2020年高考物理一轮复习 第三单元 牛顿运动定律 第1讲 牛顿运动定律及其应用课件 新人教版

延时符高考引航命题调研牛顿运动定律是高考重点考查的内容之一,每年必考,且分值较高。题型既有选择题,又有计算题;既有单独考查,又有与其他章节知识的综合考查。能力的考查侧重推理能力。本模块涉及超重和失重、单位制两个Ⅰ级考点,牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用两个Ⅱ级考点。具体特点有:(1)对惯性、超重与失重、牛顿运动定律的理解;(2)应用牛顿运动定律分析物体的运动过程;(3)将牛顿运动定律与运动学(特别是与图象相联系)等知识相结合进行综合考查;(4)灵活运用整体法和隔离法处理连接体问题,并能选取适当的坐标系列方程求解;(5)与实际生活应用相结合,将实际问题理想化、模型化。试题可能以选择题或实验题单独考查,还可能以计算题与其他知识综合考查。延时符高考引航预计2020年高考对本章内容的考查仍将以概念和规律的应用为主,单独考查的题目多为选择题,与曲线运动、万有引力及电磁学等相结合以计算题的形式出现的可能性较大。命题存在以下特点和趋势:一是它是高考考查的重点,命题次数较多;二是题型全面,从选择到实验,再到计算都有可能涉及;三是命题趋势大体呈现以下特点,(1)匀变速直线运动规律的应用,(2)动力学方法的应用,(3)动力学方法和功能关系的综合应用。试题以实际生活、生产和科技实验等有关问题为背景考查物理知识。其中整体法和隔离法、瞬时关系、连接体问题、力和运动关系、超重和失重问题、弹簧问题、传送带问题、板块模型等应特别关注。牛顿运动定律及其应用1必备知识2关键能力第1讲1牛顿第一定律(1)伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验,但这个实验反映了一种物理思想——在可靠的事实基础之上,以事实为依据,以抽象为指导,抓住主要因素,忽略次要因素,科学地揭示自然规律。(2)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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。意义:①揭示了物体的固有属性,一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律;②揭示了力与运动的关系,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,即力是产生加速度的原因。(3)牛顿第一定律的应用技巧:①应用牛顿第一定律分析实际问题时,要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系,正确理解力不是维持物体运动状态的原因,纠正生活中一些错误的直观印象,建立正确的思维习惯。②如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力作用。因此,判断物体的运动状态是否改变,以及如何改变,应分析物体的受力情况。答案1答案BDB1.1(2019天津市和平区高三第一次模拟)(多选)关于伽利略的理想实验,下列说法正确的是()。A.只要接触面的摩擦力相当小,物体在水平面上就能匀速运动下去B.这个实验实际上是永远无法做到的C.利用气垫导轨,就能使实验成功D.虽然是想象中的实验,但它是建立在可靠的实验基础上的1.2(2018济南市平阳县高三质量检测)根据牛顿运动定律可知,下列说法正确的是()。A.力是维持物体运动的原因B.力是改变物体运动状态的原因C.外力停止作用后,物体由于惯性会停止D.物体做匀速直线运动时,所受合力可以不为零牛顿第一定律2惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。(2)普遍性:一切物体都具有惯性,惯性是物体的固有属性。(3)相关性:惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素(如受力情况、运动情况)无关。(4)唯一性:质量是惯性大小的唯一量度。【易错警示】误区一,认为运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性。误区二,认为运动速度大的物体惯性大。误区三,认为重力越小,惯性越小。误区四,认为惯性是一种特殊的力。2A答案答案B2.1(2018长春市农安县高三模拟)有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时,从热气球里掉出一个物体,这个物体离开热气球后将()。A.继续上升一段距离,然后下落B.立即下落C.以原来的速度永远上升D.以上说法都不对2.2(2019安徽皖南八校监测)物体A的质量为1kg,物体B的质量为2kg,A、B分别以2m/s和1m/s的速度运动,则下列说法中正确的是()。A.A的惯性比B的大B.B的惯性比A的大C.A和B的惯性一样大D.不能确定A、B的惯性大小关系惯性3牛顿第二定律(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比。加速度的方向跟作用力的方向相同。表达式为F=ma。(2)牛顿第二定律的基本特性【温馨提示】力是产生加速度的原因,若不存在力,则没有加速度。力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合力的方向决定。C答案3答案C3.1(2018安徽四校高三联考)物体以一定的初速度竖直向上抛出,已知空气对物体的阻力大小与速度大小成正比,则下列关于此物体加速度大小的说法正确的是()。A.上升过程加速度增大,下降过程加速度减小B.上升过程加速度增大,下降过程加速度也增大C.上升过程加速度减小,下降过程加速度也减小D.上升过程加速度减小,下降过程加速度增大牛顿第二定律3.2(2018长沙大学附属中学月考)如图所示,一木块在光滑水平面上受一个恒力F作用而运动,前方固定有一个轻质弹簧,当木块接触弹簧后,下列判断正确的是()。A.木块将立即做匀减速直线运动B.木块将立即做变减速直线运动C.在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大D.在弹簧压缩量最大时,木块的加速度为零4力学单位制(1)单位制:由基本单位和导出单位共同组成。(2)基本单位:基本物理量的单位。力学中的基本物理量有三个,分别是质量、时间和长度,它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m)。(3)导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。B答案4力学单位制4.1(2019南京十二中高三第一次模拟)在国际单位制(简称SI)中,力学和电学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为()。