1、最新考纲要求备考指导1.牛顿运动定律、牛顿定律的应用 1.理解牛顿第一定律、牛顿第三定律，掌握惯性、相互作用力、质量等基本概念2.熟练掌握牛顿第二定律，结合运动学公式解决动力学两类问题.2.超重和失重3.单位制实验四：验证牛顿运动定律第1讲 牛顿运动定律(见学生用书第36页)一、牛顿第一定律惯性与物体运动状态和受力情况没有关系，同时也不要把惯性当作一种力【解析】惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的唯一量度，与是否受力无关，与物体速度大小及变化都无关D选项正确【答案】D1下列说法中正确的是()A物体所受的力越大，它的惯性越大B物体匀速运动时，存在惯性；物体变速运动时，不存在惯性C静止的火车
2、启动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大D物体的惯性大小只与物体的质量有关，与其他因素无关二、牛顿第二定律1内容物体的大小跟它受到的成正比，跟它的成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同2公式：F.3物理意义反映了物体运动的与外力的关系，且这种关系是瞬时对应的加速度作用力质量ma加速度4适用范围：物体、运动5单位(1)在力学中，选出三个物理量的单位为基本单位，在国际单位制中分别为、(2)加速度和力的单位为导出单位，在国际单位制中的符号为、.宏观低速长度、质量和时间米千克秒m/s2N2(2010海南高考)下列说法中正确的是()A若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零B若物体的加速度均匀增
3、加，则物体做匀加速直线运动C若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动D若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动【解析】运动物体速率虽不变，但方向可能发生变化，即速度发生变化，则加速度不为零，所受合外力不为零，故选项A错；加速度恒定的加速直线运动，才是匀加速直线运动，故选项B错；合力与速度方向相反，若合力大小变化，则物体并不做匀减速直线运动，选项C错；D选项符合物体做匀速直线运动的定义，选项D对【答案】D3一物体在2 N的外力作用下产生10 cm/s2的加速度，求该物体的质量下列有几种不同的求法，其中单位运用正确、简捷而又规范的是()AmF/a 210 kg0.2
4、 kgBmF/a2 N0.1 m/s220 kgm/s2m/s2 20 kgCmF/a 20.120 kgDmF/a 20.1 kg20 kg【解析】在进行数量运算时，只要各量均取国际单位，最后结果一定是国际单位，这样只要在数字后面写出正确单位即可，故A、C均错误，而B项中解题过程正确，但不简捷，故只有D项运算正确，且过程简捷【答案】D三、牛顿第三定律1内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小，方向，作用在直线上2表达式：FF.3说明：作用力与反作用力有“三同三不同”(1)三同相同相同例：如果是弹力都是弹力、存在、消失、变化，具有性(2)三不同不同作用的对象不同作用的效果不同相等相反同一大小
5、性质产生同时方向4(2011上海高考)在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力()A小于受到的弹力B大于受到的弹力C和受到的弹力是一对作用力与反作用力D和受到的弹力是一对平衡力【解析】因磁性冰箱贴静止不动，在水平方向上受到两个力：磁力与弹力，应为平衡力，所以D正确，A、B、C错误【答案】D一对作用力和反作用力分别作用在两个物体上，不能谈平衡(见学生用书第 37 页)(1)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(2)力是改变物体运动状态的
6、原因，不是维持物体运动状态的原因(2012河源模拟)如图311为伽利略的“理想实验”示意图，两个斜面对接，让小球从其中一个固定的斜面滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面的倾角逐渐减小直至为零这个实验的目的是为了说明()图311A如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B如果没有摩擦，小球运动时机械能守恒C维持物体做匀速直线运动并不需要力D如果物体不受到力，就不会运动【思路点拨】(1)伽利略的“理想实验”是牛顿第一定律的“实验”基础；(2)伽利略的“理想实验”产生的历史背景是亚里士多德的运动和力关系的错误观点【解析】为反驳亚里士多德关于物体运动和力关系的错误观点，伽利略依据可靠的事实为
7、基础，以抽象为主导，经过科学推理，做了这个想象中的实验，实验的真正目的是找出运动和力的关系，并非选项A或B叙述的情况，故A、B均错，C正确；在不受外力作用时，一切物体都有保持匀速直线运动或静止状态的性质，故D错误【答案】C1下列说法中正确的是()A牛顿第一定律是通过理想实验方法得出的，可用实验给以验证B物体运动状态发生变化，则物体一定受到力的作用C惯性是一种力，惯性定律与惯性的实质是相同的D物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度、质量决定着惯性的大小【解析】牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受外力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受外力的物体是不存在的，故A错；
8、惯性是物体保持原有运动状态不变的性质，不是力，惯性定律(即牛顿第一定律)反映了物体在一定条件下的运动规律，C错；由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，故B对；虽然物体的运动不需要力来维持，但质量是惯性大小的唯一量度，与其运动速度的大小无关，D错【答案】B 1.牛顿第二定律的几个特性瞬时性a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受合力因果性F是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力同一性(1)加速度a相对于同一惯性系(一般指地面)(2)Fma中，F、m、a对应同一物体或同一系统(3)Fma中，各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加
