2019高考物理总复习 考查点5 牛顿运动定律考点解读学案

2019高考物理总复习 考查点5 牛顿运动定律考点解读学案

考查点5　牛顿运动定律 ‎►考情分析 测试内容 测试要求 考情分析 牛顿第一定律 A ‎14年T2、15年T11‎ 牛顿第三定律 A ‎15年T8、17年T22‎ 力学单位制 A ‎16年T1‎ 牛顿第二定律及其应用 C ‎14年T4/T26/T28、15年T14/T22/T28、16年T26(3)/T28(2)‎ 探究、实验：探究加速度与力、质量的关系 a ‎14年T3、15年T13、16年T8、17年T7‎ 第1课时　牛顿第一、三定律和力学单位制 ‎►知识梳理 考点1　牛顿第一定律　A ‎(1)牛顿第一定律：一切物体总保持________或________，除非作用在它上面的________迫使它改变这种状态，这就是________定律．‎ ‎(2)牛顿第一定律表明，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫________，所以牛顿第一定律又叫________．惯性是物体的固有属性，物体的惯性只跟物体的________大小有关．‎ ‎【典例1】　伽利略的理想斜面实验示意图如图所示，不计摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该实验没有以可靠事实为依据，只是逻辑推理 ‎ B．小球在水平面上不受外力作用 ‎ C．小球沿右侧斜面上升的高度与其倾角有关 ‎ D．该实验否定了“力是维持物体运动的原因”的观点 ‎【解析】　该实验既有可靠的事实，又有逻辑推理；小球在水平上受到重力和支持力；没有任何阻力时，小球沿右侧斜面总能上升到同样的高度，与倾角大小无关；该实验说明力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，故D选项正确．‎ ‎【答案】　D ‎【警示】　要重视课本上物理学史的阅读，研究科学家的实验思想和实验方法以及得出的实验结论．‎ ‎【变式1】　(2019·镇江模拟)如图所示，小明在用水平力推木箱时发现：用力推时，木箱才能运动；撤去推力，木箱便停下来．据此小明认为，物体的运动需要力来维持．在物理学发展历程中，与小明具有相同观点的科学家是(　　)‎ ‎ A．亚里士多德 B．伽利略 ‎ C．笛卡尔 D．牛顿 ‎【典例2】　(2019·盐城模拟)我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带．汽车刹车时汽车会很快停下来，人还要继续向前运动，此时安全带对人施加向后的拉力，保障人的安全，在这一过程中(　　)‎ ‎ A．人和汽车都没有惯性 B．人和汽车都具有惯性 ‎ C．人具有惯性，汽车没有惯性 D．人没有惯性，汽车具有惯性 ‎【解析】　惯性是物体本身的属性，汽车刹车时，汽车和汽车的人都具有惯性，只是汽车刹车会慢慢停下来，如果前排乘坐人员不系好安全带，由于惯性就会向前冲出，造成危险．选项B正确．‎ ‎【答案】　B ‎【点拨】　任何物体都有惯性，惯性是物体本身固有的属性．‎ ‎【变式2】　(2019·无锡模拟)关于物体的惯性，下列说法正确的是(　　)‎ ‎ A．速度大的物体不能很快地停下来，是因为速度大的物体惯性大 ‎ B．静止的火车启动时，速度变化很慢，是因为静止的物体惯性大 ‎ C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小 ‎ D．空间站中的物体能“漂浮”起来，是因为物体在空间站中不具有惯性 ‎【典例3】　(2019·泰州模拟)一个做匀速直线运动的物体，如果所受的一切外力都消失，则该物体将(　　)‎ ‎ A．立即静止 B．仍做匀速直线运动 ‎ C．做匀加速直线运动 D．做匀减速直线运动 ‎【解析】　牛顿第一定律说明物体运动并不需要力来维持，只有当物体的运动状态发生变化，即产生加速度时才需要力的作用，一切物体在任何状态下都具有惯性，物体惯性大小只由其质量决定而与其他因素无关，所以撤去外力后物体应该保持原来的状态做匀速直线运动．选项B正确．‎ ‎【答案】　B ‎【点拨】　本题考查用牛顿第一定律分析具体问题，外力消失之后，物体保持什么状态是由力消失瞬时物体的运动状态所决定的．‎ ‎【变式3】　如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的粗糙斜面上，上表面成水平，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 考点2　牛顿第三定律　A ‎(1)两个物体之间的作用总是________的．