2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)知識(shí)考點(diǎn)專題03 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、2020年高考一輪復(fù)習(xí)知識(shí)考點(diǎn)專題03 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第一節(jié) 牛頓第一、第三定律 【基本概念、規(guī)律】 一、牛頓第一定律 1內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài) 2意義 (1)揭示了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律 (2)揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因 二、慣性 1定義：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì) 3量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，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(yùn)

2、動(dòng)情況和受力情況無關(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：FF. 特別提示：(1)作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，同種性質(zhì)，作用在不同的物體上，各自產(chǎn)生的效果，不會(huì)相互抵消 (2)作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 【重要考點(diǎn)歸納】 考點(diǎn)一 牛頓第一定律 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(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 4.(1)牛頓第一定律并非實(shí)驗(yàn)定律它是以伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，歸納推理而總結(jié)出來的 (2)慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)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)，

3、與物體是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)速度的大小也無關(guān) 考點(diǎn)二 牛頓第三定律的理解與應(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；變化情況相同 1 (2)“三異”：方向不同；受力物體不同；產(chǎn)生效果不同 (3)“三無關(guān)”：與物體的種類無關(guān)；與物體的運(yùn)動(dòng)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相互作用力與平衡力的比較 作用力和反作用力 2 一對(duì)平衡力 不同 點(diǎn)受力物體 保持小盤內(nèi)的砝碼個(gè)數(shù)不變時(shí)，計(jì)算各次小車和砝碼的總質(zhì)量及對(duì)應(yīng)紙帶的加速度，作用在兩個(gè)相互作用的物 體上 3 4 作用在同一物體上 依賴關(guān)系 同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失 疊加性兩力作用效

4、果不可抵消， 不可疊加，不可求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零 力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力 性質(zhì)不一定相同 相同 點(diǎn)大小、方向 大小相等、方向相反、作用在同一條直線上 【思想方法與技巧】 用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象 作用力與反作用力，二者一定等大反向，分別作用在兩個(gè)物體上當(dāng)待求的某個(gè)力不容易求時(shí)，可先求它的反作用力，再反過來求待求力如求壓力時(shí)，可先求支持力在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此 2 第二節(jié) 牛頓第二定律 兩類動(dòng)力學(xué)問題 【基本概念、規(guī)律】 一、牛頓第二定律 1內(nèi)容：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同 2表達(dá)式：Fm

5、a. 3適用范圍 (1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系，即相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系 (2)牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對(duì)于分子、原子等)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況 二、兩類動(dòng)力學(xué)問題 1已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動(dòng)情況 2已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況 特別提示：利用牛頓第二定律解決動(dòng)力學(xué)問題的關(guān)鍵是利用加速度的“橋梁”作用，將運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合，尋找加速度和未知量的關(guān)系，是解決這類問題的思考方向 三、力學(xué)單位制 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，基本物理量共七個(gè)，其中力學(xué)有三個(gè)，它們是長度、質(zhì)量、時(shí)間，它們

6、的單位分別是米、千克、秒 3導(dǎo)出單位：由基本物理量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位 【重要考點(diǎn)歸納】 考點(diǎn)一 用牛頓第二定律求解瞬時(shí)加速度 1求解思路 求解物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是明確該時(shí)刻物體的受力情況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度 2牛頓第二定律瞬時(shí)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，剪斷(或脫離)后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間 (2)彈簧(或橡皮繩)兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點(diǎn)是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長時(shí)間，在瞬時(shí)性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變 3在求解瞬時(shí)加速度時(shí)應(yīng)注意的

7、問題 (1)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析 3 (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(gè)積累的過程，不會(huì)發(fā)生突變 4.解決瞬時(shí)加速度問題的關(guān)鍵是弄清哪些力發(fā)生了突變，哪些力瞬間不變，正確畫出變化前后的受力圖 考點(diǎn)二 動(dòng)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)抓住受力情況和運(yùn)動(dòng)情況之間聯(lián)系的橋梁加速度 2.(1)解決兩類動(dòng)力學(xué)基本問題應(yīng)把握的關(guān)鍵 一個(gè)橋梁加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁 兩類分析受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析 (2)解決動(dòng)力學(xué)基本問題時(shí)對(duì)力的兩種處理方法 合成法：

