高中物理考点复习资料 第三章牛顿运动定律人教版（通用） 25页

高考资源网物理考点复习资料第三章牛顿运动定律知识结构第一节牛顿第一定律一、牛顿第一定律1．历史上关于力和运动关系的两种不同认识（1）古希腊哲学家亚里斯多德根据人们的直觉经验提出：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停下来．认为力是维持物体运动所不可缺少的．（2）伽俐略通过实验指出，没有使物体改变速度的力，物体就会保持自己的速度不变．（3）伽俐略以实验为基础，经过抽象思维，把可靠的事实和严密的推理结合起来的科学方法，是物理研究的正确方向．课堂练习1．下面的叙述与史实不相符的是（C）A、亚里斯多德认为力是维持运动的原因B．伽俐略最先指出亚里斯多德上述观点是不正确的\nC．第一个明确表述物体惯性的是伽俐略D．第一个明确表述物体惯性的是牛顿2．牛顿第一定律的内容及其物理意义（1）定律的内容: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。（2）物理意义:定律反映了物体不受外力（合外力为零）作用时的运动规律，指出了力不是维持运动的原因，是迫使物体改变运动状态的原因，说明了一切物体都具有保持匀速直线运动或静止状态的性质，即惯性．即包含下列三点意义：1。物体不受外力或所受外力之和为零时的状态为：匀速直线运动状态或静止状态2。外力的作用是：迫使物体改变运动状态。3．物体具有惯性.课堂练习2．下列说法正确的是（CD）A、静止或做匀速直线运动的物体，一定不受外力作用B．当物体的速度等于零时，物体一定不受外力作用C．当物体的速度发生变化时，物体一定受到了外力作用D．当物体受到的合外力为零时，物体的运动状态一定保持不变3．牛顿第一定律的应用应用牛顿第一定律，把握力与运动的关系：力是物体运动状态改变的原因，物体的运动不需要力来维持．课堂练习3．火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一人跳起，发现仍落回车上原处，这是因为（CD）A、人起跳时会受到一个向前的冲力，使人随车一起向前运动\nB．人起跳时车厢的地板会给人一个向前的推力，使人随车一起向前运动C．人从起跳到落回地板的过程中，在水平方向上始终具有与车相同的速度D．若火车作加速运动，人起跳后必落在起跳点的后方二、惯性1．惯性的概念及物理意义（1）物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。（2）一切物体都有惯性，物体在任何状态下都有惯性.惯性是物体固有的属性，是不能被克服的。（3）惯性在解题中的应用：车转弯、刹车、加速，人的感觉是人的惯性的缘故课堂练习4．下列说法正确的是（D）A．惯性是物体处于运动状态时具有的性质B．惯性是物体处于静止状态时具有的性质C．惯性是物体处于匀速直线运动状态时具有的性质D．惯性是物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质5．下列关于惯性的说法中正确的有（D）A．做匀速直线运动的物体才有惯性B．处于静止状态的物体才有惯性C．做曲线运动的物体没有惯性D．一切物体都具有惯性6．下列关于惯性的说法中正确的是（D）\nA．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B．赛跑到终点时不能立刻停下是由于跑动时人有惯性，停下后惯性消失C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况无关2．惯性和质量的关系(1)惯性的大小：质量是物体惯性大小的量度（也称惯性质量）,质量不同的物体运动状态改变的难易程度不同，亦即惯性大小不同。同样的外力作用下，质量大的物体，运动状态难改变，惯性大；质量小的物体，运动状态容易改变，惯性小．（2）惯性的大小只决定于质量，而与其他的因素（如温度、物态、形状、位置、速度、受力、运动状态）无关。惯性不是力，不能说物体受惯性。课堂练习7、下列情况不可能存在的是（A）A、物体的质量很小而惯性很大；B．物体的速度很大而惯性很小C．物体的体积很小而惯性很大；D．物体所受外力很大而惯性很小8．下面关于物体惯性大小的说法中，正确的是（D）A．两物体相比，速度大的惯性一定较大B．两物体相比，体积大的惯性一定较大C．两物体相比，质量大的惯性可能较大D．同一物体在赤道和在两极时的惯性一样大3第二节牛顿第二定律一．运动状态的改变1．运动状态改变的含义（1）．一个物体的速度不变，就说物体的运动状态没有改变，而如果一个物体的速度改变了，就说物体的运动状态改变了．\n（2）速度是矢量，故无论是速度的大小改变，或速度的方向改变，或两者同时都改变，都说物体的运动状态改变了．