高考牛顿运动定律复习讲义

高考牛顿运动定律复习讲义

牛顿运动定律讲义 ‎ 〖知识点必背〗‎ ‎1、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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。‎ ‎※ 牛顿第一定律的意义 ‎　①指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律。‎ ‎　②指出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。‎ ‎※ 对牛顿第一定律的理解 ‎　①揭示了不受力作用时物体的运动规律 ‎　牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体受外力作用，但所受合力为零时，其作用效果跟不受外力作用时相同，因此，我们可以把理想情况下的“不受外力作用”理解为实际情况中的“所受合外力为零”。‎ ‎　②牛顿第一定律不是实验定律 ‎　牛顿第一定律是不受任何外力作用下的理想化情况，无法用实验直接验证。牛顿第一定律是以伽利略的“理想实验”为基础，将实验结论经过科学抽象、归纳推理而总结出来的。因此，牛顿第一定律是来源于大量实验的基础之上的一个理想实验定律，是一种科学的抽象思维方法，它并不是实验定律。‎ ‎2、惯性 ‎※ 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。‎ ‎※ 惯性的性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关。‎ ‎※ 惯性的表现：物体不受外力作用时，有保持静止或匀速直线运动状态的性质；物体受到外力作用时，其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上。‎ ‎※ 惯性大小的量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。‎ ‎3、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。‎ ‎※ 作用力与反作用力的关系 ‎　①两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。总是成对出现，同时产生，同时变化，同时消失。‎ ‎　②作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，各自产生其效果，永远不会抵消。‎ ‎　③作用力和反作用力是同一性质的力。　　‎ ‎4、牛顿第二定律 ‎※ 内容：物体的加速度与所受合外力成正比，跟物体的质量成反比。‎ ‎※ 表达式：F＝ma。‎ ‎※ 瞬时性：牛顿第二定律对运动物体在运动过程中的任何一个时刻都成立。当合外力的大小和方向发生变化时，物体的加速度的大小和方向也同时发生相应的变化。若合外力为零，加速度也立即为零；合外力为恒力，物体就做匀变速运动。加速度时刻随着合外力的变化而变化，加速度的改变不需要时间的积累。‎ ‎※ 矢量性：加速度是矢量，其方向始终与物体受到的合外力的方向一致，与速度的方向没有直接关系。‎ ‎※ 独立性：如果几个力同时作用于一个物体，则物体所产生的加速度等于每个力单独作用时产生的加速度的矢量和。‎ ‎※ 牛顿运动定律解题正交分解法的应用 ‎　当物体受多个力作用时，通常采用正交分解法。为减少矢量的分解，建立坐标系，确定x轴正方向有两种方法：‎ ‎　①分解力不分解加速度，此时一般规定a方向为x轴正方向。‎ ‎　②分解加速度不分解力，此种方法以某种力的方向为x轴正方向，把加速度分解在x轴和y轴上。‎ ‎5、力和运动关系的分析 ‎※ 物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的大小关系是F合＝ma，只要有合力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零。‎ ‎※ 合力与速度同向时，物体加速，合力与速度反向时，物体减速。‎ ‎※ 物体的运动情况取决于物体受的力和物体的初始条件（即初速度）。‎ ‎6、瞬时性问题 ‎※ 研究某一时刻物体的受力和运动突变的关系称为力和运动的瞬时问题，简称“瞬时问题”。“瞬时问题”常常伴随着这样一些标志性词语：“瞬时”、“突然”、“猛地”、“刚刚”等。‎ ‎※ 牛顿第二定律本身就是瞬时关系的表征，解题时应抓住某瞬间前后物体所受合外力的分析，特别注意有那些力变化了，那些力来不及变化。‎ ‎※ 两种模型 ‎⑴ 中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型，具有以下几个特性：‎ ‎　 ①轻：其质量和重力均可视为等于零，且一根绳(或线)中各点的张力大小相等，其方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向。‎ ‎　 ②不可伸长：即无论绳子受力多大，绳子的长度不变，由此特点可知，绳子中的张力可以突变。‎ ‎　 ③刚性杆、绳(线)或接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断(或脱离)后，其中弹力立即消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型来处理。‎ ‎⑵ 中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有以下几个特性：‎ ‎　 ①轻：其质量和重力均可视为等于零，同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等。‎ ‎　 ②弹簧既能承受拉力，也能承受压力；橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力。‎ ‎　 ③由于弹簧和橡皮绳受力时，要恢复形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变。‎ 例题：如图所示，质量分别为MA、MB的两小球A、B，且MA>MB，A、B穿过一绕过一定滑轮的轻绳，绳子末端与地面的距离相同，两小球在同一高度。小球A、B与轻绳的滑动摩擦力都为重力的K倍（0 3 μmg 时，A相对B滑动 D．无论F为何值，B的加速度不会超过 考向3拓展：系统牛顿第二定律解决连接体问题 系统中的牛顿第二定律：若将系统受到的每一个外力，系统内每一物体的加速度均沿正交坐标系的x轴与y轴分解，则系统的牛顿第二定律的数学表达式如下：‎ ‎    F1x+F2x+…=m1a1x+m2a2x+… ；  F1y+F2y+…=m1a1y+m2a2y+…‎ ‎ 与采用隔离法、分别对每一物体应用牛顿第二定律求解不同的是，应用系统的牛顿第二定律解题时将使得系统内物体间的相互作用力变成内力，因而可以减少不必求解的物理量的个数，导致所列方程数减少，从而达到简化求解的目的。‎ 例题1、如图3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的摩擦力方向没有改变； B. 地面对物体M的摩擦力先向左后向右；‎ C. 物块m上、下滑时的加速度大小相同； D. 地面对物体M的支持力总小于（M+m）g 例题2、如图6所示，质量为的物体A沿直角斜面C下滑，质量为的物体B上升，斜面与水平面成θ角，滑轮与绳的质量及一切摩擦均忽略不计，求斜面作用于地面凸出部分的水平压力的大小。‎ 练习 如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为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. g　 　　B.　　 C. 0　　 D.‎ 考点五　临界问题 考向1 斜面加速模型 例1 如图所示，细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球。当细线对小球的拉力刚好等于零时，水平向右的加速度a的大小为（g为重力加速度）（ ）‎ ‎ A．g       B． 2g C．     D． ‎ 例2 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是( )‎ ‎ A. 若小车向左运动，N可能为零 B. 若小车向左运动，T可能为零 ‎ C. 若小车向右运动，N不可能为零 D. 若小车向右运动，T不可能为零 考向2 涉及摩擦力的临界问题 例1 冬天大雪过后路面结冰严重，汽车难以及时停车，经常出现事故．因此某些路段通过在道路上洒一些炉灰来增加轮胎与地面的摩擦．如图所示，一辆运送炉灰的自卸卡车装满炉灰，灰粒之间的动摩擦因数为μ1，炉灰与车厢底板的动摩擦因数为μ2，卸灰时车厢的倾角用θ表示(已知μ2>μ1)(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)下列说法正确的是 (　　)‎ ‎ A．要顺利地卸干净全部炉灰，应满足tan θ>μ2‎ ‎ B．要顺利地卸干净全部炉灰，应满足sin θ>μ2‎ ‎ C．只卸去部分炉灰，车上还留有一部分炉灰，应满足μ1

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