高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題四 牛頓運(yùn)動定律課件.ppt

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專題四牛頓運(yùn)動定律 考點(diǎn)基礎(chǔ)自清 考點(diǎn)互動探究 內(nèi)容索引 考點(diǎn)基礎(chǔ)自清 一 牛頓第一定律1 內(nèi)容一切物體總保持狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) 除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài) 2 意義 1 指出力不是維持物體運(yùn)動的原因 而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因 即力是產(chǎn)生的原因 2 指出了一切物體都有 因此牛頓第一定律又稱為 答案 加速度 勻速直線運(yùn)動 慣性 慣性定律 答案 3 牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài) 而實(shí)際中不受力作用的物體是不存在的 當(dāng)物體受外力但時 其運(yùn)動效果跟不受外力作用時相同 物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài) 3 慣性 1 定義 物體具有保持原來狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì) 2 量度 是物體慣性大小的唯一量度 的物體慣性大 的物體慣性小 3 普遍性 慣性是物體的固有屬性 一切物體都有慣性 與物體的運(yùn)動情況和受力情況 所受合力為零 勻速直線運(yùn)動 質(zhì)量大 質(zhì)量 質(zhì)量小 無關(guān) 答案 二 牛頓第二定律1 內(nèi)容物體加速度的大小跟所受外力的合力成正比 跟它的質(zhì)量成反比 加速度的方向跟方向相同 2 表達(dá)式 F 三 牛頓第三定律1 牛頓第三定律的內(nèi)容兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小 方向 作用在同一條直線上 合外力 ma 相等 相反 答案 2 作用力與反作用力的 三同 三異 三無關(guān) 1 三同 大小相同 相同 變化情況相同 2 三異 方向不同 物體不同 產(chǎn)生的效果不同 3 三無關(guān) 與物體的種類無關(guān) 與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān) 與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān) 性質(zhì) 受力 答案 四 力學(xué)單位制1 力學(xué)中的基本物理量及單位 1 力學(xué)中的基本物理量是 質(zhì)量 時間 2 力學(xué)中的基本單位 基本物理量的所有單位都是基本單位 如 毫米 mm 克 g 毫秒 ms 等等 三個基本物理量的單位在國際單位制中分別為米 m 2 單位制 1 由基本單位和導(dǎo)出單位組成的單位系統(tǒng)叫做單位制 2 國際單位制 SI 國際計(jì)量大會制定的國際通用的 包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制 叫做國際單位制 長度 千克 kg 秒 s 答案 五 超重與失重1 超重 1 定義 物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?物體所受重力的現(xiàn)象 2 產(chǎn)生條件 物體具有向的加速度 2 失重 1 定義 物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?物體所受重力的現(xiàn)象 2 產(chǎn)生條件 物體具有向的加速度 大于 上 小于 下 1 冰壺在冰面上運(yùn)動時受到的阻力很小 可以在較長時間內(nèi)保持運(yùn)動速度的大小和方向不變 我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動狀態(tài)變化的 本領(lǐng) 這里所指的 本領(lǐng) 是冰壺的慣性 則慣性的大小取決于 A 冰壺的速度B 冰壺的質(zhì)量C 冰壺受到的推力D 冰壺受到的阻力 解析 1 2 3 4 5 學(xué)考通關(guān)練 解析質(zhì)量是慣性大小的唯一量度 2 2016 金華十校9月模擬 踢足球是青少年最喜愛的運(yùn)動項(xiàng)目之一 足球運(yùn)動中包含有豐富的物理常識 如圖1所示 某校一學(xué)生踢球時 