9、速度都遵从牛顿第二定律(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，即：Fxmax，Fymay 2.瞬时加速度的分析 分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度此类问题应注意两种基本模型的建立(1)刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理(2)弹簧(或橡皮绳)：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的
10、大小往往可以看成是不变的在求解瞬时性问题时应注意：(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过程的积累，不会发生突变 如图 312 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,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a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为 g，则有()Aa1a2a3a40Ba1a2a3a4gCa1a2g
11、，a30，a4mMMgDa1g，a2mMMg，a30，a4mMMg图 312【聚焦题眼】(1)物块1、2间刚性轻质杆连接(2)物块3、4间轻质弹簧连接(3)光滑木板，突然抽出【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 a1a2g；而物块 3、4 间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对 3 向上的弹力大小和对物块 4 向下的弹力大小仍为 mg，因此物块 3 满足 mgF，a30；由牛顿第二定律得物块 4 满足 a4FMgMMmMg，所以 C对【答案】C 2(双选)(2012惠州模拟)如图 313 所示，质量均为 m 的
12、 A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，A 球紧靠竖直墙壁今用水平力 F 将 B 球向左推压弹簧，平衡后，突然将 F 撤去，在这一瞬间()图 313AB 球的速度为零，加速度为零BB 球的速度为零，加速度大小为FmC在弹簧第一次恢复原长之后，A 才离开墙壁D在 A 离开墙壁后，A、B 两球均向右做匀速运动【解析】撤去 F 前，B 球受四个力作用，竖直方向的重力和支持力平衡，水平方向推力 F 和弹簧的弹力平衡，即弹簧的弹力大小为 F，撤去 F 的瞬间，弹簧的弹力仍为 F，故 B 球所受合外力为 F，则 B 球加速度为 aFm，而此时 B 球的速度为零，B 正确 A 错误；在弹
13、簧恢复原长前，弹簧对 A 球有水平向左的弹力使 A 球压紧墙壁，直到弹簧恢复原长时 A 球才离开墙壁，A 球离开墙壁后，由于弹簧的作用，使 A、B 两球均做变速运动，C 正确 D 错误【答案】BC 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 2牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立，因为大小相等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上的两个力，不一定是作用力和反作用力 3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，否则就违背了“相等关系”4作用力和反作用力与一对平衡力的比较 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、
14、空气阻力)，以下说法正确的是()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，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力，大小总是相等C无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力总大于货物的重力D若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力一定大于货物的重力【解析】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，大小都相等，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(与绳子的重力无关)，货物加速上升，绳子对货物的拉力大于货物的重力，货物减速上升，绳子对货物的拉力小于货物的重力，C、D错【答案】B 1合
15、成法 若物体只受两个力作用而产生加速度时，根据牛顿第二定律可知，利用平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比较简单 2正交分解法 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，通常采用正交分解法解题，为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定x轴的正方向常有以下两种方法：(1)分解力而不分解加速度 分解力而不分解加速度，通常以加速度a的方向为x轴的正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上，分别求得x轴和y轴上的合力Fx和Fy.根据力的独立作用原理，各个方向上的力分别产生各自的加速度，得Fxma，Fy0.(2)分解加速度而不分解
16、力 分解加速度a为ax和ay，根据牛顿第二定律得Fxmax，Fymay，再求解这种方法一般是在以某个力的方向为x轴正方向时，其他的力都落在或大多数力落在两个坐标轴上而不需再分解的情况下应用(2012汕头模拟)如图314所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37角，球和车厢相对静止，球的质量为m1 kg.(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)求：(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；(2)悬线对球的拉力图314【解析】(1)解法一：合成法 以球为研究对象，受力如图甲所示球受两个力作用，重力mg和线的拉力FT，因球随车一起沿水平方向做匀变速
17、直线运动，故其加速度沿水平方向，合外力沿水平方向做出mg和FT合成的平行四边形如图甲所示，由数学知识得球所受的合力为F合mgtan 37.由牛顿第二定律F合ma得球的加速度为aF合m gtan 377.5 m/s2方向水平向右甲故车厢可能向右做匀加速直线运动，也可能向左做匀减速直线运动解法二：分解法 以球为研究对象，受力如图乙所示绳的拉力在竖直方向和水平方向上分别产生两个效果，一是其竖直分力F1和小球的重力平衡，二是其水平分力F2使小球产生向右的加速度，故FTcos 37mg，FTsin 37ma，解得agtan 377.5 m/s2故车厢可能向右做匀加速直线运动，也可能向左做匀减速直线运动(
