2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題03牛頓運(yùn)動(dòng)定律考點(diǎn)歸納

PAGEPAGE1專題03牛頓運(yùn)動(dòng)定律書目TOC\o"1-3"\h\u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(diǎn)歸納】 2考點(diǎn)一牛頓第肯定律 2考點(diǎn)二牛頓第三定律的理解與應(yīng)用 2【思想方法與技巧】 3用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換探討對(duì)象 3其次節(jié)牛頓其次定律兩類動(dòng)力學(xué)問題 3【基本概念、規(guī)律】 3【重要考點(diǎn)歸納】 4考點(diǎn)一用牛頓其次定律求解瞬時(shí)加速度 4考點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)兩類基本問題 4考點(diǎn)三動(dòng)力學(xué)圖象問題 5【思想方法與技巧】 5傳送帶模型中的動(dòng)力學(xué)問題 5第三節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用 6【基本概念、規(guī)律】 6【重要考點(diǎn)歸納】 7考點(diǎn)一超重和失重現(xiàn)象 7考點(diǎn)二整體法和隔離法解決連接體問題 7考點(diǎn)三分解加速度求解受力問題 8【思想方法與技巧】 8“滑塊——滑板”模型的分析 8動(dòng)力學(xué)中的臨界條件及應(yīng)用 8試驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)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(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變更這種狀態(tài)．2．意義(1)揭示了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第肯定律又叫慣性定律．(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)的緣由，而是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，即產(chǎn)生加速度的緣由．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?。?．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)動(dòng)狀況和受力狀況無關(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：F＝－F′.特殊提示：(1)作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消逝，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(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．4.(1)牛頓第肯定律并非試驗(yàn)定律．它是以伽利略的“志向試驗(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)，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”：①大小相同；②性質(zhì)相同；③變更狀況相同．(2)“三異”：①方向不同；②受力物體不同；③產(chǎn)生效果不同．(3)“三無關(guān)”：①與物體的種類無關(guān)；②與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；③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一對(duì)平衡力不同點(diǎn)受力物體作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上依靠關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝不肯定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝疊加性兩力作用效果不行抵消，不行疊加，不行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)肯定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不肯定相同相同點(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)換探討對(duì)象作用力與反作用力，二者肯定等大反向，分別作用在兩個(gè)物體上．當(dāng)待求的某個(gè)力不簡潔求時(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．在很多問題中，摩擦力的求解亦是如此．牛頓其次定律兩類動(dòng)力學(xué)問題【基本概念、規(guī)律】一、牛頓其次定律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：F＝ma.3．適用范圍(1)牛頓其次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)牛頓其次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)的狀況．二、兩類動(dòng)力學(xué)問題1．已知物體的受力狀況，求物體的運(yùn)動(dòng)狀況．2．已知物體的運(yùn)動(dòng)狀況，求物體的受力狀況．特殊提示：利用牛頓其次定律解決動(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)律和牛頓其次定律相結(jié)合，找尋加速度和未知量的關(guān)系，是解決這類問題的思索方向．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(diǎn)歸納】考點(diǎn)一用牛頓其次定律求解瞬時(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)刻物體的受力狀況或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓其次定律求出瞬時(shí)加速度．2．牛頓其次定律瞬時(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，其彈力馬上消逝，不須要形變復(fù)原時(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，其形變復(fù)原須要較長時(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)留意的問題(1)物體的受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變更時(shí)，須要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析．(2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變更須要一個(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，正確畫出變更前后的受力圖．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)抓住受力狀況和運(yùn)動(dòng)狀況之間聯(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①一個(gè)橋梁——加速度是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁．②兩類分析——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①合成法：物體受2個(gè)或3個(gè)力時(shí)，一般采納“合成法”．②正交分解法：物體受3個(gè)或3個(gè)以上的力時(shí)，則采納“正交分解法”．(3)解答動(dòng)力學(xué)兩類問題的基本程序①明確題目中給出的物理現(xiàn)象和物理過程的特點(diǎn)．②依據(jù)問題的要求和計(jì)算方法，確定探討對(duì)象，進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，并畫出示意圖．③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)間變更的圖象，要求分析物體的運(yùn)動(dòng)狀況．(2)已知物體在一運(yùn)動(dòng)過程中位移、速度、加速度隨時(shí)間變更的圖象，要求分析物體的受力狀況．(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)間的變更狀況．2．