（3）物体的运动状态改变了，也就是物体有了加速度．课堂练习9．做下列哪种运动的物体，其运动状态保持不变？（D）A、加速度恒定的运动；B．速率不变的曲线运动C．沿直线的往复振动；D．速度恒定的运动10．当作用在物体上的合外力不为零时，下列结论正确的是（D）A、物体的速度大小一定发生变化；B．物体的速度方向一定发生变化C．物体的速度不一定发生变化；D．物体的速度一定发生变化11．在光滑的水平面上有一静止的物体，现向物体施以水平方向的作用力。在力开始作用在物体上的一瞬间（C）A、物体同时具有加速度和速度；B．物体获得速度，加速度仍为零C．物体获得加速度，速度仍为零；D．物体的速度和加速度均为零12．关于运动和力的关系，下列说法正确的是（BC）A．当物体所受合外力不变时，运动状态一定不变B．当物体所受合外力为零时，速度大小一定不变C．当物体运动轨迹发生弯曲时，一定受到了外力D．当物体速度为零时，所受合外力一定为零\n13．一物体受几个力的作用而处于静止状态，若保持其他力恒定而将其中一个力逐渐减小到零（保持方向不变），然后又将该力恢复到原状，在整个过程中，物体（C）A、加速度增大，速度增大；B．加速度减小，速度增大C．加速度先增大后减小，速度增大；D．加速度和速度都是先增大后减小二、牛顿第二定律1．牛顿第二定律的内容、表达式及其物理意义（1）物体的加速度与外力成正比，与物体的质量成反比。加速度的方向跟引起这个加速度的合外力的方向相同．（2）表达式：矢量式：F合=ma标量式：Fx＝max；Fy＝may（正交分解式）注意：F合为物所受（不是所施的）、外力（不是内力）、的合力（不是分力）；Fx是合外力在x轴上的分量，Fy是合外力在y轴上的分量；ax是a在x轴上的分量，ay是a在y轴上的分量；（3）牛顿第二定律公式的物理意义：公式给出了力与加速度的因果关系：什么样的力产生什么样的加速度．合外力恒定时，加速度恒定；合外力改变时，加速度也改变；合外力为零时，加速度为零．加速度与产生它的力大小成正比，方向恒一致．公式同时给出了加速度与质量的关系；在同样的外力下，质量大的物体加速度小，质量小的物体加速度大、力与质量是决定物体运动状态变化的外因与内因。课堂练习14．下列叙述中正确的是（BC）\nA、由F＝ma可知，物体受到的合外力与物体质量和加速度成正比B．由F=ma可知，物体的加速度与物体受到的合外力成正比C．由F＝ma可知，物体的加速度与物体受到的合外力方向一致D．由m=F／a可知，物体的质量与物体所受的合外力成正比，与物体的加速度成反比15、如图所示，重10N的物体向右运动，物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.10．若外加一水平向左的力F＝2.0N，则此时物体的加速度大小为（g取10m/s²）（D）A．0.20m／s²；B、0.30m／s²；C．0.10m／s²；D．3.0m/s²；16．恒力F施于质量为m1的物体上，产生的加速度为al，施于质量为m2的物体上，产生的加速度为a2，若此恒力施于质量为（ml＋m2）的物体上，产生的加速度应是（A）；B、a1+a2；；17．质量为1kg的物体受到3N和4N的两个共点力的作用，物体的加速度可能是（AB）A、5m／s²；B．7m／s²；C、8m／s²；D．9m／s²18、已知甲物体受到2N的力作用时，产生的加速度为4m／s²，乙物体受到3N的力作用时，产生的加速度为6m/s²，则甲、乙物体的质量之比m甲：m乙等于（C）A、1：3；B．2：3；C．1：1；D．3：219．质量为m的物体，在合外力F的作用下获得大小为a的加速度，现要使物体获得大小为2a的加速度，若保持它的质量不变，则应使合外力变为__________F，若保持合外力不变，则应使它的质量变为__________m．答：2；0.5\n2．牛顿第二定律的应用（1）应用牛顿运动定律解题有两类问题①已知受力情况求运动情况②已知运动情况求受力情况分析解决这两类问题的关键，应抓住受力情况和运动情况之间的联系桥梁——加速度。①做好两项分析——受力分析与运动分析．②正确选取研究对象——灵活地运用整体法与局部隔离法．③运用数学。分析思路：受力情况→合力F合→F合=ma→a→运动学公式→运动情况解题步骤：①确定研究对象可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan②对研究对象进行受力分析画出受力图，不多力也不少力③分析物体的运动情况明确运动性质，及初、末状态的参量。（包括速度、加速度）④应用牛顿第二定律和运动学公式列方程，统一单位代入数据求解知识内容说明：①若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；②若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。