2022高考物理總復(fù)習(xí) 考查點(diǎn)5 牛頓運(yùn)動定律掌中寶素材

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1、2022高考物理總復(fù)習(xí) 考查點(diǎn)5 牛頓運(yùn)動定律掌中寶素材 [考點(diǎn)巧記] 考點(diǎn)1 牛頓第一定律 A 1.物理學(xué)史實(shí) (1)亞里士多德認(rèn)為必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動;沒有力的作用,物體要停止,力是維持物體運(yùn)動的原因. (2)伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動的原因,而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因. (3)笛卡兒認(rèn)為如果運(yùn)動中的物體沒有受到力的作用,它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動,而不停下來也不偏離原來的方向. 2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的意義 (1)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來,即采用“可靠事實(shí)+抽象思維+科學(xué)推論”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn),初步揭示了運(yùn)動和力的正確

2、關(guān)系. (2)第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位. 3.慣性 牛頓第一運(yùn)動定律表明,物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),我們把這個性質(zhì)叫做慣性.牛頓第一定律又叫做慣性定律. 慣性是物體的固有屬性,一切物體都有慣性,慣性是物體的一種性質(zhì),而不是一種力或某種作用. 質(zhì)量是量度物體慣性大小的物理量.質(zhì)量越大,慣性越大;質(zhì)量不變,慣性不變;慣性與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān). 4.物體運(yùn)動狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動速度的變化,有以下三種情況: (1)速度的方向不變,只有大小改變——物體做直線運(yùn)動. (2)速度的大小不變,只有方向改變——物體做曲線運(yùn)動. (3)速度的大小和方向同時發(fā)生

3、改變——物體做曲線運(yùn)動. 考點(diǎn)2 探究、實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 a (1)研究方法:控制變量法 先保持質(zhì)量m不變,研究a與F之間的關(guān)系. a-F圖象,如圖所示,所得結(jié)論為加速度與力成正比. 再保持力F不變,研究a與m之間的關(guān)系a-圖象,如圖所示,所得結(jié)論為加速度與質(zhì)量成反比. (2)實(shí)驗(yàn)思路:本實(shí)驗(yàn)的基本思路是采用控制變量法. (3)實(shí)驗(yàn)方案:本實(shí)驗(yàn)要測量的物理量有質(zhì)量、加速度和外力.測量質(zhì)量用天平,需要研究的是怎樣測量加速度和外力. ①測量加速度的方案:采用較多的方案是使用打點(diǎn)計時器,根據(jù)連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差Δx=aT2求出加速度a. ②測量物體所

4、受的外力的方案:由于我們上述測量加速度的方案只能適用于勻變速直線運(yùn)動,所以我們必須給物體提供一個恒定的外力,并且要測量這個外力. (4)實(shí)驗(yàn)中易錯步驟 ①為了平衡小車及紙帶所受的摩擦力,實(shí)驗(yàn)時應(yīng)將長木板AB的B端適當(dāng)墊高.整個實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后,不管以后是改變沙和沙桶的質(zhì)量還是改變小車及砝碼的質(zhì)量,都不需要重新平衡摩擦力.平衡摩擦力是指小車所受動力(重力沿斜面分力)與小車所受阻力(包括小車所受摩擦力和打點(diǎn)計時器對小車后所拖紙帶的摩擦力)大小相等.實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)在小車后拖上紙帶,先接通電源,再用手給小車一個初速度,若在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔基本上均勻,才表明平衡了摩擦力,否則必須重新調(diào)整小木板的位

5、置; ②平衡摩擦力后,必須滿足小車及所加砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量的條件下進(jìn)行,只有如此,砂和砂桶重力的大小才可視為小車受到的拉力; ③改變拉力和小車質(zhì)量后,每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器(或盡量遠(yuǎn)離帶滑輪的一端),并應(yīng)先接通電源,再放開小車,且在小車到達(dá)滑輪前應(yīng)按住小車; ④各紙帶上的加速度a,都應(yīng)是該紙帶上的平均加速度; ⑤作圖象時,要使盡可能多的點(diǎn)落在所作直線上,不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線兩側(cè). 考點(diǎn)3 牛頓第二定律及其應(yīng)用 C 1.牛頓第二定律 (1)內(nèi)容:物體的加速度大小與合外力大小成正比,與物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向與合外力的方向相同.

6、 (2)公式:F=kma,F(xiàn)指的是物體所受的合力. 當(dāng)各物理量的單位都取國際單位時,k=1,F(xiàn)=ma. (3)力的國際單位:牛頓,簡稱牛,符號為N. “牛頓”的定義:使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力叫做1 N,即1 N=1 kg·m/s2. 2.對牛頓第二定律的理解 (1)瞬時性:a與F同時產(chǎn)生,同時變化,同時消失,為瞬時對應(yīng)關(guān)系. (2)矢量性:F=ma是矢量表達(dá)式,任一時刻a的方向均與合外力F的方向一致,當(dāng)合外力方向變化時a的方向同時變化,即a與F的方向在任何時刻均相同. (3)同體性:公式F=ma中各物理量都是針對同一物體的. (4)獨(dú)立性:當(dāng)物體同時

