牛顿运动定律
牛顿第一定律、牛顿第三定律
知识要点
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持原来的匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.
2.理解牛顿第一定律,应明确以下几点:
(1)牛顿第一定律是一条独立的定律,反映了物体不受外力时的运动规律,它揭示了:运动是物体的固有属性,力是改变物体运动状态的原因.
①牛顿第一定律反映了一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质,这种性质称为惯性,所以牛顿第一定律又叫惯性定律.
②它定性揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是产生加速度的原因.
(2)牛顿第一定律表述的只是一种理想情况,因为实际不受力的物体是不存在的,因而无法用实验直接验证,理想实验就是把可靠的事实和理论思维结合起来,深刻地揭示自然规律.理想实验方法:也叫假想实验或理想实验.它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验,是人们在思想上塑造的理想过程.也叫头脑中的实验.但是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想,首先,理想实验以实践为基础,在真实的实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对实际过程做出更深一层的抽象分析;其次,理想实验的推理过程,是以一定的逻辑法则作为依据.
3.惯性
(1)惯性是任何物体都具有的固有属性.质量是物体惯性大小的唯一量度,它和物体的受力情况及运动状态无关.
(2)改变物体运动状态的难易程度是指:在同样的外力下,产生的加速度的大小;或者,产生同样的加速度所需的外力的大小.
(3)惯性不是力,惯性是指物体总具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质,力是物体间的相互作用,两者是两个不同的概念.
二、牛顿第三定律
1.牛顿第三定律的内容
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,作用在一条直线上.
2.理解牛顿第三定律应明确以下几点:
(1)作用力与反作用力总是同时出现,同时消失,同时变化;
(2)作用力和反作用力是一对同性质力;
(3)注意一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别
对一对作用力、反作用力和平衡力的理解
典题解析
【例1】.关于物体的惯性,下列说法正确的是:
A 只有处于静止状态或匀速直线运动状态的物体才有惯性.
B 惯性是保持物体运动状态的力,起到阻碍物体运动状态改变的作
用.
C 一切物体都有惯性,速度越大惯性就越大.
D 一切物体都有惯性,质量越大惯性就越大.
【例2】.有人做过这样一个实验:如图所示,把鸡蛋A 向另一个完全一
样的鸡蛋B 撞去(用同一部分),结果是每次都是鸡蛋
B被撞破,则下列说法不正确的是( )
A A对B的作用力大小等于B对A的作用力的大
小.
B A对B的作用力的大于B对A的作用力的大小. C A 蛋碰撞瞬间,其内蛋黄和蛋白由于惯性,会对A
蛋壳产生向前的作用力.
D A 蛋碰撞部位除受到B 对它的作用力外,还受到A 蛋中蛋黄和
蛋白对它的作用力,所以受到合力较小.
【例3】如图所示,一个劈形物abc 各面均光滑,放在
固定的斜面上,ab 边成水平并放上一光滑小球,把物体abc 从静止开始释放,则小球在碰到斜面以前的运动轨 A B
迹是( )
A 沿斜面的直线
B 竖直的直线
C 弧形曲线
D 抛物线
【拓展】如图所示,AB 为一光滑水平横杆,杆上套一轻环,环上系一长为L 质量不计的细绳,绳的另一端拴一质量为m 的小球,现将绳拉直,且与AB 平行,由静止
释放小球,则当细绳与AB 成θ角时,小球速度的水平分
量和竖直分量的大小各是多少?轻环移动的距离d 是多少?
【深化思维】怎样正确理解牛顿第一定律和牛顿第二定律的关系?
【例4】由牛顿第二定律的表达式F=ma ,当F=0时,即物体所受合外力
为0或不受外力时,物体的加速度为0,物体就做匀速直线运动或保持
静止,因此,能不能说牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例?
同步练习
1.伽利略理想实验将可靠的事实与理论思维结合起来,能更深刻地
反映自然规律,伽利略的斜面实验程序如下:
(1)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.
(2)两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另
一个斜面.
(3)如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度.
(4)继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平面
做持续的匀速直线运动.
请按程序先后次序排列,并指出它属于可靠的事实还是通过思维过
程的推论,下列选项正确的是(数字表示上述程序号码)( )
A. 事实2→事实1→推论3→推论4
B. 事实2→推论1→推论3→推论4
C. 事实2→推论3→推论1→推论4
D. 事实2→推论1→推论4→推论3
2. 火车在水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有人向上跳起,
发现仍落回到车上原来的位置,这是因为( )
A.人跳起后,厢内空气给他一个向前的力,带着他随同火车一起向
前运动.
B.人跳起的瞬间,车厢底板给他一个向前的力,推动他随同火车一
起向前运动.
C.人跳起后,车继续向前运动,所以人下落后必定偏后一些,只是
由于时间太短,距离太小,不明显而已
.
B
D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终具有相同的速度.
3.关于惯性下列说法正确的是:( )
A.静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为火车静止时惯性大
B.乒乓球可以迅速抽杀,是因为乒乓球惯性小的缘故.
C.物体超重时惯性大,失重时惯性小.
D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性.
4. 如图所示,在一辆表面光滑足够长的小车上,有质量分别为m 1、m 2的两个小球(m 1﹥m 2)随车一起
匀速运动,当车突然停止时,若不考虑其他阻力,
则两个小球( )
A.一定相碰
B.一定不相碰
C.不一定相碰
D.难以确定是否相碰,因为不知道小车的运动方向. 5. 如图所示,重物系于线DC 下端,重物下端再系一根同样的线BA , 下列说法正确的是:
A.在线的A 端慢慢增加拉力,结果CD 线拉断.
B.在线的A 端慢慢增加拉力,结果AB 线拉断.
C.在线的A 端突然猛力一拉,结果将AB 线拉断.
D .在线的A 端突然猛力一拉,结果将CD 线拉断.
6. (海南高考)16世纪纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧
洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发
展的新纪元.在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是
A .四匹马拉拉车比两匹马拉的车跑得快:这说明,物体受的力越
大,速度就越大
B .一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说
明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C .两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快
D .一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
7.关于作用力和反作用力,下列说法正确的是( )
A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力.
B.作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,
因此这二力平衡.
C.作用力与反作用力可以是不同性质的力,例如作用力是重力,
其反作用力可能是弹力
D.作用力和反作用力总是同时分别作用在两个相互作用的物体
上.
8.某同学坐在运动的车厢内,
观察水杯中水面的变
化情 况,如下图所示,说明车厢 ( )
A.向前运动,速度很大.
B.向前运动,速度很小.
C.加速向前运动
D.减速向后运动.
9. 如图所示,在车厢内的B 是用绳子拴在底部上的氢气球,A 是用
绳挂在车厢顶的金属球,开始时它们和车厢一起向右作匀速直线运动,
若忽然刹车使车厢作匀减速运动,则下列哪个图正确表示刹车期间车
A
B
C
D
10.在地球赤道上的A 处静止放置一个小物体,现在设想地球对小物
体的万有引力突然消失,则在数小时内,小物体相对于A 点处的地面
来说,将( )
A.水平向东飞去.
B.原地不动,物体对地面的压力消失.
C.向上并渐偏向西方飞去.
D.向上并渐偏向东方飞去.
E.一直垂直向上飞去.
11.有一种仪器中电路如右图,其中M 是质量较大的一个钨块,将仪器固定在一辆汽车上,汽车
启动时, 灯亮,原理是 ,刹车时 灯亮,原理是 .
牛顿第二定律
车前进方
知识要点
一.牛顿第二定律的内容及表达式
物体的加速度a跟物体所受合外力F成正比,跟物体的质量m成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.其数学表达式为:F=ma
二.理解牛顿第二定律,应明确以下几点:
1.牛顿第二定律反映了加速度a跟合外力F、质量m的定量关系.注意体会研究中的控制变量法,可理解为:
①对同一物体(m一定),加速度a与合外力F成正比.
②对同样的合外力(F一定),不同的物体,加速度a与质量成反比.
2.牛顿第二定律的数学表达式F=ma是矢量式,加速度a永远与合外力F同方向,体会单位制的规定.
3.牛顿第二定律是力的瞬时规律,即状态规律,它说明力的瞬时作用效果是使物体产生加速度,加速度与力同时产生、同时变化、同时消失.
瞬时性问题分析
三
1.宏观是指用光学手段能观测到物体,有别于分子、原子等微观粒
子.
2.低速是指物体的速度远远小于真空中的光速.
3.惯性系是指牛顿定律严格成立的参照系,通常情况下,地面和相
当于地面静止或匀速运动的物体是理想的惯性系.
四.超重和失重
1.超重:物体有向上的加速度(或向上的加速度分量),称物体处于
超重状态.处于超重的物体,其视重大于其实重.
2. 失重:物体有向下的加速度(或向下的加速度分量),称物体处
于失重状态.处于失重的物体,其视重小于实重.