③\n当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。GNF26基本例题：一个原来静止的物体m=10kg，受到4牛的水平拉力的作用，求3秒末的速度和3秒内的位移。解：F=maa=F/m=4/10m/s²=0.4m/s²vt=at=0.4×3m/s=1.2m/ss=1/2×0.4×3²m=1.8m题目类型：已知物体的受力情况，求物体的运动情况。解题步骤：（1）明确研究对象（2）分析研究对象的受力情况，画出受力图（3）求出合力（4）应用牛顿第二定律求加速度（5）应用运动学公式求解课堂例题把一个重500N的木箱放在水平地板上，木想和地板间的动摩擦因数u=0.20.如图所示，用一个与水平面成30º角斜向上方的力F拉这个木箱，使木箱在水平地板上做匀速直线运动，求拉力F。FGNfy------F2F1x解：木箱在竖直方向上没有加速度，在竖直方向上合力为零。N+F2=GN=G-F2=G-Fsin30º水平方向上合力为零。F1-f=0Fcon30º-μ（G-Fsin30º）=0F=μG/（con30º+usin30º）\n=0.20×500/（/2-0.20×1/2）N基本例题：一辆质量为1000kg的汽车，以10m/s的速度行驶，现在让它在12.5m的距离内匀减速地停下来，求所需要的阻力。解：根据得f=（0-10²）/2×12.5m/s²f=ma=m=1000×（0-10²）/2×12.5N=-4000N问题类型：已知物体的运动情况，求物体的受情况。解题步骤：（1）明确研究对象（2）应用运动写公式求出物体的加速度（3）应用牛顿第二定律求出合力（4）分析研究对象的受力情况，画受力图（5）求出力课堂例题GT一台起重机以a=0.50m/s²的加速度匀加速起吊一箱货物，货物的质量m=9.0×10²kg，那么货物对起重机钢丝绳子的拉力是多大？解：设起重机起吊货物的拉力为T，T-G=maT=ma+G=m（g+a）=9.0×10²×（9.8+0.50）N=9.3×10³N根据牛顿第三定律，货物对起重机钢丝绳子的拉力T'的大小也是9.3×10³N\n课堂应用课堂例题例1：底座A上装有一根直立长杆，总质量为M，始终静止在水平地面上。杆上套有质量为m的环B。当环以一定的初速度向上飞起时，加速度为a，求底座对水平面的压力。解：底座与杆构成一个物体组，m的加速度向下，M的加速度为零。整体受力如图所示。取竖直向下为正方向，由牛顿第二定律得：(M+m)g-N＝ma所以N＝(M＋m)g-ma例2.物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示，在A点物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下说法正确的是：A、物体从A下降和到B的过程中，速率不断变小B、物体从B上升到A的过程中，速率不断变大C、物体从A下降B，以及从B上升到A的过程中，速率都是先增大，后减小D、物体在B点时，所受合力为零\n【解析】主要研究a与F合的对应关系，弹簧这种特殊模型的变化特点，以及由物体的受力情况判断物体的运动性质。找出AB之间的C位置，此时F合=0，由A→C的过程中，由mg>kx1，得a=g-kx1/m，物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kxc,a=0，物体速度达最大。由C→B的过程中，由于mggtanα时木块和斜面不再保持相对静止，而是相对于斜面向上滑动，绳子松弛，拉力为零。α例5.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\n=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。Fθ解：由运动学知识可知：前后两段匀变速直线运动的加速度a与时间t成反比，而第二段中μmg=ma2，加速度a2=μg=5m/s²，所以第一段中的加速度一定是a1=10m/s²。再由方程可求得：F=54.5N第一段的末速度和第二段的初速度相等都是最大速度，可以按第二段求得：vm=a2t2=20m/s又由于两段的平均速度和全过程的平均速度相等，所以有要注意的是：在撤去拉力F前后，物体受的摩擦力发生了改变。例6.如图，倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为μ，木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。解：以斜面和木块整体为研究对象，水平方向仅受静摩擦力作用，而整体中只有木块的加速度有水平方向的分量。