2019-2020年高考物理一輪復習講義 牛頓運動定律.doc

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2019-2020年高考物理一輪復習講義 牛頓運動定律 考綱要求 牛頓運動規(guī)律 牛頓運動定律、牛頓定律的應用 超重和失重 實驗四：驗證牛頓運動定律 Ⅱ Ⅰ 牛頓第一定律 牛頓第三定律 一、牛頓第一定律 1、內容：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。 揭示了力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動的原因.(即是產生a) ●兩層含義： (1) 物體總有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，這種性質是物體的一種固有屬性,（慣性）。物體的運動并不需要力來維持。 (2) 要使物體的運動狀態(tài)改變，必須施加力的作用，即力是改變運動狀態(tài)的原因。 ●說明： ①不是由實驗直接總結出來的規(guī)律，牛頓以伽利略的理想實驗為基礎，總結前人的研究成果而推理得出的理想條件下的規(guī)律。 ②成立條件是物體不受任何外力,是理想條件下所遵循的規(guī)律，在實際生活中,不受外力作用的物體是沒有的 ●理解： (1) 運動是物體的一種屬性，物體的運動并不需要力來維持。 (2) 它定性地揭示了力與運動的關系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，是使物體產生加速度的原因。 (3) 定律說明任何物體都具有的一種性質----- 慣性 (4) 不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實驗直接驗證。但是建立在大量實驗現(xiàn)象的基礎上，通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。 它告訴人們研究物理問題的另一種方法：通過觀察大量的實驗現(xiàn)象，利用人的邏輯思維，從大量的實驗現(xiàn)象中尋找規(guī)律。 (5)牛一定律是牛二定律的基礎，不能簡單地認為它是牛二定律不受外力時的特例。 牛頓第一定律定性地給出了力與運動的關系。牛頓第二定律定量地給出力與運動的關系。 (6) 運動狀態(tài)改變的理解： (是速度的改變) 速度是描述物體運動狀態(tài)的物理量，物體的速度變化了，即是物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變。 運動狀態(tài)改變的類形：速度大小的變化，速度方向的變化，速度的大小和方向同時改變。 2、對物體慣性的正確認識： 慣性是物體的固有屬性，與物體的運動情況及受力情況無關.質量是慣性大小的唯一量度. 當物體不受外力或所受外力的合力為零時，慣性表現(xiàn)為維持原來的靜止或勻速直線運動狀態(tài)不變.當物體受到外力作用而做變速運動時，物體同樣表現(xiàn)具有慣性.這種表現(xiàn)可以從兩方面說明：第一，物體表現(xiàn)出具有反抗外力的作用而維持其原來運動狀態(tài)不變的趨向.具體地說，外力要迫使物體改變原來的運動狀態(tài)，而物體的慣性要反抗外力的作用而力圖維持物體原來的運動狀態(tài)，這一對矛盾斗爭的結果表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的快慢——產生大小不同的加速度，在同樣大小的力作用下，慣性大的物體運動狀態(tài)改變較慢（加速度?。瑧T性小的物體運動狀態(tài)改變較快（加速度較大）.第二，做變速運動的物體雖然每時每刻速度都在變化，但是每時每刻物體都表現(xiàn)出要維持該時刻速度不變的性質，只是由于外力的存在不斷地打破它本身慣性的這種“企求”，致使速度繼續(xù)變化.如果某一時刻外力突然撤銷，物體就立刻“維持住”該時刻的瞬時速度不變而做勻速直線運動，這充分反映了做變速運動的物體仍然具有保持它每時每刻的速度不變的性質——慣性. ●慣性與慣性定律的區(qū)別： 慣性：是保持原來運動狀態(tài)不變的屬性 慣性定律：(牛頓第一定律)反映物體在一定條件下(即不受外力或合外力為零)的運動規(guī)律 3、歷史上對力和運動關系的認識過程： ①亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因。 ②伽利略的想實驗：否定了亞里士多德的觀點，他指出：如果沒有摩擦，一旦物體具有某一速度，物體將保持這個速度繼續(xù)運動下去。 ③笛卡兒的結論：如果沒有加速或減速的原因，運動物體將保持原來的速度一直運動下去。 ④牛頓的總結：牛頓第一定律 2．伽利略的“理想斜面實驗”程序內容： ① (事實) 兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面 ② (推論) 如果沒有摩擦，小球將上升到釋放的高度。 ③ (推論) 減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達到原來的高度。 ④ (推論) 繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平，小球沿水平面做持續(xù)的勻速直線運動。 ⑤ (推斷) 物體在水平面上做勻速運動時并不需要外力來維持。 此實驗揭示了力與運動的關系： ①力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體的運動并不需要力來維持。 ②同時說出了一切物體都有一種屬性(運動狀態(tài)保持不變的屬性)只有受力時運動狀態(tài)才改變。 這種運動狀態(tài)保持不變的屬性就稱作慣性。 即：一切物體具都有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，這就是慣性。 【復習鞏固題】 1、（2003年上海綜合）理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律.如圖所示，伽利略設想了一個理想實驗，其中有一個是經驗事實，其余是推論. ①減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達到原來的高度 ②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿—個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面 ③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度 ④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運動 請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列_______（只要填寫序號即可）. 在上述的設想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論.下列關于事實和推論的分類正確的是 A.①是事實，②③④是推論 B.②是事實，①③④是推論 C.③是事實，①②④是推論 D.④是事實，①②③是推論 2、如圖所示，在一輛表面光滑的小車上，有質量分別為m1、m2的兩個小球(m1>m2)隨車一起勻速運動，當車停止時，如不考慮其他阻力，設車足夠長，則兩個小球(　　) A.一定相碰 B.一定不相碰 C.不一定相碰 D.難以確定是否相碰，因為不知小車的運動方向 3、關于物體的慣性,下列說法正確的是( ) A.質量相同的兩個物體,在阻力相同的情況下,速度大的不易停下來,所以速度大的物體慣性大 B.質量相同的物體,慣性相同 C.推動地面上靜止的物體比保持這個物體勻速運動時所需的力大,所以靜止的物體慣性大 D.在月球上舉重比在地球上容易,所以同一物體在月球上比在地球上慣性小 4、伽利略在著名的斜面實驗中，讓小球分別沿傾角不同、阻力很小的斜面從靜止開始滾下，他通過實驗觀察和邏輯推理，得到的正確結論有（ ） A．傾角一定時，小球在斜面上的位移與時間成正比 B．傾角一定時，小球在斜面上的速度與時間成正比 C．斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端時的速度與傾角無關 D．斜面長度一定時，小球從頂端滾到底端所需的時間與傾角無關 5、下列說法中正確的是(　　) A．物體在不受外力作用時，保持原有運動狀態(tài)不變的性質叫慣性，故牛頓運動定律又叫慣性定律 B．牛頓第一定律僅適用于宏觀物體的低速運動，也可用于解決微觀粒子高速運動的問題 C．牛頓第一定律是牛頓第二定律在物體的加速度a＝0條件下的特例 D．伽利略根據(jù)理想實驗推出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運動下去 6、（xx年安徽卷）伽利略曾設計如圖所示的一個實驗，將擺球拉至M點放開，擺球會達到同一水平高度上的N點。如果在E或F處釘子，擺球將沿不同的圓弧達到同一高度的對應點；反過來，如果讓擺球從這些點下落，它同樣會達到原水平高度上的M點。這個實驗可以說明，物體由靜止開始沿不同傾角的光滑斜面（或弧線）下滑時，其末速度的大小 A.只與斜面的傾角有關 B.只與斜面的長度有關 C.只與下滑的高度有關 D.只與物體的質量有關 7、(xx年哈爾濱模擬)如圖所示，高為h的車廂在平直軌道上勻減速向右行駛，加速度大小為a，車廂頂部A點處有質量為m的油滴落在地板上，若O點位于A點的正下方，則油滴落在地板上的點應在O點左側還是右側？離O點距離為多少？油滴下落過程中對地球的作用力大小為多少？ 二、牛頓第三定律 (1)作用力和反作用力：兩個物體之間的作用總是相互的，一個物體對另一個物體施加了力，另一個物體一定同時對這個物體也施加了力. (2)內容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等　，方向相反，作用在同一條直線上. 