高考物理一輪復(fù)習(xí)考點歸納專題3：牛頓運動定律

1、2022 年高考一輪復(fù)習(xí)學(xué)問考點歸納專題 03 牛頓運動定律目錄第一節(jié) 牛頓第一、第三定律 . 1【基本概念、規(guī)律】. 1【重要考點歸納】. 2考點一 牛頓第肯定律 . 2考點二 牛頓第三定律的懂得與應(yīng)用 . 2【思想方法與技巧】. 3用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換討論對象. 3其次節(jié) 牛頓其次定律 兩類動力學(xué)問題 . 3【基本概念、規(guī)律】. 3【重要考點歸納】. 4考點一 用牛頓其次定律求解瞬時加速度 . 4考點二 動力學(xué)兩類基本問題 . 4考點三 動力學(xué)圖象問題 . 5【思想方法與技巧】. 5傳送帶模型中的動力學(xué)問題 . 5第三節(jié) 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用 . 6【基本概念、規(guī)律】. 6【重要考點歸納】

2、. 6考點一 超重和失重現(xiàn)象 . 6考點二 整體法和隔離法解決連接體問題 . 7考點三 分解加速度求解受力問題 . 7【思想方法與技巧】. 7“滑塊 滑板 ” 模型的分析 . 7動力學(xué)中的臨界條件及應(yīng)用 . 8試驗四 驗證牛頓運動定律 . 9第一節(jié) 牛頓第一、第三定律【基本概念、規(guī)律】一、牛頓第肯定律1內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它轉(zhuǎn)變這種狀態(tài)第 1 頁,共 11 頁2意義 1 揭示了物體的固有屬性：一切物體都有慣性,因此牛頓第肯定律又叫慣性定律2 揭示了力與運動的關(guān)系：力不是維護(hù)物體運動狀態(tài)的緣由,而是轉(zhuǎn)變物體運動狀態(tài)的緣由,即產(chǎn)生 加速度的緣由二

3、、慣性1定義：物體具有保持原先勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)3量度：質(zhì)量是慣性大小的唯獨量度,質(zhì)量大的物體慣性大,質(zhì)量小的物體慣性小3普遍性：慣性是物體的本質(zhì)屬性,一切物體都有慣性與物體的運動情形和受力情形無關(guān)三、牛頓第三定律1內(nèi)容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反,而且在一條直線上2表達(dá)式： F F .特殊提示： 1作用力和反作用力同時產(chǎn)生,同時消逝,同種性質(zhì),作用在不同的物體上,各自產(chǎn)生的成效,不會相互抵消2 作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運動狀態(tài)無關(guān)【重要考點歸納】考點一 牛頓第肯定律1明確了慣性的概念2揭示了力的本質(zhì)3揭示了不受力作用時物體的運動狀態(tài)4.1牛頓第肯定

4、律并非試驗定律它是以伽利略的 結(jié)出來的“抱負(fù)試驗 ” 為基礎(chǔ),經(jīng)過科學(xué)抽象,歸納推理而總2 慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種固有屬性,與物體是否受力、受力的大小無關(guān),與物體是否運動、運動速度的大小也無關(guān)考點二 牛頓第三定律的懂得與應(yīng)用1作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)”1 “三同 ”： 大小相同； 性質(zhì)相同； 變化情形相同2 “三異 ”： 方向不同； 受力物體不同； 產(chǎn)生成效不同3 “三無關(guān) ”：與物體的種類無關(guān)；與物體的運動狀態(tài)無關(guān)；與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān)2相互作用力與平穩(wěn)力的比較作用力和反作用力 一對平穩(wěn)力第 2 頁,共 11 頁不同受力物體作用在兩個相互作用的 物

5、體上作用在同一物體上依靠關(guān)系同時產(chǎn)生、同時消逝不肯定同時產(chǎn)生、同時消逝疊加性兩力作用成效不行抵 消,不行疊加,不行求 合力兩力作用成效可相互抵消,可疊 加,可求合力,合力為零點相同力的性質(zhì)肯定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不肯定相同大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上點【思想方法與技巧】用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換討論對象作用力與反作用力,二者肯定等大反向,分別作用在兩個物體上當(dāng)待求的某個力不簡潔求時,可先求它的反作用力,再反過來求待求力如求壓力時,可先求支持力在很多問題中,摩擦力的求解亦是如此其次節(jié)牛頓其次定律兩類動力學(xué)問題【基本概念、規(guī)律】一、牛頓其次定律同1內(nèi)容： 物體加速度的大小跟作用力成正比,跟