3. 对超、失重的理解应注意的问题:
(1)不论物体处于超重还是失重状态,物体本身的重力并没有改变,而是因重力而产生的效果发生了改变,如对水平支持面的压力(或对竖直绳子的拉力)不等于物体本身的重力,即视重变化.
(2)发生超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方
向.
(3)在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理观感现象都会完全消失,如单摆停摆,天平实效,浸在液体中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等.
典题解析
【例1】关于力和运动,下列说法正确的是()
A.如果物体运动,它一定受到力的作用.
B.力是使物体做变速运动的原因.
C.力是使物体产生加速度的原因.
D.力只能改变速度的大小.
【点评】力是产生加速度的原因,合外力不为零时,物体必产生加速度,物体做变速运动;另一方面,
如果物体做变速运动,则物体必存
在加速度,这是力作用的结果.
【例2】如图所示,一个小球从竖
直固定在地面上的轻弹簧的
正上方某处自由下落,从小
球与弹簧接触开始直到弹簧
被压缩到最短的过程中,小
球的速度和加速度的变化情
况是( )
A.加速度和速度均越来越小,
它们的方向均向下.
B.加速度先变小后又增大,方
向先向下后向上;速度越来
越小,方向一直向下.
C.加速度先变小后又增大,方向先向下后向上;速度先变大后又变
小,方向一直向下.
D.加速度越来越小,方向一直向下;速度先变大后又变小,方向一
直向下.
【深化】本题要注意动态分析,其中最高点、最低点和平衡位置是三个特殊的位置。
【例3】跳伞运动员从盘旋在空中高度为400m的直升机上跳下.理论研究表明:当降落伞全部打开时,伞所受到的空气阻力大小跟伞下落的速度大小的平方成正比,即f=kv2,已知比例系数k=20N.s2/m2,跳伞运动员的总质量为72kg.讨论跳伞运动员在风速为零时下落过程中的运动情况.
【例4】如下图所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为a,L2水平拉直,物体处于平衡状态,现将L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度.
(1)下面是某同学对该题的一种解法:
解:设L2线上拉力为T1,L2上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下平衡.
T1cos a=mg,T1sin a=T2
T2=mg tan a
剪断线的瞬间,T2突然消失,物体在T2反方向获得加速度,即mg tan a=ma,所以加速度a=g tan a,方向与T2相反.你认为这个结果正确
吗?请对该解法做出评价并说明理由.
(2)若将上题中的细线L1改变为长度相同、质量不计的轻弹簧,其他条件不变,求解的步骤与(1)完全相同,即a=g tan a,你认为这个结果正确吗?请说明理由.
【点评】 1.牛顿运动定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生,
同时变化,同时消失,分析物体在某一时刻的瞬时加速度,
关键是分析瞬时前后的受力及其变化.
2.明确两种基本模型的特点:
(1)轻绳不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力可以突
变.
(2)轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间,在瞬时问
题中,其弹力来不及变化不能突变(大小和方向均不变).
同步练习
1. 在牛顿第二定律中F=kma中,有关比例系数k的说法正确的是
()
A. 在任何情况下都等于1
B. k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的
C. k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的
D.在国际单位制中,k等于1.
2. 如右图所示,一木块在水平恒力F的作用下沿光滑水平面向右匀加速
运动,前方墙上固定一劲度系数足够大
的弹簧,当木块接触弹簧后,将Array()
A.立即做减速运动.
B.立即做匀速运动.
C.在一段时间内速度继续增大.
D.当物块速度为零时,其加速度最大.
3.轻质弹簧下端挂一重物,手执弹簧上端使物体向上匀加速运动.当手
突然停止时,重物的运动情况是:( )
A.立即向上做减速运动
B.先向上加速后减速
C.上升过程中加速度越来越大
D.上升过程中加速度越来越小
4. 如右图是做直线运动的物体受力F 与位移s
的关系图,则从图中可知,①这物体至位
移s 2 时的速度最小②这物体至位移s 1时
的加速度最大③这物体至位移s 1后便开始返回运动.④这物体至位移s 2时的速度最
大.( )
A. 只有①
B.只有③
C. ①③
D.②④
5.如图所示,DO 是水平面,初速为v 0的物体从D 点出
发沿DBA 滑动到顶点A 时速度刚好为零.如果斜面改
为AC ,让该物体从D 点出发沿DCA 滑动到A 点且速
度刚好为零,则物体具有的初速度(已知物体与路面
之间的动摩擦因数处处相同且不为零( )
A .大于v 0
B .等于v 0
C .小于v 0
D .取决于斜面的倾角
6. 下列说法正确的是 ( )
A.体操运动员双手握住单杠作大回环通过最低点时处于超重
状态.
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程都处于失重状态.
C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状
态.
D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态.
7. (黄冈模拟)轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,下端
悬挂一个铁球,电梯中有质量为50㎏ 的乘客,如图示,在电梯运
行时,乘客发现轻弹簧的伸长量是电梯静止时的伸长量的一半,这
一现象表明:(g =10m/s 2)
A.电梯此时可能正以1m/s 2的加速度加速上升,也可能以1m/s 2的加速
度减速下降.
B. 电梯此时不可能是以1m/s 2的加速度减速上升,只能是以5m/s 2的
加速度加速下降;
C.电梯此时正以5m/s 2的加速度加速上升,也可以是以5m/s 2 的加速
度减速下降.
D.不论电梯此时是上升还是下降,也不论电梯是加速还是减速,乘客
对电梯地板的压力大小一定是250N.
8. 如图所示,木块A 与B 用一轻弹簧相连,竖直放在
木块C 上,三者静置于地面,它们的质量比是1:2:3.设所有的接
触面光滑,当沿着水平方向迅速抽出木块C 的瞬间,A 和B 的加速
度分别是a 1 = ,a 2=
9. 民用航空客机的机舱,除了有正常的舱门和舷梯连接,一般还有紧急
出口,发生意外的飞机在着地后,打开紧急出口的舱门,会自动生
成一个由气囊构成的斜面,机舱内的人可沿该斜面滑行到地面上来,
若机舱离气囊底端的竖直高度为 3.2m ,斜面长 4.0m ,一个质量为
60kg 的乘客在气囊上受到的阻力为240N.求人滑到气囊底端的速度
大小为 (g =10m/s 2)
10. “蹦极跳”是一种能获得强烈失重、超重感的娱乐项目.人处在离沟
底水面上方二十多层楼的高处,用橡皮绳拴住身体,让人自由下落,
落到一定位置时橡皮绳拉紧,设人体立即做匀减速运动,接近水面
时刚好减为零,然后反弹.已知“勇敢者”头戴50N 的安全帽,开始
下落的高度为76m ,设计的系统使人落到离水面28m 时,弹性绳才
绷紧,则当他落到离水面50m 左右位置时,戴安全帽的头顶感觉如
何?当它落到离水面15m 左右时,头向下脚向上,则其颈部要用多
大的力才能拉住安全帽?(g=10m/s 2)
11. 用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上作匀加速直线运动的加速度.该
装置是在矩形车厢前、后壁上各安装一个由压敏电阻组成的压力传感器.用两根完全一样的轻弹簧夹着一个质量为2.0㎏的滑块,两弹簧的另一端分别压在传感器a 、b 上,其压力大小可直接从
传感器的显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定
在汽车上,b 在前,a 在后,当汽车静止时,传感器a 、b 的示数均为10N.(g =10m/s 2)
(1)若传感器a 的示数为14N ,b 为6 N ,求此时汽车的加速度大小和方向.
(2)当汽车怎样运动时,传感器a 的示数为零.
12. 一个闭合的正方形金属线框abcd ,从一个有严格边
界的磁场的正上方自由落下,如图示,已知磁场的
磁感应强度为B ,线框的边长为l ,质量为m ,线框的总电阻为R ,线框的最低边距磁场边界的高度为
H ,试讨论线框进入磁场后的可能的运动情况,并画
出v —t 示意图.
求解动力学问题的常用方法
知识要点
传
感
器
v 传感器b
d
一. 动力学的两类基本问题
1. 已知受力求运动
应用牛顿第二定律求加速度,如果再知道运动的初始条件,应用运
动学公式就可以求解物体的具体运动情况.
2. 已知运动求力
由运动情况求出加速度,由牛顿第二定律求出物体所受到合外力,结
合受力的初始条件,推断物体的受力情况.
二. 应用牛顿运动定律解题的一般步骤
1.取对象——根据题意确定研究对象,可以是单个物体也可以是系
统.
2.画图——分析对象的受力情况,画出受力分析图;分析运动情况,
画出运动草图.
3.定方向——建立直角坐标系,将不在坐标轴上的矢量正交分解.
4.列方程——根据牛顿定律和运动学公式列方程.
三. 处理临界问题和极值问题的常用方法
临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一种物理现象的
连接状态,常伴有极值问题出现.