表達式：F=－F/ (3)物理意義：建立了相互作用的物體之間的聯(lián)系及作用力與反作用力的相互依賴關系. (4)作用力與反作用力的“四同”和“三不同” 四同： (1)　大小相同　 (2)　方向在同一直線上　 (3)　性質相同　 (4)　出現(xiàn)、存在、消失的時間相同　 三不同：(1)　方向不同　 (2)　作用對象不同　 (3)　作用效果不同　 ●作用力和反作用力與平衡力的比較 內容 作用力和反作用力 平衡力 受力物體 作用在兩個相互作用的物體上 作用在同一物體上 依賴關系 相互依存，不可單獨存在，同時產生，同時變化，同時消失 無依賴關系，撤除一個，另一個可依然存在，只是不再平衡 疊加性 兩力作用效果不可疊加，不可求合力 兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，且合力為零 力的性質 一定是同性質的力 可以是同性質的力，也可以是不同性質的力 大小方向 大小相等、方向相反、作用在一條直線上 大小相等、方向相反、作用在一條直線上 ●判斷一對力是否是作用力和反作用力 (1)看作用點，作用力與反作用力應作用在兩個物體上. (2)看產生的原因，作用力和反作用力是由于相互作用而產生的. (3)作用力與反作用力具有相互性和異體性，與物體運動狀態(tài)無關. 【復習鞏固題】 1、關于馬拉車時馬與車的相互作用，下列說法正確的是(　　) A.馬拉車而車未動，馬向前拉車的力小于車向后拉馬的力 B.馬拉車只有勻速前進時，馬向前拉車的力才等于車向后拉馬的力 C.馬拉車加速前進時，馬向前拉車的力大于車向后拉馬的力 D.無論車是否運動、如何運動，馬向前拉車的力都等于車向后拉馬的力 2、有人做過這樣一個實驗：如圖所示，把一個雞蛋A快速向另一個完全一樣的靜止的雞蛋B撞去(用同一部分撞擊)，結果每次都是被撞擊的靜止雞蛋B被撞破，則下面說法正確的是 (　　) A．A對B的作用力的大小等于B對A的作用力的大小 B．A對B的作用力的大小大于B對A的作用力的大小 C．A蛋碰撞瞬間，其內蛋黃和蛋白由于慣性會對A蛋殼產生向前的作用力 D．A蛋碰撞部位除受到B對它的作用力外，還受到A蛋中蛋黃和蛋白對它的作用力，所以所受合力較小 3、用計算機輔助實驗系統(tǒng)做驗證牛頓第三定律的實驗：用一輛電動玩具汽車拖運另一輛無動力的玩具汽車，在兩車掛接處裝上傳感器探頭，并把它們的掛鉤連在一起．當電動玩具汽車通電后拉著另一輛車向前運動時，可以在顯示器屏幕上出現(xiàn)相互作用力隨時間變化的圖象如圖2所示．觀察分析兩個力傳感器的相互作用力隨時間變化的曲線，可以得到以下實驗結論，其中正確的是 (　　) A．作用力與反作用力的大小時刻相等 B．作用力與反作用力作用在同一物體上 C．作用力與反作用力大小相等、方向相反 D．作用力與反作用力方向相同 4、在都靈冬奧會上，張丹和張昊一起以完美表演贏得了雙人滑比賽的銀牌．在滑冰 表演剛開始時他們靜止不動，隨著優(yōu)美的音樂響起在相互猛推一下之后他們分別向相反方向 運動．假定兩人與冰面間的動摩擦因數(shù)相同。已知張丹在冰上滑行的距離比張昊遠，這是由于 （ ） A．在推的過程中，張丹推張昊的力等于張昊推張丹的力 B．在推的過程中，張丹推張昊的時間小于張昊推張丹的時間 C．在剛分開時，張丹的初速度大小大于張昊的初速度大小 D．在剛分開時，張丹的加速度大小小于張昊的加速度大小 5、(xx年淮南調研)汽車拉著拖車在平直的公路上運動，下面的說法正確的是(　　) A．汽車能拉著拖車前進是因為汽車對拖車的拉力大于拖車對汽車的拉力 B．汽車先對拖車施加拉力，然后才產生拖車對汽車的拉力 C．勻速前進時，汽車對拖車的拉力等于拖車向后拉汽車的力；加速前進時，汽車向前拉拖車的力大于拖車向后拉汽車的力 D．拖車加速前進是因為汽車對拖車的拉力大于地面對拖車的摩擦阻力；汽車加速前進是因為地面對汽車向前的作用力(牽引力)大于拖車對它的拉力 6、一個箱子放在水平地面上，箱內有一固定的豎直桿，在桿上套著一個環(huán)，箱與桿的質量為M，環(huán)的質量為m，如圖所示，已知環(huán)沿桿勻加速下滑時，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時箱子對地面的壓力大小為多少？ 2104屆高三物理一輪精細化復習測試題 1、 選擇題 1、關于牛頓第一定律有下列說法： ①牛頓第一定律是實驗定律 ②牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因 ③慣性定律與慣性的實質是相同的 ④物體的運動不需要力來維持 其中正確的是（ ） A．①② B．②③ C．②④ D．①②④ 2、甲、乙二人拔河，甲拉動乙向左運動，下面說法中正確的是（ ） A．做勻速運動時，甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等 B．不論做何種運動，根據(jù)牛頓第三定律，甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等 C．