2019届二轮复习牛顿运动定律的理解及应用课件（共32张） 32页

第 3 讲　牛顿运动定律的理解及应用 [ 考试要求和考情分析 ] 考试内容 选考要求 历次选考统计 命题角度 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04 2018/11 物理学 史、动力学两类问题、超重失重 牛顿第一定律 c 3         牛顿第二定律 c 19 19 8 、 19 19 、 20 19 13 力学单位制 b   2 1 1 3 3 牛顿第三定律 c   20 9     超重与失重 b 3   12   8 对牛顿第一定律、牛顿第三定律的理解 [ 要点总结 ] 1. 牛顿第一定律 ：牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。 2. 惯性 ：惯性与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大其惯性越大。 3. 一对相互作用力与平衡力的最明显区别 作用力 和反作用力，作用在两个相互作用的物体上；一对平衡力，作用在同一物体上 。 [ 精典题组 ] 1. 如图 1 所示的伽利略斜面理想实验让我们认识到 ( 　　 ) 图 1 A. 力是维持物体运动的原因 B. 物体的加速度与外力成正比 C. 物体运动不需要力来维持 D. 力是改变物体惯性的 原因 解析　 伽利略斜面理想实验的科学意义在于揭示了力与运动之间的关系，改变了人们原有的 “ 力是维持运动的原因 ” 的错误认识，故选项 C 正确， A 错误；惯性是物体的固有属性，外力不能改变其属性，选项 D 错误；牛顿第二定律源自自然规律的总结，选项 B 错误。 答案　 C 2. (2018· 浙江诸暨中学高二期中 ) 甲车快速倒车时车尾撞上静止的同型号的乙车车头，导致两车司机受伤。甲车司机、乙车司机最有可能的伤情分别是 ( 　　 ) A . 胸部受伤，胸部受伤 B . 胸部受伤，背部受伤 C . 背部受伤，胸部受伤 D . 背部受伤，背部受伤 解析 　甲车向后倒车撞到乙车上而停止运动，甲车司机相对于甲车向后运动，甲车司机由于惯性继续向后运动而使背部受伤；乙车静止，乙车车头由于受到撞击而向后运动，乙车司机相对于乙车向前运动，所以司机由于惯性保持静止而和乙车的方向盘相碰而造成乙车司机胸部受伤，故选项 C 正确， A 、 B 、 D 错误。 答案 　 C 3. (2018· 浙江宁波选考适应性考试 ) 撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。撑杆跳高的过程中包含很多物理知识，下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 2 A. 持杆助跑过程，重力的反作用力是地面对运动员的支持力 B. 撑杆起跳上升阶段，弯曲的撑杆对人的作用力大于人对撑杆的作用力 C. 撑杆起跳上升阶段先处于超重状态后处于失重状态 D. 最高点手已离开撑杆，运动员还能继续越过横杆，是因为受到了一个向前的 冲力 解析 　根据牛顿第三定律可知，重力的反作用力是运动员对地球的作用力，故选项 A 错误；根据牛顿第三定律可知，弯曲的撑杆对人的作用力等于人对撑杆的作用力，故选项 B 错误；撑杆起跳上升阶段由于撑杆对人的作用力大于运动员的重力，运动员离开撑杆后只受重力作用，所以运动员先处于超重状态后处于失重状态，故选项 C 正确；最高点手已离开撑杆，运动员还能继续越过横杆，是因为惯性，故选项 D 错误。 答案 　 C 牛顿第二定律、单位制 [ 要点总结 ] 1. 对牛顿第二定律的理解 2. 力学中的基本物理量及单位 ( 1) 力学中的基本物理量是长度、质量、时间。 ( 2) 力学中的基本单位：三个基本物理量的单位在国际单位制中分别为米 (m) 、千克 (kg) 、秒 (s) 。 [ 典例分析 ] 【例 1 】 (2018· 浙江温州学考模拟 ) 一种常用的圆珠笔由笔筒、笔芯、弹簧、顶芯杆组成 ( 如图 3 所示 ) ，将顶芯杆抵在水平桌面上，下压笔筒从而压缩弹簧，松手后，笔筒在弹簧作用下向上弹起，带动顶芯杆跳离桌面。为考虑问题简单，将笔芯、笔筒看做一体，不计摩擦。下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 3 A. 从松手到弹簧恢复原长，弹簧的弹性势能全部转化为笔筒的动能 B. 从松手到弹簧恢复原长，笔筒一直向上加速运动 C. 从松手到弹簧恢复原长，笔筒加速度先减小后增大 D. 不论下压程度如何，松手后顶芯杆都能跳离 桌面 解析 　从松手到弹簧恢复原长，弹簧的弹性势能全部转化为笔筒的动能和笔筒的重力势能，选项 A 错误；从松手到弹簧恢复原长，笔筒开始阶段受到的弹力大于重力，向上加速运动，且加速度逐渐减小；后来弹力小于重力时，向上做减速运动，且加速度向下逐渐变大，选项 B 错误， C 正确；若下压程度较小，则弹簧的弹性势能较小，则可能不足以提供笔杆离开桌面的动能，使得顶芯杆不能跳离桌面，选项 D 错误。 答案 　 C [ 精典题组 ] 4. ( 2018· 杭州地区七校联考 ) 如图 4 所示，在农村有一种常见的平板车，车上放着一袋化肥。若平板车在水平面向左加速运动且加速度逐渐增大。在运动过程中，这袋化肥始终和平板车保持相对静止，则 ( 　　 ) 图 4 A. 化肥对平板车的压力逐渐增大 B. 化肥对平板车的摩擦力逐渐减小 C. 平板车对化肥的作用力逐渐增大 D. 平板车对化肥的作用力方向竖直 向上 解析 　设平板车与水平方向的夹角为 θ ，化肥所受支持力为 F N ，摩擦力为 f ，将水平加速度分解，则 f － mg sin θ ＝ ma cos θ ， mg cos θ － F N ＝ ma sin θ ， a 增大，则 f 增大， F N 减小，选项 A 、 B 错误；平板车对化肥的作用力是支持力和摩擦力的合力，合力方向将斜向左上方，且逐渐增大，选项 C 正确， D 错误。 答案　 C 5. 如图 5 所示，航天员王亚平利用 “ 天宫一号 ” 中的 “ 质量测量仪 ” 测量航天员聂海胜的质量为 74 kg 。测量时，聂海胜与轻质支架被王亚平水平拉离初始位置，且处于静止状态，当王亚平松手后，聂海胜与轻质支架受到一个大小为 100 N 的水平恒力作用而复位，用光栅测得复位时瞬间速度为 1 m/s ，则复位的时间为 ( 　　 ) 图 5 A.0.74 s B.0.37 s C.0.26 s D.1.35 s 答案　 A 超重　失重 [ 要点总结 ] 1. 超重、失重和完全失重比较 比较 超重 失重 完全失重 产生条件 加速度方向向上 加速度方向向下 加速度方向向下，且大小 a ＝ g 可能状态 ① 加速上升； ② 减速下降 ① 加速下降； ② 减速上升 ① 自由落体运动和所有的抛体运动； ② 绕地球做匀速圆周运动的卫星、飞船等 2. 超重和失重的理解注意点 只要 物体有向上或向下方向的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关 。 [ 典例分析 ] 【例 2 】 (2018· 浙江选考适应性考试 ) 撑杆跳是田径运动项目的一种。在这项比赛中，运动员双手握住一根特制的杆子，经过快速助跑后，借助杆子撑地的反弹力量，使身体腾起，跃过横杆。关于撑杆跳，下列说法正确的是 ( 　　 ) A . 运动员起跳时，撑杆提供给运动员的弹力等于运动员所受重力 B . 运动员起跳时，撑杆提供给运动员的弹力小于运动员所受重力 C . 在运动员起跳上升阶段，运动员始终处于超重状态 D . 