红对勾高考物理 牛顿运动定律.ppt

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1、从高考考点透视看出 牛顿第二定律是考查的重点 每年均考 而牛顿第一定律和牛顿第三定律在牛顿第二定律的应用中得到完美体现 与斜面 轻绳 轻杆 轻弹簧 圆周运动等内容综合的题目 命题频率较高 牛顿运动定律 是力学知识的 基石 也是整个高中物理最重要的知识部分之一 考试说明 中对本章的知识能力要求几乎达到了最高地步 因此在历年的高考中 每年都要考查到本章知识 有时还会多题考查 出题的形式多样 有选择题 填空题和计算题 重点考查对牛顿定律的深刻理解和综合应用 特别是近几年要求结合实际考查能力 运用牛顿第三定律分析实际问题 处理相关实验数据 将成为今后几年的命题方向 1 融会贯通理解牛顿三个定律 牛顿第

2、一定律是 前奏 第二定律是 主干 第三定律是 回声 充分体现了力和运动的客观规律 2 应用牛顿定律 关键是对于研究对象正确地进行受力分析 参考加速度的方向建立直角坐标系 可在不同方向上进行应用 3 从近几年的高考形势看 对连结体问题不作要求 但对系统的整体的考查还是必要的 应掌握整体法和隔离法的应用 4 牛顿定律是力学中三大规律之一 另外还有 动量守恒定律 和 功能关系 解题时还应首先考虑另外两大规律的应用 注意符合题设条件 然后考虑牛顿定律的应用 课时1牛顿运动定律 知识点一牛顿第一定律 知识回顾 1 内容 一切物体总保持状态或状态 除非作用在它上面的力迫使它这种状态 匀速直线运动 静止 改

3、变 2 牛顿第一定律的意义 1 指出了一切物体都有 因此牛顿第一定律又称 2 指出力不是物体运动的原因而是物体运动状态的原因 即力是产生加速度的原因 惯性 惯性定律 维持 改变 3 惯性 1 定义 物体具有保持原来状态或状态的性质 2 量度 是物体惯性大小的惟一量度 大的物体惯性大 小的物体惯性小 3 普遍性 惯性是物体的属性 一切物体都有 匀速直线运动 静止 质量 质量 质量 固有 惯性 要点深化 1 对惯性的理解 1 惯性的表现形式 物体在不受外力或所受的合外力为零时 惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变 静止或匀速直线运动 物体受到外力时 惯性表现为运动状态改变的难易程度 惯性大 物体

4、运动状态难以改变 惯性小 物体运动状态容易改变 2 惯性的量度惯性是物体本身的一种属性 质量是惯性的惟一量度 惯性与物体的受力情况 运动状态等其他因素无关 2 牛顿第一定律的重要意义 1 明确了惯性的概念牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性 惯性 即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 2 揭示了力的本质力是改变运动状态的原因 不是维持运动状态的原因 例如 运动的物体逐渐减速直至停止 是因为受到了阻力 3 揭示了不受力作用时物体的运动规律牛顿第一定律描述的是一种理想状态 而实际中不受外力作用的物体是不存在的 当物体受外力作用 但所受合力为零时 其作用效果跟不受外力作用时相同 因此

5、我们可以把理想情况下的 不受外力作用 理解为实际情况中的 所受合外力为零 基础自测 关于物体的惯性 下列说法中正确的是 A 运动速度大的物体 不能很快停下来 是因为速度大时 惯性也大B 静止的火车启动时 速度变化慢 是因为静止的火车惯性大C 乒乓球可以快速抽杀 是因为乒乓球惯性小的缘故D 物体受到的外力大 则惯性小 受到的外力小 则惯性大 解析 运动速度大的物体不能很快停下来 是因为从较大的速度变为静止 速度的改变量大 需要较长的时间 并非速度大 惯性大 故A错 静止的火车启动时 速度变化缓慢 是因为火车质量大 惯性大 而不是因为静止的物体惯性大 惯性仅由物体质量的大小决定 故B D错 乒乓球