典型例题 一、已知受力情况判断运动情况 【例1】如图所示,AC 、BC
为位于竖直平面内的两根光滑细杆,A 、B 、C 三点恰好位于同一
圆周上,C 为该圆周的最低点,a 、b 为套在细杆上的两个小环,
当两环同时从A 、B 两点自静止开始下滑,则 ( )
A. 环a 将先到
B. 环b 先到
C. 两者同时到
D. 无法判断
【例2】 将金属块m 用压缩的弹簧卡在一个矩形箱中,如图示,
在箱子的上顶部和下地板装有压力传感器,箱子可以
沿竖直轨道运动,当箱子以a =2m/s 2的加速度竖直向
上作匀减速运动时,上顶部的压力传感器显示的压力
为 6.0N ,下地板的压力传感器显示的压力为10N ,
g =10m/s 2.
(1)若上顶部压力传感器的示数是下地板压力传感器
的示数的一半,判断箱子的运动情况.
(2)要使上顶部压力传感器的示数为零,箱子沿竖直方向运动
B mg b
情况可能是怎样的?
【拓展】一弹簧秤的秤盘质量m 1=1.5kg ,盘内放一质量为m 2=10.5kg
的物体P ,弹簧质量不计,其劲度系数为k =800N/m ,系统处于静止
状态,如图所示.现给P 施加一个竖直向上的力F ,使P 从静止开始
向上做匀加速直线运动,已知在最初0.2s 内F 是变化的,在0.2s
后是恒定的,求F 的最大值和最小值各是多少?(g=10m/s 2)
【例3】.一物体放在光滑水平面上,初速度为零.先对物体施加一向东的水平恒力F,历时1s ;随即把此
力方向改为向西,大小不变,历时1s ;接着又把此力
改为向东,大小不变,历时1s .如此反复,只改变力的方向,不改变力的大小,共历时1min ,在此1min
内物体的运动情况是:
A .物体时而向东运动,时而向西运动,在1min 末静止于初始位置
以东
B .物体时而向东运动,时而向西运动,在1min 末静止于初始位置
C .物体时而向东运动,时而向西运动,在1min 末继续向东运动
D .物体一直向东运动,从不向西运动,在1min 末静止于初始位置
以东
二、由受力情况判断运动情况
1.由一种状态转换为另一种状态时往往要考虑临界状态
【例4】 如右图所示,斜面是光滑的,一个质量为0.2kg 的小球用细绳吊在倾角是530的斜面顶端,
斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,当
斜面以8 m/s 2的加速度向右做匀加速运动时,求绳子的拉力及斜面对小
球的弹力.
2.两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.以平
衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中,是考生备考
临考的难点之一.
【例4】用质量为m 、长度为L 的绳沿着光滑水平面拉动质量为M 的物体,在绳的一端所施加的水平拉
力为F , 如图甲所示,求:
(1)物体与绳的加速度; (2)绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均
匀,下垂度可忽略不计.)
三、对系统应用牛顿运动定律的两种方法:
a
/
甲
1.牛顿第二定律不仅适用于单个物体,同样也适用于系统.若系统内
有几个物体,m 1、m 2、m 3…,加速度分别为a 1、a 2、a 3…,这个系统的合
外力为F 合,(不考虑系统间的内力)则这个系统的牛顿第二定律的表达
式为
F 合= m 1a 1 +m 2a 2 +m 3a 3 +…,其正交分解表达式为
∑Fx = m 1a 1x +m 2a 2x +m 3a 3x +…
∑Fy = m 1a 1y +m 2a 2y +m 3a 3y +…
若一个系统内各个物体的加速度大小不相同,而又不需要求系统内
物体间的相互作用力,对系统整体列式,可减少未知的内力,使问题简
化.
【例5】 如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻
质弹簧固定在框架上,下端拴一个质量为m 的小
球,当小球上下振动时,框架始终没有跳起来.
在框架对地面的压力为零的瞬间,小球加速度大
小为:
A .g B.(M +m )g/m
C. 0 D .(M -m )g/m
【例6】 如右图所示,质量为M =10kg 的木楔ABC 置于
粗糙的水平地面上,动摩擦因数μ=0.02,在倾角为300的斜面上,有一质量为m =1.0㎏的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行距离为s =1.4m 时,其速度v =1.4m/s.在
这过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力的大小和
方向.(g =10m/s 2)
2. 自然坐标法:在处理连接体问题中,除了常用整体法和隔离法外,
还经常用到自然坐标法,即:沿着绳子的自然弯曲方向建立一个坐标轴,
应用牛顿第二定律列式.
【例7】 一轻绳两端各系重物A 和B ,
质量分别为M 、m 且M >m ,挂在一光
滑的定滑轮两侧,刚开始用手托住重物使整个装置处于静止状态,当松开手后,重物B 加速下降,重物A 加速
上升,若B 距地面高为H ,求 (1)经过多长时间重物B 落到地面? (2)运动过程中,绳子
的拉力为大?
同步练习
a A a B
1.
(07卷Ⅰ)如图所示,在倾角为30°的足够长的斜面上
有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用.
力F可按图(a)、(b)、(c)、(d)所示的四种方式随时间
变化(图中纵坐标是F与mg的比值,为沿斜面向上为正)
已知此物体在t=0时速度为零,若
用
4
3
2
1
υ
υ
υ
υ、
、
、分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是
A.
1
υB.
2
υC.
3
υ
D.
4
υ
2. 如右图所示,一质量为M的楔形块放在水
平桌面上,它的顶角为900,两底角为a、β,两个质量均为m的小木块放在两个斜面上.已知所有的接触面都是光滑的.现在两个小木块沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于()
A. Mg+ mg
B. Mg + 2mg
C. Mg + mg(sin a + sinβ)
D. Mg + mg(cos a + cosβ)
3. 某消防队员从一平台上跳下,下落2m后双脚着地,接着他用双腿弯
曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,在着地的过程中地面对他双脚的平均作用力估计为()
A. 自身重力的2倍
B. 自身重力的5倍
C. 自身重力的8倍
D. 自身重力的10倍
4. 原来做匀速运动的升降机内,有一个伸长的弹簧拉住质量为
m的物体A,相对升降机静止在地板上,如图所示,现发现
A突然被弹簧拉向右方,由此判断,此时升降机的运动情况
可能是()
A. 加速上升
B. 减速上升
C. 加速下降
D.减速下降.
5. n个质量均为m的木块并排地放在水平地面上,已知木块与地面的动摩擦因数为μ,当木块1受到水平力F的作用向前做匀加速运动时,木
M
a β
A
块3对木块4的作用力大小为:( )
A . F B.
n F 3 C. 1-n F D. n F n )3(- 6.如图示,质量为M 的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬吊一质
量为m 的小球,M >m ,用力F 水平向右拉小球,使小球和小车一起以
加速度a 向右运动时,细线与竖直方向成成α角,细线的拉力为T1,
若用一力F '水平向左拉小车,使小车和小球一起以加速度a '向左运动
时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力为
'1T .则 A .T T a a =='1',
B. T T a a =>'1',
C. T T a a =<'1',
D. T T a a >>'1',
7.如图示,AO 、AB 、AC 是竖直平面内的三根固定的光滑细
杆,A 在O 点的正上方,AB 、AC 分居在经A 向斜面所做垂线
的两侧,让一个光滑的小环(图中未画出)分别从A 点经不
同杆无初速释放,用t 1、t 2、t 3表示各环滑到O 、B 、C 所用
的时间,则( ) A .t 1>t 2>t 3 B. t 1=t 2=t 3 C. t 1<t 2<t 3 D. t 3>t 1>t 2
8.利用阿特武德机演示超重和失重现象:如图示,原来左右两
侧都悬挂2m 的砝码,此时弹簧称的示数为2mg .若在右侧悬挂
物上再增加m 砝码,松手后左侧砝码将获得向上的加速度,可
观察到弹簧秤的示数变大,砝码处于超重状态;若将右侧砝码
减少一个m ,左侧物体将向下加速运动,可观察到弹簧秤的示
数变小,砝码处于失重状态,分别求出两种状态时弹簧秤的示
数是多少?
9.如图示,三块质量均为M =0.6kg 、长度均为L =1m 的木板静止排放在
地面上,与地面的动摩擦因数均为μ1=0.2,一质量为m =1kg 的小木块从第一块木板的左端以初速度v 0=6m/s 冲上,木块与三块木板间的
动摩擦因数均为μ2=0.4,试判断小木块最终停在哪块木板上或是地面
A O C
B
1 2 3
上,并说明你的依据. 10.风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可以调节的风力,现将一
套有小球的细直杆放入该实验室,小球孔径略大于细杆直径,如图示. (1)当杆在水 平方向固定时,调节风力的大小,
使小球在杆上作匀速运动,这时小
球所受的风力为小球重力的0.5倍,求小球与细杆间的动摩擦因数.
