高三物理第一轮复习讲义牛顿定律.docx
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高三物理第一轮复习讲义牛顿定律
学汇教育个性化辅导教案
学生姓名
张万年
年级
高三
学科
物理
教师姓名
李老师
授课时间:
2014年7月5日课时:
备课时间:
2014年7月3日
课题:
专题3——牛顿运动定律
课时计划:
第(3)次课共(20)次课
课堂目标
可以熟练准确的应用牛顿定律求解动力学问题。
重点、难点
重点是对牛顿运动定律的理解、熟练运用牛顿运动定律分析解决动力学问题。
难点是力与运动的关系问题。
知识网络:
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律(惯性定律):
一切物体总是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。
质量是物体惯性大小的量度。
这个定律有两层含义:
(1)保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性;物体的运动不需要用力来维持。
(2)要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变,必须施加力的作用,力是改变物体运动状态的原因。
【例1】下列关于惯性的说法中正确的是
A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B.物体只有受外力作用时才有惯性
C.物体的运动速度大时惯性大
D.物体在任何情况下都有惯性
【例2】关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持
【例3】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
【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
2、牛顿第三定律(作用力与反作用力)
注意区别作用力与反作用力和平衡力之间的区别。
【例5】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
D.汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力
【例6】物体静止在斜面上,以下几种分析中正确的是
A.物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力
B.物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力
C.物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力
D.物体受到的支持力的反作用力,就是物体对斜面的压力
【例7】人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有
A.一对B.二对C.三对D.四对
【例8】物体静止于水平桌面上,则
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力
针对训练
1.火车在长直水平轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,当钥匙(相对车)落下来时()
A.落在手的后方B.落在在手的前方C.落在手中D.无法确定
2.根据牛顿第一定律,我们可以得到如下的推论()
A.静止的物体一定不受其它外力作用
B.惯性就是质量,惯性是一种保持匀速运动或静止状态的特性
C.物体的运动状态发生了改变,必定受到外力的作用
D.力停止作用后,物体就慢慢停下来
3.关于物体的惯性,下列说法中正确的是()
A.只有处于静止或匀速运动状态的物体才具有惯性
B.只有运动的物体才能表现出它的惯性
C.物体做变速运动时,其惯性不断变化
D.以上结论不正确
4.伽利略的理想实验证明了()
A.要物体运动必须有力作用,没有力作用物体将静止
B.要物体静止必须有力作用,没有力作用物体就运动
C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
D.物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动或静止状态
5.关于惯性,下述哪些说法是正确的()
A.惯性除了跟物体质量有关外,还跟物体速度有关
B.物体只有在不受外力作用的情况下才能表现出惯性
C.乒乓球可快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故
D.战斗机投人战斗时,必须丢掉副油箱,减小惯性以保证其运动的灵活性
6.如图所示,一个劈形物体M放在固定的粗糙的斜面上,上面成水平.在水平面上放一光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()
A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线
C.无规则曲线D.抛物线
7.关于作用力与反作用力以及相互平衡的两个力的下列说法中,正确的是()
A.作用力与反作用力一定是同一性质的力
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,因而可以互相抵消
C.相互平衡的两个力的性质,可以相同,也可以不同
D.相互平衡的两个力大小相等,方向相反,同时出现,同时消失
8.质量为M的木块静止在倾角为α的斜面上,设物体与斜面间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是()
A.木块受重力,斜面对它的支持力和摩擦力的作用
B.木块对斜面的压力与斜面对木块的支持力大小相等,方向相反
C.斜面对木块的摩擦力与重力沿科面向下的分力Mgsinα大小相等,方向相反
D.斜面对木块的摩擦力大小可以写成μMgcosα
9.下面关于惯性的说法中,正确的是
A.运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来,所以运动速度大的物体具有较大的惯性
B.物体受的力越大,要它停下来就越困难,所以物体受的推力越大,则惯性越大
C.物体的体积越大,惯性越大
D.物体含的物质越多,惯性越大
10.关于作用力与反作用力,下列说法中正确的有
A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力
