浙江版5年高考3年模拟A版2020年物理总复习专题三牛顿运动定律课件.pdf
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1、专题三 牛顿运动定律 高考物理(浙江专用)高考物理(浙江专用) 考点一 牛顿运动定律考点一 牛顿运动定律 考向基础考向基础 一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律 1.内容内容: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 为止。 2.意义意义:(1)揭示了物体在不受外力或受合外力为零时的运动规律。 (2)提出了一切物体都具有惯性,即保持原来运动状态不变的特性。 (3)揭示了力与运动的关系,说明力不是 维持 物体运动状态的原 因,而是 改变 物体运动状态的原因,即产生 加速度 的原因。 考点考点清单清单 3.惯性惯性:物体保持原来的 匀速直线运动 状态或 静止
2、 状态的 性质叫做惯性。一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质。 质量 是物体惯性大小的唯一量度。惯性与物体是否受力及受力 大小 无关 ,与物体是否运动及速度大小 无关 。 二、牛顿第二定律二、牛顿第二定律 1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反 比,加速度的方向跟作用力的方向相同。 2.表达式: F=ma 。 3.物理意义 反映物体运动的加速度的大小、方向与其所受作用力的关系,且这种关 系是瞬时的。 4.力的单位:当质量单位为 kg ,加速度单位为 m/s2 时,力的 单位为N,即1 N=1 kgm/s2。 5.牛顿第二定律的适用范围牛顿第二定律的适用范围 (1)牛
3、顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系,即 惯性参考系。 (2)牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体。 三、单位制、基本单位、导出单位三、单位制、基本单位、导出单位 1.单位制: 基本单位 和 导出单位 一起组成了单位制。 (1)基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用这几个单位推导出 其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做基本量。 (2)基本单位:基本量的单位。力学中的基本量有三个,它们是 质量 、 长度 、 时间 ;它们的单位是基本单位,在国际单位制 中分别是 kg 、 m 、 s 。 (3)导出单位:由基本单位根据物理公式推导出来的其他物理量的单位。 2.国际单位
4、制中的基本物理量及其单位国际单位制中的基本物理量及其单位 基本物理量物理量符号单位名称单位符号 质量m千克kg 时间t秒s 长度l米m 电流I安培A 热力学温度T开尔文K 物质的量n摩尔mol 发光强度I,(IV)坎德拉cd 四、牛顿第三定律四、牛顿第三定律 1.内容内容: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 直线上。 2.说明:(1)作用力和反作用力是作用在 两个 物体上的,它们的作 用效果永远不会抵消。 (2)有作用力,就有反作用力,它们总是成对出现的,同时 产生 ,同时 消失 ,同时 变化 。 (3)作用力与反作用力总是大小 相等 ,方向 相反 ,作
5、用在 两个 物体上,与两个物体的运动状态无关,与两个物体的大小无关。 (4)作用力与反作用力必定是 同种性质 的力,如作用力是弹力,反 作用力必定也是弹力。 考向突破考向突破 考向一考向一 牛顿第一定律牛顿第一定律 1.对伽利略理想斜面实验的认识对伽利略理想斜面实验的认识 伽利略是物理理想实验的开拓者。理想实验是人们在抽象思维中设想 出来而实际上无法做到的实验,可以完美地解释物理学规律或理论。 实验程序程序类型 小球从斜面一端释放,上升到另一端事实 如果没有摩擦,将上升到原来高度推论 减小第二个斜面的倾角,小球运动得更远事实 若将第二个斜面完全放平,球将永远滚动下去推论 2.惯性的表现形式惯性