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间的夹角为370并固定,
则小球从静止出发在细杆上滑下距离s 所需的时间是多少?
(sin370=0.6, cos370=0.8)
11. 如图所示,传送带与地面倾角为370,A 、B 间长
度为16m ,传送带以10m/s 的速率转动,在传送带
上端A 无初速度地放一个质量为0.5kg 的物体,它
与传送带之间的的动摩擦因数为0.5,求物体从A
运动到B 所需时间是多少?(sin370=0.6, cos 370=0.8,g =10 m/s 2)
12.杂技演员在进行“顶杆”表演时,用的是一根质量可忽略不计的长
竹竿,质量为30 kg 的演员自杆顶由静止开始下滑,滑到杆底时速度正
好为零.已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器,传感器显示
顶杆人肩部的受力情况如图所示,取g= 10 m/s 2.
求:(1)杆上的人下滑过程中的最大速度;
(2)竹竿的长度.
13.如图所示,静止在水平桌面的纸带上有一质量为0. 1kg 的小铁
块,它离纸带的右端距离为0. 5 m ,铁块与纸带
间动摩擦因数为0.1.现用力向左以2 m/s 2的加
速度将纸带从铁块下抽出,求:(不计铁块大小,
铁块不滚动)
(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间?
(2)纸带对铁块做多少功?
14.在广场游玩时,一个小孩将一个充满氢气的气球用细绳系于一个小石块上,并将小石块置于水平地
面上.已知小石块的质量为m 1,气球(含球内氢气)
的质量为m 2,气球体积为V ,空气密度为ρ(V 和
ρ均视作不变量),风沿水平方向吹,风速为v .已
风 370 风 A B 370
知空气对气球的作用力f=ku (式中k 为一已知系数,u 为气球相对空气的速度).开始时,小石块静止在地面上,如图示.
(1)若风速v 在逐渐增大,小孩担心气球会连同小石块一起被吹离地面,试判断是否会出现这一情况,并说明理由.
(2)若细绳突然断开,已知气球飞上天空后,在气球所经过的空间中的风速v 为不变量,求气球能达到的最大速度的大小.
15.如图所示.一水平传送装置有轮半径均为R =1/π米的主动轮1Q 和从
动轮2Q 及转送带等构成.两轮轴心相距8.0m ,轮与传送带不打滑.
现用此装置运送一袋面粉,已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦力
因素为μ=0.4,这袋面粉中的面粉可不断的从袋中渗出.
(1)当传送带以4.0m/s 的速度匀速运动时,将这袋面粉由左端2Q 正上方的A 点轻放在传送带上后,这袋面粉由A 端运送到1Q 正上方的B 端所用的时间为多少?
(2)要想尽快将这袋面粉由A 端送到B 端(设初速度仍为零),主动
轮1Q 的转速至少应为多大? (3)由于面粉的渗漏,在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上
留下白色的面粉的痕迹,这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长
能有多长(设袋的初速度仍为零)?此时主动轮的转速应满足
何种条件?
牛顿运动定理答案
牛一三定理答案
典题解析
【例1】【解析】牛顿第一定律说明,一切物体都具有惯性,惯性与物体的受力情况和运动情况无关,选项A、C是错误的,惯性大小由物体的质量决定,D正确.惯性不是一种力而是物体本身的一种属性,B错误.
【例2】【解析】根据对相互作用力及惯性概念的理解,不难看出符合题意的是B选项.
【例3】【解析】由牛顿第一定律知,力是改变物体运动状态的原因,由于在水平方向小球没有受力的作用,小球在水平方向就保持原来的静止状态,所以在碰到斜面以前,小球的运动轨迹是竖直的直线.
【拓展】【解析】本题是“轻环”模型问题.由于轻环是套在光滑水平横杆上的,在小球下落过程中,由于轻环可以无摩擦地向右移动,故小球在落到最低点之前,绳子对小球始终没有力的作用,小球在下落过程中只受到重力作用.因此,小球的运动轨迹是竖直向下的,这样当绳子与横杆成θ角时,小
球的水平分速度为V x=0,小球的竖直分速度θ
=.可求得轻环移动的
sin
V
2gL
y
距离是d=L-L cosθ.
【例4】【解析】从第一定律可以体会到,维持物体运动的不是力而是由于物体具有惯性,惯性是一切物体都具有的一种属性,而力是改变物体运动状态的原因;第一定律所包含的力和运动的辩证、因果关系是牛顿第二定律所不能包含的;可以说,牛顿第一定律定性给出了力与运动的关系,而第二定律定量给出了力和运动间的关系,两者相得益彰,成为完整的知识体系.
综上所述,牛顿第一定律是一条独立的定律.
同步练习:1.C 2.D 3.B 4.B 5.AC 6. D 7.D 8.CD 9.D 10.C 11.红;由于惯性M保持不动与红灯触点接触;绿;由于惯性M继续向前绿灯触点接触.
牛顿第二定理答案
典题解析
【例1】【解析】力是物体运动状态变化的原因,是物体产生加速度的原因.所以选项B、C正确;物体运动,但不一定受到力的作用,只有变速的物体才受到力的作用,所以选项A错误;力不仅可以改变速度的大小,还可以改变速度的方向,所以选项D错.
【例2】【解析】由牛顿第二定律,小球与弹簧接触以后,它的加速度变化与所受合外力的变化是一致的,是瞬时对应的,所以运动情况的分析可以从分析小球所受合力的变化情况入手.小球自由下落与弹簧接触后,受到两个力的作用,其中重力恒定,而所受的弹力大小随弹簧压缩量的增大而增大,方向一直向上.因此,在小球与弹簧接触后,到达平衡位置之前重力大于弹力,它们的合力向下,由mg-kx=ma知加速度逐渐减小,而速度与加速度同向,大小是增大的.
在平衡位置,重力等于弹力,小球所受的合力变为零,加速度为零,速
度达到最大,由于惯性,它仍下落,使得弹簧的压缩量继续增大,弹力大于重力,这样使小球所受的合力变为向上,且不断增大,由 kx -mg=ma 知,加速度方向变为向上,并不断增大,速度与加速度反向,所以会逐渐减小. 在最低点,弹簧的压缩量达到最大时,弹力增大到最大,加速度也达到最大,而速度减小到零,这以后小球会被弹簧向上弹起来.向上弹起的过程与上述过程可逆.综上,正确选项是C.
【深化】本题要注意动态分析,其中最高点、最低点和平衡位置是三个特殊
的位置。
【例3】 【解析】(1)为使研究问题简化,我们先假设跳伞运动员一离开直
升机随即打开降落伞.这时运动员将做初速度为零的加速运动,伞与运动员(以下简称系统)共受到两个力的作用:竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,如右图示.
由于系统的速度逐渐增大,系统受到的阻力也随之增大,由mg -
f=ma 得,系统的加速度将逐渐减小.由于速度与加速度的方向一致,所以系统的下降速度是不断增
大,即系统竖直向下做加速
度逐渐减小的变加速运动.由此我们可以推
断:只要起跳高度足够,必有空气阻力
逐渐增大至f=mg ,至此,系统速度不再增大,即跳伞运动员的速度存在一个最
大值v m ,称之为收尾速度.故系统最终
必定以收尾速度向下做匀速运动.
对上述分析过程,我们可以用下列推理式表达:
终态:a=0,v=v m .
对系统的运动过程,我们还可以用v-t 图直观地表示出来,如右图所示.由以上分析得
kV m 2=mg ,可以解得v m =6m/s.
这一收尾速度相当于作自由落体运动的下落高度为h 0=1.8m.所以跳伞运
动员着地时是不会有损伤的.但我们注意到我们事先所做的假设:“跳伞运动员一离开飞机随即打开降落伞”显然不符合实际,也不可能,事实上,跳伞运动员总是先自由下落一定的高度后再打开降落伞,为此我们进一步讨论如下:
实际跳伞时,运动员
自由下落的高度肯定h ﹥h 0,即当他打开伞时,已经具备初速度v 0﹥v m =6m/s ,所受阻力f ﹥mg ,合力方向向上,
系统将减速,系统受到的阻力亦将减小,由
a v f ∑
F a
v
f -mg=ma 得,系统的加速度亦将逐渐减小,由于这时加速度的方向与系统的运动方向相反,所以系统的速度不断减小,即系统竖直向下做加速度逐渐减小的减速运动;直至空气阻力f=m
g ,至此,系统速度不再减小,即运动员的速度存在一个最小值v `=6m/s.故系统最终仍以收尾速度向下作匀速运动.其推理可表示如下:
终态:a=0,v=v m .其v -t 图像如右图示.
【思考】 若跳伞过程中存在水平方向的风速,且大小为4m/s ,试分析运动员下落过程中的运动情况.
【提示】当水平方向的速度与风速相等时,运动员就不再受到风力的作用.
