高三物理一轮复习牛顿定律.pdf
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1、牛顿运动定律 知识网络: 命题分析: 牛顿运动定律是高考命题的热点其中牛顿第一定律和牛顿第三定律很少单独命题, 主要是用于解题 时辅助思考和定性说明 . 而牛顿第二定律则几乎年年出现在高考试卷中. 本章内容在高考中可出选择题, 也可出分值较高的大题; 可单独出题, 也常与直线运动、曲线运 动、机械能、动量、热学、电场、磁场等很多知识综合命题. 在高考中要注意应用隔离法、整体法和正交分解法解有关牛顿第二定律的题目. 复习策略: 牛顿运动定律是高中物理的重要内容 . 要区分牛顿第定律和惯性两个概念, 能用牛顿第一定律解 释简单的物理到象. 在正确理解力的概念的基础上, 加强对牛顿第三定律陆理解 .
2、 不能忽视牛顿第三 定律在解大题时的应用. 应重点掌握牛顿第二定律.熟练掌握物体受力分析解答牛顿第二定律题目的基 础和关键 . 灵活应用 ” 隔离法、整体法和正交分解法” 解题是难点 , 也是重点。要提高综合应用知识的能力 , 解题步骤要规范 . 第一讲牛顿三大定律 知识要点: 一、第一定律 1. 内容:物体不受外力时的状态(平衡) 物体不受外力时的状态 物体具有惯性 惯性的大小由衡量 惯性的大小由m 决定 与 F方向相同 揭示 第一定律 F=m 条件 范围 第二定律 第三定律 大小 方向 作用点 关系 内容:作用利于反作用 相互作用力与平衡力区别 作用点 力的性 产生的同时性 内容 两种类型
3、 步骤 典型:超重与失重 力的特点 运动特点 应用 牛 顿 运 动 定 律 2. 实验基础 :伽利略的斜面实验. 3. 意义 :1 )指出了一切物体都有惯性 ; 2)指出力与运动的关系:1不是维持物体运动的原因 2是改变运动状态产生a的原因。 4. 惯性: 1)惯性的大小由m决定(唯一量度) 2)惯性的大小由衡量 3)与受力情况及运动状态(、a大小)无关 . 二、第二定律 1. 内容 : a的大小与F瞬时对应,与 及 无关。 a的方向与F相同。 2. 表达式: F合=m . 三、第三定律 1. 内容:一对相互作用力的关系。 2. 一对平衡力和作用力与反作用力的异同点 强调 : 大小相等、方向相
4、反、作用在不同两物体的力不一定是作用力和反作用力 四、力学中的基本单位:kg、m 、s、 K、moL 、C、cd( 坎德拉) 三点一法: 1. 对牛顿第二定律的理解 1)矢量性 : 与F合的方向相同 . 已知 F合的方向 . 可推知 的方向 , 反之亦然 . 2)瞬时性 : 与F合同时产生 , 同时变化 , 同时消失 . (见例 1) 3)相对性 : 用=F合/m 求得的加速度 是相对地面的( 或惯性参照系 ), 4)同体性 : = F合/m, 各量都是属于同一物体的, 即研究对象的统一性. 5)独立性 :F合=m 总Fx=max, FY=may(见例 2) 例1:如右图所示 , 自由下落的小
5、球下落一段时间后, 与弹簧接触 , 从它接触弹簧开始, 到弹簧压缩到最短 的过程中 , 小球的速度、加速度及合外力的变化情况是怎样的? 解析 : ( 1)速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系, 当二者同向时速度变大, 当 二者反向时速度变小; 不 同 点 共同点大小相等 ,方向相反 , 作用在同一条直线上 一对作用力和反作用力一对平衡力 (1) 两个力作用在相互作用的不两个物体 上; (1) 两个力作用在一个物体上 (2) 两个力的性质一定相 同; (2) 两个力性质不一定相同; (3) 两个力同时产生, 同时变化 , 同时消失 ; (3) 一个力的产生、变化、消 失不一定影响
6、另一个力; (4) 两个力各有各的作用效果. (4) 两个力共同作用, 效果是使物体平 (2)加速度是由合外力决定的, 所以对小球进受力分析成为解答此题的关键. 结论: F合方向是先向下后向上, 大小是先变小后变大. 加速度 与 F合 的变化情况相同. 速度 的方向始终竖直向下, 大小是先变大后变 2. 变a运动物体分析思路: 1 )据 F合大小、方向的变化, 判断 的大小、方向的变化; 2)根据 方向与 方向的关系 ( 相同、相反 ), 判断 的变化。 训练 1:一个物体在几个力作用下处于静止状态, 若保持其他力不变, 将其中一个力FI逐渐减小到零( 方 向保持不变 ), 然后又将 FI逐渐
7、恢复原状,在这个过程中, 物体的 (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 解析 :(1)当物体静止时, 其他力的合力与FI等大 , 反向 ; (2)在 FI减小到零的过程中, 合力增大 , 加速度增大 ; (3)当 FI再增大的过程中合力减小,加速度减小; (4)合力方向始终不变, 即 与 同向。所以 , 速度增大 . 例2:如图所示 ,一个劈形物体M,各面均光滑 , 放在固定的斜面上, 上表面水平 , 在上表面放一个光滑小球 m, 劈形物体从静止开始释放, 则小球在碰到斜面前的运动轨迹是