A 腳對球的作用力大于球?qū)δ_的作用力B 腳對球的作用力與球?qū)δ_的作用力大小相等C 腳對球的作用力與球的重力是一對平衡力D 腳對球的作用力與球?qū)δ_的作用力是一對平衡力 1 2 3 4 5 解析 解析由牛頓第三定律 作用力與反作用力總是大小相等 方向相反 作用在同一條直線上知 B正確 A D錯誤 一學(xué)生踢球時 腳對球的作用力與球的重力不在一條直線 所以不是平衡力 C不正確 圖1 3 2016 浙江10月學(xué)考 2 下列均屬于國際制基本單位的是 A m N JB m kg JC m kg sD kg m s N 解析 1 2 3 4 5 解析力學(xué)中有3個基本物理量 質(zhì)量 長度 時間 單位分別是 kg m s 力 N 功 J 這些都不是國際基本物理量 所以答案為C 4 牛頓第二定律的表達(dá)式可以寫成m 對某個物體來說 它的質(zhì)量m A 跟合外力F成正比B 跟合外力F與加速度a都無關(guān)C 跟它的加速度a成反比D 跟合外力F成反比 跟它的加速度a成正比 解析 1 2 3 4 5 解析m 只是一個計(jì)算式 物體質(zhì)量與合外力和加速度均無關(guān) 5 2015 浙江1月學(xué)考 如圖2所示 小文同學(xué)在電梯中體驗(yàn)加速上升和加速下降的過程 這兩個過程 A 都是超重過程B 都是失重過程C 加速上升是失重過程 加速下降是超重過程D 加速上升是超重過程 加速下降是失重過程 解析 1 2 3 4 5 圖2 返回 解析加速上升時加速度方向向上 故支持力大于重力 為超重 加速下降時加速度方向向下 支持力小于重力 為失重 故選D項(xiàng) 考點(diǎn)互動探究 1 應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問題時 要把生活感受和理論問題聯(lián)系起來深刻認(rèn)識力和運(yùn)動的關(guān)系 正確理解力不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因 克服生活中一些錯誤的直觀印象 建立正確的思維習(xí)慣 2 相互作用力與平衡力的比較 例1課間休息時 一位男生跟一位女生在課桌面上扳手腕比力氣 結(jié)果男生把女生的手腕壓倒到桌面上 如圖3所示 對這個過程中作用于雙方的力 描述正確的是 A 男生扳女生手腕的力一定比女生扳男生手腕的力大B 男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力一樣大C 男生扳女生手腕的力小于女生臂膀提供給自己手腕的力D 男生扳女生手腕的力與女生臂膀提供給自己手腕的力一樣大 圖3 解析 解析根據(jù)牛頓第三定律 男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力大小相等 規(guī)律總結(jié) 應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的三個問題1 定律中的 總是 說明對于任何物體 在任何情況下牛頓第三定律都是成立的 2 作用力與反作用力雖然等大反向 但因作用的物體不同 所產(chǎn)生的效果 運(yùn)動效果或形變效果 往往不同 3 作用力與反作用力只能是一對物體間的相互作用力 不能牽扯第三個物體 解析 1 多選 如圖4所示 在勻速前進(jìn)的磁懸浮列車?yán)?小明將一小球放在水平桌面上 且小球相對桌面靜止 關(guān)于小球與列車的運(yùn)動 下列說法正確的是 A 若小球向前滾動 則磁懸浮列車在加速前進(jìn)B 若小球向后滾動 則磁懸浮列車在加速前進(jìn)C 磁懸浮列車急剎車時 小球向前滾動D 磁懸浮列車急剎車時 小球向后滾動 解析列車加 減 速時 小球由于慣性保持原來的運(yùn)動狀態(tài) 即原速率 不變 相對于車向后 前 滾動 選項(xiàng)B C正確 1 2 3 變式題組 圖4 2 2014 浙江1月學(xué)考 如圖5所示 將甲 乙兩彈簧互相鉤住并拉伸 則 A 甲拉乙的力小于乙拉甲的力B 甲拉乙的力大于乙拉甲的力C 甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對平衡力D 甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對相互作用力 圖5 1 2 3 解析 解析根據(jù)牛頓第三定律 相互作用的兩個物體間的作用力大小相等 方向相反 甲 乙間的力為相互作用力 故D項(xiàng)正確 3 2016 金華十校9月模擬 下列說法中正確的是 A 運(yùn)動越快的汽車越不容易停下來 是因?yàn)槠囘\(yùn)動得越快 慣性越大B 作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力C 伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是憑空想象出來的 是脫離實(shí)際的理論假設(shè)D 馬拉著車向前加速時 馬對車的拉力大于車對馬的拉力 1 2 3 解析 解析物體的慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān) 與物體的速度無關(guān) 選項(xiàng)A錯誤 作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力 選項(xiàng)B正確 伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是建立在嚴(yán)格的推理的基礎(chǔ)上的 與實(shí)際的理論不脫離 選項(xiàng)C錯誤 馬拉著車向前加速時 馬對車的拉力與車對馬的拉力是一對作用力與反作用力 故馬對車的拉力等于車對馬的拉力 選項(xiàng)D錯誤 1 2 3 考點(diǎn)二牛頓第二定律的理解和應(yīng)用 1 對牛頓第二定律的理解 2 牛頓第二定律瞬時性的 兩種 模型加速度與合外力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系 二者總是同時產(chǎn)生 同時變化 同時消失 具體可簡化為以下兩種模型 1 剛性繩 或接觸面 不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體 剪斷 或脫離 后 其彈力立即消失 不需要形變恢復(fù)時間 2 彈簧 或橡皮繩 兩端同時連接 或附著 有物體的彈簧 或橡皮繩 特點(diǎn)是形變量大 其形變恢復(fù)需要較長時間 在瞬時性問題中 其彈力的大小往往可以看成保持不變 例2 2016 東陽市聯(lián)考 如圖6所示 物塊1 2間用剛性輕質(zhì)桿連接 物塊3 4間用輕質(zhì)彈簧相連 物塊1 3質(zhì)量為m 物塊2 4質(zhì)量為M 兩個系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上 并處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出 設(shè)抽出后的瞬間 物塊1 2 3 4的加速度大小分別為a1 a2 a3 a4 重力加速度大小為g 則有 圖6 解析 解析在抽出木板的瞬間 物塊1 2與剛性輕桿連接處的形變立即消失 受到的合力均等于各自重力 所以由牛頓第二定律知a1 a2 g 而物塊3 4間的輕質(zhì)彈簧的形變還來不及改變 此時彈簧對物塊3向上的彈力大小和對物塊4向下的彈力大小仍為mg 因此物塊3滿足mg F a3 0 技巧點(diǎn)撥 求解瞬時加速度問題時應(yīng)抓住 兩點(diǎn) 1 物體的受力情況和運(yùn)動情況是時刻對應(yīng)的 當(dāng)外界因素發(fā)生變化時 需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動分析 2 加速度可以隨著力的突變而突變 而速度的變化需要一個過程的積累 不會發(fā)生突變 解析 4 如圖7所示 質(zhì)量為1kg的物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為0 2 物體在7N的水平拉力作用下獲得的加速度大小為 g取10m s2 A 0B 5m s2C 8m s2D 12m s2 4 5 6 變式題組 圖7 解析 5 2016 溫州聯(lián)考 如圖8所示 兩小球懸掛在天花板上 a b兩小球用細(xì)線連接 上面是一輕質(zhì)彈簧 a b兩球的質(zhì)量分別為m和2m 在細(xì)線燒斷瞬間 a b兩球的加速度為 取向下為正方向 A 0 gB g gC 2g gD 2g 0 4 5 6 圖8 4 5 6 解析在細(xì)線燒斷之前 a b可看成一個整體 由二力平衡知 彈簧彈力等于整體重力 故方向向上 大小為3mg 6 如圖9所示 兩個質(zhì)量分別為m1 2kg m2 3kg的物體置于光滑的水平面上 中間用輕質(zhì)彈簧測力計(jì)連接 兩個大小分別為F1 30N F2 20N的水平拉力分別作用在m1 m2上 則 A 彈簧測力計(jì)的示數(shù)是25NB 彈簧測力計(jì)的示數(shù)是50NC 在突然撤去力F2的瞬間 m1的加速度大小為5m s2D 在突然撤去力F1的瞬間 m1的加速度大小為13m s2 圖9 4 5 6 解析 4 5 6 在突然撤去力F2的瞬間 彈簧的彈力不發(fā)生變化 故m1的加速度不發(fā)生變化 選項(xiàng)C錯誤 1 盡管物體的加速度不是豎直方向 但只要其加速度在豎直方向上有分量 物體就會處于超重或失重狀態(tài) 2 超重并不是重力增加了 失重并不是重力減小了 完全失重也不是重力完全消失了 在發(fā)生這些現(xiàn)象時 