【例4】 【解析】(1)剪
断L 2前,物体在L 1、L 2的拉力T 1、T 2和重力作用下平衡,受力如图,由平衡条件得 T 1cos a=mg ,T 1sin a=T 2,得 T 2=mg tan a
由于L 1是细线,其物理模型是不
可伸长的刚性绳,当线上的张力变化时,细线的长度形变
量忽略不计,当L 2剪断的瞬间,T 2突然消失,L 1线上的张力发生突变,这时物体受力如图,则
T 1=mg cos a ,F 合=mg sin a=ma 得a=g sin a ,所以原题给的结果错误,原因是L 2上的张力大小发生了突变.
(2)轻弹簧这一物理模型是当受外力拉伸时,有明显的形变量
△x ,在弹性限度内,弹力的大小F=k△x,,方向沿弹簧,当剪断L 2的瞬间,
弹簧的形变量来不及发生变化,所以物体所受的合力与T 2等大反向,由牛顿
第二定律知 mg tan a=ma 得 a=g tan a
原题给的结果正确,因为L 2被剪断的瞬间,弹簧L 1上的弹力T 1未来得及
变化.
【点评】 1.牛顿运动定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生, 同
时变化,同时消失,分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是
分析瞬时前后的受力及其变化.
2.明确两种基本模型的特点:
(1)轻绳不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力可以突变.
(2)轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间,在瞬时问题中,
其弹力来不及变化不能突变(大小和方向均不变).
同步训练:1.CD 2.CD 3.B 4.D 5.B 6.AB 7.D 8. 0,3g/2 9. 5.66m/s
10.人感觉不到安全帽的作用力;135N 11.(1)4.0m/s 2,方向向
前;(2)向前减速即加速度大于等于-10m/s 2,方向向后 12.(1)
若H <44222l B gR m 则作加速度逐渐减小的变加速运动;若H =44222l
B gR m 则作匀速直线运动;若H >44222l
B gR m 则作加速度逐渐减小的变减速运动.(2
)1
第四章牛顿运动定律 4.5 牛顿第三定律 一、教材分析 在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有“理解牛顿运动定律,用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。”该条目包含了对牛顿第三定律的理解及应用牛顿第三定律解释生活中的有关问题。学生在初中已学过力是物体的相互作用,而且力的相互作用在日常生活中经常见到,学生理解牛顿第三定律并不困难,因此教学中应着重让学生参与定律的形式过程,通过这一学习过程的体验, 培养学生正确的研究物理的方法。 二、学情分析 (1)前概念——根深蒂固 ①作用力有先后之分; ②作用力与反作用力相等是有条件的; ③作用力和反作用力可以相互抵消; ④接触的物体间才有作用力和反作用力,不接触则无。 (2)非智力因素——不容乐观 ①缺乏观察、抽象思维、动手、合作等能力; ②自主探究的教学方式可能出现不适应现象。 三、教学目标 (一)知识与技能 1.知道作用力与反作用力的概念 2.理解、掌握牛顿第三定律 3.区分平衡力跟作用力与反作用力 (二)过程与方法 1.通过学生自己设计实验,培养学生的独立思考能力和实验能力 2.通过用牛顿第三定律分析物理现象,可培养学生分析解决实际问题的能力 (三)情感态度与价值观 1.培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神 2.培养学生敢于实践,勇于创新的精神;让学生体验物理世界普遍存在的对 称美。 四、教学重点与难点 重点:牛顿第三定律的理解与应用。 难点:作用力和反作用力与平衡力的区别。 五、教法与学法
教学策略:实验探究、自主构建相结合;教师引导、学案辅助相结合。 学习策略:自主探究、合作交流相结合;小组反馈、动态评价相结合。 六、 教学流程图 七、教学设计 教学设计分三个方面展开: 1、结合生活、生产实际,引入新课 (1)让学生鼓掌欢迎听课的老师们—— 主体参与策略;老师赞扬学生很热情,拍 的很用劲,手掌的疼痛感引出物体的作用是相互的— — 个体激励策略。 理论依据:以游戏方式引入,学生一开始就被吸引到课堂之中,缩短进入学习状 态的时间。很多学生心理就会产生疑虑:老师葫芦里到底装的是什么药?砂锅被 打破了!原有的思维模式被打破,认知结构失去平衡,就有强烈要求重新平衡的 求知欲望。让学生在情感上产生共鸣,提高学习热情和兴趣。 (2)情景展示: ①气球演示 ②玩具车; 解释 生活实例 猜想 作用力和反作用力的概念 …… 实验 情景一 举 例 牛顿第三定律 作用力和反作用力与平衡力的区别 开始 回归生活 情景二
一、选择题 1.下列关于力和运动关系的说法中,正确的是 ( ) A .没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第一定律的体现 B .物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第二定律的 C .物体所受合外力为0,则速度一定为0;物体所受合外力不为0,则其速度也一定不为0 D .物体所受的合外力最大时,速度却可以为0;物体所受的合外力为0时,速度却可以最大 2.升降机天花板上悬挂一个小球,当悬线中的拉力小于小球所受的重力时,则升降机的运动情况可能是 ( ) A .竖直向上做加速运动 B .竖直向下做加速运动 C .竖直向上做减速运动 D .竖直向下做减速运动 3.物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合力方向的关系是 ( ) A .速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的 B .速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同 C .速度方向总是和合力方向相同,而加速度方向可能和合力相同,也可能不同 D .速度方向与加速度方向相同,而加速度方向和合力方向可以成任意夹角 4.一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面,在此过程中,木箱所受的合力( ) A .等于人的推力 B .等于摩擦力 C .等于零 D .等于重力的下滑分量 5.物体做直线运动的v-t 图象如图所示,若第1 s 内所受合力为F 1,第2 s 内所受合力为F 2,第3 s 内所受合力为F 3,则( ) A .F 1、F 2、F 3大小相等,F 1与F 2、F 3方向相反 B .F 1、F 2、F 3大小相等,方向相同 C .F 1、F 2是正的,F 3是负的 D .F 1是正的,F 1、F 3是零 6.质量分别为m 和M 的两物体叠放在水平面上如图所示,两物体之间及M 与水平面间的动摩擦因数均为μ。现对M 施加一个水平力F ,则以下说法中不正确的是( ) A .若两物体一起向右匀速运动,则M 受到的摩擦力等于F B .若两物体一起向右匀速运动,则m 与M 间无摩擦,M 受到水平面的摩 擦力大小为μmg C .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力的大小等于F -M a D .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力大小等于μ(m+M )g+m a 7.用平行于斜面的推力,使静止的质量为m 的物体在倾角为θ的光滑斜面上,由底端向顶端做匀加速运动。当物体运动到斜面中点时,去掉推力,物体刚好能到达顶点,则推力的大小为 ( ) A .mg(1-sin θ) B .2mgsin θ C .2mgcos θ D .2mg(1+sin θ) 8.从不太高的地方落下的小石块,下落速度越来越大,这是因为 ( ) A .石块受到的重力越来越大 B .石块受到的空气阻力越来越小 C .石块的惯性越来越大 D .石块受到的合力的方向始终向下 9.一个物体,受n 个力的作用而做匀速直线运动,现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零,而其他的力保持不变,则物体的加速度和速度 ( ) A .加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越快 B .加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越慢 C .加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越快 D .加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越慢 10.下列关于超重和失重的说法中,正确的是 ( ) A .物体处于超重状态时,其重力增加了 B .物体处于完全失重状态时,其重力为零 C .物体处于超重或失重状态时,其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了 D .物体处于超重或失重状态时,其质量及受到的重力都没有变化 11.如图所示,一个物体静止放在倾斜为θ的木板上,在木板倾角逐渐增大到某一角 t/s 0 2 2 1 3 -2 v/ms -1 第 5 题 F 第 6 题
牛顿第三定律知识点和经典例习题 一,必过知识点梳理 知识点: 1、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。 理解要点: (1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作为自已存在的前提;(2)作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性质的力;(4)作用力和反作用力是不可叠加的,作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。(5)区分一对作用力反作用力和一对平衡力:一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。 2.物体受力分析的基本程序:(1)确定研究对象;(2)采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力;(3)按照先重力,然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力(4)画物体受力图,没有特别要求,则画示意图即可。 3.超重和失重:(1)超重:物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。处于超重状态的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力,即F=mg+ma.;(2)失重:物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。处于失重状态的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg,即F N=mg-ma,当a=g时,F N=0,即物体处于完全失重。 4、牛顿定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;(3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。 5、牛顿第三定律讲述的是两个物体之间相互作用的这一对力必须遵循的规律。这对力叫作
一、牛顿第一定律(惯性定律): 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 1.理解要点: ①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。 ②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。 ③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。 ④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。 2.惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 ①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。 ②质量是物体惯性大小的量度。 ③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量m Fr GM =2/严格相等。 ④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为 ( ) A.人跳起后,厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动 B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动 C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已 D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度 【分析与解答】因为惯性的原因,火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度,当人向上跳起后,仍然具有与火车相同的水平速度,人在腾空过程中,由于只受重力,水平方向速度不变,直到落地,选项D正确。 【说明】乘坐气球悬在空中,随着地球的自转,免费周游列国的事情是永远不会发生的,惯性无所不在,只是有时你感觉不到它的存在。 【答案】D 二、牛顿第二定律(实验定律) 1. 定律内容 物体的加速度a跟物体所受的合外力F 合成正比,跟物体的质量m成反比。 2. 公式:F ma 合 = 理解要点: ①因果性:F 合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失; ②方向性:a与F 合都是矢量,,方向严格相同;
