新高中物理知识点总结牛顿运动定律专题

.教学内容：牛顿运动定律专题二.学习目标：1、强化和巩固牛顿运动定律解题的常规思路，突破学生在运用牛顿运动定律解题时的思维障碍。2、重点掌握牛顿运动定律应用问题中常见题型的解题方法。考点地位：牛顿运动定律是历年高考重点考查的内容之一。对这部分内容的考查非常灵活，各种题型均可以考查。其中用整体法和隔离法处理牛顿第二定律，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题都是高考热点；对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹簧问题、传送带问题、这类试题不仅能考查学生对知识的掌握程度而且还能考查学生从材料、信息中获取有用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。总结近几年高考的命题趋势，一是考力和运动的综合题，重点考查综合运用知识的能力，二是联系实际，以实际问题为背景命题，重点考查获取并处理信息，把实际问题转化成物理问题的能力。通过对于近三年试卷的分析，2007年江苏单科卷第15题，上海单科卷21题，上海单科卷的19B，2006年全国理综Ⅰ、Ⅱ卷的第24题，2005年全国Ⅰ卷的第25题均以大题形式出现。三.重难点解析：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?D?D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，而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，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，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，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，Fz=maz;（4）牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位?D?D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1N=1kg.m/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，应注意同二力平衡加以区别。【典型例题问题1、整体法与隔离法处理连接体的问题：【例题】如图所示，固定在水平面上的斜面其倾角A的MN面上钉着一颗小钉子，质量B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直．木块与斜面间的动摩擦因数MN面的压力大小．（取解析：以木块和小球整体为研究对象，设木块的质量为a，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：（M＋gsin37º－μ（m）M＋m）解得：a=g（sin37º－以小球B为研究对象，受重力T和MN面对小球沿斜面向上的弹力FN=解得：FN=ma=6N．由牛顿第三定律得，小球对木块变式1：如图所示，、B两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力A，使AL1；若将、B置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力A，使AL2。若、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是（）A、L1B、L1C、L1D、由于、B质量关系未知，故无法确定L2的大小关系答案：C变式2：用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量为M的物体，在绳的一端所施加的水平拉力为F，如图所示，求：（1）物体与绳的加速度；（2）绳中各处张力的大小（假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计。）分析与解：（1）以物体和绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F=（Mm）a，解得a=F/（Mm）。（2）以物体和靠近物体x长的绳为研究对象，如图所示。根据牛顿第二定律可得：Fx=（Mmx/L）a=（M由此式可以看出：绳中各处张力的大小是不同的，当x=0时，绳施于物体M的力的大小为。问题2、传送带类问题分析：【例题】如图所示，某工厂用水平传送带传送零件，设两轮子圆心的距离为S，传送带与零件间的动摩擦因数为μ，传送带的速度恒为V，在P点轻放一质量为m的零件，并使被传送到右边的Q处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动，则传送所需时间为分析与解：刚放在传送带上的零件，起初有个靠滑动摩擦力加速的过程，当速度增加到与传送带速度相同时，物体与传送带间无相对运动，摩擦力大小由f=μmg突变为零，此后以速度V走完余下距离。由于f=μmg=ma，所以a=μg.加速时间加速位移通过余下距离所用时间变式：如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从A到B长度为16m，传送带以10m/s的速度逆时针转动．在传送带上端A处无初速度的放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带之间的摩擦因数为0.5．求物体从A运动到B所用时间是多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）mgsinθμmgcosθ=ma1解得a1=10m/s2物体加速到与传送带速度相同需要的时间为t1=s=1s物体加速到与传送带速度相同发生的位移为由于μ＜tanθ（μ=0.5，tanθ=0.75），物体在重力作用下将继续加速运动，当物体的速度大于传送带的速度时，物体给传送带的摩擦力沿传送带向上．