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1、1 专题专题 0303 牛顿运动定律牛顿运动定律 第一部分名师综述第一部分名师综述 综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律，且更加突出考查学生运用力和运动的观点分析解决问题的能力。牛顿运动定律及其应用是每年高考考查的重点和热点，应用牛顿运动定律解题的关键是对研究对象进行受力分析和运动分析，特别是牛顿运动定律与曲线运动，万有引力定律以及电磁学等相结合的题目，牛顿定律中一般考查牛顿第二定律较多，一般涉及一下几个方面：一是牛顿第二定律的瞬时性，根据力求加速度或者根据加速度求力，二是动力学的两类问题，三是连接体问题，四是牛顿第二定律在生活生产和科
2、技中的应用。牛顿运动定律牛顿运动定律 第一部分知识背一背第一部分知识背一背 1.1.牛顿第一定律牛顿第一定律(1)牛顿第一定律的意义 指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律.指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因.(3)惯性 量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小.普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性.2.2.牛顿第二定律牛顿第二定律(1)物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是瞬时的.(2)适用范围：牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的
3、参考系).牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.4.4.牛顿第三定律牛顿第三定律 四同：(1)大小相同(2)方向在同一直线上(3)性质相同(4)出现、存在、消失的时间相同 三不同：(1)方向不同(2)作用对象不同(3)作用效果不同 5.5.超重与失重和完全失重超重与失重和完全失重 超重、失重和完全失重的比较 现象 实质 超重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象 系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量 2 失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象 系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量 完全失重 物
4、体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象 系统具有竖直向下的加速度，且ag 第三部分技能第三部分技能+方法方法 一、如何理解牛顿第一定律一、如何理解牛顿第一定律 牛顿第一定律不是实验定律，即不能由实验直接加以验证，它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的.二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较 1.力不是维持物体运动的原因，力是改变运动状态的原因，也就是力是产生加速度的原因.2.牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的，是以伽利略的理想实验为基础，通过对大量实验现象的
5、思维抽象、推理而总结出来的.牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律，在此基础上牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系：Fma.三、牛顿第二定律的理解三、牛顿第二定律的理解 1.物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的大小关系是F合ma，只要有合力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零，一般情况下，合力与速度无必然的联系，只有速度变化才与合力有必然的联系.2.合力与速度同向时，物体加速，反之则减速.3.物体的运动情况取决于物体受的力和物体的初始条件(即初速度)，尤其是初始条件是很多同学最容易忽视的，从而导致不能正确地分析物体的运
6、动过程 四、作用力和反作用力与平衡力四、作用力和反作用力与平衡力 作用力和反作用力与平衡力的比较 内容 作用力和反作用力 平衡力 受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡 叠加性 两力作用效果不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零 力的性质 一定是同性质的力 可以是同性质的力，也可以是不同性质的力 3 大小方向 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 五、整体法和隔离法的应用五、整体法和隔离法