精心整理 专题三牛顿三定律 1.牛顿第一定律(即惯性定律) 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 (1 (2 ③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量 2/严格相等。 m Fr GM ④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质。力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 2.牛顿第二定律
(1)定律内容 成正比,跟物体的质量m成反比。 物体的加速度a跟物体所受的合外力F 合 (2)公式:F ma = 合 理解要点: 是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时①因果性:F 合 3. (1 4. 分析物体受力情况,应用牛顿第二定律列方程。(隔离法) 一般两种方法配合交替应用,可有效解决连接体问题。 5.超重与失重 视重:物体对竖直悬绳(测力计)的拉力或对水平支持物(台秤)的压力。(测力计或台秤示数)
物体处于平衡状态时,N=G,视重等于重力,不超重,也不失重,a=0 当N>G,超重,竖直向上的加速度,a↑ 当N<G,失重,竖直向下的加速度,a↓ 注:①无论物体处于何状态,重力永远存在且不变,变化的是视重。 ②超、失重状态只与加速度方向有关,与速度方向无关。(超重可能:a↑,v↑,向 例 度为 f1- h1= 在t1到t=t2=5s的时间内,体重计的示数等于mg,故电梯应做匀速上升运动,速度为t1时刻电梯的速度,即 v1=a1t1,③ 在这段时间内电梯上升的高度 h2=v2(t2-t1)。④
在t2到t=t3=6s的时间内,体重计的示数小于mg,故电梯应做向上的减速运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为f1,电梯及小孩的加速度为a2,由牛顿第二定律,得 mg-f2=ma2,⑤ 在这段时间内电梯上升的高度 h3=2 h=h h= 例B。它 A m A 令x2 定律可知 kx2=m B gsinθ② F-m A gsinθ-kx2=m A a ③ 由②③式可得a=④ 由题意d=x1+x2⑤
【物理】物理牛顿运动定律练习题及答案及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.如图所示,在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m 的极薄平板 AB ,在薄平板的上端A 处放一质量m =1kg 的小滑块(视为质点),将小滑块和薄平板同时无初速释放。已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s 2。求: (1)释放后,小滑块的加速度a l 和薄平板的加速度a 2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t 。 【答案】(1)24m/s ,21m/s ;(2)1s t = 【解析】 【详解】 (1)设释放后,滑块会相对于平板向下滑动, 对滑块m :由牛顿第二定律有:0 11sin 37mg f ma -= 其中0 1cos37N F mg =,111N f F μ= 解得:002 11sin 37cos374/a g g m s μ=-= 对薄平板M ,由牛顿第二定律有:0 122sin 37Mg f f Ma +-= 其中00 2cos37cos37N F mg Mg =+,222N f F μ= 解得:2 21m/s a = 12a a >,假设成立,即滑块会相对于平板向下滑动。 设滑块滑离时间为t ,由运动学公式,有:21112x a t =,2221 2 x a t =,12x x L -= 解得:1s t = 2.固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示,取重力加速度g =10m/s 2.求: (1)小环的质量m ;
牛顿运动定律 牛顿第一定律、牛顿第三定律 知识要点 一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持原来的匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止. 2.理解牛顿第一定律,应明确以下几点: (1)牛顿第一定律是一条独立的定律,反映了物体不受外力时的运动规律,它揭示了:运动是物体的固有属性,力是改变物体运动状态的原因. ①牛顿第一定律反映了一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质,这种性质称为惯性,所以牛顿第一定律又叫惯性定律. ②它定性揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是产生加速度的原因. (2)牛顿第一定律表述的只是一种理想情况,因为实际不受力的物体是不存在的,因而无法用实验直接验证,理想实验就是把可靠的事实和理论思维结合起来,深刻地揭示自然规律.理想实验方法:也叫假想实验或理想实验.它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验,是人们在思想上塑造的理想过程.也叫头脑中的实验.但是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想,首先,理想实验以实践为基础,在真实的实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对实际过程做出更深一层的抽象分析;其次,理想实验的推理过程,是以一定的逻辑法则作为依据. 3.惯性 (1)惯性是任何物体都具有的固有属性.质量是物体惯性大小的唯一量度,它和物体的受力情况及运动状态无关. (2)改变物体运动状态的难易程度是指:在同样的外力下,产生的加速度的大小;或者,产生同样的加速度所需的外力的大小. (3)惯性不是力,惯性是指物体总具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质,力是物体间的相互作用,两者是两个不同的概念. 二、牛顿第三定律 1.牛顿第三定律的内容 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,作用在一条直线上. 2.理解牛顿第三定律应明确以下几点: (1)作用力与反作用力总是同时出现,同时消失,同时变化; (2)作用力和反作用力是一对同性质力; (3)注意一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别 对一对作用力、反作用力和平衡力的理解
高三一轮复习教案——许敬川 (本章课时安排:理论复习部分共三单元用6-8个课时,走向高考和小片习题处理课用4个课时 注:教案中例题和习题以学案形式印发给学生) 第三章牛顿运动定律 第一单元牛顿运动定律 第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律 要点一、牛顿第一定律 1、伽利略的实验和推论: ①伽利略斜面实验:小球沿斜面由 滚下,再滚上另一斜面,如不计摩擦将滚到处,放低后一斜面,仍达到同一高度。若放平后一斜面,球将滚下去。 ②伽利略通过“理想实验”和“科学推理”,得出的结论是:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,就将以这一速度 地运动下去。也即是:力不是 物体运动的原因,而恰恰是 物体运动状态的原因。 2、笛卡尔对伽利略观点的补充和完善:法国科学家笛卡尔指出:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其 或运动状态,永远不会使自己沿 运动,而只保持在直线上运动。 3、对运动状态改变的理解: 当出现下列情形之一时,我们就说物体的运动状态改变了。①物体由静止变为 或由运动变为 ;②物体的速度大小或 发生变化。 牛顿物理学的基石――惯性定律 1、牛顿第一定律:一切物体总保持 或 ,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止,这就是牛顿第一定律,也叫惯性定律。 2、惯性:物体具有保持原来的 状态或 状态的性质,叫惯性。 强调:①牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不可能用实验直接验证。 ②一切物体都具有惯性,牛顿第一定律是惯性定律。 惯性与质量: 1、惯性表现为改变物体运动状态的难易程度,惯性大,物体运动状态不容易改变;惯性小,物体运动状态容易改变。 2、质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大,惯性大,运动太太不易
专题三牛顿三定律 1. 牛顿第一定律(即惯性定律) 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 (1)理解要点: ①运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。 ②它定性地揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。 ③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。 ④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。 (2)惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 ①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。 ②质量是物体惯性大小的量度。 ③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量 2/严格相等。 m Fr GM ④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质。力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 2. 牛顿第二定律 (1)定律内容 物体的加速度a跟物体所受的合外力F 成正比,跟物体的质量m成反比。 合
(2)公式:F ma = 合 理解要点: 是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消 ①因果性:F 合 失; 都是矢量,方向严格相同; ②方向性:a与F 合 ③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,F 是该时刻作用在该物体上的合外 合 力。 3. 牛顿第三定律 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,作用在一条直线上,公式可写为F F =-'。 (1)作用力和反作用力与二力平衡的区别 4. 牛顿定律在连接体中的应用 在连接体问题中,如果不要求知道各个运动物体间的相互作用力,并且各个物体具有相同加速度,可以把它们看成一个整体。分析受到的外力和运动情况,应用牛顿第二定律求出整体的加速度。(整体法) 如果需要知道物体之间的相互作用力,就需要把物体隔离出来,将内力转化为外力,分析物体受力情况,应用牛顿第二定律列方程。(隔离法) 一般两种方法配合交替应用,可有效解决连接体问题。 5. 超重与失重 视重:物体对竖直悬绳(测力计)的拉力或对水平支持物(台秤)的压力。(测力计或台秤示数)
《牛顿运动定律》测试题 一、选择题(每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的,将正确选项填入括号内,每题4分,共48分。) 1、关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是() A、物体运动的速率不变,其运动状态就不变 B、物体运动的加速度不变,其运动状态就不变 C、物体运动状态的改变包括两种情况:一是由静止到运动,二是由运动到静止 D、物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变 2、关于惯性的大小,下列说法中正确的是() A、质量相同的物体,在阻力相同情况下,速度大的不容易停下来,所以速度大的物体惯性大 B、上面两个物体既然质量相同,那么惯性就一定相同 C、推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大,所以静止的物体惯性大 D、在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小 3、关于物体运动状态与所受外力的关系,下列说法中正确的是() A、物体受到恒定外力作用时,它的运动状态一定不变 B、物体受到的合力不为零时,一定做变速运动 C、物体受到的合外力为零时,一定处于静止状态 D、物体的运动方向就是物体受到的合外力的方向 4、物体静止于水平桌面上,则下列说法中正确的是() A、桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力 B、物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力 C、物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力 D、物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力 5、下列说法正确的是() A、体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B、蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D、游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 6、设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和速度v成正比.则雨滴的运动情况() A、先加速后减速,最后静止 B、先加速后匀速 C、先加速后减速直至匀速 D、加速度逐渐减小到零 1,g为重力加速度。人对电梯7、一质量为m的人站在电梯中,电梯加速上升,加速大小为g 3