在运动员越过杆子下落阶段，运动员始终处于失重 状态 解析 　起跳时运动员的加速度的方向向上，竿对他的弹力大于他的重力，故选项 A 、 B 错误；起跳以后的下落过程中运动员的加速度的方向向下，他处于失重状态，故选项 C 错误， D 正确。 答案 　 D [ 精典题组 ] 6. 以下案例中不可能出现失重现象的是 ( 　　 ) 解析　 形成失重现象的原因是物体存在竖直向下的加速度。车在拱形桥上行驶存在竖直向下的加速度 ( 向心加速度 ) ；绕地球的空间站有指向地球球心的向心加速度；向上减速或向下加速状态下运行的电梯同样具有向下的加速度。骑行在凹形桥上的加速度方向向上，出现超重现象，故选 A 。 答案　 A 7. ( 2018· 浙江嘉兴第一中学高一期中 ) 压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图 6 甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体 m ，升降机静止时电流表示数为 I 0 ，某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中 ( 　　 ) 图 6 A. 物体处于失重状态 B. 物体处于超重状态 C. 升降机一定向上运动 D. 升降机一定向下运动 解析 　由乙图看出，电流表示数增大，说明压敏电阻的阻值减小，由压敏电阻的特点得知压力增大，则压敏电阻所受的压力大于重力，物体处于超重状态，故选项 A 错误， B 正确；物体处于超重状态，加速度方向向上，故升降机可能向上加速运动，也可能向下减速运动，故选项 C 、 D 错误。 答案 　 B 8. ( 2018· 浙江温岭地区七校联考 ) 在电梯中，把一重物置于水平放置的压力传感器上，电梯从静止开始加速上升，然后又匀速运动一段时间，最后减速直至停止运动。在此过程中传感器的屏幕上显示出其所受压力与时间关系的图象如图 7 所示，重力加速度 g ＝ 10 m/s 2 ，则 ( 　　 ) 图 7 A. 在 0 ～ 4 s 内电梯先超重后失重 B. 在 18 ～ 22 s 内电梯加速下降 C. 仅在 4 ～ 18 s 内重物的惯性才保持不变 D. 电梯加速和减速时加速度的最大值 相等 答案 　 D 弹簧和线 ( 绳 ) 突变问题易错分析 【例】 如图 8 所示，将两相同的木块 a 、 b 置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。开始时 a 、 b 均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力， a 所受摩擦力 f a ≠ 0 ， b 所受摩擦力 f b ＝ 0 ，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间 ( 　　 ) 图 8 A. f a 大小不变　　　　　　 B. f a 方向改变 C. f b 仍然为零　　　　　　 D. f b 方向 向左 [ 错因分析 ] 错解 1 　 误认为右侧细绳剪断后，弹簧弹力变为零，则 f b 仍然为零， f a 方向发生了改变。 错解 2 　 选错研究对象，以 a 、 b 整体进行受力分析，认为右侧绳子剪断瞬间，左侧绳子的拉力和 a 受到的摩擦力 f a 都立即变为 0 ，从而错选 C 项。 [ 正解展示 ] 　 右侧细绳剪断的瞬间，弹簧弹力来不及发生变化，故 a 的受力情况不变， a 左侧绳的拉力、静摩擦力的大小方向均不变，选项 A 正确， B 错误；而在剪断绳的瞬间 b 右侧绳的拉力立即消失，静摩擦力方向向右，选项 C 、 D 错误。 答案　 A 根据牛顿第二定律可知，加速度与合外力存在瞬时对应关系。分析瞬时对应关系时应注意两个基本模型特点。 轻绳模型： (1) 轻绳不能伸长； (2) 轻绳的拉力可突变； (3) 轻绳各处受力相同且拉力方向沿绳方向。