可以先求出木块的加速度再在水平方向对质点组用牛顿第二定律，很容易得到：如果给出斜面的质量M，本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为FN=Mg+mg(cosα+μsinα)sinα，这个值小于静止时水平面对斜面的支持力。\nα例7.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？解：先确定临界值，即刚好使A、B发生相对滑动的F值。当A、B间的静摩擦力达到5N时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，A在滑动摩擦力作用下加速运动。以A为对象得到a=5m/s²；再以A、B系统为对象得到F=（mA+mB）a=15N⑴当F=10N<15N时，A、B一定仍相对静止，所以⑵当F=20N>15N时，A、B间一定发生了相对滑动，用质点组牛顿第二定律列方程：，而aA=5m/s²，于是可以得到aB=7.5m/s²ABF例8、如图所示，传送带与水平面夹角θ=37º，并以v0=10m／s运行，在传送带一端A处轻轻放上一小物块（初速为零），物块与皮带间动摩擦因数μ=0.5，AB=16m，求物块从A到B的时间．解:小物块放上皮带到速度达到V0阶段：mgsinq＋μmgcosq＝ma1，a1=g（sinq＋μcosq）=10m／s²\nt1=V0/a1=10/10=1s，s1=V0t1=×10×1=5m小物块速度达到V0后，由牛顿第二定律可得：mgsinq－μmgcosq＝ma2，a2=g（sinq－μcosq）=10×（0.6－0.5×0.8）m／s²=2m／s²而s2=（16－5）m=11m，由位移公式可解得t2=1s，t2'=-11s（舍去）．于是得t=t1＋t2=2s即小物块从A运动到B的时间是2s课堂练习20．如图所示，质量m=2kg的物体置于水平桌面上，物体和桌面间的动摩擦因数μ=0.3，现以F＝20N的力拉物体，已知F和水平方向夹角θ=45º，则物体在水平方向上的加速度大小等于__________m／s²，在竖直方向上的加速度大小等于__________m／s²．（g取10m/s2）答：10；021．从匀速上升的气球上掉下一物体，在掉下的瞬间，物体相对地面将具有（B）A．方向向上的速度和向上的加速度；B．方向向上的速度和向下的加速度C．方向向下的速度和向下的加速度；D．方向向下的速度和向上的加速度22．用枪竖直向上射出一粒子弹，设空气阻力与子弹的速度成正比，子弹从射出点升到最高点，又落回射出点，在此过程中，子弹具有最大加速度的时刻是（A）A、子弹刚出枪口时；B、子弹在最高点时C．子弹回到射出点时；D．条件不足，不能确定\n23．一物体重为50N，与水平桌面间的动磨擦因数为0.2．现如图3－3加上水平力F1和F2，若F1=15N时物体做匀加速直线运动，则F2的值可能是（CD）A、5N；B．25N；C．30N；D、50N3、牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系：（1）牛顿第二定律和牛顿第一定律各自独立。牛顿第一定律告诉人们物体不受外力或受外力时物体运动情况：总保持静止或作匀速直线运动。牛顿第二定律则告诉人们物体受到外力以后物体的状态变化规律。（2）牛顿第二动律的动量表达式：合外力等于物体动量的变化率4、超重与失重：1、视重：若物体放在水平面上或用一根绳子吊起，他所受得到支持力或拉力称为视重.若物体在这些情况下相对于地球静止，则N（T）＝mg，不超重也不失重。2、超重与失重：如右图，物在拉力T作用下沿竖直方向作加速运动，取加速度方向为正，则有：物向上加速：T－mg＝maT＝m（g＋a）>mg超重物向上减速：mg－T＝maT＝m（g－a）mg超重48知识内容\n注意：①解此类问题的关键是取加速度的方向为正②超中失重现象与物体运动方向无关只取决于物体加速度的大小和方向③常见的超重与失重现象：过桥、飞船上升、下降（超重），在轨道上运行（完全失重）等问题第三节牛顿第三定律1．牛顿第三定律的内容物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。2、作用力和反作用力的关系：同时性；相等性；反向性；同性质。课堂练习32．传动皮带把物体从低处送到高处的过程中，物体与皮带间的作用力与反作用力对数共有（B）A．一对；B．二对；C．三对；D．四对；33．跳高运动员从地面跳起，这是由于（C）A、运动员给地面的压力等于运动员的重力B．地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力C．地面给运动员的支持力大于运动员受的重力D．地面给运动员的支持力等于运动员受的重力3．