6、物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相2表達(dá)式： Fma.3適用范疇 1 牛頓其次定律只適用于慣性參考系,即相對于地面靜止或勻速直線運動的參考系2 牛頓其次定律只適用于宏觀物體相對于分子、原子等、低速運動 遠(yuǎn)小于光速 的情形二、兩類動力學(xué)問題1已知物體的受力情形,求物體的運動情形2已知物體的運動情形,求物體的受力情形特殊提示：利用牛頓其次定律解決動力學(xué)問題的關(guān)鍵是利用加速度的“橋梁 ”作用,將運動學(xué)規(guī)律和牛頓其次定律相結(jié)合,查找加速度和未知量的關(guān)系,是解決這類問題的摸索方向三、力學(xué)單位制第 3 頁,共 11 頁1單位制：由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制2基本單位：基本物理量的單位,

7、基本物理量共七個,其中力學(xué)有三個,它們是長度、質(zhì)量、時間,它們的單位分別是米、千克、秒3導(dǎo)出單位：由基本物理量依據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位【重要考點歸納】考點一 用牛頓其次定律求解瞬時加速度1求解思路 求解物體在某一時刻的瞬時加速度,關(guān)鍵是明確該時刻物體的受力情形或運動狀態(tài),再由牛頓其次定律求出瞬時加速度2牛頓其次定律瞬時性的“ 兩種 ”模型1 剛性繩 或接觸面 不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,需要形變復(fù)原時間剪斷 或脫離 后,其彈力立刻消逝, 不2 彈簧 或橡皮繩 兩端同時連接 或附著 有物體的彈簧 或橡皮繩 ,特點是形變量大,其形變復(fù)原 需要較長時間,在瞬時性問題中,其彈力的大

8、小往往可以看成保持不變3在求解瞬時加速度時應(yīng)留意的問題 1 物體的受力情形和運動情形是時刻對應(yīng)的,當(dāng)外界因素發(fā)生變化時,需要重新進(jìn)行受力分析和運動 分析2 加速度可以隨著力的突變而突變,而速度的變化需要一個積存的過程,不會發(fā)生突變4.解決瞬時加速度問題的關(guān)鍵是弄清哪些力發(fā)生了突變,哪些力瞬時不變,正確畫出變化前后的受力 圖考點二 動力學(xué)兩類基本問題1.求解兩類問題的思路,可用下面的框圖來表示：分析解決這兩類問題的關(guān)鍵：應(yīng)抓住受力情形和運動情形之間聯(lián)系的橋梁 加速度2.1解決兩類動力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵一個橋梁 加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁兩類分析 受力分析和運動過程分析2 解決動力學(xué)基本問題時

9、對力的兩種處理方法合成法：物體受 2 個或 3 個力時,一般采納“合成法 ”第 4 頁,共 11 頁正交分解法：物體受 3 個或 3 個以上的力時,就采納“正交分解法 ”3 解答動力學(xué)兩類問題的基本程序 明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點依據(jù)問題的要求和運算方法,確定討論對象,進(jìn)行受力分析和運動過程分析,并畫出示意圖應(yīng)用牛頓運動定律和運動學(xué)公式求解動力學(xué)圖象問題 考點三 1圖象類型 1 已知物體在一過程中所受的某個力隨時間變化的圖象,要求分析物體的運動情形2 已知物體在一運動過程中位移、速度、加速度隨時間變化的圖象,要求分析物體的受力情形3 已知物體在物理圖景中的運動初始條件,分析物體位

10、移、速度、加速度隨時間的變化情形2問題的實質(zhì)： 是力與運動的關(guān)系問題, 求解這類問題的關(guān)鍵是懂得圖象的物理意義,懂得圖象的軸、點、線、截、斜、面六大功能3.數(shù)形結(jié)合解決動力學(xué)問題 1 物理公式與物理圖象的結(jié)合是一種重要題型對于已知圖象求解相關(guān)物理量的問題,往往是結(jié)合物 理過程從分析圖象的橫、縱坐標(biāo)軸所對應(yīng)的物理量的函數(shù)入手,分析圖線的斜率、截距所代表的物理意義 得出所求結(jié)果2 解決這類問題必需把物體的實際運動過程與圖象結(jié)合,相互對應(yīng)起來【思想方法與技巧】傳送帶模型中的動力學(xué)問題 1模型特點一個物體以速度v0v 0 0在另一個勻速運動的物體上開頭運動的力學(xué)系統(tǒng)可看做“傳送帶 ”模型,如圖甲、乙、