一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定对前一物体也施加了力，物体间相互作用的这一对力，通常叫做________与________．两个物体之间的作用力和反作用力总是大小________，方向________，作用在________上，这就是牛顿第三定律．‎ ‎(2)作用力与反作用力和平衡力的比较 项目 作用力与反作用力 平衡力 特点 一个力和其反作用力大小相等，方向相反，‎ 作用在同一条直线上 一个力和其平衡力大小相等，方向相反，‎ 作用在同一条直线上 有无 一个力一定有反作用力(同时存在)‎ 一个力不一定有平衡力 数目 只有唯一的一个 一个或多个 性质 力的性质一定相同 可能相同，可能不同 对象 分别作用在不同的两个物体上 一定作用在同一个物体上 ‎【典例4】　(2019·无锡模拟)如图所示，用弹簧测力计测钩码重力，当钩码静止时，下列说法正确的是　(　　)‎ ‎ A．钩码受到的重力和弹簧测力计对钩码的拉力是一对作用力和反作用力 ‎ B．钩码受到的重力和弹簧测力计对钩码的拉力是一对平衡力 C．钩码受到的重力和钩码对弹簧测力计的拉力是一对作用力和反作用力 ‎ D．钩码受到的重力和钩码对地球的引力是一对平衡力 ‎【解析】　以钩码为研究对象，分析钩码受重力和弹簧测力计对钩码的拉力作用，这两个力是一对平衡力，其中重力的反作用力是钩码对地球的吸引力，测力计对钩码的拉力的反作用力是钩码对弹簧测力计的拉力，所以选项B正确．‎ ‎【答案】　B ‎【点拨】　区分两个力是一对平衡力还是一对作用力反作用力，首先要看这两个力是否作用在同一物体，然后再判断大小和方向，而作用力反作用力一定要是发生在两个物体之间，如甲对乙、乙对甲这两个力才是作用力反作用力．‎ ‎【变式4】　按照“江苏省校园足球振兴行动计划”要求，我省将建立1000所足球特色学校，如图所示，某校一学生踢球时(　　)‎ ‎ A．脚对球的作用力大于球对脚的作用力 ‎ B．脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等 ‎ C．脚对球的作用力与球的重力是一对平衡力 D．脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力 ‎【典例5】　(2019·宿迁模拟)一架飞机起飞后不久遭到鸟击，致使飞机发生故障．下列说法中正确的是(　　)‎ ‎ A．飞机和鸟主动撞击的一方施加的作用力大 ‎ B．鸟对飞机的作用力等于飞机对鸟的作用力 ‎ C．撞击后鸟亡，说明鸟对飞机的作用力小于飞机对鸟的作用力 ‎ D．撞击后机损，说明鸟对飞机的作用力大于飞机对鸟的作用力 ‎【解析】　发生在两物体之间的一对作用力反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，所以选项B正确．‎ ‎【答案】　B ‎【警示】　作用力反作用力始终大小相等、方向相反、作用在同一直线上，不能因为作用效果不同，就认为哪一个作用力大，哪一个作用力小，从而造成误判．‎ ‎【变式5】　(2019·盐城模拟)把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手沿水平方向拉测力计A，测力计A受到B的拉力为F′，测力计B受到A的拉力为F，则(　　)‎ A．F与F′大小相等 B．F的方向水平向左 ‎ C．F′的方向水平向右 D．F′作用在测力计B上 考点3　力学单位制　A ‎(1)物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了各物理量的________关系．基本单位就是根据物理量运算中的实际需要而选定的少数几个物理量单位；根据物理公式和基本单位确立的其他物理量的单位叫做________．‎ ‎(2)力学的三个基本物理量是________、________、________；所对应的国际制单位分别是(符号)________、________、________.而m/s、m/s2、N都属于________单位，以上三个基本单位与其他的导出单位一起组成了力学的国际单位制．‎ ‎(3)在国际单位制中，物理学中共有七个基本物理量，除力学中的三个以外，还有热力学温度、物质的量、电流和发光强度．在计算中，只要把每一个物理量用国际单位代入公式，解出的物理量的单位一定也是国际单位，所以计算时要求先把已知物理量的单位化成国际单位再代入公式运算．