【物理】2018届二轮复习　三种性质力和牛顿运动定律学案（全国通用） 10页

倒计时第9天　三种性质力和牛顿运动定律 A．主干回顾 表述 内涵 外延 ‎1．运动不需要力维持 ‎1．运动→物体相对别的物体的位置发生变化 ‎2．运动相对性→选不同的参照物 牛顿第一定律(惯性定律)‎ 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 ‎2．运动原因——惯性 ‎3．运动表述→速度v→矢量 ‎4．惯性→物体的固有属性，只与质量有关，与其他条件无关 牛顿第二定律 物体加速度大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度方向跟作用力的方向相同 ‎1．力是产生加速度的原因 ‎2．力是运动状态改变的原因 ‎1．力的另外效果是使物体发生形变 ‎2．加速度→表示速度变化快慢的物理量 ‎3．加速度大小、方向由合外力决定，与其他条件无关 ‎4．F＝kma，k＝1，力的单位是牛顿 国际单位制→基本物理量：质量、长度、时间 基本单位：千克、米、秒 导出单位：速度——米/秒，加速度 ‎——米/秒2，力——千克·米/秒2(牛顿)，‎ 功——焦耳，功率——瓦……‎ 牛顿第三定律 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 两物体间作用总是相互的 ‎1．同时产生，同时消失 ‎2．作用力与反作用力作用在不同物体上，不存在平衡问题，作用效果反映在不同物体上，不存在抵消问题 ‎3．作用力与反作用力是同种性质的力 一、三种性质力 ‎1．重力：(1)重力是万有引力的分力．‎ ‎(2)重力的大小(G＝mg)取决于m和g，与运动状态无关．‎ ‎2．弹力 大小 弹簧 F＝kx 面、绳、杆 由平衡条件或动力 规律求解 方向 绳 沿绳指向绳收缩的方向 杆 ‎“活杆”必沿杆方向，“死杆”不一定沿杆方向 面 垂直于接触面指向被压或被支持的物体 ‎3．摩擦力 ‎(1)滑动摩擦力Ff＝μFN，式中压力FN一般情况下不等于重力，滑动摩擦力的大小与速度无关．‎ ‎(2)静摩擦力大小和方向随运动状态及外力情况而变化，与压力FN无关．静摩擦力的大小范围：0≤Ff≤Ffmax，其中最大静摩擦力Ffmax与压力FN成正比．‎ ‎4．共点力作用下物体的平衡条件 合力为零，即F合＝0．力沿任意方向分力的合力都为零，即Fx合＝0，Fy合＝0．解答三个共点力作用下物体平衡的基本思路是合成法和分解法．‎ 方法 步骤 合成法 对物体进行受力分析，并画出受力分析图．将所受的其中两个力应用平行四边形定则合成为一个等效力，由平衡条件可知该等效力一定与第三个力大小相等、方向相反．‎ 分解法 对物体受力分析，画出受力分析图，将其中一个力应用平行四边形定则分解到另外两个力的反方向，由平衡条件可知，这两个分力一定分别与另外两个力等大反向．‎ 二、牛顿运动定律 ‎1．牛顿三大定律的意义 ‎(1)牛顿第一定律：揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度(运动状态)的原因，而是改变物体速度的原因．‎ ‎(2)牛顿第二定律 ‎①公式：a＝．‎ ‎②意义：力的作用效果是使物体产生加速度，力和加速度是瞬时对应关系．‎ ‎(3)牛顿第三定律 ‎①表达式：F1＝－F2．‎ ‎②意义：明确了物体之间作用力与反作用力的关系．‎ ‎2．超重与失重 ‎(1)超重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力．原因：物体有向上的加速度．‎ ‎(2)失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力．原因：物体有向下的加速度．‎ ‎(3)完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零．