問題的實(shí)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(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)解決這類問題必需把物體的實(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．模型特征一個(gè)物體以速度v0(v0≥0)在另一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的物體上起先運(yùn)動(dòng)的力學(xué)系統(tǒng)可看做“傳送帶”模型，如圖甲、乙、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(duì)物體所受的摩擦力進(jìn)行正確的分析推斷．依據(jù)物體與傳送帶的相對(duì)速度方向推斷摩擦力方向．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)鍵在于仔細(xì)分析物體與傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀況，從而確定其是否受到滑動(dòng)摩擦力作用．假如受到滑動(dòng)摩擦力作用應(yīng)進(jìn)一步確定其大小和方向，然后依據(jù)物體的受力狀況確定物體的運(yùn)動(dòng)狀況．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)留意的事項(xiàng)(1)水平傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)狀況取決于物體的受力狀況，即物體所受摩擦力的狀況．(2)傾斜傳送帶問題，肯定要比較斜面傾角與動(dòng)摩擦因數(shù)的大小關(guān)系．(3)傳送帶上物體的運(yùn)動(dòng)狀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→速度變更狀況→共速，并且明確摩擦力發(fā)生突變的時(shí)刻是v物＝v傳第三節(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狀況稱為超重現(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狀況稱為失重現(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?為零的狀況稱為完全失重現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體的加速度a＝g，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)的全部物體看成一個(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)，可用牛頓其次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)牛頓其次定律列方程．3．外力和內(nèi)力(1)外力：系統(tǒng)外的物體對(duì)探討對(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逝了．在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依舊存在，且不發(fā)生變更，只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生了變更(即“視重”發(fā)生變更)．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重量，物體就會(huì)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確定的，其大小等于ma.5.超重和失重現(xiàn)象的推斷方法(1)從受力的大小推斷，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)從加速度的方向推斷，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，且不須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)用牛頓其次定律求出加速度(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)，就須要把物體從系統(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(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探討對(duì)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)力”．4.正確地選取探討對(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)當(dāng)單獨(dú)分析，并分別確定出它們的加速度，然后依據(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)用牛頓其次定律解題時(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．最常見的狀況是與斜面模型結(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ax和ay，依據(jù)牛頓其次定律得Fx＝max，F(xiàn)y＝may，使求解更加便捷、簡潔．【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狀況，依據(jù)牛頓其次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)狀況分析，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．特殊留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狀況下，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)變更的過程中，相關(guān)的一些物理量也隨之發(fā)生變更．當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)變更到某個(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)的推斷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)的問題常常和最大值、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、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．能推斷物體在不滿意臨界條件時(shí)的受力和運(yùn)動(dòng)狀況．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FN＝0.2．繩子松弛的臨界條件：繩中張力為0，即FT＝0.3．相對(duì)滑動(dòng)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：滑塊滑到滑板一端時(shí)，兩者速度相同試驗(yàn)四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、試驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)會(huì)用限制變量法探討物理規(guī)律．2．探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．3．駕馭敏捷運(yùn)用圖象處理問題的方法．二、試驗(yàn)原理(見試驗(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．3．作出a－F圖象和a－eq\f(1,m)圖象，確定其關(guān)系．三、試驗(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、低壓溝通電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺．四、試驗(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：依據(jù)照試驗(yàn)原理圖所示裝置把試驗(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：(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(hào)碼．(2)保持小車的質(zhì)量m不變，變更砝碼和小盤的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟(1)．(3)在每條紙帶上選取一段比較志向的部分，測加速度a.(4)描點(diǎn)作圖，作a－F的圖象．(5)保持砝碼和小盤的質(zhì)量m′不變，變更小車質(zhì)量m，重