牛顿第三定律的应用\n作用力与反作用力总是成对同时出现的，只要有力，这个力一定有反作用力，根据牛顿第三定律，就可以知道它的反作用力的大小和方向；找到这个力的施力者，就可以知道反作用力的受力者．作用力与反作用力相同的是大小和性质，而不是作用效果．课堂练习34．原来静止的升降机中站着一个人，当升降机竖直加速上升时，人对升降机地板的压力将__________（填写增大减小或不变）．答：增大35．2020年，我国成功地发射了第一艘人飞船——“神舟”号飞船，它由新型长征运载火箭发射升空．则（B）A、火箭是由大气向上推动升空的B．火箭是由其喷出的燃气向上推动升空的C．火箭是由发动机向上牵引升空的D．火箭是由外星向上吸引升空的4、作用力、反作用力和一对平衡力的关系一对作用力和反作用力与一对平衡力都有“大小相等、方向相反，作用在一直线”的特点，极易混淆．可从以下四个方面将它们加以区别：作用力和反作用力一对平衡力作用对象作用在不同的物体上作用在相同的物体上力的性质性质相同性质不一定相同力的变化同时产生，同时消失不一定同时力的效果一个力的反作用力只有一个，对各物体的作用效果不可抵消，不可求合力\n一个力的平衡力有可能是一个，也有可能是几个力的合力，对同一物体产生的作用，效果可以互相抵消，合力为零课堂练习36．两个小球A和B，中间用弹簧连接，并用细线悬于天花板上，如图，下面四对力中，属于平衡力的是（D）A、绳对A的拉力和弹簧对A的拉力B．弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力C．弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力D．弹簧对B的拉力和B的重力37．图中的小车在水平地面上作匀速直线运动，在车上放有相对于车静止的物体A．A所受的摩擦力f=__________N，物体A与小车之间有__________对作用力与反作用力．答：0；一38．如图所示，一物块放在劈形物体上不动，它们各自的受力情况已经画出，下面的说法正确的有（ABD）A、f1和f2是一对作用力和反作用力；B、N1和G1″是一对平衡力C．G2和N3是一对平衡力；\nD．Gl的反作用力作用在地球上39．马拉车在水平路面上做直线运动，下列说法中正确的是（C）（A）加速前进时，马向前拉车的力大于车向后拉马的力（B）马拉车的力和车拉马的力大小相等、方向相反、在同一直线上，是一对平衡力（C）马拉车的力和车拉马的力是同时产生的（D）马拉车的力和车拉马的力是不同性质的力4、一对作用力和反作用力的冲量和功一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。第四节力学单位制1、基本单位和导出单位（1）基本单位：被选定的几个基本物理量的单位叫基本单位．（2）导出单位：利用物理公式所确定的物理量的单位关系推导出来的单位叫做导出单位．57知识内容2、国际单位制中力学的基本单位（1）在力学中，选定长度、质量和时间的单位作基本单位．在国际单位制中，取米、千克、秒作基本单位．另外，若使用厘米·克·\n秒制，则取厘米、克、秒作为基本单位．高中物理中，还有电流、温度、物质的量等的单位安培、开尔文、摩尔也是基本单位．（2）在力学中，如速度单位（米/秒）、加速度单位（米/秒2）、力的单位（牛）等均为导出单位．（3）在物理计算时，将所有的已知量都用同一种单位制的单位来表示，通过正确应用物理公式，所求量的单位就一定是这个单位制中的相应单位．一切物理量的单位，都可以通过公式由基本单位组合而成，我们也可以通过单位与物理量是否相符，来检查所求结论是否有误。39．在国际单位制中，力学量的单位被选为基本单位的是（C）A、N、kg、m／s²；B．m／s、kg、s；C．m、kg、s；D．s、N、kg40．下列各项中属于国际单位制中物理量的基本单位的是（B）A、力；B．千克；C．焦；D．长度41．一物体从高h处被水平抛出，初速度为v，落地点距抛出点水平距离为s，下列关于物体在空中飞行时间的答案中，肯定有误的是（A）A、；；C、s/v；D、h/v；第五节牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律的适用范围牛顿运动定律是经典力学的基本规律，在处理宏观物体的低速运动问题时完全适用，当速度接近光速时就不适用了；经典力学的规律一般也不适用于微观粒子。\n2、物体质量和速度的关系根据爱因斯坦狭义相对论的观点，物体的质量是随着速度的增大而增大的，在低速运动中，质量的增大十分微小，而当速度接近于光速时，质量将明显增大。课堂练习地球绕日公转的速度约为3×104m/s，α衰变放出射线的速度约0.1c（c为真空中的光），光用牛顿运动定律处理有关它们的运动问题是否完全适当？本资料由《高考资源网》www.ks5u.com提供！