由牛顿第二定律得mgsinθ－μmgcosθ=ma2解得：a2=2m/s设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2，由L－s=vt2解得t2=1s（t2=11s舍去）所以，物体从A运动到B所用时间t=t1t2=2s问题3、临界问题分析：【例题】如图所示，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=（9-2t）N，（t的单位是s）。从t＝0开始计时，则：A、A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的5／11倍；B、t＞４s后，B物体做匀加速直线运动；C、t＝4.5s时，A物体的速度为零；D、t＞4.5s后，AB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：FAFB=（mAmB）a，设A、B间的作用力为N，则对B据牛顿第二定律可得：NFB=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。t＞4.5s后，A所受合外力反向，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。变式：一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg，盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P，弹簧质量不计，其劲度系数为k=800N/m，系统处于静止状态，如图所示。现给P施加一个竖直向上的力F，使P从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在最初0.2s内F是变化的，在0.2s后是恒定的，求F的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s2）分析与解：因为在t=0.2s内F是变力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s时，P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零，由于盘的质量m1=1.5kg，所以此时弹簧不能处于原长，设在0?D0.2s这段时间内P向上运动的距离为x，对物体P据牛顿第二定律可得：FN-m2g=m2a对于盘和物体P整体应用牛顿第二定律可得：令N=0，并由上述二式求得，而，所以求得a=6m/s2。当P开始运动时拉力最小，此时对盘和物体P整体有Fmin=（m1m2）a=72N。当P与盘分离时拉力F最大，Fmax=m2（ag）=168N。【模拟试题1、手提一根不计质量的、下端挂有物体的弹簧上端，竖直向上作加速运动。当手突然停止运动后的极短时间内，物体将（）A、立即处于静止状态B、向上作加速运动C、向上作匀速运动D、向上作减速运动2、如图所示，质量为m的木块在推力F作用下，沿竖直墙壁匀加速向上运动，、已知木块与墙壁间的动摩擦因数为µ，则木块受到的滑动摩擦力大小是（）A、µmgB、Fcosθ-mgC、FcosθmgD、µFsinθ3、倾角为θ的光滑斜面上有一质量为m的滑块正在加速下滑，如图所示。滑块上悬挂的小球达到稳定（与滑块相对静止）后悬线的方向是（）A、竖直下垂B、垂直于斜面C、与竖直向下的方向夹角D、以上都不对6、质点受到在一条直线上的两个力F1和F2的作用，F1、F2随时间的变化规律如图所示，力的方向始终在一条直线上且方向相反。已知t=0时质点的速度为零。在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的速率最大？（）A、t1B、t2C、t3D、t47、如右下图所示一根轻绳跨过光滑定滑轮，两端分别系一个质量为m2的物块。m2离地面有一定高度。当m1的加速度a与ABCD8、利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。右图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点t2时刻小球速度最大B、t1~t3时刻小球动能最小D、t1与9、在汽车中悬线上挂一小球。实验表明，当小球做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度。如图所示，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M，则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况正确的是（）A、汽车一定向右做加速运动B、汽车一定向左做加速运动C、M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用D、M除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用10、如图，风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°，并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？（sin37°=0.6cos37°=0.8）【试题答案1、B（本题考查力和运动的关系。当手突然停止运动后极短时间内，弹簧形变量极小，弹簧中的弹力仍大于重力，合力向上，物体仍向上加速。故B选项正确）2、D3、B（滑块和小球有相同的加速度a=gsinθ，对小球受力分析可知，B选项正确）4、D（不论上升还是下降，易拉罐均处于完全失重状态，水都不会从洞中射出）5、A（提示：甲球自由落体，乙球匀加速直线运动，丙球视为简谐运动）6、B（从0至t2时间值点合力方向与速度方向相同，一直加速，故t2时刻速度最大。）7、D（对整体，，D选项正确）8、B（本题考查力和运动的关系。绳中拉力与重力相等时，速度最大，绳中拉力最大时，小球速度为零。B选项正确）9、C（对小球受力分析可知，有向右的加速度，但小车的初速度可能向右也可能向左，汽车的运动情况不确定；M有向右的加速度，一定受到向右的摩擦力。故C选项正确）10、解析：（1）设小球所受的风力为F，支持力为FN，摩擦力为Ff，小球质量为m，作小球受力图，如图，当杆水平固定，即θ=0时，由题意得：F=μmg①∴μ=F/mg=0.