11、丙所示2建模指導(dǎo) 傳送帶模型問題包括水平傳送帶問題和傾斜傳送帶問題1 水平傳送帶問題：求解的關(guān)鍵在于對物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判定依據(jù)物體與傳送帶的 相對速度方向判定摩擦力方向兩者速度相等是摩擦力突變的臨界條件2 傾斜傳送帶問題：求解的關(guān)鍵在于仔細(xì)分析物體與傳送帶的相對運動情形,從而確定其是否受到滑 動摩擦力作用假如受到滑動摩擦力作用應(yīng)進(jìn)一步確定其大小和方向,然后依據(jù)物體的受力情形確定物體第 5 頁,共 11 頁的運動情形當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時,物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變3.解答傳送帶問題應(yīng)留意的事項 1 水平傳送帶上物體的運動情形取決于物體的受力情形,即物體所受摩擦力的情形2

12、 傾斜傳送帶問題,肯定要比較斜面傾角與動摩擦因數(shù)的大小關(guān)系3 傳送帶上物體的運動情形可按以下思路判定：相對運動 摩擦力方向 加速度方向 速度變化情形共速,并且明確摩擦力發(fā)生突變的時刻是 v物v傳第三節(jié) 牛頓運動定律的綜合應(yīng)用【基本概念、規(guī)律】一、超重和失重1超重1 定義：物體對水平支持物的壓力或?qū)ωQ直懸掛物的拉力大于物體所受重力的情形稱為超重現(xiàn)象2 產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度2失重1 定義：物體對水平支持物的壓力或?qū)ωQ直懸掛物的拉力小于物體所受重力的情形稱為失重現(xiàn)象2 產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度3完全失重1 定義：物體對支持物的壓力 或?qū)覓煳锏睦?為零的情形稱為完全失重現(xiàn)象2 產(chǎn)生

13、條件：物體的加速度 ag,方向豎直向下二、解答連接體問題的常用方法1整體法當(dāng)系統(tǒng)中各物體的加速度相同時,我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的全部物體看成一個整體,這個整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之和,當(dāng)整體受到的外力已知時,可用牛頓其次定律求出整體的加速度2隔離法程當(dāng)求解系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用力時,常把物體從系統(tǒng)中“隔離 ” 出來進(jìn)行分析,依據(jù)牛頓其次定律列方3外力和內(nèi)力1 外力：系統(tǒng)外的物體對討論對象的作用力；2 內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力【重要考點歸納】考點一 超重和失重現(xiàn)象1超重并不是重力增加了,失重并不是重力減小了,完全失重也不是重力完全消逝了在發(fā)生這些現(xiàn)第 6 頁,共 11 頁象時,物體的重力依舊存在,

14、且不發(fā)生變化,只是物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Πl(fā)生了變化 即“ 視重 ”發(fā)生變化 2只要物體有向上或向下的加速度,物體就處于超重或失重狀態(tài),與物體向上運動仍是向下運動無關(guān)3盡管物體的加速度不是在豎直方向,但只要其加速度在豎直方向上有重量,物體就會處于超重或失重狀態(tài)4物體超重或失重的多少是由物體的質(zhì)量和豎直加速度共同打算的,其大小等于 ma.5.超重和失重現(xiàn)象的判定方法1 從受力的大小判定,當(dāng)物體所受向上的拉力 時處于失重狀態(tài),等于零時處于完全失重狀態(tài)或支持力 大于重力時,物體處于超重狀態(tài)；小于重力2 從加速度的方向判定,當(dāng)物體具有向上的加速度時處于超重狀態(tài),具有向下的加速度時處于失重狀

15、態(tài),向下的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)考點二 整體法和隔離法解決連接體問題1整體法的選取原就 如連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且不需要求物體之間的作用力,可以把它們看成一個整體,分析整體受到的合外力,應(yīng)用牛頓其次定律求出加速度 或其他未知量 2隔離法的選取原就 如連接體內(nèi)各物體的加速度不相同,或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力時,就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來,應(yīng)用牛頓其次定律列方程求解3整體法、隔離法的交替運用 如連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且要求物體之間的作用力時,可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取合適的討論對象,應(yīng)用牛頓其次定律求作用力即“先整體求加速度,后隔離求內(nèi)