‎ ‎【典例6】　(2019·南京模拟)下列力学单位中，属于基本单位的是(　　)‎ ‎ A．牛顿 B．秒 C．瓦特 D．帕斯卡 ‎【解析】　国际单位制中力学的三个基本单位为千克、米、秒，所以只有选项B的“秒”‎ 是基本单位，其余选项中的单位均为导出单位．正确答案为B.‎ ‎【答案】　B ‎【警示】　国际单位制中七个基本单位是：长度(米)、质量(千克)、时间(秒)、电流(安培)、热力学温度(开尔文)、物质的量(摩尔)、发光强度(坎德拉)，其中力学中有米、千克、秒三个．‎ ‎【变式6】　在力学范围内，国际单位制规定的三个基本量是　(　　)‎ ‎ A．长度、力、时间 B．速度、力、质量 ‎ C．加速度、速度、长度D．长度、质量、时间 ‎【典例7】　现有以下物理量或单位，按下面的要求选择填空 ‎　A．密度　B．米/秒　C．牛顿　D．加速度　E．质量　F．秒　G．厘米　H．长度　I．时间　J．千克 ‎(1)属于物理量的是________________________；‎ ‎(2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量有：____________________________；‎ ‎(3)在国际单位制中属于基本单位的是____________，属于导出单位的是____________．‎ ‎【解析】　(1)属于物理量的是A、D、E、H、I；(2)在国际单位制中其单位作为基本单位的有E、H、I；(3)在国际单位制中属于基本单位的是J、F，属于导出单位的是B、C.‎ ‎【答案】　(1)ADEHI　(2)EIH　(3)JF　BC ‎【警示】　(1)区分好物理量和物理量的单位，如密度、加速度、质量均为物理量，而它们的单位分别为kg/m3、m/s2、kg，两者不能混淆；(2)区分基本量的国际单位和非国际单位，如质量是基本量，它的单位中，千克是国际单位制中的单位，克、吨是非国际单位制中的单位，但它们都是基本单位．‎ ‎【变式7】　对下面的物理量和单位的说法正确的是(　　)‎ ‎①密度　②牛　③米每秒　④加速度　⑤长度　⑥质量　⑦千克　⑧时间 ‎ A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧B．属于国际单位制中基本单位的是②⑦‎ ‎ C．属于国际单位制中单位的是②③⑦D．属于国际单位制中单位的是④⑤⑥‎ ‎►随堂练习 ‎　　1.关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是　(　　)‎ ‎ A．牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因 ‎ B．惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 ‎ C．由牛顿第一定律可知：物体所受的合力为零时，一定处于静止状态 ‎ D．牛顿第一定律可以通过实验来验证 ‎2．(2019·南通模拟)驾驶汽车的过程中严禁发生下列违章行为，其中惯性发生改变的是(　　)‎ ‎ A．超载 B．超速 C．闯红灯 D．不系安全带 ‎3．粗糙水平地面上有一木箱，现有一人用一水平力拉着木箱匀加速直线前进，则　(　　)‎ ‎ A．人拉木箱的力大于木箱拉人的力 ‎ B．木箱所受的拉力和地面对木箱的摩擦力是一对平衡力 ‎ C．人拉木箱的力大于木箱所受摩擦力 ‎ D．木箱对地面的压力和木箱所受的重力是一对作用力和反作用力 ‎4．(2019·南京模拟)国际单位制中，力学基本单位是(　　)‎ ‎ A．千克，米，秒 B．牛顿，千克，秒 ‎ C．牛顿，米，秒 D．牛顿，千克，米 ‎5．(2019·江苏真题)下列力学单位中，属于导出单位的是(　　)‎ ‎ A．米 B．秒 ‎ C．千克 D．焦耳 ‎　第6题图 ‎6．马拉着车奔跑，马对车的拉力F和车对马的拉力F′是一对作用力和反作用力，则两力的大小关系是(　　)‎ ‎ A．F>F′‎ ‎ B．FGx＋f时，物体先匀加速运动，撤去F后匀减速至速度为零；‎ ‎②当F＝Gx＋f时，物体先匀速运动，撤去F后匀减速至速度为零；‎ ‎③当FGx＋f、F＝Gx＋f、Fμ1(m1＋m2)g时，长木板将开始运动 ‎ D．若将F作用于长木板，长木板与木块有可能会相对滑动 考点2　超重、失重现象 ‎(1)超重与失重 超重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象．‎ 失重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象．