A.m2·kg·s-4·A-1B.m2·kg·s-3·A-1C.m2·kg·s-2·A-1D.m2·kg·s-1·A-15超重和失重(1)超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。产生条件:物体具有向上的加速度。(2)失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。产生条件:物体具有向下的加速度。(3)完全失重:物体对支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)等于零的现象。产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下。(4)实重和视重。①实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关。②视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力,此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。B答案5答案A超重和失重5.1(2018贵州遵义航天中学四模)蹦极是一种极限体育项目,可以锻炼人的胆量和意志。运动员从高处跳下,在弹性绳被拉伸前做自由落体运动,在弹性绳被拉伸后运动员在弹性绳的缓冲作用下,下落一定高度后速度减为零。关于下降的全过程,下列说法中正确的是()。A.弹性绳拉伸前运动员处于失重状态,弹性绳拉伸后运动员处于超重状态B.弹性绳拉伸后运动员先处于失重状态,后处于超重状态C.弹性绳拉伸后运动员先处于超重状态,后处于失重状态D.运动员一直处于失重状态5.2(2018盐城市伍佑中学调研)在德国首都柏林举行的世界田径锦标赛女子跳高决赛中,克罗地亚选手弗拉西奇以2.04m的成绩获得冠军,如图所示。弗拉西奇的身高约为1.93m,忽略空气阻力,g取10m/s2,则下列说法正确的是()。A.弗拉西奇在下降过程中处于完全失重状态B.弗拉西奇起跳以后在上升过程中处于超重状态C.弗拉西奇起跳时地面对她的支持力等于她所受的重力D.弗拉西奇起跳时的初速度大约为3m/s6牛顿第三定律(1)作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体同时对前一个物体也施加了力。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,作用在同一条直线上。(2)作用力与反作用力的关系:①六同,即大小相同、性质相同、同一直线、同时产生、同时变化、同时消失。②三异,即方向相反、不同物体、不同效果。③二无关,即与物体的运动状态无关、与物体是否受其他力无关。名称项目一对平衡力作用力与反作用力作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同合力零不存在合力(3)一对平衡力与一对相互作用力的比较6牛顿第三定律(4)牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中都有广泛的应用。当某个力不方便直接分析或求解时,可利用牛顿第三定律转换研究对象,通过分析或求解反作用力,从而快捷地解决问题。D答案6答案B牛顿第三定律6.1(2019浙江省金华五校模拟)牛顿在总结了雷恩、沃利斯和惠更斯等人的研究结果后,提出了著名的牛顿第三定律,阐述了作用力和反作用力的关系,从而与牛顿第一定律和牛顿第二定律形成了完整的牛顿力学体系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()。A.物体先对地面产生压力,然后地面才对物体产生支持力B.物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C.人推车前进,人对车的作用力大于车对人的作用力D.物体在地面上滑行,不论物体的速度多大,物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等6.2(2019长春九台区一中考试)当人站在体重计上称重时,下列说法正确的是()。A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力牛顿第二定律的应用题型一1.合力、加速度、速度间的决定关系(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,只要合力不为零,不管速度是大是小,或是零,物体都有加速度,只有合力为零时,加速度才为零。一般情况下,合力与速度无必然的联系。(2)合力与速度同向时,物体做加速运动;合力与速度反向时,物体做减速运动。(3)a=Δ𝑣Δ𝑡是加速度的定义式,a与Δv、Δt无直接关系;a=𝐹𝑚是加速度的决定式,a∝F,a∝1𝑚。2.牛顿第二定律的矢量性由于加速度的方向与合力的方向总相同,若已知合力的方向,即可确定加速度的方向;反之,若已知加速度的方向,即可确定合力的方向。牛顿第二定律的应用题型一3.牛顿第二定律的瞬时性(1)瞬时问题的三种模型内容轻绳(细线)轻杆轻弹簧模型的建立不计质量,只能产生拉力,劲度系数很大,可看成不可伸长不计质量,可提供拉力、压力或不沿杆的力,劲度系数很大,可看成不可伸长或压缩可以被拉伸或压缩,弹力大小与弹簧的形变量有关(弹性限度内)模型的特点各处张力大小相等,方向沿绳收缩的方向,瞬时问题中其弹力发生突变各处弹力大小相等,但方向不一定沿杆方向,瞬时问题中其弹力发生突变各处弹力大小相等,方向与形变方向相反,瞬时问题中其弹力大小不变(2)求解瞬时加速度的一般思路分析物体的受力情况→列牛顿第二定律方程→求瞬时加速度。牛顿第二定律的应用题型一4.牛顿第二定律的独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律。(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)力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律,即ax=𝐹𝑥𝑚,ay=𝐹𝑦𝑚。题型一答案解析牛顿第二定律的应用【例1】在托乒乓球跑步比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点。比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如图所示,设整个过程中球一直保持在球拍中心不动,球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦力,球的质量为m,重力加速度为g。求:(1)空气阻力大小与球速大小的比例系数k。(2)在加速跑阶段球拍倾角