B.作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,因而这二力平衡
C.作用力与反作用力可以是不同性质的力,例如,作用力是弹力,其反作用力可能是摩擦力
D.作用力和反作用力总是同时分别作用在相互作用的两个物体上
11.(2002年春上海大综试题)根据牛顿运动定律,以下选项中正确的是
A.人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢的原来位置
B.人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
C.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
D.人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方
12.关于物体的惯性,下列说法正确的是
A.只有处于静止或匀速直线运动的物体才具有惯性
B.只有运动的物体才能表现出它的惯性
C.物体做变速运动时,其惯性不断变化
D.以上说法均不正确
13.下列现象中能直接由牛顿第一定律解释的是
A.竖直上升的气球上掉下的物体,仍能继续上升一定高度后才竖直下落
B.水平匀速飞行的飞机上释放的物体,从飞机上看是做自由落体运动
C.水平公路上运动的卡车,速度逐渐减小直至停止
D.用力将完好的鸡蛋敲碎
14.火车在平直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回车上原处,这是因为
A.人跳起时,车厢内的空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动
B.人跳起瞬间,车厢地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动
C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已
D.人跳起后直到落地,在水平方向上保持与车相同的速度
15.大人拉小孩,下列说法正确的是
A.当小孩被大人拉走时,大人拉力大于小孩拉力
B.当小孩赖着不动时,大人拉力大于小孩的拉力
C.不管什么情况下,大人拉力总大于小孩的拉力,因为大人的力气总比小孩大
D.不管什么情况下,大人拉力与小孩拉力大小相等
3、牛顿第二定律(F=ma)
【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
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
【例3】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)
【例4】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5】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6】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。
针对训练
1.下列关于力和运动关系的几种说法中,正确的是
A.物体所受合外力的方向,就是物体运动的方向
B.物体所受合外力不为零时,其速度不可能为零
C.物体所受合外力不为零,其加速度一定不为零
D.合外力变小的,物体一定做减速运动
2.放在光滑水平面上的物体,在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态,若其中一个力逐渐减小到零后,又恢复到原值,则该物体的
A.速度先增大后减小B.速度一直增大,直到某个定值
C.加速度先增大,后减小到零D.加速度一直增大到某个定值
3.下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是
A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比
B.由
可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由
可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比
D.由
可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得
4.在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中,有关比例系数k的说法正确的是
A.在任何情况下k都等于1B.因为k=1,所以k可有可无
C.k的数值由质量、加速度和力的大小决定D.k的数值由质量、加速度和力的单位决定
5.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力,当力刚开始作用的瞬间
A.物体立即获得速度B.物体立即获得加速度
C.物体同时获得速度和加速度D.由于物体未来得及运动,所以速度和加速度都为零
6.质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和2N的共点力作用,则物体的加速度大小可能是
A.5m/s2B.3m/s2C.2m/s2D.0.5m/s2
7.如图所示,质量为10kg的物体,在水平地面上向左运动.物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.与此同时,物体受到一个水平向右的推力F=20N的作用,则物体的加速度为(g取10m/s2)
A.0B.4m/s2,水平向右
C.2m/s2,水平向右D.2m/s2,水平向左
8.质量为m的物体放在粗糙的水平面上,水平拉力F作用于物体上,物体产生的加速度为a,若作用在物体上的水平拉力变为2F,则物体产生的加速度
A.小于aB.等于a
C.在a和2a之间D.大于2a
9.物体在力F作用下做加速运动,当力F逐渐减小时,物体的加速度________,速度______;当F减小到0时,物体的加速度将_______,速度将________.(填变大、变小、不变、最大、最小和零)等.
10.如图所示,物体A、B用弹簧相连,mB=2mA,A、B与地面间的动摩擦因数相同,均为μ,在力F作用下,物体系统做匀速运动,在力F撤去的瞬间,A的加速度为_______,B的加速度为_______(以原来的方向为正方向).
11.甲、乙两物体的质量之比为5∶3,所受外力大小之比为2∶3,则甲、乙两物体加速度大小之比为.