6、的表现形式 (1)物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原 来的运动状态(静止或匀速直线运动)不变。 (2)物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大,物 体运动状态难以改变;惯性小,物体运动状态容易改变。 3.惯性定律与惯性的实质是不同的 (1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,与物体是否受力、 受力的大小无关。 (2)惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律。 4.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系 (1)牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验”为基础, 经过科学抽象、归纳推理而总结出来的;牛顿第二定律是通过探究加速 度与力
7、和质量的关系得出的实验定律。 (2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是不受任何外力的理想 情况,在此基础上,牛顿第二定律定量地指出了力和运动的联系:F=ma。 注意注意 (1)惯性不是一种力,对物体受力分析时,不能把“惯性力”作为 物体实际受到的力。 (2)物体的惯性总是以“保持原状态”或“反抗改变”两种形式表现出 来。 例例1 (2018浙江宁波科学中学模拟)伽利略理想实验将可靠的事实和科 学推理相结合,是物理学中重要的研究方法之一,能更深刻地反映自然 规律。有关的实验程序内容如下: 减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度; 将两个斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚
8、下,小球将滚上另一个 斜面; 如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度; 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做 持续的匀速运动。 请按程序先后次序排列,并指出它是属于可靠的事实,还是属于抽象思 维的推论。下列选项正确的是(数字表示上述程序的号码,“事实”或 “推论”代表上述程序的类型) ( ) A.事实事实推论推论 B.事实推论推论推论 C.事实推论推论推论 D.事实推论推论 解析解析 伽利略理想实验根据可靠的事实,进行科学推理,更深刻地 推理出,提出力不是维持物体运动状态的原因,C正确,A、B、D错。 答案答案 C 同向性公式F=ma是矢量式,任一时刻,F与a同向
9、正比性m一定时,aF 瞬时性a与F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,F为该时刻物体所受的合外力 因果性F是产生a的原因,物体具有加速度是因为物体受到的合外力不为0 同一性有三层意思:任意时刻,加速度a相对同一惯性系(一般指地面) F=ma中,F、m、a对应同一物体或同一系统 F=ma中,各量统一使用国际单位制单位 独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律 物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和 力、加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律,即Fx=max,Fy=may 局限性只适用于宏观、低速运动的物体,不适用于微观、高速运动的粒子 物体的加速度必须是相对于
10、地球静止或匀速直线运动的参考系(惯性系)而言的 考向二考向二 牛顿第二定律牛顿第二定律 1.牛顿第二定律的特性牛顿第二定律的特性 2.应用牛顿第二定律的解题步骤应用牛顿第二定律的解题步骤 (1)明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便,选出被研究的物体。 (2)进行受力分析和运动状态分析,画好受力分析图,明确物体的运动性 质和运动过程。 (3)选取正方向或建立坐标系,通常以加速度的方向为正方向或以加速 度方向为某一坐标轴的正方向。 (4)求合外力F合。 (5)根据牛顿第二定律F合=ma或 列方程求解,必要时还要对结果 进行讨论。 xx yy Fma Fma 注意注意 独立性原理是牛顿第二定律正
11、交分解法的基础,根据独立性原 理,把物体所受的各力分解在相互垂直的方向,在这两个方向分别列牛 顿第二定律方程。这就是牛顿第二定律的正交分解法。 例例2 (2018浙江宁波重点中学期末)如图所示,质量为M的小英坐在质量 为m的雪橇上,狗拉着雪橇沿水平地面从静止开始向左移动了一段距离, 假定狗对雪橇的拉力恒为F且与水平方向成角。已知雪橇与雪地间的 动摩擦因数为,则下列说法正确的是 ( ) A.雪橇对小英的作用力大小大于Mg B.雪橇受到的滑动摩擦力大小为(M+m)g C.雪橇受到的滑动摩擦力大小为F cos D.地面对雪橇的支持力大小为mg-F sin 解析 解析 对小英受力分析,受到重力、雪橇对
