第四章 牛顿运动定律 复习学案

第-1-页共27页第四章牛顿运动定律复习学案新高考要求内容要求说明牛顿运动定律及其应用Ⅱ加速度不同的连接体问题不作要求；在非惯性系内运动的问题不作要求加速度与物体质量、物体受力的关系（实验、探究）Ⅱ一、牛顿第一定律和牛顿第三定律【知识回顾】1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持状态或状态，直到有迫使它改变这种状态为止。2.惯性是物体的固有属性，是物体惯性大小的量度，惯性不是力，惯性是物体具有的保持或状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。3.牛顿第三定律的内容:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小_____，方向____，作用在_________________。【考点突破】考点一牛顿第一定律1．牛顿第一定律内容：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。2．牛顿第一定律的理解要点：⑴物体的运动不需要力来维持。⑵它定性地揭示了运动与力的关系：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。⑶定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。⑷实际中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，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——理想实验。⑸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。⑹意义:揭示了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,即产生加速度的原因。3．惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。第-2-页共27页⑴惯性是物体的固有属性。与物体的受力情况及运动状态无关。⑵物体惯性的大小是描述物体保持原来的运动状态的本领强弱，物体惯性大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，惯性大小仅与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度。物体质量越大，运动状态越难改变，即惯性越大。⑶惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。考点二牛顿第三定律1．牛顿第三定律内容：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，作用在一条直线上。2．表达式：F＝－F＇3．牛顿第三定律的理解要点：⑴作用力和反作用力的相互依赖性。它们是相互依存，互以对方作为自己存在的前提。⑵作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生，同时变化，同时消失，不是先有作用力后有反作用力。⑶作用力和反作用力的性质相同。即作用力和反作用力是属同种性质的力。⑷作用力和反作用力不可叠加性。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，两力的作用效果不能相互抵消。4．一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较：内容一对作用力和反作用力一对平衡力不同点作用对象两个相互作用的物体同一个物体作用时间同时产生、同时消失不一定同时产生或消失力的性质性质一定相同不一定是同性质的力相同点大小关系大小相等大小相等方向关系方向相反且共线方向相反且共线【典题例析】类型一、惯性的应用例1.下列说法正确的是（）A．一同学看见某人用手推静止的小车，却没有推动，是因为这辆车惯性太大的缘故B．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力D．放在光滑水平桌面上的两个物体，受到相同大小的水平推力，加速度大的物体惯性小例2．在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则（）A．向北跳最远第-3-页共27页B．向南跳最远C．向东向西跳一样远，但没有向南跳远D．无论向哪个方向都一样远类型二、牛顿第一定律的应用例3．某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见（）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例4．如图中的甲图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是（）A．在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断B．在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断C．在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断D．在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断类型三、牛顿第三定律的运用例5.物体静止于一斜面上，如右图所示，则下述说法正确的是（）A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力例6汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（）A．汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B．汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C．汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力第-4-页共27页D．汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力二、牛顿第二定律【知识回顾】1.牛顿第二定律的内容，物体的加速度跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟方向相同。公式：.2.牛顿第二定律的适用范围（1）牛顿第二定律只适用于_______参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系。）（2）牛顿第二定律只适用于_____物体（相对于分子、原子）、______运动（远小于光速）的情况。【考点突破】考点一牛顿第二定律1．内容：物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比。2．公式：F合＝ma。牛顿第二定律是实验定律（复习探究实验），应写成Fam或F＝kma的形式。当全部使用国际单位制时，k＝1。3．对牛顿第二定律的理解⑴矢量性：加速度的方向始终与合外力的方向相同。⑵瞬时性：力的作用和加速度的产生是瞬时对应的关系，力变加速度就变。⑶独立性：作用在物体上的每个力都能独立地对物体产生加速度。而物体实际的加速度则是每个力产生加速度的矢量和。⑷同体性：式中F合、a、m必须对应同一个物体或系统，a相对于同一个参考系。牛顿第二定律的正交分解形式为：Fx＝max。Fy＝may。4．由A、B两物体组成的系统的牛顿第二定律：表达式：∑Fx=mAaAx＋mBaBx∑Fy=mAaAy＋mBaBy常用来研究A、B中有一个加速度为零的情况：若aB=0，则：∑Fx=mAaAx∑Fy=mAaAy5．牛顿第二定律的适用范围⑴牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）。第-5-页共27页⑵牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况。6．力、加速度、速度关系小结⑴物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，只要有合力，不管速度是大，是小，或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零。一般情况下，合力与速度无必然的联系。⑵合力与速度同向时，物体加速，反之减速。⑶力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，即：力→加速度→速度变化（运动状态变化）物体所受到的合力决定了物体当时加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度的变化量的大小．加速度大小与速度大小无必然的联系。⑷区别加速度的定义式vat与决定式Fam。考点二力学单位制1．单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制。⑴基本量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做基本量。⑵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位。2．国际单位制中的基本物理量和基本单位：3单位制的应用⑴物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系。⑵在进行物理计算时，若所有的已知量都用国际单位制的单位表示，那么只要正确地应用物理公式，计算的结果必是用相应国际单位来表示的。⑶单位制在物理计算中可以检验计算的结果是否正确。考查等式两边的单位是否一致，若发现不一致，则说明物理关系的建立和推断有错误。【典题例析】类型一．力与运动关系的定性分析例1如图所示，如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上第-6-页共27页C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大例2如图所示．弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，则A．物体从A到O先加速后减速B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动C．物体运动到O点时所受合力为零D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小类型二、顿第二定律的瞬时性例3（2001年上海高考题）如图（1）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。（1）下面是某同学对该题的某种解法：解：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下处于平衡。cos1Tmg，21sinTT，解得2T=mgtanθ，剪断线的瞬间，T2突然消失，物体却在T2反方向获得加速度，因为mgtanθ=ma所以加速度a=gtanθ，方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗？说明理由。（2）若将图（1）中的细线L1改为长度相同，质量不计的轻弹簧，如图（2）所示，其它条件不变，求解的步骤和结果与（1）完全相同，即a=gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。类型三、正交分解法例4如图所示，质量为4kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为20Ｎ，与水平方向成30°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动，求物体的加速度是多大?（g取10m/s2）第-7-页共27页类型四、合成法与分解法例5如图所示，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1kg．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．（2）求悬线对球的拉力．例6如图所示，m=4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成37°角。求：（1）小车以a=g向右加速；（2）小车以a=g向右减速时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力F2各多大？例7如图所示，在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。求：（1）箱以加速度a匀加速上升，（2）箱以加速度a向左匀加速运动时，线对木块的拉力F1和斜面对箱的压力F2各多大？类型五、在动力学问题中的综合应用例7如图所示，质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，在与水平成θ=37°角的恒力F作用下，从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F，又经过t2=4.0s物体刚好停下。求：F的大小、最大速度vm、总位移s。第-8-页共27页【问题反思】三、牛顿运动定律的应用1（两类基本问题）【知识回顾】【考点突破】考点一动力学的两类基本问题一．牛顿第二定律确定了力和加速度的关系，使我们能够把物体的受力情况与运动情况联系起来。1．从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学公式就可以确定物体的运动情况。2．从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的外力。二．基本思路分析解决这两类问题的关键是：抓住加速度a始终是联系力和运动的桥梁。思维过程如下：三．解题步骤：1．审题，明确题意、清楚物理过程2．选取研究对象，可以是单个物体，也可以是几个物体组成的系统3．对研究对象进行受力分析和运动情况分析，并画出受力图或运动过程示意图4．建立