上海高考复习牛顿运动定律

牛顿运动定律知识点思维导图一、牛顿运动定律1、重要知识点（一）牛顿第一定律（即惯性定律）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。（1）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：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。动力学牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律：惯性物体的固有属性大小决定与物体的质量内容0==0=aF∑静止匀速直线运动公式∑maF=两个外力作用直接合成三个及三个以上力作用：正交分解特性瞬时性：a和F瞬时对应矢量性：a和F同向独立性：各力独立作用应用直线运动中的处理方法圆周运动中的处理方法作用力与反作用力的特点万有引力定律宇宙速度的计算天体质量的计算重力加速度g随h的变化③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系。（2）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做惯性。①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。②质量是物体惯性大小的量度。③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。（二）牛顿第二定律1.定律容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比，跟物体的质量m成反比。2.公式：Fma合理解要点：①因果性：F合是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失；②方向性：a与F合都是矢量，方向严格相同；③瞬时性和对应性：a为某时刻某物体的加速度，F合是该时刻作用在该物体上的合外力。（三）牛顿第三定律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，公式可写为FF'1.应用牛顿第二定律解题的一般步骤①确定研究对象；②分析研究对象的受力情况画出受力分析图并找出加速度方向；③建立直角坐标系，使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上，并将其余分解到两坐标轴上；④分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程；⑤统一单位，计算数值。2.处理临界问题和极值问题的常用方法涉及临界状态的问题叫临界问题。临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一种物理现象的连接状态，常伴有极值问题出现。如：相互挤压的物体脱离的临界条件是压力减为零；存在摩擦的物体产生相对滑动的临界条件是静摩擦力取最大静摩擦力，弹簧上的弹力由斥力变为拉力的临界条件为弹力为零等。临界问题常伴有特征字眼出现，如“恰好”、“刚刚”等，找准临界条件与极值条件，是解决临界问题与极值问题的关键。2、典型例题讲解例1．如图所示，斜面体的上表面除AB段粗糙外，其余部分光滑。一物体从斜面的顶端滑下，经过A、C两点时的速度相等，已知AB=BC，物体与AB段的动摩擦因数处处相等，斜面体始终静止在地面上，则（）（A）物体在AB段和BC段运动的加速度大小不相等（B）物体在AB段和BC段运动的时间不相等（C）物体在AB段和BC段运动时，斜面体受到地面静摩擦力的大小相等（D）物体在AB段和BC段运动时，斜面体受到地面支持力的大小相等答案：C例1：如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中（）A．地面对物体M的摩擦力先向左后向右B．地面对物体M的摩擦力方向没有改变C．地面对物体M的支持力总大于(M＋m)gD．物块m上、下滑动时的加速度大小相同答案：BABC例2：(2014静安区一模)如图所示，粗糙斜面体b的质量为M，放在粗糙的水平地面上。质量为m的滑块a以一定初速度沿着斜面向上滑，然后又返回，整个过程中b相对地面没有移动。由此可知（）（A）地面对b一直有向左的摩擦力（B）地面对b的摩擦力方向先向左后向右（C）滑块a沿斜面上滑时地面对b的支持力大于(M＋m)g（D）地面对b的支持力一直小于(M＋m)g答案:AD5、（2014嘉定区一模）电动机以恒定的功率P和恒定的转速n(r/s)卷动绳子，拉着质量为M的木箱在粗糙不均水平地面上前进，如图所示，电动机卷绕绳子的轮子的半径为R，当运动至绳子与水平成θ角时，下述说确的是（）（A）木箱将匀速运动，速度是nR2（B）木箱将匀加速运动，此时速度是cos2nR（C）此时木箱对地的压力为nRPMg2sin（D）此过程木箱受的合外力大小和方向都在变化答案:C（2014宝山区一模）如图所示，等腰直角三角体OAB的斜边AB是由AP和PB两个不同材料的面拼接而成，P为两面交点，且BP＞AP．将OB边水平放置，让小物块从A滑到B；然后将OA边水平放置，再让小物块从B滑到A，小物块两次滑动均由静止开始，且经过P点的时间相同．物体与AP面的摩擦因数为A，与PB面的摩擦因数为B；滑到底部所用的总时间分别是ABt和BAt，下列说确的是……（）(A)两面与小物体间的摩擦系数AB(B)两次滑动中物块到达P点速度相等(C)两次滑动中物块到达底端速度相等第4页（共10页）ABBAPPOO第22题(D)两次滑动中物块到达底端总时间ABBAtt答案：CD3、模拟练习1、（黄浦15．）如图所示，质量均为m的环A与球B用一轻质细绳相连，环A套在水平细杆上。现有一水平恒力F作用在球B上，使A环与B球一起向右匀速运动。已知细绳与竖直方向的夹角为θ。下列说法中正确的是（）（A）若水平恒力增大，轻质绳对B球的拉力保持不变（B）B球受到的水平恒力大小为mgtanθ（C）杆对A环的支持力随着水平恒力的增大而增大（D）A环与水平细杆间的动摩擦因数为tanθ22、（普陀）．如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定，下端连接一小铁球，横杆右边用一根细线吊一小铁球，当小车向右做加速运动时，细线保持与竖直方向成角，若θ＜，则下列说确的是()A．轻杆对小球的弹力方向与细线平行B．轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上C．轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行，也不沿着轻杆方向D．此时小车的加速度为gtan3、（闵行20．）如图所示，倾角θ=30°的斜面固定在地面上，长为L、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳AB置于斜面上，与斜面间动摩擦因数23,其A端与斜面顶端平齐。用细线将质量也为m的物块与软绳连接，给物块向下的初速度，使软绳B端到达斜面顶端（此时物块未到达地面），在此过程中--------()（A）物块的速度始终减小（B）软绳上滑L91时速度最小（C）软绳重力势能共减少了mgL41θABFmθAB（D）软绳减少的重力势能一定小于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和4、（2014青浦区一模）有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如，从解的物理量单位、解随某些已知量变化的趋势、解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。举例如下：如图所示，质量为M、倾角为θ的滑块A放于水平地面上，把质量为m的滑块B放在A的斜面上。忽略一切摩擦，有人求得B相对地面的加速度a＝M＋mM＋msin2θgsinθ，式中g为重力加速度。对于上述解，某同学分析了等号右侧量的单位，没发现问题。他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”。其中正确的应该是[]A．当θ＝0°时，该解给出a＝0，这符合常识，说明该解可能是对的B．当θ＝90°时，该解给出a＝g，这符合实验结论，说明该解可能是对的C．当M≫m时，该解给出a＝gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的D．当m≫M时，该解给出a＝gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的5、(2014松江区一模)如图所示，测力计上固定有一个倾角为30°的光滑斜面，用一根细线将一个质量为0.4kg的物体挂在斜面上，测力计有一定的示数。当细线被剪断物体正下滑时，测力计的示数将（）A．增加4NB．增加3NC．减少2ND．减少1N6．（2014松江区一模）如图所示，带正电物体A在固定的绝缘斜面上下滑，若在斜面上方所在空间加一个竖直向下的匀强电场，且电场强度E随时间t均匀增加，则下列说确的是（）A．若A在无电场时是匀速运动的，则加了电场后仍为匀速运动B．若A在无电场时是匀速运动的，则加了电场后A物将变加速下滑C．若A在无电场时是匀加速下滑，则加了电场后仍匀加速下滑D．若A在无电场时是匀加速下滑，则加了电场后将变加速下滑，加速度逐渐增大EAFbFa甲乙Fθm105v/m·s-1o0.51.01.5t/s7：在静止的车厢，用细绳a和b系住一个小球，绳a斜向上拉，绳b水平拉，如图所示。现让车从静止开始向右做匀加速运动，小球相对于车厢的位置不变，与小车静止时相比，绳a、b的拉力Fa、Fb变化情况是（）（A）Fa变大，Fb不变（B）Fa变大，Fb变小（C）Fa不变，Fb变小（D）Fa不变，Fb变大8：如图所示，轻质弹簧竖直固定在水平地面上，一质量为m的小球在外力F的作用下静止于图示位置，弹簧处于压缩状态。现撤去外力F，小球最终可以离开弹簧而上升一定的高度，则小球从静止开始到离开弹簧的过程中（不计空气阻力）（）（A）小球受到的合外力逐渐减小（B）小球的速度逐渐增大（C）小球的加速度最大值大于重力加速度g（D）小球的加速度先增大后减小9、（2014浦东新区一模）如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，t1＝0.5s时撤去拉力，物体速度与时间（v—t）的部分图像如图乙所示。（g=10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）问：（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ为多少？（2）拉力F的大小为多少？（3）物体沿斜面向上滑行的最大距离s为多少？F答案：1、D2、AD3、BCD4、ABC5、D6、AD7、C8、C9、（1）设物体在力F作用时的加速度为a1，撤去力F后物体的加速度大小为a2，根据图像可知：22111s/m20s/m5.00-10tva22222s/m10s/m5.05-10tva撤去力F后对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2解得：5.08.0106.01010cossin2gga（2）在力F作用时对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1F=m(a1+gsinθ+μgcosθ)=1×(20+10×0.6+0.5×10×0.8)N=30N（3）设撤去力F后物体运动到最高点所花时间为t2，此时物体速度为零，有0=v1－a2t2，得t2＝1s向上滑行的最大距离：m5.7m110215.02021212122222211tatas二、万有引力定律1、重要知识点A．万有引力定律的容和公式宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力的大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。公式：221rmmGF，其中G＝6.67×10－11N.m2/kg2,叫万有引力常量。B．适用条件：公式适用于质点间的相互作用。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点。均匀球体可视为质点，r是两球心间的距离。C．应用万有引力定律分析天体的运动D．基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供。2RMmG=Rvm2=Rm2=RTm2)2(=Rfm2)2(应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算。E．天体质量M、密度的估算：测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径R和周期T，由2RMmG＝RTm2)2(得2324GTRM，＝VM=3034RM=30233