●考向3 实验创新设计(2015·全国卷Ⅰ)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20 m)．(a) (b)图实­3­6完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图实­3­6(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________kg；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧．此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示．(4)________N；小车通过最低点时的速度大小为________m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s 2，计算结果保留2位有效数字)【规范解答】 (2)题图(b)中托盘秤的示数为1.40 kg.(4)小车经过最低点时托盘秤的示数为m ＝1.80＋1.75＋1.85＋1.75＋1.905 kg ＝1.81 kg.小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为F ＝(m －1.00)g ＝(1.81－1.00)×9.80 N≈7.9 N由题意可知小车的质量为m ′＝(1.40－1.00) kg ＝0.40 kg对小车，在最低点时由牛顿第二定律得F － m ′g ＝m ′v 2R解得v ≈1.4 m/s.【答案】 (2)1.40 (4)7.9 1.4。

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．表达式：F＝－F′． 等大、反向
3．惯性的两种表现形式 (1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，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)． (2)反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程
度．惯性越大，物体的运动状态越难以被改变．
针对训练 1.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
走进生活
一辆货车在公路上行驶时，司机发现前面有异常情况，紧急刹
车．货车在公路上又运行了较长一段距离才停下来． (1)由于惯性，货车有保持匀速直线运动状态的趋势，所以刹车后，
货车没有立即停下来，而是又向前运行了一段距离．( √ ) (2)货车承载的货物越重，惯性越大．( √ ) (3)刹车时，货车做减速运动是因为地面对货车的摩擦力大于货车对
二、牛顿第二定律 1．牛顿第二定律 实验定律 (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___． 合力 (2)表达式：F＝___m__a___．
2．力学单位制 (1)单位制：__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：由基本量根据_物__理_关__系__推导出来的其他物理量的单