物體的重力依然存在 且不發(fā)生變化 只是物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生了變化 3 在完全失重的狀態(tài)下 平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象就會完全消失 如天平失效 液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等 考點(diǎn)三超重與失重現(xiàn)象 例3應(yīng)用物理知識分析生活中的常見現(xiàn)象 可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入 例如 平伸手掌托起物體 由靜止開始豎直向上運(yùn)動 直至將物體拋出 對此現(xiàn)象分析正確的是 A 手托物體向上運(yùn)動的過程中 物體始終處于超重狀態(tài)B 手托物體向上運(yùn)動的過程中 物體始終處于失重狀態(tài)C 在物體離開手的瞬間 物體的加速度大于重力加速度D 在物體離開手的瞬間 手的加速度大于重力加速度 解析 解析手托物體向上運(yùn)動 一定先向上加速 處于超重狀態(tài) 但后面的運(yùn)動可以是減速的 也可以是勻速的 不能確定 A B錯誤 物體和手具有共同的速度和加速度時 二者不會分離 故物體離開手的瞬間 物體向上運(yùn)動且只受重力 物體的加速度等于重力加速度 但手的加速度應(yīng)大于重力加速度 并且方向豎直向下 手與物體才能分離 所以C錯誤 D正確 技巧點(diǎn)撥 超重和失重現(xiàn)象判斷的 三 技巧1 從受力的角度判斷 當(dāng)物體所受向上的拉力 或支持力 大于重力時 物體處于超重狀態(tài) 小于重力時處于失重狀態(tài) 等于0時處于完全失重狀態(tài) 2 從加速度的角度判斷 當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài) 具有向下的加速度時處于失重狀態(tài) 向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài) 3 從速度變化的角度判斷 1 物體向上加速或向下減速時 超重 2 物體向下加速或向上減速時 失重 解析 7 2014 浙江7月學(xué)考 兩磚塊疊在一起放在豎直升降電梯的水平底板上 當(dāng)兩磚塊間的壓力小于上面磚塊的重力時 電梯可能的運(yùn)動是 A 向上加速運(yùn)動B 向上減速運(yùn)動C 向下勻速運(yùn)動D 向下減速運(yùn)動 7 8 9 變式題組 解析對上面的磚塊進(jìn)行分析 根據(jù)牛頓第二定律得 a 由題意知支持力小于重力 則加速度方向豎直向下 所以電梯向上做減速運(yùn)動或向下做加速運(yùn)動 故B正確 A C D錯誤 7 8 9 8 關(guān)于超重和失重現(xiàn)象 下列描述中正確的是 A 電梯正在減速上升 在電梯中的乘客處于超重狀態(tài)B 磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時 列車上的乘客處于超重狀態(tài)C 蕩秋千時秋千擺到最低位置時 人處于失重狀態(tài)D 神舟九號 飛船在繞地球做圓軌道運(yùn)行時 飛船內(nèi)的航天員處于完全失重狀態(tài) 7 8 9 9 2015 浙江10月選考 為了讓乘客乘車更為舒適 某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具 乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動調(diào)整 使座椅始終保持水平 如圖10所示 當(dāng)此車勻減速上坡時 則乘客 僅考慮乘客與水平面之間的作用 A 處于超重狀態(tài)B 不受摩擦力的作用C 受到向后 水平向左 的摩擦力作用D 所受合力豎直向上 7 8 9 圖10 解析 解析當(dāng)車勻減速上坡時 加速度方向沿斜坡向下 人的加速度與車的加速度相同 根據(jù)牛頓第二定律知人的合力方向沿斜面向下 合力的大小不變 人受重力 支持力和水平向左的靜摩擦力 如圖 將加速度沿豎直方向和水平方向分解 則有豎直向下的加速度 則 mg FN may FN mg 乘客處于失重狀態(tài) 故A B D錯誤 C正確 7 8 9 1 動力學(xué)的兩類基本問題第一類 已知受力情況求物體的運(yùn)動情況 第二類 已知運(yùn)動情況求物體的受力情況 2 動力學(xué)兩類基本問題的解題步驟第一步 選對象 根據(jù)問題的需要和解題的方便 選出被研究的物體 可以是一個物體 也可以是幾個物體組成的整體 第二步 研究力和運(yùn)動 注意畫好受力分析圖 明確物體的運(yùn)動過程和運(yùn)動性質(zhì) 第三步 建坐標(biāo) 