8、 物體受2個(gè)或3個(gè)力時(shí)，一般采用“合成法” 正交分解法： 物體受3個(gè)或3個(gè)以上的力時(shí)，則采用“正交分解法” (3)解答動(dòng)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(diǎn) 根據(jù)問題的要求和計(jì)算方法，確定研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，并畫出示意圖 應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解 考點(diǎn)三 動(dòng)力學(xué)圖象問題 1圖象類型 (1)已知物體在一過程中所受的某個(gè)力隨時(shí)間變化的圖象，要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況 (2)已知物體在一運(yùn)動(dòng)過程中位移、速度、加速度隨時(shí)間變化的圖象，要求分析物體的受力情況 (3)已知物體在物理圖景中的運(yùn)動(dòng)初始條件，分析物體位移、速度、加速度隨時(shí)間的變化情況 2問題的實(shí)

9、質(zhì)：是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問題，求解這類問題的關(guān)鍵是理解圖象的物理意義，理解圖象的軸、點(diǎn)、線、截、斜、面六大功能 3.數(shù)形結(jié)合解決動(dòng)力學(xué)問題 4 (1)物理公式與物理圖象的結(jié)合是一種重要題型對(duì)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(duì)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)解決這類問題必須把物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程與圖象結(jié)合，相互對(duì)應(yīng)起來 【思想方法與技巧】 傳送帶模型中的動(dòng)力學(xué)問題 1模型特征 0)在另一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的物體上開始運(yùn)動(dòng)的力學(xué)系統(tǒng)可看做“傳送v一個(gè)物體以速度v(00帶”模型，如圖甲、乙、丙所示 2建模指導(dǎo) 傳送帶模型問題

10、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(duì)物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析判斷根據(jù)物體與傳送帶的相對(duì)速度方向判斷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)鍵在于認(rèn)真分析物體與傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況，從而確定其是否受到滑動(dòng)摩擦力作用如果受到滑動(dòng)摩擦力作用應(yīng)進(jìn)一步確定其大小和方向，然后根據(jù)物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況當(dāng)物體速度與傳送帶速度相等時(shí)，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)注意的事項(xiàng) (1)水平傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)情況取決于物體的受力情況，即物體所受摩擦力的情況 (2)傾斜傳送帶問題，一定要比較斜面傾角與動(dòng)摩擦

11、因數(shù)的大小關(guān)系 (3)傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)情況可按下列思路判定：相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦力方向加速度方向速度變化情況共速，并且明確摩擦力發(fā)生突變的時(shí)刻是vv 傳物 5 第三節(jié) 牛頓運(yùn)動(dòng)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(duì)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況稱為超重現(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(duì)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況稱為失重現(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(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?為零的情況稱為完全失重現(xiàn)象 (2)產(chǎn)

12、生條件：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(shí)，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個(gè)整體，這個(gè)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(shí)，可用牛頓第二定律求出整體的加速度 2隔離法 當(dāng)求解系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用力時(shí)，常把物體從系統(tǒng)中“隔離”出來進(jìn)行分析，依據(jù)牛頓第二定律列方程 3外力和內(nèi)力 (1)外力：系統(tǒng)外的物體對(duì)研究對(duì)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(diǎn)歸納】 考點(diǎn)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失了在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且

13、不發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(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(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)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分量，物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài) 6 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決定的，其大小等于ma. 5.超重和失重現(xiàn)象的判斷方法 (1)從受力的大小判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)，等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài) (2)從加速度的方向判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速

