2020高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第6講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解學(xué)案新人教版.docx

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第6講　牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解 一、牛頓第一定律 1.內(nèi)容:一切物體總保持　　　　運(yùn)動(dòng)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.慣性 (1)定義:一切物體都有保持原來(lái)　　　　運(yùn)動(dòng)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,　　　　大的物體慣性大,　　　　小的物體慣性小. 二、牛頓第二定律 1.內(nèi)容:物體的加速度的大小跟它受到的　　　　成正比、跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向　　　　. 2.公式:　　　　. 3.適用范圍 (1)只適用于　　　　參考系(相對(duì)地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系). (2)只適用于　　　　物體(相對(duì)于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況. 三、牛頓第三定律 1.內(nèi)容:兩個(gè)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. 2.表達(dá)式:F甲對(duì)乙=-F乙對(duì)甲,負(fù)號(hào)表示　　　　. 四、國(guó)際單位制 力學(xué)中的基本量是質(zhì)量、　　　　、長(zhǎng)度,對(duì)應(yīng)的基本單位分別是　　　　、　　　　、　　　　. 【辨別明理】 (1)牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律.(　　) (2)牛頓第一定律指出,當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí),物體將處于靜止?fàn)顟B(tài). (　　) (3)物體運(yùn)動(dòng)必須有力的作用,沒有力的作用,物體將靜止. (　　) (4)力的單位是牛頓,1N=1kgm/s2. (　　) (5)外力(不為零)作用于靜止物體的瞬間,物體立刻獲得加速度. (　　) (6)物體的加速度方向一定與合外力方向相同. (　　) (7)慣性是物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì). (　　) (8)作用力與反作用力的效果相互抵消. (　　) (9)根據(jù)牛頓第二定律,當(dāng)合外力為零時(shí)物體的加速度為零,物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,那么牛頓第一定律是第二定律的特殊情況嗎? 考點(diǎn)一　牛頓第一定律 (1)牛頓第一定律是在可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)(如伽利略斜面實(shí)驗(yàn))基礎(chǔ)上采用科學(xué)的邏輯推理得出的結(jié)論,物體不受外力是牛頓第一定律的理想條件,所以,牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律. (2)慣性是物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),與物體是否受力、是否運(yùn)動(dòng)及所處的位置無(wú)關(guān),物體的慣性只與其質(zhì)量有關(guān),物體的質(zhì)量越大則其慣性越大;牛頓第一定律揭示了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因. 圖6-1 例1伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法,有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展.利用如圖6-1所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn):小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng),并沿右側(cè)斜面上升.斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí),小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,可以得到的最直接的結(jié)論是 (　　) A.如果斜面光滑,小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置 B.如果小球不受力,它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài) C.如果小球受到力的作用,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變 D.小球受到的力一定時(shí),質(zhì)量越大,它的加速度越小 變式題1東漢王充在《論衡狀留篇》中記述了球的運(yùn)動(dòng):“圓物投之于地,東西南北,無(wú)之不可;策杖叩動(dòng),才微輒?！?關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,下列說法中正確的是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 B.力是改變物體慣性大小的原因 C.力是改變物體位置的原因 D.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 圖6-2 變式題2(多選)如圖6-2所示,高為h的車廂在平直軌道上勻減速向右行駛,加速度大小為a,車廂頂部A點(diǎn)有油滴滴落在車廂地板上(車未停止),車廂地板O點(diǎn)位于A點(diǎn)的正下方,重力加速度為g,則油滴 (　　) A.落在O點(diǎn)的左側(cè) B.落在O點(diǎn)的右側(cè) C.落點(diǎn)與O點(diǎn)距離為a D.落點(diǎn)與O點(diǎn)距離為ahg 考點(diǎn)二　牛頓第二定律的理解 矢量性 公式F=ma是矢量式,任一時(shí)刻,F與a總同向 瞬時(shí)性 a與F對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻,即a為某時(shí)刻的加速度時(shí),F為該時(shí)刻物體所受的合外力 因果性 F是產(chǎn)生加速度a的原因,加速度a是F作用的結(jié)果 同一性 (1)加速度a是相對(duì)同一個(gè)慣性參考系(一般指地面)的; (2)F=ma中,F、m、a對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體或同一個(gè)系統(tǒng); (3)F=ma中,各量統(tǒng)一使用國(guó)際單位 獨(dú)立性 (1)作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度都滿足F=ma; (2)物體的實(shí)際加速度等于每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和; (3)力和加速度在各個(gè)方向上的分量也滿足F=ma,即Fx=max,Fy=may 考向一　矢量性 牛頓第二定律F=ma是矢量式,加速度的方向由物體所受合外力的方向決定,二者總是相同,即任一瞬間,a的方向均與合外力方向相同. 