第03章牛頓運動定律

1、第三章 牛頓運動定律1.1.高考要求高考要求2.2.知識網絡知識網絡3.3.分節(jié)復習分節(jié)復習高考要求主題主題內容內容要求要求說明說明牛牛頓頓運運動動定定律律牛頓運動定律、牛頓運動定律、牛頓定律的應用牛頓定律的應用IIII超重和失重超重和失重I I分節(jié)復習第一節(jié)：第一節(jié)：牛頓運動定律牛頓運動定律第二節(jié)：第二節(jié)：牛牛頓定頓定律的應用律的應用第三節(jié)：第三節(jié)：繩子、彈簧繩子、彈簧和滑塊專和滑塊專題題第一節(jié) 牛頓運動定律1.1.牛頓第一牛頓第一定律定律 （1 1）牛頓第一定律的產生）牛頓第一定律的產生 （2 2）慣性及慣性問題的解析）慣性及慣性問題的解析2.2.牛頓第三定律牛頓第三定律3.3.牛牛頓第二

2、頓第二定律定律 （1 1）第二定律內容）第二定律內容 （2 2）牛頓定律簡單應用）牛頓定律簡單應用易錯題 1 如圖所示如圖所示, ,一個劈形物體一個劈形物體A, ,各面均光滑各面均光滑, ,放在固定斜面上放在固定斜面上, ,上面成水平上面成水平, ,水平面上放一水平面上放一光滑小球光滑小球B, ,劈形物體從靜止開始釋放劈形物體從靜止開始釋放, ,分析分析: :小球在碰到斜面前的運動情況小球在碰到斜面前的運動情況豎直向下運動豎直向下運動易錯題 2 質量為質量為m的物體放在粗糙的水平面上的物體放在粗糙的水平面上, ,用用水平力水平力F拉物體時拉物體時, ,物體獲得的加速度為物體獲得的加速度為a,

3、,若若水平拉力為水平拉力為2 2F時時, ,物體的加速度物體的加速度( )( ) A. .等于等于2a B. .大于大于2a C. .在在a與與2 2a之間之間 D. .等于等于aB易錯題 3 如圖所示如圖所示, ,沿平直軌道運動的車廂中的光沿平直軌道運動的車廂中的光滑水平面上彈簧拴著一個小球滑水平面上彈簧拴著一個小球, ,彈簧處于自然彈簧處于自然狀態(tài)狀態(tài), , 當旅客看到彈簧的長度變長時對火車當旅客看到彈簧的長度變長時對火車的運動狀態(tài)判斷可能正確的是的運動狀態(tài)判斷可能正確的是( )( ) A. .向右運動向右運動, ,速度在增加速度在增加 B. .向右運動向右運動, ,速度在減小速度在減小

4、C. .向左運動向左運動, ,速度在增加速度在增加 D. .向左運動向左運動, ,速度在減小速度在減小BC（1）第一定律的產生（1 1）亞）亞里士多德：力是維持物體運動的主要原因。里士多德：力是維持物體運動的主要原因。（2 2）伽）伽利略：物體利略：物體不受外力不受外力時，將保持勻速直線時，將保持勻速直線 運動或靜止狀態(tài)。運動或靜止狀態(tài)。（3 3）笛）笛卡兒：物體卡兒：物體受到外力受到外力時，才會改變原來的時，才會改變原來的 運動狀態(tài)。運動狀態(tài)。（4 4）牛）牛頓：一切物體總保持勻速直線運動或靜止頓：一切物體總保持勻速直線運動或靜止 狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。狀態(tài)，直到有外力迫使

5、它改變這種狀態(tài)為止。（1）第一定律的理解（1 1）定）定性揭示了運動與力的關系性揭示了運動與力的關系（2 2）定）定律說明了物體的一個共性慣性律說明了物體的一個共性慣性（3 3）運）運動是物體動是物體的屬性，不的屬性，不需要力來維持需要力來維持（4 4）力）力不是產生速度的原因，力卻是使速度不是產生速度的原因，力卻是使速度改改變的變的原因，定律對力進行了定義原因，定律對力進行了定義（5 5）定）定律不能用實驗直接驗證，卻建立在大律不能用實驗直接驗證，卻建立在大量的實驗現(xiàn)象的基礎上，通過思維邏輯推理量的實驗現(xiàn)象的基礎上，通過思維邏輯推理發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)例 1 如圖所示，在水平平直公路上勻速行駛的如圖所示