繩的質量可以忽略不計時，甲乙二人對繩的拉力大小一定相等 D．繩的質量不能忽略不計時，甲對繩的拉力一定大于乙對繩的拉力 3、（2002年春上海大綜試題）根據(jù)牛頓運動定律，以下選項中正確的是（ ） A．人只有在靜止的車廂內，豎直向上高高跳起后，才會落在車廂的原來位置 B．人在沿直線勻速前進的車廂內，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方 C．人在沿直線加速前進的車廂內，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方 D．人在沿直線減速前進的車廂內，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方 4、(xx金考卷)人們對力的認識經歷了漫長而曲折的過程，很多物理學家為此付出了艱辛的努力，將下列三個代表人物按照歷史發(fā)展的先后順序依次排列，其中正確的一組是（ ） A．①②③　　　　　　　　 B．③①② C．②③① D．①③② 5、(xx廣州調研)用一根輕質彈簧豎直懸掛一小球，小球和彈簧的受力如圖所示，下列說法正確的是（ ） A．F1的施力物體是彈簧 B．F2的反作用力是F3 C．F3的施力物體是小球 D．F4的反作用力是F1 6、(xx年六安二中檢測)如圖所示，一只盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛和拴著一只鐵球和一只乒乓球．容器中的水和鐵球、乒乓球都處于靜止狀態(tài)．當容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動狀況是(以小車為參考系)(　　) A．鐵球向左，乒乓球向右 B．鐵球向右，乒乓球向左 C．鐵球和乒乓球都向左 D．鐵球和乒乓球都向右 7、(xx年宿州模擬)“嫦娥二號”的成功發(fā)射，一方面表明中國航天事業(yè)已走在了世界的前列，另一方面“嫦娥二號”的發(fā)射也帶動了高科技的發(fā)展．目前計算機的科技含量已相當高，且應用于各個領域或各個方面．如圖是利用計算機記錄的“嫦娥二號”發(fā)射時，火箭和地面的作用力和反作用力變化圖線，根據(jù)圖線可以得出的結論是(　　) A．作用力大時，反作用力小 B．作用力和反作用力的方向總是相反的 C．作用力和反作用力是作用在同一個物體上的 D．牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時不再適用 8、如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地上，肩上扛一質量為M的豎直竹竿，當竿上一質量為m的人以加速度a加速下滑時，竿對“底人”的壓力大小為(　　) A．(M＋m)g B．(M＋m)g－ma C．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g 9、如圖所示，物塊P與木板Q疊放在水平地面上，木板Q對物塊P的支持力的反作用力是(　　) A．物塊P受到的重力 B．地面對木板Q的彈力 C．物塊P對木板Q的壓力 D．地球對木板Q的吸引力 10、(xx年阜陽一中檢測)質量為60 kg的人站在水平地面上，用定滑輪裝置將質量為m＝40 kg的重物送入井中．當重物以2 m/s2的加速度加速下落時，忽略繩子和定滑輪的質量及定滑輪的摩擦，則人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)(　　) A．200 N　　　　　　　　B．280 N C．320 N D．920 N 2、 計算題 11、一個裝有固定斜面的小車靜止在動摩擦因數(shù)μ＝0.5的水平地面上，小球通過輕質細繩與車頂相連，細繩與豎直方向的夾角為37，斜面光滑，傾角也為37，如圖所示．已知小球的質量為m＝1 kg，小車和斜面的總質量為M＝4 kg，已知g＝10 m/s2，sin 37＝0.6，cos 37＝0.8.求： (1)小車靜止時小球受到的斜面對它的支持力的大小； (2)現(xiàn)對小車施加一個水平向右的恒力F，當F多大時，小球恰好離開斜面？ 12、(xx年高考安徽卷)在xx年北京殘奧會開幕式上，運動員手拉繩索向上攀登，最終點燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運動員堅韌不拔的意志和自強不息的精神．為了探求上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化．一根不可伸縮的輕繩跨過輕質的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運動員拉住，如圖所示．設運動員質量為65 kg，吊椅的質量為15 kg，不計定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g＝10 m/s2，當運動員與吊椅一起以a＝1 m/s2的加速度上升時，試求： (1)運動員豎直向下拉繩的力； (2)運動員對吊椅的壓力．