‎ 完全失重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________．‎ ‎(2)判断超重、失重状态的办法：‎ 超重：物体具有竖直________的加速度．‎ 失重：物体具有竖直________的加速度．‎ 完全失重：物体具有竖直________的加速度，且加速度大小等于________．‎ ‎(3)注意：不管物体处于超重还是失重状态，重力都没有改变，完全失重时也同样受重力作用，只是表现出支持物压力(或细绳拉力)的变化，物体超重、失重状态与加速度方向有关，与速度方向无关．‎ ‎【典例5】　从南京禄口机场起飞后，飞机攀升过程中，假设竖直方向向上先做加速运动后做减速运动，该过程飞行员(　　)‎ ‎ A．一直处于失重状态 B．一直处于超重状态 ‎ C．先处于失重状态，后处于超重状态 D．先处于超重状态，后处于失重状态 ‎【解析】　飞机向上加速运动时，加速度方向向上，飞行员处于超重状态；飞机向上减速运动时，加速度方向向下，飞行处于失重状态．故选D.‎ ‎【答案】　D ‎【点拨】　由于竖直方向存在向上或向下的加速度，就会出现超重或失重的现象，因此判断是超重还是失重状态，既可以根据支持力或拉力大于或小于重力来判断，也可以根据加速度的方向向上或向下来进行判断．‎ ‎【变式5】　如图所示，某同学站在体重计上，下蹲的全过程中她所处的状态(　　)‎ ‎ A．一直是超重 ‎ ‎ B．一直是失重 ‎ C．先超重，后失重 ‎ ‎ D．先失重，后超重 ‎【典例6】　弹簧测力计的秤钩上挂一个重2N的物体，当弹簧测力计与所挂物体一起匀加速竖直上升时，弹簧测力计示数可能是下图中的(　　)‎ ‎　　　　　　　　　　　　A　　　　　B　　 　　　C　　　　 　D ‎【解析】　由题意可知，物体重量为2N，物体向上做匀加速运动，处于超重状态，故弹簧测力计示数应大于2N，从图中测力计示数可以看出A弹簧测力计示数符合要求．选项A正确．‎ ‎【答案】　A ‎【点拨】　要根据题意确定物体是超重(拉力大于重力)还是失重状态(拉力小于重力)，然后可以结合所给弹簧测力计示数来进行判断．‎ ‎【变式6】　下列几种情况中，升降机绳索拉力最大的是　(　　)‎ ‎ A．以很大速度匀速上升 B．以很小速度匀速下降 ‎ C．上升时以很大的加速度减速 D．下降时以很大的加速度减速 考点3　探究、实验：探究加速度与力、质量的关系　a ‎(1)探究a与F、m的关系的实验中，采用的方法是________________(选填“控制变量法”、“等效法”或“理想实验法”)法，以________为研究对象，可以通过________________‎ 来改变小车的总质量，以________作为小车所受的外力，测量小车的加速度a，最后作出a—F图象；如果图象是________，则表明小车的加速度跟外力成正比；保持外力不变，测量小车不同的总质量及小车对应的加速度a，作出__________(选填“a－m”、“a－m‎2”‎或“a－”)的图象；如果图象是过原点的一条直线，则表明小车的加速度跟小车质量成反比．‎ ‎(2)实验注意事项：‎ ‎①实验开始时，应将靠近打点计时器的木板一端(或尽量远离带滑轮的一端)适当垫高，主要目的是________；‎ ‎②平衡摩擦力后，必须满足_________________________________条件下进行实验，只有如此，砂和砂桶的总重力才可视为小车受到的拉力；‎ ‎③改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离带滑轮的一端)，并应先________(选填“接通电源再放开小车”或“放开小车后接通电源”)，且在小车到达滑轮前应按住小车．‎ ‎【典例7】　在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是(　　)‎ ‎　　　A　　　　　　　　　　　B　　　　　　　　　　　C　　　　　　　　　　　　　D ‎【解析】　平衡摩擦力时，木板要适当倾斜，让小车重力沿木板方向的分力去平衡各种阻力，此时小车不需要用细线和挂砝码盘相连．‎ ‎【答案】　B ‎【点拨】　在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中，为了保证盘和砝码重力为小车所受的合外力，需要调节木板的倾角，让小车在木板上做匀速运动，必须注意砝码小盘不能悬挂在小车上随小车一起运动．‎ ‎【变式7】　(1)某同学做“探究加速度与力、质量的关系”实验，如图所示是他正要释放小车时的情形，该图中有几点存在不妥，请提出改进的几点建议：‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________.