6、可以很快抽杀 是因为其质量很小 惯性小 在相同外力作用下运动状态容易改变 故C正确 答案 C 知识点二牛顿第二定律 知识回顾 1 内容 物体的加速度跟作用力成 跟物体的质量成 2 表达式 3 力的单位 当质量m的单位是 加速度a的单位是时 力F的单位就是N 即1kg m s2 1N 正比 反比 F ma kg m s2 4 物理意义 反映物体运动的加速度大小 方向与所受的关系 且这种关系是瞬时的 5 适用范围 1 牛顿第二定律只适用于惯性参考系 相对地面或运动的参考系 2 牛顿第二定律只适用于物体 相对于分子 原子 运动 远小于光速 的情况 合外力 静止 匀速直线 宏观 低速 要点深化 牛顿第

7、二定律的性质 基础自测 放在水平面上的一物体重45kg 现用90N的水平推力推该物体 此时物体的加速度为1 8m s2 当物体运动后 撤掉水平推力 此时该物体的加速度大小为 A 1 8m s2B 0 2m s2C 2m s2D 0 8m s2 解析 用90N的水平推力时 F Ff ma 得到Ff 9N 撤掉水平推力后 物体所受合外力等于摩擦力 因此Ff ma2 得到加速度的大小为a2 0 2m s2 答案 B 知识点三牛顿第三定律 知识回顾 1 作用力和反作用力 两个物体之间的作用总是的 一个物体对另一个物体施加了力 另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力 2 内容 两个物体之间的作用力和反

8、作用力总是大小相等 方向相反 作用在直线上 3 物理意义 建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系 相互 同一条 要点深化 1 作用力和反作用力与平衡力的比较 2 判断一对力是否是作用力和反作用力 主要从两方面入手 1 看作用点 作用力与反作用力应作用在两个物体上 2 看产生原因 作用力和反作用力是由于相互作用而产生的 3 作用力与反作用力具有相互性和异体性 与物体运动状态无关 而平衡力具有同体性 是指物体在某方向上处于平衡状态时 该方向才会有平衡力 基础自测 一物体受绳的拉力作用由静止开始前进 先做加速运动 然后改为匀速运动 再改做减速运动 则下列说法中正确的是 A 加

9、速前进时 绳拉物体的力大于物体拉绳的力B 减速前进时 绳拉物体的力小于物体拉绳的力C 只有匀速前进时 绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等D 不管物体如何前进 绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等 解析 根据牛顿第三定律知 作用力和反作用力总是大小相等 方向相反 与物体的运动状态无关 所以选D 答案 D 题型一力和加速度的瞬时对应关系 图1 答案 C 题后反思物体运动的加速度与其所受的合外力有瞬时对应关系 每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力 而与这一瞬时之前或这一瞬时之后的力无关 若不等于零的合外力作用在物体上 物体立即产生加速度 若合外力的大小或方向改变 加速度的大小或方向也立即 同时

10、 改变 若合外力变为零 加速度也立即变为零 物体运动的加速度可以突变 这称为牛顿第二定律的瞬时性 图2 答案 C 题型二对力和运动关系的理解 例2 如图3所示 一轻质弹簧一端系在墙上的O点 自由伸长到B点 今用一小物体m把弹簧压缩到A点 然后释放 小物体能运动到C点静止 物体与水平地面间的动摩擦因数恒定 试判断下列说法正确的是 图3 A 物体从A到B速度越来越大 从B到C速度越来越小B 物体从A到B速度越来越小 从B到C加速度不变C 物体从A到B先加速后减速 从B到C一直减速运动D 物体在B点受合外力为零 解析 因为速度变大或变小取决于速度方向与加速度方向的关系 当a与v同向时 v变大 当a与