通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向 第四步 列方程 根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律沿坐標(biāo)軸方向列方程 第五步 解結(jié)果 結(jié)合相應(yīng)的運(yùn)動學(xué)方程聯(lián)立求解 并對結(jié)果進(jìn)行討論 例4 2016 諸暨市期末 在山區(qū)或溝谷深壑地區(qū) 往往會因?yàn)殚L時間的暴雨引發(fā)山體滑坡 并攜帶有大量石塊滑落 某地有兩個坡度相同的山坡剛好在底端互相對接 在暴雨中有石塊從一側(cè)山坡滑落后沖上另一側(cè)山坡 如圖11甲所示 現(xiàn)假設(shè)兩山坡與水平面間的夾角均為 37 石塊在下滑過程中與坡面間的動摩擦因數(shù)均為 0 25 石塊在左側(cè)山坡A處由靜止開始下滑時 離水平地面的高度h1 4 8m 然后沖上右側(cè)山坡 其簡化圖如圖乙所示 已知石塊經(jīng)過最低點(diǎn)P前后的速度大小不變 重力加速度g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 1 求石塊滑到最低點(diǎn)P時的速度大小v 圖11 解析答案 解析設(shè)石塊從A到P的過程中加速度為a1 則mgsin mgcos ma1代入數(shù)據(jù) 解得 a1 4m s2 代入數(shù)據(jù) 解得 v 8m s 答案8m s 2 求石塊沖上右側(cè)山坡最高點(diǎn)B時離水平面的高度h2 解析答案 解析設(shè)石塊從P到B的過程中 加速度為a2 則 mgsin mgcos ma2代入數(shù)據(jù) 解得 a2 8m s2 代入數(shù)據(jù)解得 h2 2 4m 答案2 4m 3 當(dāng)石塊在A點(diǎn)以多大的初速度v0下滑 剛好能到達(dá)右側(cè)山坡與A等高處 解析答案 解析剛好能到達(dá)右側(cè)山坡與A等高處時 設(shè)石塊在底端的速度為v1 則 解得 v0 8m s 答案8m s 技巧點(diǎn)撥 解決兩類動力學(xué)問題的兩個關(guān)鍵點(diǎn)1 把握 兩個分析 一個橋梁 兩個分析 物體的受力情況分析和運(yùn)動過程分析 一個橋梁 加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動和受力的橋梁 2 尋找多過程運(yùn)動問題中各過程間的相互聯(lián)系 如第一個過程的末速度就是下一個過程的初速度 畫圖找出各過程的位移之間的聯(lián)系 10 質(zhì)量為0 1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落 該下落過程對應(yīng)的v t圖象如圖12所示 球與水平地面相碰后離開地面時的速度大小為碰撞前的 設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為Ff 取g 10m s2 求 1 彈性球受到的空氣阻力Ff的大小 10 11 變式題組 圖12 解析答案 解析設(shè)彈性球第一次下落過程中的加速度大小為a1 由題圖知 根據(jù)牛頓第二定律 得mg Ff ma1Ff m g a1 0 2N 答案0 2N 10 11 2 彈性球第一次碰撞后反彈的高度h 10 11 解析答案 解析由題圖知彈性球第一次到達(dá)地面時的速度大小為v1 4m s 設(shè)球第一次離開地面時的速度大小為v2 則 第一次離開地面后 設(shè)上升過程中球的加速度大小為a2 則mg Ff ma2a2 12m s2 11 2016 溫州8月選考 如圖13所示 木塊的質(zhì)量m 2kg 與地面間的動摩擦因數(shù) 0 2 木塊在拉力F 10N作用下 在水平地面上從靜止開始向右運(yùn)動 運(yùn)動5 2m后撤去外力F 已知力F與水平方向的夾角 37 sin37 0 6 cos37 0 8 g取10m s2 求 1 撤去外力前 木塊受到的摩擦力大小 圖13 10 11 解析答案 解析撤去外力前 木塊受力如圖甲所示 10 11 由牛頓第二定律得豎直方向 FN Fsin37 mg 0Ff FN解得 Ff 2 8N 答案2 8N 2 剛撤去外力時 木塊運(yùn)動的速度大小 解析由牛頓第二定律得水平方向 Fcos37 Ff ma1解得 a1 2 6m s2由運(yùn)動學(xué)公式得 v2 2a1x1解得 v 5 2m s 答案5 2m s 10 11 解析答案 3 撤去外力后 木塊還能滑行的距離 解析撤去外力后 木塊受力如圖乙所示由牛頓第二定律得 mg ma2解得 a2 2m s2由運(yùn)動學(xué)公式得0 v2 2a2x2解得x2 6 76m 答案6 76m 10 11 解析答案 返回