6、，在水平平直公路上勻速行駛的小車頂上小車頂上, ,用繩子懸掛著一個小球：用繩子懸掛著一個小球：(1)(1)若剪斷繩子若剪斷繩子, ,小球將落在小球將落在_點點; ;(2)(2)若小車速度突然減小若小車速度突然減小, ,小球將偏向小球將偏向_方方; ;(3)(3)若小車速度突然增大若小車速度突然增大, ,小球將偏向小球將偏向_方。方。B前前后后鞏固練習 有一儀器中電路如圖所示，其中有一儀器中電路如圖所示，其中M是質量是質量較大的金屬塊，將儀器固定在一輛汽車上，汽較大的金屬塊，將儀器固定在一輛汽車上，汽車啟動時和急剎車時，發(fā)現(xiàn)其中一盞燈亮了，車啟動時和急剎車時，發(fā)現(xiàn)其中一盞燈亮了，試分析是哪一盞燈

7、亮了。試分析是哪一盞燈亮了。（2）牛頓第三定律 牛頓第三定律牛頓第三定律: : 物物體之間的作用力與反作用力總是大小相體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反且作用在同一直線上。等，方向相反且作用在同一直線上。 特點：特點： （1 1）依賴關系）依賴關系同生共死同生共死; ; （2 2）力的性質）力的性質性性質相同質相同; ; （3 3）受力物體）受力物體兩個物體兩個物體; ; （4 4）效果疊加）效果疊加不不能抵消。能抵消。 如圖所示，為某人設計的一種交通工具，如圖所示，為某人設計的一種交通工具，在平板車上的風扇吹出的風全部打到固定在小在平板車上的風扇吹出的風全部打到固定在小車的風帆上

8、，靠風帆受力而向前運動。對于這車的風帆上，靠風帆受力而向前運動。對于這種設計，下列分析中正確的是（種設計，下列分析中正確的是（ ） A.根據牛二定律，小車能運行根據牛二定律，小車能運行 B.根據牛三定律，小車能運行根據牛三定律，小車能運行 C.不能運行，違反牛二定律不能運行，違反牛二定律 D.不能運行，違反牛三定律不能運行，違反牛三定律 例 2D（3）牛頓第二定律（2 2）特點：）特點： 矢矢量性量性 瞬瞬時性時性 同體性同體性 獨立性獨立性 相對性相對性（1 1）牛頓第二定律）牛頓第二定律: : 物體的加速度跟它所受的合外力成正比，物體的加速度跟它所受的合外力成正比，跟物體的質量成反比，即：

9、跟物體的質量成反比，即：F=ma例 3 如圖所示，水平面上質量為如圖所示，水平面上質量為m的物體，在的物體，在與水平方向成與水平方向成，大小為，大小為F的推力的推力作用下向右作用下向右作勻加速直線運動。已知物體與地面之間的動作勻加速直線運動。已知物體與地面之間的動摩擦因素為摩擦因素為，試求：物體的加速度大小。，試求：物體的加速度大小。Fm鞏固練習 2 如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為的光滑固定斜面上，的光滑固定斜面上，有一質量為有一質量為M的長木板，長木板上有一質量為的長木板，長木板上有一質量為m的人。若要使長木板靜止在斜面上，試求：的人。若要使長木板靜止在斜面上，試求：人向下奔跑的加速度

10、大小。人向下奔跑的加速度大小。sinMmagm第二節(jié) 牛頓運動定律的應用（1 1）兩）兩類基類基本問本問題題 已知受力已知受力求求運動運動 已已知運知運動動求求受力受力（2 2）牛頓定律的應用）牛頓定律的應用 超超重和重和失重失重 運動圖像與牛頓定律運動圖像與牛頓定律 整體隔離法與牛頓定律整體隔離法與牛頓定律易錯題 1 如圖所示，在勻速運動的升降機內，物體如圖所示，在勻速運動的升降機內，物體在伸長彈簧的拉力作用下相對升降機靜止。今在伸長彈簧的拉力作用下相對升降機靜止。今突然發(fā)現(xiàn)物體突然由靜止開始向右運動，試分突然發(fā)現(xiàn)物體突然由靜止開始向右運動，試分析：升降機此時可能的運動情況。析：升降機此時可

11、能的運動情況。（1）向上勻減速）向上勻減速（2）向下勻加速）向下勻加速易錯題 2 雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時空氣對其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增空氣對其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，下圖的圖象能正確反映雨滴下落運動情大，下圖的圖象能正確反映雨滴下落運動情況的是（況的是（ ）C易錯題 3 如圖所示，放在光滑水平面上的物塊如圖所示，放在光滑水平面上的物塊1 1和和2 2用輕質彈簧秤相連。今對物塊用輕質彈簧秤相連。今對物塊1 1、2 2分別施以分別施以相反的水平力相反的水平力F1 1 、F2 2且且F1 1大于大于F2 2，則彈簧，則彈簧秤的示數（秤的