11、v反向时 v变小 而加速度由合力决定 所以要分析v a的大小变化 必须先分析物体受到的合力的变化 物体在A点时受两个力作用 向右的弹力kx和向左的摩擦力F 合力F合 kx F 物体从A B的过程 弹力由大于F 减至零 所以开始一段合力向右 中途有一点合力为零 然后合力向左 而v一直向右 故先做加速度越来越小的加速运动 在A到B中途有一点加速度为零 速度达最大 接着做加速度越来越大的减速运动 物体从B C过程 F合 F 为恒力 向左 所以继续做加速度不变的匀减速运动 答案 C 题后反思决定物体速度变化的是加速度 决定物体加速度变化的是合外力 根据物体所受的力 求出合外力 再根据牛顿第二定律求出加

12、速度 从而确定加速度大小的变化及加速度的方向 不论加速度大小如何变化 只要加速度方向与运动方向相同 物体就加速 反之则减速 变式2 1一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恒力 历时1s 随即把此力改为向西 大小不变 历时1s 接着又把此力改变为向东 历时1s 如此反复 共历时1min 在此1min内 A 物体时而向东运动 时而向西运动 在1min末静止于初位置之东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末静止于初位置之东解析 本题作出v t图象 易

13、得答案D 答案 D 题型三对牛顿第三定律的理解 例3 跳高运动员蹬地后跳起 在运动员用力蹬地起跳的过程中 A 运动员对地面的作用力大于地面对运动员的支持力B 运动员对地面的作用力大小等于地面对运动员的支持力大小C 运动员所受重力与支持力平衡D 运动员所受的合力不一定向上 解析 运动员在蹬地起跳瞬间对地面的作用力和地面对运动员的支持力是一对作用力和反作用力 两者等大反向 故A选项错误 B选项正确 运动员起跳瞬间 具有竖直向上的加速度 其合力向上 地面对运动员的支持力大于其重力 故C D选项错误 答案 B 题后反思解决这类问题的关键是对牛顿第三定律要全面理解 任何运动状态下一对任何性质的作用力和反

14、作用力总是大小相等 方向相反 要注意区分平衡力与作用力 反作用力 变式3 12008年9月25日 神舟 七号成功发射 且实现了太空行走之梦 图4是利用计算机记录的 神舟七号 发射时 火箭和地面的作用力和反作用力变化图线 根据图线可以得出的结论是 A 作用力大时 反作用力小B 作用力和反作用力的方向总是相反的C 作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D 牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用 答案 B 图4 1 一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶 下面关于车速 惯性 质量和滑行位移的讨论 正确的是 A 车速越大 它的惯性越大B 质量越大 它的惯性越大C 车速越大 刹车后滑行的位移越长D

15、车速越大 刹车后滑行的位移越长 所以惯性越大 解析 要理解质量是惯性大小的唯一决定因素 惯性是物体的固有属性 其大小由物体的质量决定 质量越大惯性越大 所以A错B正确 滑行位移应由刹车时的速度确定 因为刹车过程中 其加速度是相同的 根据v2 v02 2ax 所以车速越大 其滑行位移越大 而与其惯性大小无关 所以C对D错 答案 BC 2 一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了 对这一现象下列说法正确的是 A 榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力 所以玻璃才碎B 榔头受到的力大于玻璃受到的力 只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有破裂C 榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的 只是由于榔头能够承受比玻璃

16、更大的力才没有破裂D 因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况 所以无法判断答案 C 3 如图5 一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧 其左端固定在小车上 右端与一小球相连 设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态 若忽略小球与小车间的摩擦力 则在此段时间内小车可能是 A 向右做加速运动B 向右做减速运动C 向左做加速运动D 向左做减速运动 图5 解析 弹簧压缩 小球受向右的弹力 由牛顿第二定律知小球加速度必向右 因此 小球可能向右加速或向左减速 A D正确 B C错误 答案 AD 4 如图6所示 轻弹簧下端固定在水平面上 一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落 接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落 在小球下落的这一全过程中 下列说法中正确的是 A 小球刚接触弹簧瞬间速度最大B 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C 从小球接触弹簧到到达最低点 小球的速度先增大后减小D 从小球接触弹簧到到达最低点 小球的加速度先减小后增大 图6 解析 小球刚接触弹簧时 自身所受重力大于弹簧对它的弹力 小球向下做加速度减小的加速运动 当重力等于弹力时 小球速度达到最大值 之后弹簧弹