1、高考资源网() 您身边的高考专家牛顿运动定律复习【教学目标】对牛顿运动定律有个整体的认识和比较【知识要点】1牛顿第一定律: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。对牛顿第一定律的理解要点:(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持;(2)它定性地揭示了运动与力的关系,即力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因;(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性惯性;(4)不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,它是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法,即通过大量的实验
2、现象,利用逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律;(5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。2牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F=ma。对牛顿第二定律的理解要点:(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力的情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础;(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,
3、即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度;(3)牛顿第二定律是矢量关系,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用分量式表示,Fx=max,Fy=may;(4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位牛顿(定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1 N=1kgm/s2)。3牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。对牛顿第三定律的理解要点:(1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提;(2)作用力和反作用力的同时性,它们是
4、同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性质的力;(4)作用力和反作用力是不可叠加的,作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。4物体受力分析的基本程序:(1)研究研究对象;(2)采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力;(3)按照先重力,然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后分析其他场力;(4)画物体受力图,没有特别要求,则画示意图即可。典型例题:例1、如图所示,电梯与水平面夹角为30,当电梯加速向上运动
5、时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?分析与解:对人受力分析,他受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff作用,如图所示。取水平向右为x轴正向,竖直向上为y轴正向,此时只需分解加速度,据牛顿第二定律可得:Ff=macos30,FNmg=masin30因为,解得。例2、一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2)分析与解:选人和吊台组成的系统为研究对象,受力如图所
6、示,F为绳的拉力,由牛顿第二定律有:2F(m+M)g=(M+m)a则拉力大小为:再选人为研究对象,受力情况如图所示,其中FN是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律得:F+FNMg=Ma,故FN=M(a+g)F=200N。由牛顿第三定律知,人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等,方向相反,因此人对吊台的压力大小为200N,方向竖直向下。例3、如图,在光滑水平面上放着紧靠在一起的AB两物体,B的质量是A的2倍,B受到向右的恒力FB=2N,A受到的水平力FA=(92t)N,(t的单位是s)。从t=0开始计时,则:AA物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的5/11倍;Bt4s后,B物体做匀加速直线运动;C
7、t4.5s时,A物体的速度为零;Dt4.5s后,A、B的加速度方向相反。分析与解:对于A、B整体据牛顿第二定律有:FA+FB=(mA+mB)a,设A、B间的作用力为N,则对B据牛顿第二定律可得:N+FB=mBa解得当t=4s时N=0,A、B两物体开始分离,此后B做匀加速直线运动,而A做加速度逐渐减小的加速运动,当t=4.5s时A物体的加速度为零而速度不为零。t4.5s后,所受合力反向,即A、B的加速度方向相反。当t4s时,A、B的加速度均为。综上所述,选项A、B、D正确。例4、如图所示,细线的一端固定于倾角为45的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球。当滑块至少以加速度a=
8、_向左运动时,小球对滑块的压力等于零,当滑块以a=2g的加速度向左运动时,线中拉力T=_。分析与解:当滑块具有向左的加速度a时,小球受重力mg、绳的拉力T和斜面的支持力N作用,如图所示。在水平方向有Tcos45Ncos45=ma;在竖直方向有Tsin45Nsin45mg=0。由上述两式可解出:,由此两式可看出,当加速度a增大时,球受支持力N减小,绳拉力T增加。当a=g时,N=0,此时小球虽与斜面有接触但无压力,处于临界状态。这时绳的拉力T=mg/cos45=mg。当滑块加速度ag时,则小球将“飘”离斜面,只受两力作用,如图所示,此时细线与水平方向间的夹角45。由牛顿第二定律得:Tcos=ma,Tsin=mg,解得。高考资源网版权所有,侵权必究!