高一物理牛顿运动定律测试 一、选择题:(每题5分,共50分)每小题有一个或几个正确选项。 1.下列说法正确的是 A.力是物体运动的原因B.力是维持物体运动的原因 C.力是物体产生加速度的原因D.力是使物体惯性改变的原因 2.下列说法正确的是 A.加速行驶的汽车比它减速行驶时的惯性小 B.静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为火车静止时惯性大 C.已知月球上的重力加速度是地球上的1/6,故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6 D.为了减小机器运转时振动,采用螺钉将其固定在地面上,这是为了增大惯性 3.在国际单位制中,力学的三个基本单位是 A.kg 、m 、m / s2 B.kg 、 m / s 、 N C.kg 、m 、 s D.kg、 m / s2 、N 4.下列对牛顿第二定律表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是()A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比 B.由m=F/a可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动加速度成反比 C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比 D.由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得 5.大小分别为1N和7N的两个力作用在一个质量为1kg的物体上,物体能获得的最小加速度和最大加速度分别是 A.1 m / s2和7 m / s2 B.5m / s2和8m / s2 C.6 m / s2和8 m / s2 D.0 m / s2和8m / s2 6.弹簧秤的秤钩上挂一个物体,在下列情况下,弹簧秤的读数大于物体重力的是A.以一定的加速度竖直加速上升B.以一定的加速度竖直减速上升 C.以一定的加速度竖直加速下降D.以一定的加速度竖直减速下降 7.一物体以 7 m/ s2的加速度竖直下落时,物体受到的空气阻力大小是 ( g取10 m/ s2 ) A.是物体重力的0.3倍 B.是物体重力的0.7倍 C.是物体重力的1.7倍 D.物体质量未知,无法判断
高一物理必修一重点知识点:牛顿第三 定律 课 件www.5y https://www.sodocs.net/doc/0016844199.html, 1.牛顿第三定律的内容 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,作用在一条直线上.这就是牛顿第三定律. 2.牛顿第三定律的应用 作用力与反作用力总是成对同时出现的,只要有力,这个力一定有反作用力,根据牛顿第三定律,就可以知道它的反作用力的大小和方向;找到这个力的施力者,就可以知道反作用力的受力者.作用力与反作用力相同的是大小和性质,而不是作用效果. 3.作用力和反作用力与平衡力的区别 一对作用力和反作用力与一对平衡力都有“大小相等、方向相反,作用在一直线”的特点,极易混淆.可从以下四个方面将它们加以区别: 一对作用力和反作用力一对平衡力 作用对象分别作用在两个不同的相互作用的物体上作用在同一物体上 力的性质一定是同性质的力可以是不同性质的力 力的效果分别对两个物体产生作用,对各物体的作用效
果不可抵消,不可求合力对同一物体产生的作用,效果可以互相抵消,合力为零 力的变化同时产生,同时消失、,同时变化可以独立地发生变化 4、一对作用力和反作用力的冲量和功 一对作用力和反作用力在同一个过程中的总冲量一定为零,但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的,而位移大小、方向都可能是不同的。 【同步练习题】 1.跳水一直是我国的优势项目,如右图所示,一运动员站在3m跳板上,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示跳板对人的弹力,则 A.F1和F2是一对平衡力 B.F1和F2是一对作用力和反作用力 c.先有力F1,后有力F2 D.F1和F2方向相反,大小不相等 解析:F1和F2是一对作用力和反作用力,同时产生、同时消失,大小相等,方向相反,故B正确. 答案:B 2.对于牛顿第三定律的理解,下列说法正确的是 A.当作用力产生后,再产生反作用力;当作用力消失后,
精心整理 一、牛顿第一定律 [要点导学] 1.人类研究力与运动间关系的历史过程。要知道伽利略的成功在于把“明明白白的实验事实和清清楚楚的逻辑推理结合在一起”,物理学从此走上了正确的轨道。 2.力与运动的关系。(1)历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”(2)正确的认识是“运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因”。 3.对伽利略的理想实验的理解。这个实验的事实依据是运动物体撤去推力后没有立即停止运动,而是运动一段距离后再停止的,摩擦力越小物体运动的距离越长。抓住这些事实依据的本质属性,并作出合理化的推理,这就是伽利略的高明之处,我们要学习的就是这种思维方法。 4 5 6 7 8 1 (1 (2 2 (1 (2 3 样测量加速度和外力。 (1)测量加速度的方案:采用较多的方案是使用打点计时器,根据连续相等的时间T内的位移之差Δx=a T2求出加速度。条件许可也可以采用气垫导轨和光电门。教材的参考案例效果也比较好。(2)提供并且测量物体所受的外力的方案:由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力,并且要测量这个外力。教材的参考案例提供的外力比较容易测量,采用这种方法是不错的选择。 4.对实验结果的分析是本实验的关键。如果根据实验数据描出的a-F图象和a-1/m图象都非常接近一条通过原点的直线,也只能说我们的实验结果是“在质量不变的条件下,加速度与外力成正比;在外力不变的条件下,加速度与质量成反比。”这一结果决不能说找出了定律,一个定律的发现不可能是几次实验就能得出的。 四、力学单位制
[要点导学] 1、单位制的概念——基本单位和导出单位一起组成了单位制。 2、国际单位制(SI)就是由七个基本单位和用这些基本单位导出的单位组成的单位制。 3、国际单位制(SI)中的基本单位: 力学中有三个基本单位:长度的单位米,国际符号m、质量的单位千克,国际符号㎏、时间的单位秒,国际符号s。 以下基本单位将在今后学习 电学中有一个基本单位:电流强度的单位安培,国际符号A; 热学中有二个基本单位:物质的量的单位摩尔,国际符号mol; 热力学温度的单位开尔文,国际符号K; 光学中有一个基本单位:发光强度的单位坎德拉,国际符号cd。 4、 5、 秒”6、 7、 1、牛顿第三运动定律的内容: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,作用在一条直线上。 2、应该能正确领会牛顿第三运动定律的物理意义,牛顿第三运动定律实质上揭示了物体间的作用是相互的,力总是成对出现的,物体作为施力物的时候它也一定是受力物。要知道作用力与反作用力是同时产生、同时消失、同时同样变化、一定是同一性质的力。并且作用力和反作用力“大小相等、方向相反”的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关。 3、要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。现将一对相互作用力与一对平
牛顿运动定律试题文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
2017-2018学年度3E试题4-1 分卷I 一、单选题 1.有关超重和失重,以下说法中正确的是( ) A.物体处于超重状态时,所受重力增大,处于失重状态时,所受重力减小 B.若空气阻力忽略不计,竖直上抛的木箱中的物体处于完全失重状态 C.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,升降机必定处于下降过程 D.站在月球表面的人处于失重状态 2.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m 和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为T.现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( ) A.质量为2m的木块受到四个力的作用B.当F逐渐增大到T时,轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到时,轻绳还不会被拉断D.轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为 3.竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中.不计空气阻力,取向上为正方向,在下列图象中最能反映小铁球运动情况的是( )A. B. C. D. 4.某跳水运动员在3 m长的踏板上起跳,我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态,其中A为无人时踏板静止点,B 为人站在踏板上静止时的平衡点,C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点,则下列说法中正确的是( ) A.人和踏板由C到B过程中,人向上做匀加速运动 B.人和踏板由C到A的过程中,人处于超重状态 C.人和踏板由C到A的过程中,先超重后失重 D.人在C点具有最大速度 5.为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯.无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转.一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示.那么下列说法中正确的是( ) A.顾客始终受到三个力的作用 B.顾客始终处于超重状态 C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下
第二章 力与相互作用 合力与分 力 考 纲 要 求 高考频度 备 考 指 导 1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ ★★★★ 2.形变、弹性、胡克定律Ⅰ ★★★★ 3.矢量和标量Ⅰ ★ 4.力的合成和分 解Ⅱ ★★★★★ 5.共点力的平衡 Ⅱ ★★★★★ 实验二:探究弹力和弹簧伸长的 关系 ★★ 实验三:验证力的平行四边形定 则 ★★★ 1.理解重力、弹力、摩擦力三种性质力的产生条件,掌握弹力、静摩擦力有无的判断方法以及滑动摩擦力、静摩擦力的计算方法. 2.掌握解决物理问题的基本方法:力的合成与分解. 3.本章的重点是力与物体的平衡,尤其是摩擦力和物体的平衡两知识点,往往与牛顿运动定律、动能定理、
能量守恒定律相结合,有时还与电场及磁场中的带电体的运动相结合,题目难度较大,综合性较强,能力要求也 较高. 第1讲 牛顿第三定律 弹力 摩擦力 (对应学生用书第16页) 牛顿第三定律 1.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.表达式:F =-F ′. 3.说明:作用力与反作用力有“三同三不同”. (1)三同???? ? ①大小相同②性质相同(例:如果是弹力都是弹力) ③产生、存在、消失、变化,具有同时性 (2)三不同???? ? ①方向不同②作用的对象不同③作用的效果不同 【针对训练】 1.(2011·上海高考)在日常生活中,小巧美观的冰箱贴使用广泛.一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时,它受到的磁力( ) A .小于受到的弹力 B .大于受到的弹力 C .和受到的弹力是一对作用力与反作用力 D .和受到的弹力是一对平衡力 【解析】 因磁性冰箱贴静止不动,在水平方向上受到两个力:磁力与弹力,应为平衡力,所以D 正确,A 、B 、C 错误. 【答案】 D 弹 力 1.产生条件 (1)两物体相互接触. (2)两物体发生弹性形变. 2.方向 弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反.几种典型的弹力的方向如下: (1)压力:垂直于支持面而指向被压的物体.