12、示數（ ） A一定等于一定等于F1F2 B一定等于一定等于F1F2 C一定大于一定大于F2小于小于F1 D條件不足，無法確定條件不足，無法確定C（1）兩類基本問題 （1 1）解題思路）解題思路受力分析受力分析確定對象確定對象正交分解正交分解牛二定律牛二定律速度速度加速度加速度位移位移已知受力求運動 如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為37o的斜面底端的斜面底端有一質量為有一質量為m的物體，在大小為的物體，在大小為F2mg的水的水平推力作用下由靜止開始運動，經過時間平推力作用下由靜止開始運動，經過時間t1s后撤后撤去去F。已。已知物體和斜面的摩擦系數為知物體和斜面的摩擦系數為0.25，斜面足夠長

13、斜面足夠長（g=10m/s2）。試）。試求：求：物體沿斜面向上運動的最大物體沿斜面向上運動的最大位移位移F6.56mSm已知運動求受力 航模興趣小組設計出一架遙控飛行器，航模興趣小組設計出一架遙控飛行器，其質量其質量m2kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F28N28N。飛行器從地面由靜止開始豎直上升。飛行器從地面由靜止開始豎直上升。已知飛行已知飛行t8s時到達高度時到達高度H64m。設飛行。設飛行器飛行時所受的阻力大小不變（器飛行時所受的阻力大小不變（g=10m/s=10m/s2 2）。）。試求：飛行器所受阻力試求：飛行器所受阻力f的大小。的大小。 （2）牛頓定律的應用（1

14、1）超重和失重）超重和失重： a向上向上超重超重 a向下向下失重失重a相同相同對系統(tǒng)分析對系統(tǒng)分析求出求出a隔離分析隔離分析求出待解求出待解F其他其他（2 2）整體隔離法：）整體隔離法： 例 3 如圖所示，質量為如圖所示，質量為2m的物體的物體分割成質量分割成質量相等的兩份，并將它們緊靠著相等的兩份，并將它們緊靠著放在水平面上，放在水平面上，物體的分割線與水平線成物體的分割線與水平線成角?，F(xiàn)用大小為角?，F(xiàn)用大小為F水平向右的力作用在水平向右的力作用在物體物體上，使上，使它們它們一起向一起向右運動（不計一切摩擦）。試求：右運動（不計一切摩擦）。試求：物體的兩物體的兩部分之間部分之間的作用力的作用

15、力F2sinABFN鞏固練習 1 如圖所示，水平面上兩個完全相同的物體如圖所示，水平面上兩個完全相同的物體質量為質量為m，用水平細繩相連。在與水平方向成，用水平細繩相連。在與水平方向成，大小為，大小為F的拉力作用下的拉力作用下B和和A一起向一起向右做勻右做勻加速直線運動。已知物體與地面之間的動摩擦加速直線運動。已知物體與地面之間的動摩擦因素為因素為，試求：，試求：（1 1）物體的加速度物體的加速度大??；大?。唬?）繩子拉）繩子拉A的作用力的作用力大小。大小。FAB鞏固練習 2 如圖所示如圖所示, ,在車廂頂上吊一小球在車廂頂上吊一小球, ,小球懸線小球懸線與豎直方向夾角與豎直方向夾角a, ,行

16、車速度方向如圖所示行車速度方向如圖所示, ,質質量為量為m的物體相對車廂靜止的物體相對車廂靜止, ,試求：試求：（1 1）小車運動的加速度；）小車運動的加速度；（2 2）物體受到摩擦力大小。）物體受到摩擦力大小。例 4 如圖所示，固定光滑細桿與地面成一定如圖所示，固定光滑細桿與地面成一定傾角，桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿傾角，桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力方向的推力F作用下向上運動，推力作用下向上運動，推力F與小環(huán)與小環(huán)速度速度v變化規(guī)律如圖所示（變化規(guī)律如圖所示（g=10=10m/ /s2 2）。試求：。試求：（1 1）小環(huán)的質量）小環(huán)的質量m；（2 2）細桿與地面間的傾角）

17、細桿與地面間的傾角。第三節(jié) 繩子、彈簧和滑塊專題 （1 1）繩）繩子的力學特征子的力學特征（2 2）彈）彈簧的力學特征簧的力學特征（3 3）滑塊木板模型分析）滑塊木板模型分析 vo=0，判斷相對判斷相對滑動滑動 vo0，判斷是否分離判斷是否分離 如圖所示，質量不計的光滑滑輪，通過如圖所示，質量不計的光滑滑輪，通過足夠長的細繩懸掛質量分別為足夠長的細繩懸掛質量分別為m和和2m的的兩個兩個物體物體?，F(xiàn)現(xiàn)在將兩個物體由靜止開始釋放在將兩個物體由靜止開始釋放，穩(wěn)穩(wěn)定后彈簧秤的示數（定后彈簧秤的示數（ ） A.3mg B.2mg C.mg D.8mg/3易錯題 12mmD 如圖所示，質量為如圖所示，質量