8、 (B) A. 沿斜面向下的直线 B. 竖直向下的直线 C. 无规则曲线 D. 抛物线 解析 : (1)由于小球 m 和劈形物体 M 之间是光滑接触, 因此它们之间不可能有水平方向的摩擦力,m在水平 方向上的运动状态就不会改变. (2)在竖直方向上由于M 的运动使其对m 的支持力减小 , 则m 在竖直方向上所受合外力竖直向下, 产生加速度 , 运动轨迹是坚直向下的直线. 思考:1)小球的运动性质。(m=My, 匀加直线) 2)小球相对于物体的运动。(相=Mx, 向左 0=0匀加直线) 3)电梯匀速或匀加速运动时,梯坎上人的受力分析。 3.列牛顿第二定律方程常用方法 1)若物体只受两个力作用而产
9、生加速度时, 应用力的合成法较简单. 注意:1合外力的方向就是加速度的方向.2 准确做出力的平行四边形, 用几何知识进行求解 . 例3:如右图所示 , 沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中, 悬挂小球的悬线偏离竖直方向37角 , 球和 车厢相对静止 , 球的质量为 1kg. (g=1Om/s 2,sin37 =0.6,cos37 =0.8) (1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况. (2)求悬线对球的拉力. m M M F (7.5m/s 2; 向右匀加或向左匀减 ) (12.5N) 思考: 质量为 2kg的物体相对车厢地板刚好没有相对滑动,求 训练 2:(1995 年全国考题 ) 如右图
10、所示 , 一细线一端固定于倾角为45的光滑楔形滑块A的顶端 P处, 细线 的另一端拴一质量为m 的小球 , 当滑块至只少以加速度 =_ _ 向左运动时 , 小球对滑块的压力 等于零 . 当滑块以 =2g的加速度向左运动时,线的拉力 T=_。( g,( 5) 1/2 mg ) 解析:临界条件:小球对斜面的压力等于零, 法一:合成法 法二:三角形法 讨论:G=10N ,判断出支持力的方向垂直杆向下。 方法二:按常规假设支持力的方向垂直杆向上,列方程算 出为正,则与假设相同,反之相反。 评注 : 1) 解题的步骤 : 确定对象 , 受力分析 ,列方程 , 代入求解 . 2)牛顿第二定律的正交分解法应
11、用正交分解法解题的步骤: 选取研究对象; 进行受力分析和运动分析; 建立直角坐标系(关键:分解力还是加速度) 根据牛顿第二定律列方程. 统一单位求解,对运算结果进行说明. 例5:如图所示(见右上图),质量m 为的人站在自动扶梯上,自动扶梯正以加速度向上减速运动。 与水平面夹角30。求人受到的支持力和摩擦力。( 分解加速度 ) (mg-m /2 3m /2 ) A P 45 30 A B C 1 2 a b F A F 训练 3:(2002 年春全国理综 ) 质量为 m 的三角形木楔置于倾角为的固定斜面上 , 它与斜面间的动摩擦因 数为 , 一水平力 F 作用在木楔 A 的竖直平面上. 在力 F
12、的推动下 , 木楔 A 沿斜面以恒定的加速度向上 滑动 ,如右图所示 , 则 F的大小为 (C) Am+g(sin + cos)/ cos Bm(-g sin)/( cos+ sin ) Cm +g(sin+ cos)/(cos一 sin ) Dm +g(sin+ cos)/(cos+ sin ) 4. 连接体求解方法: 整体隔离法。 原则: 1)求系统内部的相互作用力时用,及系统各部分加速度不相等时隔离法; 2)求系统外力或共同加速度使用整体法; 例 6:如右图所示, 三物体以细绳相连,mA=2kg,mB=3 kg,mc=1kg,A 、 C与水平桌面间的动摩擦因数= 0.25, 求系统的加速
13、度和绳中的张力. (3.68m/s 2,F 1=6.13N,F2=18.4N) 讨论: B下落高度 h为时的速度(A仍在桌面上) 方法一:牛顿运动定律 方法二:能量的观点(凡是涉及F、和s,则用 W= EK) 训练 4: (2004 年春全国 )A 如右图所示 , a 、b是两个位于固定斜面上的正方形物块, 它们的质量相 等.F 是沿水平方向作用于上的外力 . 已知所有接触面都是光滑的, 则 (D) A. 、 b 一定沿斜面向上运动 B. 对 b 的作用力沿水平方向 C. 、 b 对斜面的正压力相等 D. 受到的合力沿水平方向的分力等于 b 受到的合力沿水平方向的分力 F A B O m 30
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