16、力”4.正確地選取討論對象是解題的首要環(huán)節(jié),弄清各物體之間哪些屬于連接體,哪些物體應(yīng)當(dāng)單獨分析,并分別確定出它們的加速度,然后依據(jù)牛頓運動定律列方程求解考點三 分解加速度求解受力問題在應(yīng)用牛頓其次定律解題時,通常不分解加速度而分解力,但有一些題目要分解加速度最常見的情況是與斜面模型結(jié)合,物體所受的作用力是相互垂直的,而加速度的方向與任一方向的力不同向此時,第一分析物體受力,然后建立直角坐標(biāo)系,將加速度a 分解為 ax 和 ay,依據(jù)牛頓其次定律得Fxmax,Fymay,使求解更加便利、簡潔【思想方法與技巧】“ 滑塊 滑板 ” 模型的分析1模型特點：上、下疊放兩個物體,并且兩物體在摩擦力的相互作

17、用下發(fā)生相對滑動第 7 頁,共 11 頁2模型分析 解此類題的基本思路：1 分析滑塊和木板的受力情形,依據(jù)牛頓其次定律分別求出滑塊和木板的加速度；2 對滑塊和木板進(jìn)行運動情形分析,找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系,建立方程特殊注 意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移3.1滑塊由滑板的一端運動到另一端的過程中,如滑塊和滑板同向運動,位移之差等于板長；反向運 動時,位移之和等于板長2 滑塊是否會從滑板上掉下的臨界條件是：滑塊到達(dá)滑板一端時兩者共速3 滑塊不能從滑板上滑下的情形下,當(dāng)兩者共速時,兩者受力、加速度發(fā)生突變動力學(xué)中的臨界條件及應(yīng)用一、臨界狀態(tài)物體在運動狀態(tài)變化的過程中,相關(guān)的一些物

18、理量也隨之發(fā)生變化當(dāng)物體的運動變化到某個特定狀態(tài)時,相關(guān)的物理量將發(fā)生突變,該物理量的值叫臨界值,這個特定狀態(tài)稱之為臨界狀態(tài)二、臨界狀態(tài)的判定1如題目中有 “剛好 ”、“恰好 ” 、“正好 ”等字眼,明顯說明題述的過程存在著臨界點2如題目中有 “取值范疇 ”、“多長時間 ”、“多大距離 ”等詞語,說明題述的過程存在著“起止點 ” ,而這些起止點往往就對應(yīng)臨界狀態(tài)3臨界狀態(tài)的問題常常和最大值、最小值聯(lián)系在一起,因此,如題目中有“最大 ”、 “最小 ”、“ 至多 ” 、“ 至少 ”等字眼,說明題述的過程存在著極值,這個極值點往往是臨界點4如題目中有 “最終 ”、“穩(wěn)固 ” 等文字,即是求收尾速度或

19、加速度三、處理臨界問題的思路1會分析出臨界狀態(tài)的存在2要抓住物體處于臨界狀態(tài)時的受力和運動特點,找出臨界條件,這是解決問題的關(guān)鍵3能判定物體在不滿意臨界條件時的受力和運動情形4利用牛頓其次定律結(jié)合其他規(guī)律列方程求解四、力學(xué)中常見的幾種臨界條件1接觸物體脫離的臨界條件：接觸面間的彈力為零,即 FN0.2繩子放松的臨界條件：繩中張力為 0,即 FT 0. 3相對滑動的臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值,即f靜 fm.4滑塊在滑板上不滑下的臨界條件：第 8 頁,共 11 頁滑塊滑到滑板一端時,兩者速度相同試驗四 驗證牛頓運動定律一、試驗?zāi)康?學(xué)會用掌握變量法討論物理規(guī)律2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系3把握敏

20、捷運用圖象處理問題的方法二、試驗原理 見試驗原理圖 1保持質(zhì)量不變,探究加速度跟合外力的關(guān)系2保持合外力不變,探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系3作出 aF 圖象和 a1 m圖象,確定其關(guān)系三、試驗器材 小車、砝碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓溝通電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺四、試驗步驟1測量：用天平測量小盤和砝碼的質(zhì)量m 和小車的質(zhì)量m.2安裝：依據(jù)照試驗原理圖所示裝置把試驗器材安裝好,只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上即不給小車牽引力 3平穩(wěn)摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊,使小車能勻速下滑4操作：1 小盤通過細(xì)繩繞過定滑輪系于小車上,先接通電源后放開小車,取下紙帶編號碼2 保持小車的質(zhì)量m 不變,轉(zhuǎn)變砝碼和小盤的質(zhì)量m ,重復(fù)步驟 13 在每條紙帶上選取一段比較抱負(fù)的部分,測加速度 a. 4 描點作圖,作 aF 的圖象5 保持砝碼和小盤的質(zhì)量 m 不變,轉(zhuǎn)變小車質(zhì)量 m,重復(fù)步 驟1和3,作 a1 m圖象第 9 頁,