18、為M的框架放在水平地面的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一個質量為個質量為m的小球，小球上下振動時，框架始的小球，小球上下振動時，框架始終沒有跳起。試求：當框架對地面壓力為零瞬終沒有跳起。試求：當框架對地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小。間，小球的加速度大小。 易錯題 2gmMma（1）繩子的力學特征 （1 1）繩）繩子對物體只能是拉力子對物體只能是拉力（2 2）同）同一段繩子的拉力處處相等一段繩子的拉力處處相等（3 3）作）作用力的方向沿著繩子收縮的方向用力的方向沿著繩子收縮的方向（4 4）繩）繩子的形變量可忽略，張力可突變子的形

19、變量可忽略，張力可突變（5 5）繩子不）繩子不會會“儲存儲存”或或“釋放釋放”機械能機械能（6 6）相）相連的物體，在連的物體，在沿繩子方向速度相等沿繩子方向速度相等 如圖所示，質量如圖所示，質量為為m=2kg的的木塊放在木塊放在光滑光滑水平桌面上，細繩栓在木塊上，并跨過滑水平桌面上，細繩栓在木塊上，并跨過滑輪輪 (g=10m/s(g=10m/s2 2) ) ，試，試求木塊的加速度：求木塊的加速度：（1 1）用大小）用大小為為F40N的的力向下拉繩子力向下拉繩子（2 2）把一質量）把一質量為為M=4kg的的重物掛在繩子上重物掛在繩子上例 1(1)(2)MagmMagMmmMm鞏固練習 如圖所示

20、，傾角為如圖所示，傾角為的光滑斜面體上，小的光滑斜面體上，小球球m被平行于斜面的細繩固定，斜面體放在被平行于斜面的細繩固定，斜面體放在水平面上。已知水平面上。已知6060o o，m2 2kg，當斜面體，當斜面體以以a10 10 m/ /s2 2向右做勻加速運動時，試求：向右做勻加速運動時，試求：繩對小球拉力多大？繩對小球拉力多大？( (g取取10 10 m/ /s2 2) )o45220與水平方向成NF （2）彈簧的力學特征（1 1）彈）彈簧的力可以是拉力或支簧的力可以是拉力或支持力；持力；（2 2）同）同一段彈簧的作用力處處一段彈簧的作用力處處相等；相等；（3 3）作）作用力的方向沿著彈簧的

21、用力的方向沿著彈簧的方向；方向；（4 4）彈）彈簧的形變需要時間，彈力不可簧的形變需要時間，彈力不可突變；突變；（5 5）彈簧的彈性勢能取決于）彈簧的彈性勢能取決于k、x：Ep=kx2/2。例 2 如圖所示，箱子如圖所示，箱子A和物體和物體B、C的質量均的質量均為為m，現(xiàn)將掛箱子，現(xiàn)將掛箱子A的懸線燒斷，試分析：在的懸線燒斷，試分析：在燒斷懸線的瞬間各個物體的加速度。燒斷懸線的瞬間各個物體的加速度。ABC320ABCaaga 如圖所示，一根勁度系數為如圖所示，一根勁度系數為k的輕彈簧上的輕彈簧上端固定，下端連著一質量為端固定，下端連著一質量為m的物體。有一水的物體。有一水平木板托住物體，并使彈

22、簧處于自然長度。平木板托住物體，并使彈簧處于自然長度?，F(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度現(xiàn)讓木板由靜止開始以加速度a( (amg，會滑動，會滑動(2)(2)若若fmg，不滑動，不滑動對系統(tǒng)：對系統(tǒng)：F= ( m+M ) a對對m：f=maMmmFf解得： 如圖所示，光滑水平面上，質量為如圖所示，光滑水平面上，質量為m=1kg的物塊放在質量為的物塊放在質量為M=2kg的木板上，均處于靜的木板上，均處于靜止狀態(tài)。今對物塊施加止狀態(tài)。今對物塊施加F=3N的水平恒力，已的水平恒力，已知兩者間的摩擦系數為知兩者間的摩擦系數為=0.3（g=10m/s2），），試求：此時木板受到的摩擦力。試求：此時木板受到的摩擦力。例 3FmMf=2N，水平向右鞏固練習 如圖所示，光滑水平面上，質量為如圖所示，光滑水平面上，質量為m=1kg的物塊放在質量為的物塊放在質量為M的木板上，均處于的木板上，均處于靜止狀態(tài)。靜止狀態(tài)。t=0開始，對開始，對M施加一個水平向右施加一個水平向右慢慢增大的拉力慢慢增大的拉力F，已知，已知m受到的摩擦力受到的摩擦力f與拉與拉力力F的關系圖象如下（取的關系圖象如