高 一 物 理 第 四 章 《 牛 顿 运 动 定 律 》 总 结 一、夯实基础知识 1、牛顿第一定律: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。 理解要点: (1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持; (2)它定性地揭示了运动与力的关系,即力是改变物体运动状态的原因,(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:t v a ??=,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。(不能说“力是产 生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”。); (3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性;一切物体都有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。质量是物体惯性大小的量度。 (4)牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法,即通过大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律; (5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F =0时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。 2、牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。公式F=ma. 理解要点: (1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础;(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度;
牛顿第三定律教材分析 一、“牛顿第三定律”在物理学中的地位 牛顿第三定律除了能更好地分析解决之前所学过的力相互作用、运动中的各种作用力,力和运动的关系外,它对后面碰撞问题的研究更是功不可没,在整个高中阶段的学习中,还常把受力情况复杂的物体的受力转换到与之相互作用的物体上进行研究。高中运用牛顿第三定律解决复杂的运动,把复杂的问题简单化。 二、“牛顿第三定律”的定义及其物理意义 1.“牛顿第三定律”物理意义: 内容:是物体之间的相互作用。 2.“牛顿第三定律”的定义 1) 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,作用在一 条直线上。 2) 公式:F F '-= ,符号表示两个里的方向相反。 3) 三个特征 ① 等值:作用力和反作用力大小总是相等的。 ② 反向:作用力和反作用力大小总是相等的。 ③ 共线:作用力和反作用力总是在同一直线上 4) 四种性质 ① 异体性:作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上。 ② 同时性:作用力和反作用力同时产生,同时变化,同时消失。 ③ 相互性:作用力和反作用力总是相互的,成对出现的。 ④ 同性质:作用力和反作用的性质是相同的。 以上几个性质可以看出“牛顿第三定律”主要讲两个物体之间的相互作用,以参考系的不同作用力分正反方向,而且作用力和反作用是成对出现,同时产生同时消失的。
三、高中生学习“牛顿第三定律”时的心理特点 1.高中生学习“牛顿第三定律”时的存在把作用力和反作用力看成一个力,容易把作用力和反作用力理解为作用在一个物体上的力。 2.作用力和反作用力的方向也是高中生搞混的难理解的一个知识点。 3.公式 F F '-= 中的F -'前面的符号不是表示力的大小的是负的,而表示的是作用力或反作用力的方向。 4.高中学生已经有一定的辩别能力,对常见的一些物理现象,物理知识如果简单重复,则学生对此不太关注、不感兴趣。因此,一开始就要以各种方式激发其注意力,设置“物理问题情景”,引发学生“思维冲突”,设法采用各种实验,让学生认识到“牛顿第三定律”得来的不易,培养总结物理规律的方法。 四、教学目标,教学的重点与难点 (一)知识与技能 1、知道力的作用是相互的,知道作用力和反作用力的概念。 2、理解牛顿第三定律的确切含义,能用它解决简单的问题。 3、能区分平衡力与作用力和反作用力 (二)过程与方法 1、通过学生自己设计实验,培养学生的独立思考能力和实验能力。 2、通过用牛顿第三定律分析物理现象,可培养学生分析解决实际问题的能力。 3、通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索,可提高学生自信心并养成科学思维 习惯。 (三)情感、态度与价值观 1、培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神。 2、激发学生探索的兴趣,养成一种科学探究的意识。 (四)教学重点、难点、疑点 重点:牛顿第三定律的内容及确切含义; 难点:作用力、反作用力与平衡力的区别; 疑点:作用力和反作用力既然大小相等,方向相反,那么在拔河比赛中为何还有 胜负之分?
三、牛顿定律 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 1、牛顿第一定律 ⑴内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止. ⑵理解牛顿第一定律时应注意的问题 ①牛顿第一定律不像其他定律一样是实验直接总结出来的,它是牛顿以伽利略的理想实验为基础总结出来的. ②牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的运动规律,牛顿第一定律是独立规律,绝不能简单地看成是牛顿第二定律的特例. ③牛顿第一定律的意义在于指出了一切物体都具有惯性,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态产生加速度的原因. ⑶牛顿第一定律可以从以下几个方面来进一步理解: ①定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性,即“保持匀速直线运动状态或静止状态”,对于所说的物体,在空间上是指所有的任何一个物体;在时间上则是指每个物体总是具有这种属性.即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体.这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性.简而言之,牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况
下都具有惯性。 ②定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”实际上是对力下的定义:即力是改变物体运动状态的原因,而并不是维持物体运动的原因. ③牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律.其实,不受外力作用的物体在我们的周围环境中是不存在的.当物体所受到的几个力的合力为零时,其运动效果和不受外力的情况相同,这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态. 应该注意到,不受任何外力和受平衡力作用,仅在运动效果上等同,但不能说二者完全等同,如一个不受力的弹簧和受到一对拉或压的平衡力作用的同一个弹簧,显然在弹簧是否发生形变方面是明显不同的.惯性:物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性. ⑷惯性是一切物体的固有属性,是性质,而不是力.与物体的受力情况及运动状态无关.因此说,人们只能利用惯性而不能克服惯性,质量是物体惯性大小的量度,即质量大的,惯性大;质量小的,惯性小. 2、牛顿第二定律 ⑴内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外 力的方向相同. ⑵公式:F合= ma ⑶理解牛顿第二定律时注意的问题 ①瞬时性:力与加速度的产生是同时的,即同时增大,同时减小,同时消失. F=ma是对运动过程中的每一个瞬间成立的,某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比,即有力作用就有加速度产生;外力停止作用,加速度随即消失,二者之间没有时间上的推迟或滞后,在持续不断的恒定外力作用下,物体具有持续不断的恒定加速度;外力随时间改变,则加速度也随时间做同步的改变. ②矢量性:加速度的方向总与合外力方向一致. 作用力F和加速度a都是矢量,所以牛顿第二定律的表达式F=ma是一个矢量表达式,它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同.而速度方向与合外力方向没有必然联系. ③独立性:F合应为物体受到的合外力,a为物体的合加速度;而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵从牛顿第二定律,与其他力无关(力的独立作用性).而物体的合加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。 ④在使用牛顿第二定律时还应注意:公式中的a是相对于惯性参照系的,即相对于地面静止或匀速直线运动的参照系.另外,牛顿第二定律只适用于宏观低速的物体,对微观高速物体的研究,牛顿第二定律不适用.(高速是指与光速可比拟的速度;微观是指原子、原子核组成的世界). 3、牛顿第三定律 ⑴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、作用在同一条直线上,但作用点不在同一个物体上. ⑵注意:物体与物体之间的作用力和反作用力总是同时产生、同时消失、同种性质、分别作用在相互作用的两个物体上,它们分别对这两个物体产生的作用效果不能抵消. ⑶作用力和反作用力与一对平衡力的区别:二对作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上,而平衡力是作用在同一物体上;作用力与反作用力一定是同一性质的力,平衡力则可以是也可以不是;作用力和反作用力同时产生、同时消失,而一对平衡力,当去掉其中一