12.质量为8×103kg的汽车,以1.5m/s2的加速度沿水平路面加速,阻力为2.5×103N,那么汽车的牵引力为N.
13.质量为1.0kg的物体,其速度图像如图所示,4s内物体所受合外力的最大值是N;合外力方向与运动方向相反时,合外力大小为N.
14.在质量为M的气球下面吊一质量为m的物体匀速上升.某时刻悬挂物体的绳子断了,若空气阻力不计,物体所受的浮力大小不计,求气球上升的加速度.
1.C2.BC3.CD4.D5.B6.BCD7.B8.D9.变小、增大、为零、不变10.0;-
μg11.2∶512.1.45×10413.4214.
四、牛顿运动定律的应用
【例1】一斜面AB长为10m,倾角为30°,一质量为2kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(g取10m/s2)
(1)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间.
(2)若给小物体一个沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?
【例2】如图所示,一高度为h=0.8m粗糙的水平面在B点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC连接,一小滑块从水平面上的A点以v0=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动。
运动到B点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。
已知AB间的距离s=5m,求:
(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;
(2)小滑块从A点运动到地面所需的时间;
【例3】静止在水平地面上的物体的质量为2kg,在水平恒力F推动下开始运动,4s末它的速度达到4m/s,此时将F撤去,又经6s物体停下来,如果物体与地面的动摩擦因数不变,求F的大小。
【例4】如图所示,A、B两木块的质量分别为mA、mB,在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动,求A、B间的弹力FN。
【例5】如图所示,mA=1kg,mB=2kg,A、B间静摩擦力的最大值是5N,水平面光滑。
用水平力F拉B,当拉力大小分别是F=10N和F=20N时,A、B的加速度各多大?
【例6】如图所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的
,即a=
g,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?
【例7】一个质量为0.2kg的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端,如图,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计摩擦,当斜面以10m/s2的加速度向右做加速运动时,求绳的拉力及斜面对小球的弹力.
五、超重、失重和视重
1.超重现象:
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情况称为超重现象。
产生超重现象的条件是物体具有向上的加速度。
与物体速度的大小和方向无关。
产生超重现象的原因:
当物体具有向上的加速度a(向上加速运动或向下减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为F,由牛顿第二定律得
F-mg=ma所以F=m(g+a)>mg
由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)F′>mg.
2.失重现象:
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情况称为失重现象。
产生失重现象的条件是物体具有向下的加速度,与物体速度的大小和方向无关.
产生失重现象的原因:
当物体具有向下的加速度a(向下加速运动或向上做减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为F。
由牛顿第二定律
mg-F=ma,所以F=m(g-a)<mg
由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)F′<mg.
完全失重现象:
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态,叫做完全失重状态.
产生完全失重现象的条件:
当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时,就产生完全失重现象。
视重:
电子称或测力计上的示数。
【例8】质量为m的人站在升降机里,如果升降机运动时加速度的绝对值为a,升降机底板对人的支持力F=mg+ma,则可能的情况是()
A.升降机以加速度a向下加速运动
B.升降机以加速度a向上加速运动
C.在向上运动中,以加速度a制动
D.在向下运动中,以加速度a制动
【例9】下列四个实验中,能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是
A.用天平测量物体的质量B.用弹簧秤测物体的重力
C.用温度计测舱内的温度D.用水银气压计测舱内气体的压强
针对训练:
1.如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为m的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起。
当框架对地面压力为零瞬间,小球的加速度大小为
A.gB.
g
C.0D.
g
2.质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为μ,A的质量为2m与地面间的摩擦不计。
在已知水平推力F的作用下,A、B做匀加速直线运动,A对B的作用力为____________。
3.质量为60kg的人站在升降机中的体重计上,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少?
(1)升降机匀速上升
(2)升降机以4m/s2的加速度上升
(3)升降机以5m/s2的加速度下降
(4)升降机以重力加速度g加速下降
(5)以加速度a=12m/s2加速下降
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