14、度時(shí)處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài) 考點(diǎn)二 整體法和隔離法解決連接體問題 1整體法的選取原則 若連接體內(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(gè)整體，分析整體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量) 2隔離法的選取原則 若連接體內(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(shí)，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解 3整體法、隔離法的交替運(yùn)用 若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時(shí)，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象，應(yīng)用牛頓第二定律求作用力即“先整

15、體求加速度，后隔離求內(nèi)力” 4.正確地選取研究對(duì)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)該單獨(dú)分析，并分別確定出它們的加速度，然后根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解 考點(diǎn)三 分解加速度求解受力問題 在應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)，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(shí)，首先分析物體受力，然后建立直角坐標(biāo)系，將加速度a分解為a和a，根據(jù)牛頓第二定律得Fma，F(xiàn)ma，使求解更加便捷、簡單 yxxyyx【思想方法與技巧】 “滑塊滑板”模型的分析 1模型特點(diǎn)：上、下疊放兩個(gè)物體，并且兩物

16、體在摩擦力的相互作用下發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 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況，根據(jù)牛頓第二定律分別求出滑塊和木板的加速度； (2)對(duì)滑塊和木板進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況分析，找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速度關(guān)系，建立方程特別注意滑塊和木板的位移都是相對(duì)地面的位移 3.(1)滑塊由滑板的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程中，若滑塊和滑板同向運(yùn)動(dòng)，位移之差等于7 板長；反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移之和等于板長 (2)滑塊是否會(huì)從滑板上掉下的臨界條件是：滑塊到達(dá)滑板一端時(shí)兩者共速 (3)滑塊不能從滑板上滑下的情況下，當(dāng)兩者共速時(shí)，兩者受力、加速度發(fā)生突變 動(dòng)力學(xué)中的臨界條件及應(yīng)用 一、臨界狀態(tài) 物體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變

17、化的過程中，相關(guān)的一些物理量也隨之發(fā)生變化當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)變化到某個(gè)特定狀態(tài)時(shí)，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(gè)特定狀態(tài)稱之為臨界狀態(tài) 二、臨界狀態(tài)的判斷 1若題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等字眼，明顯表明題述的過程存在著臨界點(diǎn) 2若題目中有“取值范圍”、“多長時(shí)間”、“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在著“起止點(diǎn)”，而這些起止點(diǎn)往往就對(duì)應(yīng)臨界狀態(tài) 3臨界狀態(tài)的問題經(jīng)常和最大值、最小值聯(lián)系在一起，因此，若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個(gè)極值點(diǎn)往往是臨界點(diǎn) 4若題目中有“最終”、“穩(wěn)定”等文字，即是求收尾速度或加速度 三、

18、處理臨界問題的思路 1會(huì)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(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)特征，找出臨界條件，這是解決問題的關(guān)鍵 3能判斷物體在不滿足臨界條件時(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)情況 4利用牛頓第二定律結(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F0. N2繩子松弛的臨界條件： 繩中張力為0，即F0. T3相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件： 靜摩擦力達(dá)到最大值，即ff. m靜4滑塊在滑板上不滑下的臨界條件： 滑塊滑到滑板一端時(shí)，兩者速度相同 8 實(shí)驗(yàn)四 驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理規(guī)律 2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 3掌握靈活運(yùn)用

19、圖象處理問題的方法 二、實(shí)驗(yàn)原理(見實(shí)驗(yàn)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 13作出aF圖象和a圖象，確定其關(guān)系 m三、實(shí)驗(yàn)器材 小車、砝碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺 四、實(shí)驗(yàn)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： 按照如實(shí)驗(yàn)原理圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)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平衡摩擦力： 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： 小盤通過細(xì)繩繞過定滑輪系于小車上，先接通電(1) 源后放開小車，取下紙帶編號(hào)碼不變，改變砝碼和小盤的質(zhì)量m(2)保持小車的質(zhì)量 ，重復(fù)步驟(1)m在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速(3). a度 F的圖象(4)描點(diǎn)作圖，作a1 圖象，作(3)a和，重復(fù)步驟不