7、受到幾個力作用時,各個力都滿足F=ma,每個力都會產(chǎn)生一個加速度,這些加速度的矢量和即為物體具有的合加速度,故牛頓第二定律可表示為Fx=max,F(xiàn)y=may. 3.牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用(一)——兩類動力學(xué)基本問題 一類是已知物體的受力情況,確定物體的運(yùn)動情況;另一類是已知物體的運(yùn)動情況,確定物體的受力情況. 解題思路圖解如下: 可見,不論求解哪一類問題,求解加速度a是解題的橋梁和紐帶,而做好兩個分析是解題的關(guān)鍵. 運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解答兩類動力學(xué)基本問題的一般方法和步驟是: ①取對象——確定研究對象; ②畫力圖——對研究對象進(jìn)行受力分析(和運(yùn)動狀態(tài)分析); ③定方向——選取正方向

8、(或建立坐標(biāo)系),通常以加速度方向?yàn)檎较蜉^為適宜; ④列方程——根據(jù)牛頓運(yùn)動定律(F合=ma)列運(yùn)動方程,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式(v=v0+at,x=v0t+at2,v-v=2ax)列方程; ⑤解方程——統(tǒng)一單位,求解方程,并對計算結(jié)果進(jìn)行分析檢驗(yàn)或討論. 4.牛頓運(yùn)動定律應(yīng)用(二)——超重與失重 (1)當(dāng)物體具有豎直向上的加速度時,物體對測力計的作用力大于物體所受的重力,這種現(xiàn)象叫超重.F=mg+ma(電梯加速上升或減速下降). (2)當(dāng)物體具有豎直向下的加速度時,物體對測力計的作用力小于物體所受的重力,這種現(xiàn)象叫失重.F=mg-ma(電梯減速上升或加速下降). (3)物體對測力計的作

9、用力的讀數(shù)等于零的狀態(tài)叫完全失重狀態(tài).處于完全失重狀態(tài)的液體對器壁沒有壓強(qiáng). (4)物體處于超重或失重狀態(tài)時,僅僅是指物體在只受重力和支持力(或懸繩拉力)時,物體對支持面的壓力(或?qū)依K的拉力)大小不等于重力的大小,而物體所受的重力并沒有變化. 考點(diǎn)4 牛頓第三定律 A 1.牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上. 2.作用力與反作用力具有“四同”和“三異”的關(guān)系 “四同”表示: (1)同大?。捍笮∠嗟龋? (2)同直線:作用在同一條直線上. (3)同存亡:同時產(chǎn)生、同時消失、同時變化. (4)同性質(zhì):作用力是引力,反作用力也是引

10、力;作用力是彈力,反作用力也是彈力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力. “三異”表示: (1)異向:方向相反. (2)異體:作用在不同的物體上. (3)異效:在不同的物體上分別產(chǎn)生不同的作用效果,不能相互抵消,因此不能認(rèn)為作用力和反作用力的合力為零. 考點(diǎn)5 力學(xué)單位制 A (1)國際單位制(SI)就是由七個基本單位和用這些基本單位導(dǎo)出的單位組成的單位制. (2)國際單位制(SI)中的基本單位:長度單位米,符號m;質(zhì)量單位千克,符號kg;時間單位秒,符號s;電流強(qiáng)度的單位安培,符號A;物質(zhì)的量的單位摩爾,符號mol;熱力學(xué)溫度的單位開爾文,符號K;發(fā)光強(qiáng)度的單位坎德拉,符號cd

11、. (3)力學(xué)中有三個基本單位:長度的單位米,符號m;質(zhì)量單位千克,符號kg;時間的單位秒,符號s. [易錯診所] 1.誤認(rèn)為慣性的大小與物體的運(yùn)動速度有關(guān),速度越大,慣性就越大. 分析:慣性只與質(zhì)量有關(guān),與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān).剎車過程中,初速度越大,停下來速度的變化量越大,所用的時間越長,因此速度越大汽車越難停下來,不是因?yàn)檫\(yùn)動狀態(tài)難改變,而是因?yàn)檫\(yùn)動狀態(tài)改變量大的原因. 2.要能區(qū)分相互平衡的兩個力與一對作用力、反作用力 項目 一對平衡力 一對作用力與反作用力 受力物體 兩個力作用在同一物體上 兩個力分別作用在兩個不同物體上 疊加性 可以求合力,且合力一定為零 不

12、可以求合力 力的性質(zhì) 兩個力的性質(zhì)不一定相同 兩個力的性質(zhì)一定相同 作用效果 兩個力共同作用的效果是使物體平衡 兩個力的效果分別表現(xiàn)在相互作用的兩個物體上 依賴關(guān)系 一個力的產(chǎn)生、變化、消失不一定影響另一個力 兩個力一定同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失 共同點(diǎn) 大小相等、方向相反、作用在一條直線上   3.得出a-M的關(guān)系,學(xué)生誤作a-M圖象,這時是看不出a-M關(guān)系,應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出小車運(yùn)動的a-圖象,從而得出a與M的反比關(guān)系. 4.合外力、加速度、速度的關(guān)系 (1)力與加速度為因果關(guān)系.力是因,加速度是果,只要物體所受的合外力不為零,就會產(chǎn)生加速度.加速度與合外力方向總相同、大小與合外力成正比. (2)力與速度無因果關(guān)系.合外力與速度方向可以同向,可以反向;合外力與速度方向同向時,物體做加速運(yùn)動,反向時物體做減速運(yùn)動. (3)兩個加速度公式的區(qū)別 a=是加速度的定義式,是比值定義法定義的物理量,a與v、Δv、Δt均無關(guān);a=是加速度的決定式,加速度由其受到的合外力和質(zhì)量決定.

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