‎ ‎(2)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，应采取做法是(　　)‎ ‎ A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 ‎ B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动 ‎ C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 ‎ D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动 ‎(3)若在实验过程没有平衡摩擦力，图中纵坐标a是小车的加速度，横坐标F是细线作用于小车的拉力．下列图象中正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　　A　　　　　 　　B　　　　　　　　C　　　　　　 　D ‎【典例8】　某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系．‎ ‎(1)下列做法正确的是________(填字母代号)．‎ ‎ A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行 ‎ B．在调节长木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上 C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源 ‎ D．通过增减木块上的砝码改变质量时，需要重新调节木板的倾斜角度 ‎(2)‎ 图中是甲、乙两同学研究了加速度与力的关系，并根据实验数据画出的图象．形成图线甲的原因是________________．‎ ‎【解析】　(1)实验中细绳要与长木板保持平行，选项A正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶(小盘)通过细绳绕过滑轮拴在木块上，选项B错误；实验时应先接通打点计时器的电源再放开木块，选项C错误；平衡摩擦力后，改变小车上的砝码的质量后不需要再重新平衡摩擦力，选项D错误．正确答案为A.(2)由图线甲可以看出，当F＝0时，木块就有了加速度，可见调整长木板来平衡摩擦力时木板的倾角过大，导致平衡摩擦力过量．‎ ‎【答案】　(1)A　(2)长木板倾角过大 ‎【点拨】　在平衡擦力时，由于调节木板倾角的原因，往往会倾角过小，平衡摩擦力不够，或倾角过大，导致平衡摩擦力过量，要特别注意图中甲、乙两图的区别，乙图线形成的原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．‎ ‎【变式8】　(2019·盐城模拟)“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图甲所示．图中小车的质量为M，钩码的质量为m，小车后面固定一条纸带，纸带穿过电磁打点计时器，计时器接50Hz交流电源．‎ ‎(1)小车运动时受到的拉力近似等于钩码的总重力，应满足的条件是________；‎ ‎(2)实验过程中某学生由于疏忽没有平衡摩擦力，他测量得到的a－F图象，可能是图乙中的图线________(选填“A”、“B”或“C”)；‎ ‎　　　甲　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　　丙 ‎(3)如图丙所示为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车加速度大小为________m/s2，在计数点2时速度大小为________m/s.‎ ‎►随堂练习　　‎ ‎1．(2019·扬州模拟)为了判断列车的运动情况，将一个小球悬挂在列车的车顶上，小球相对于列车稳定时如图所示，由此可判断列车正在(　　)‎ ‎ A．加速 B．减速第1题图 ‎ C．匀速 D．静止 ‎2．小明乘电梯从一楼上升到三楼，在电梯启动和制动时，他所处的状态是(　　)‎ ‎ A．超重、超重 B．失重、失重 ‎ C．超重、失重 D．失重、超重 ‎3．“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是(　　)‎ ‎　第3题图 ‎ A．m远大于MB．m远小于M C．m略大于MD．m略小于M