12、小英的支持力和摩擦力,在 竖直方向上FN=Mg,水平方向上f=Ma,雪橇对小英的作用力大小F= = Mg,故A正确;对雪橇和小英整体受力分析,受 到四个力作用:竖直向下的重力(m+M)g、斜向左上方的拉力F、水平向 右的摩擦力N、竖直向上的支持力N。 22 N Ff 22 ()()MgMa 在竖直方向上F sin +N=Mg+mg,地面对雪橇的支持力大小为N=Mg+mg-F sin ,雪橇受到的滑动摩擦力大小为(Mg+mg-F sin ),水平方向有F cos f= (m+M)a,所以雪橇受到的滑动摩擦力大小小于F cos ,故B、C、D错误。 答案答案 A 作用力与反作用力一对平衡力 相同点
13、大小相等,方向相反,作用在同一条直线上 概念作用力与反作用力是指相互作用的两个物 体间的一对相互作用力 二力平衡是指作用在同一物体上的两个力,若大小相等,方向 相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡 公式FAB=-FBAF1-F2=0或F1=F2 涉及物体只涉及两个物体要涉及三个物体(两个施力物 体、一个受力物体) 受力物体分别作用在两个物体上共同作用在一个物体上 合力问题不能合成合力为零 力的性质性质一定相同性质不一定相同 依赖关系相互依存,同时产生、同时变化、同时消失无依赖关系,不一定同时产生、同时变化、同时消失 作用效果使各自的受力物体产生一个加速度或分加 速度,彼此间不平衡 使同一
14、受力物体平衡 考向三考向三 牛顿第三定律牛顿第三定律 相互作用力与一对平衡力的对比 例例3 (2017浙江名校协作,3)如图所示是我国一种 传统的民族体育项目“押加”,实际上相当于两个 人拔河,如果绳质量不计,且保持水平,甲、乙两人 在“押加”比赛中甲获胜,则下列说法中正确的 是 ( ) A.甲通过绳子对乙的拉力始终大于乙通过绳子对甲的拉力 B.甲把乙加速拉过去时,甲通过绳子对乙的拉力大于乙通过绳子对甲的拉力 C.只有当甲把乙匀速拉过去时,甲通过绳子对乙的拉力大小才等于乙通 过绳子对甲的拉力大小 D.甲通过绳子对乙的拉力大小始终等于乙通过绳子对甲的拉力大小,只 是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的
15、摩擦力 解析解析 绳质量不计说明绳子上的张力处处相等,结合牛顿第三定律,甲 通过绳子对乙的拉力大小始终等于乙通过绳子对甲的拉力大小,乙被拉 动是因为乙受到地面的摩擦力小于甲受到地面的摩擦力,故选D。 答案答案 D 考点二 牛顿运动定律的应用考点二 牛顿运动定律的应用 考向基础考向基础 一、两类动力学问题及解题思路一、两类动力学问题及解题思路 分析解决这两类问题的关键是抓住受力情况和运动情况之间的“桥 梁”加速度。 二、超重和失重二、超重和失重 1.实重和视重实重和视重 (1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态 无关 。 (2)视重:当物体在 竖直 方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的
16、 拉力或对台秤的压力将不等于物体的 重力 。此时弹簧测力计的 示数或台秤的示数即视重。 现象实质运动状态 超重物体对支持物的压力或对悬挂物的 拉力 大于 自身重力的现象 物体具有竖直向上的加 速度或加速度有竖直向 上的分量 加速上升或减速 下降 失重物体对支持物的压力或对悬挂物的 拉力 小于 自身重力的现象 物体具有竖直向下的加 速度或加速度有竖直向 下的分量 加速下降或减速 上升 完全 失重 物体对支持物的压力或对悬挂物 的拉力 等于零 的现象 物体在竖直方向的加速 度向下,且大小等于g 自由落体或无阻 力的抛体运动 2.超重、失重和完全失重的比较超重、失重和完全失重的比较 考向突破考向突破
17、 考向考向 牛顿运动定律应用牛顿运动定律应用 1.解决动力学基本问题时对力的处理方法解决动力学基本问题时对力的处理方法 (1)合成法 在物体受力个数较少时一般采用“合成法”。 (2)正交分解法 若物体的受力个数较多,则一般采用“正交分解法”。 分解力而不分解加速度,此法一般规定加速度的方向为x轴正方向。 分解加速度而不分解力,此法一般是以某个力的方向为x轴正方向。 例例4 质量为m的物块在倾角为的粗糙斜面上匀加速下滑。现对物块 施加一个竖直向下的恒力F,则物块的加速度大小将 ( ) A.变大 B.变小 C.不变 D.以上情况都有可能 解析解析 质量为m的物块在倾角为的粗糙斜面上匀加速下滑,加速
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