圖6-3 例2如圖6-3所示,一輛有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連.設(shè)在某一段時(shí)間內(nèi)小球與小車相對(duì)靜止且彈簧處于拉伸狀態(tài),若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時(shí)間內(nèi)小車可能是(　　) A.向右做加速運(yùn)動(dòng) B.向右做減速運(yùn)動(dòng)C.向左做勻速運(yùn)動(dòng) D.向左做減速運(yùn)動(dòng) 圖6-4 變式題如圖6-4所示,有一輛汽車滿載西瓜在水平路面上勻速前進(jìn),突然發(fā)現(xiàn)意外情況,緊急剎車做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為a,重力加速度為g,則中間一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對(duì)它的作用力的大小是 (　　) A.mg2-a2 B.maC.mg2+a2 D.m(g+a) 考向二　瞬時(shí)性 在動(dòng)力學(xué)問題中,物體受力發(fā)生突變時(shí),物體的加速度也會(huì)發(fā)生突變,突變時(shí)刻物體的狀態(tài)稱為瞬時(shí)狀態(tài),要對(duì)瞬時(shí)狀態(tài)的加速度進(jìn)行分析求解. 圖6-5 例3(多選)如圖6-5所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落,接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落.在小球下落的全過程中,下列說法中正確的是 (　　) A.小球剛接觸彈簧瞬間速度最大 B.從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上 C.從小球接觸彈簧至到達(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小 D.從小球接觸彈簧至到達(dá)最低點(diǎn),小球的加速度先減小后增大 變式題(多選)某研究性學(xué)習(xí)小組用加速度傳感器探究物體從靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,得到了質(zhì)量為1.0kg的物體運(yùn)動(dòng)的加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線,如圖6-6所示.由圖可以得出 (　　) 圖6-6 A.從t=4.0s到t=6.0s的時(shí)間內(nèi),物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng) B.物體在t=10.0s時(shí)的速度大小約為6.8m/s C.從t=10.0s到t=12.0s的時(shí)間內(nèi),物體所受的合外力大小約為0.5N D.從t=2.0s到t=6.0s的時(shí)間內(nèi),物體所受的合外力先增大后減小 考向三　獨(dú)立性 當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí),各力將獨(dú)立地產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的加速度,而物體表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度的矢量和. 例4為了節(jié)省能量,某商場(chǎng)安裝了如圖6-7所示智能化的電動(dòng)扶梯,扶梯與水平面的夾角為θ.無(wú)人乘行時(shí),扶梯運(yùn)行得很慢;當(dāng)有人站上扶梯時(shí),扶梯先以加速度a勻加速運(yùn)動(dòng),再以速度v勻速運(yùn)動(dòng).一質(zhì)量為m的顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程,重力加速度為g,下列說法中正確的是 (　　) 圖6-7 A.顧客始終受到三個(gè)力的作用 B.扶梯對(duì)顧客的支持力始終等于mg C.加速階段扶梯對(duì)顧客的摩擦力大小為macosθ,方向水平向右 D.顧客對(duì)扶梯作用力的方向先沿扶梯向上,再豎直向下 變式題(多選)如圖6-8所示,水平地面上有一楔形物體b,b的斜面上有一小物體a;a與b之間、b與地面之間均存在摩擦.已知楔形物體b靜止時(shí),a靜止在b的斜面上.現(xiàn)給a和b一個(gè)共同的向左的初速度,與a和b都靜止時(shí)相比,此時(shí)可能 (　　) 圖6-8 A.a與b之間的壓力減小,且a相對(duì)b向下滑動(dòng) B.a與b之間的壓力增大,且a相對(duì)b向上滑動(dòng) C.a與b之間的壓力增大,且a相對(duì)b靜止 D.b與地面之間的壓力不變,且a相對(duì)b向上滑動(dòng) 考點(diǎn)三　牛頓第三定律 (1)對(duì)相互作用力的理解(與平衡力對(duì)比) 比較 相互作用力 平衡力 方向 方向相反、作用在同一條直線上 方向相反、作用在同一條直線上 大小 大小相等 大小相等 受力物體 兩個(gè)相互作用的物體 同一物體 力的性質(zhì) 一定是同性質(zhì)的力 性質(zhì)不一定相同 同時(shí)性 一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失 不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失 疊加性 兩力作用效果不可求合力 兩力作用效果可以求合力 (2)牛頓第三定律的重要作用之一是轉(zhuǎn)換研究對(duì)象,當(dāng)根據(jù)已知條件無(wú)法直接求得物體受到的某作用力時(shí),可以根據(jù)牛頓第三定律,先求得該力的反作用力. 例5如圖6-9所示,質(zhì)量為M=60kg的人站在水平地面上,用定滑輪裝置將質(zhì)量為m=40kg的重物送入井中.當(dāng)重物以2m/s2的加速度加速下落時(shí),忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦,g取10m/s2,則人對(duì)地面的壓力大小為 (　　) 圖6-9 A.200N B.280N C.320N D.920N 圖6-10 變式題如圖6-10所示,猴子的質(zhì)量為m,開始時(shí)停在用繩懸吊的質(zhì)量為M的木桿下端,在繩子斷開瞬時(shí),猴子沿木桿以加速度a(相對(duì)地面)向上爬行,重力加速度為g,則此時(shí)木桿相對(duì)地面的加速度為 (　　) A.g B.Mmg C.g+mM(g+a) D.g+mMa