原因：物体有向下的加速度且大小为重力加速度g．‎ 三、规律方法 ‎1．处理平衡问题的基本思路 确定平衡状态(加速度为零)→巧选研究对象(整体法或隔离法)→受力分析→建立平衡方程→求解或作讨论．‎ ‎2．常用的方法 ‎(1)在判断弹力或摩擦力是否存在以及确定方向时常用假设法．‎ ‎(2)求解平衡问题时常用二力平衡法、矢量三角形法、正交分解法、相似三角形法、图解法等．‎ ‎3．电磁场中的平衡 ‎(1)带电体的平衡问题仍然满足平衡条件，只是要注意准确分析场力——电场力、安培力或洛伦兹力．‎ ‎(2)如果带电粒子在重力场、电场和磁场三者组成的复合场中做直线运动，则一定是匀速直线运动，因为F洛⊥v．‎ ‎4．(1)动力 的两类基本问题的处理思路  ‎(2)解答动力 问题的两个关键点 ‎①做好物体的受力分析和物体的运动过程分析，抓住加速度这一关键的物理量．‎ ‎②寻找多过程运动问题中各过程间的相互关系．如第一过程的末速度就是下一个过程的初速度，找出各过程间的位移关系．‎ C．考前热身 ‎1．如图1所示，一直杆倾斜固定，并与水平方向成30°的夹角．直杆上套有一质量为0．‎5 kg的圆环，圆环与轻弹簧相连，在轻弹簧上端施加一竖直向上、大小为F＝7 N的力，圆环处于静止状态．已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0．7，g取‎10 m/s2．下列说法正确的是 (　　)‎ 图1‎ A．圆环受到直杆的弹力，方向垂直直杆向上 ‎ B．圆环受到直杆的摩擦力，方向沿直杆向上 C．圆环受到直杆的摩擦力大小等于1 N D．圆环受到直杆的弹力大小等于 N C　[对圆环受力分析，圆环受到向上的拉力、重力、垂直直杆向下的弹力与沿直杆向下的静摩擦力，如图所示，将静摩擦力与弹力进行合成，设其合力为F合，根据平衡条件，有F合＋G＝F，解得F合＝2 N，方向竖直向下．根据几何关系，有F合sin 30°＝f，F合cos 30°＝N，解得f＝1 N，N＝ N，选项C正确．]‎ ‎2．(多选)如图2所示．一个物体质量为m，在高出水面H处由静止下落，落入水中后竖直向下运动h距离后速度减为零．物体在水中运动时，除受重力外，还受水的浮力和阻力．已知物体在水中所受浮力是其重力的倍，重力加速度为g，假设水的阻力恒定，空气阻力不计．则下列说法中正确的是(　　)‎ 图2‎ A．水的阻力做功为mg(H＋h)‎ B．水的阻力做功为mgh C．物体入水前瞬间的速度为 D．物体在水中运动时所受阻力大小为mg CD　[下落全过程中，由动能定理得mg(H＋h)＋W浮＋W阻＝0，‎ 解得W阻＝－mg(H＋h)－W浮＝－mg(H＋h)＋mgh，A、B错误．‎ 入水前运动，由运动规律知v2＝2gH，解得v＝　①，故C正确．‎ 物体在水中运动受重力、浮力F浮和阻力F阻，由牛顿第二定律得F浮＋F阻－mg＝ma　②‎ 由运动规律得v2＝2ah　③‎ 由题意知F浮＝mg　④‎ 联立①②③④式解得F阻＝mg，故D正确．]‎ ‎3．如图3所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道，其中A、C两点处于同一个圆上，C是圆上任意一点，A、M分别为此圆与y、x轴的切点．B点在y轴上且∠BMO＝60°，O′为圆心．现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放，它们将沿轨道运动到M点，如所用时间分别为tA、tB、tC，则tA、tB、tC大小关系是(　　) ‎ ‎【导 号：17214217】‎ 图3‎ A．tA＜tC＜tB B．tA＝tC＜tB C．tA＝tC＝tB D．由于C点的位置不确定，无法比较时间大小关系 B　[对于AM段，位移x1＝R，加速度a1＝＝g，根据x＝at2得，tA＝＝．‎ 对于BM段，位移x2＝2R，加速度a2＝gsin 60°＝g，由x2＝a2t2得，tB＝ ‎＝．‎ 对于CM段，同理可解得tC＝＝．所以tA＝tC