18、2)由受力图可得，线对球的拉力大小为FTmgcos 3712.5 N.乙【答案】(1)7.5 m/s2 可能向右做匀加速度直线运动，也可能向左做匀减速直线运动(2)12.5 N3如图 315 所示，在箱内倾角为 的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为 m 的木板求：箱以加速度 a 匀加速上升和箱以加速度 a 向左匀加速运动时(线始终张紧)，线对木板的拉力 F1和斜面对木板的支持力 F2各多大？图 315【解析】箱匀加速上升，木块所受合力竖直向上，其受力情况如图甲所示(注意在受力图的旁边标出加速度的方向)用 F 表示 F1、F2的合力，一定竖直向上由牛顿第二定律得 Fmgma解得 Fmg
19、ma再由力的分解得 F1Fsin 和 F2Fcos 解得 F1m(ga)sin，F2m(ga)cos.箱向左匀加速，木块的受力情况如图乙所示，选择沿斜面方向和垂直于斜面方向建立直角坐标系，沿x轴由牛顿第二定律得 mgsin F1macos 解得F1m(gsin acos)沿y轴由牛顿第二定律得 F2mgcos masin 解得F2m(gcos asin)【答案】向上时F1m(ga)sin F2m(ga)cos 向左时F1m(gsin acos)F2m(gcos asin)(见学生用书第 40 页)考查牛顿第一定律1(2012深圳模拟)16 世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千
20、年的亚里士多德关于力与运动的理论，开启了物理学发展的新纪元在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是()A四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明物体受的力越大，速度就越大B一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D一个物体维持匀速直线运动，不需要受力【解析】该题主要考查人类对力与运动关系的认识过程，涉及力与运动关系的两种观点亚里士多德的观点是力是维持物体运动的原因，受力越大，运动越快；伽利略用实验和推理，提出运动是物体的固有性质，物体的运动并不需要力维持故选D.【答案】D考查牛顿第二第三定
21、律2(2011浙江高考)如图 316 所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是()图 316A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利【答案】C【解析】A 项中两力是一对作用力与反作用力，A 错；B 项中两力是一对平衡力，B 错；因 m 甲m 乙，由 aFm知 a 甲s 甲，C 项正确；由 s12at2知 x 与收绳的速度无关，D 项错牛顿第二定律与瞬时加速度
22、3(2011北京高考)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动某人做蹦极运动，所受绳子拉力 F 的大小随时间 t 变化的情况如图 317 所示将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为 g.据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()图 317Ag B2g C3g D4g【答案】B【解析】“蹦极”运动的最终结果是运动员悬在空中处于静止状态，此时绳的拉力等于运动员的重力，由图可知，绳子拉力最终趋于恒定时等于重力且等于35F0，即mg35F0得F053mg.当绳子拉力最大时，运动员处于最低点且合力最大，故加速度也最大，此时F最大95F03mg，方向竖
23、直向上，由maF最大mg得最大加速度为2g，故B项正确 4(2010海南高考)如图318所示，水平地面上有一楔形物块a，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上a与b之间光滑，a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动当它们刚运行至轨道的粗糙段时()A绳的张力减小，b对a的正压力减小 B绳的张力增加，斜面对b的支持力增加 C绳的张力减小，地面对a的支持力增加 D绳的张力增加，地面对a的支持力减小图318【解析】设绳的张力大小为F，b对a的正压力大小为FN.当a、b在光滑段运动时，b和a整个系统处于平衡状态，对b进行受力分析如图所示，有Fcos FNsin
24、0，Fsin FNcos mg0；当它们刚运行至轨道的粗糙段时，由于轨道的摩擦力作用，系统有水平向右的加速度，此时b的运动状态有两种可能，一是绳子张力减小但仍张紧，b与a仍保持相对静止，b对a的正压力增大，b获得向右的加速度，二是b相对于a向上滑动，此时绳子松弛，张力为零，b对a的正压力增大，b获得向右的加速度由于b对a的正压力增大，a在竖直方向保持平衡，所以地面对a的支持力增加，选项C正确【答案】C结合牛顿定律分析受力5(双选)(2012东莞模拟)如图319所示，质量为10 kg的物体拴在一个被水平拉伸的轻质弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体处于静止状态若小车以1 m/s2的加速度水平向右
25、运动，则(g10 m/s2)()A物体相对小车仍然静止B物体受到的摩擦力增大C物体受到的摩擦力大小不变D物体受到的弹簧拉力增大图319【解析】由于弹簧处于拉伸状态，物体处于静止状态，可见，小车对物体提供水平向左的静摩擦力，大小为5 N，且物体和小车间的最大静摩擦力fm5 N；若小车以1 m/s2向右匀加速运动，则弹簧还处于拉伸状态，其弹力不变，仍为5 N，由牛顿第二定律可知：Ffma，f5 Nfm，则物体相对小车静止，弹力不变，摩擦力的大小不变，选项A、C正确【答案】AC牛顿第二定律的简单应用6如图3110所示，小车在水平面上以加速度a(agtan)向左做匀加速直线运动，车厢内用OA、OB两根细绳系住一个质量为m的物体，OA与竖直方向的夹角为，OB是水平的，求OA、OB两绳的拉力FT1、FT2各是多少？图3110【解析】物体的受力情况及直角坐标系的建立如图所示(这样建立只需分解一个力)注意到ay0，则有FT1sin FT2maFT1cos mg0解得FT1 mgcos，FT2mgtan ma.【答案】mgcos mgtan ma课时知能训练本小节结束请按ESC键返回