7、的应用 1.解答问题时，不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把这两种方法结合起来，从具体问题的实际情况出发，灵活选取对象，恰当地选择使用隔离法和整体法.2.在使用隔离法解题时，所选取的隔离对象可以是连接体中的某一个物体，也可以是连接体中的某部分物体(包含两个或两个以上的单个物体)，而这“某一部分”的选取，也应根据问题的实际情况，灵活处理.3.在选用整体法和隔离法时，可依据所求的力进行选择，若为外力则应用整体法；若所求力为内力则用隔离法.但在具体应用时，绝大多数的题目要求两种方法结合应用，且应用顺序也较为固定，即求外力时，先隔离后整体；求内力时，先整体后隔离.先整体或先隔离的目的都是为了求解共同
8、的加速度.应用牛顿第二定律时，若研究对象为一物体系统，可将系统的所有外力及系统内每一物体的加速度均沿互相垂直的两个方向分解，则牛顿第二定律的系统表达式为：Fxm1a1xm2a2xmnanx Fym1a1ym2a2ymnany 应用牛顿第二定律的系统表达式解题时，可不考虑系统内物体间的相互作用力(即内力)，这样能达到简化求解的目的，但需把握三个关键点：(1)正确分析系统受到的外力；(2)正确分析系统内各物体加速度的大小和方向；(3)确定正方向，建立直角坐标系，并列方程进行求解.六、牛顿运动定律应用规律六、牛顿运动定律应用规律（一）、动力学两类基本问题的求解思路 两类基本问题中，受力分析是关键，求
9、解加速度是桥梁和枢纽，思维过程如下：（二）、用牛顿定律处理临界问题的方法 1.临界问题的分析思路 解决临界问题的关键是：认真分析题中的物理情景，将各个过程划分阶段，找出各阶段中物理量发生突变或转折的“临界点”，然后分析出这些“临界点”应符合的临界条件，并将其转化为物理条件.2.临界、极值问题的求解方法(1)极限法：在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理此类问4 题时，应把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的.(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问
10、题，解答此类题目，一般采用假设法.此外，我们还可以应用图象法等进行求解.（三）、复杂过程的处理方法程序法 按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法可称为程序法.用程序法解题的基本思路是：1.划分出题目中有多少个不同的过程或多少个不同的状态.2.对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果.3.前一个过程的结束就是后一个过程的开始，两个过程的分界点是关键 第四部分基础练第四部分基础练+测测 一、单选题 1如图所示，水平桌面上，质量为小的物块放在质量为 2m 的长木板的左端，物块和木板间的动摩擦因数为 木板和桌面间的动摩擦因数为，开始时物块和木
11、板均静止，若在物块上施加一个水平向右的恒力F，已知重力加速度为 g，下列说法正确的是 A当F mg时，物块和木板一定发生相对滑动 B当F=mg时，物块的加速度大小为112g C当F=2mg时，木板的加速度大小为16g D不管力 F 多大，木板的加速度始终为 0【答案】B【解析】【详解】对长木板，因mg14 3mg，长木板可以向右运动，由mg-14 3mg=2ma2可得其运动的最大加速度为a2=18g，选项 D 错误。当物块、木板将要发生相对滑动时，对物块，F0-mg=ma2，将a2=18g代入得F0=98mg。故有，（1）当拉力F 14 3mg时，二者均保持静止；（2）当拉力34mgF 98m
12、g时，二者相对静止，一起加速运动；（3）当拉力F98mg时，二者发生相对运动。故 AC 错误，B 正确。2如图所示，一轻质弹簧，固定于天花板上的O点处，原长为L，如图所示，一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出，以速度v与弹簧在B点相接触，然后向上压缩弹簧，到C点时物块速度为零，不计空气阻力，则下列说法正确的是 5 A由B到C的过程中，弹簧弹性势能和物块动能之和逐渐减小 B由B到C的过程中，物块动能和重力势能之和不变 C由B到C的过程中，弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和不变 D由B到C的过程中，物块加速度逐渐减小【答案】A【解析】【详解】由 B 到 C 的过程中，系统的机械能守恒，即物块的重力
13、势能、动能与弹簧的弹性势能总和不变，物块的重力势能增大，则弹性势能和动能之和减小；由于弹簧的弹性势能增加，则物块动能和重力势能之和减小，故 A 正确，BC 错误；由 B 到 C 的过程中，弹力向下逐渐变大，根据 mg+F弹=ma 可知，物块加速度逐渐变大，选项 D 错误；故选 A.3质量为m的物体在水平恒定外力F作用下沿水平面做匀加速直线运动，一段时间后撤去外力，已知物体的vt图象如图所示，则下列说法正确的有 A水平拉力大小是物体所受摩擦力大小的 2 倍 B在物体运动的整个过程中，F 的冲量大小大于摩擦力的冲量大小 C在物体运动的整个过程中，F 做的功大于克服摩擦力做的功 D物体在加速段的平均
14、速度等于减速段的平均速度【答案】D【解析】【详解】由 v-t 图象知物体在加速过程的加速度大小为 a1=v0t0，在减速过程的加速度大小为 a2=v02t0；对于匀减速运动过程，由牛顿第二定律知物体所受摩擦力大小为 f=ma2=mv02t0；在匀加速过程中，由牛顿第二定律有 F-f=ma1，即水平拉力大小为F=3mv02t0，是物体所受摩擦力大小的 3 倍，故 A 错误；对整个过程，由动量定理：IF-If=0，则在物体运动的整个过程中，F 的冲量大小等于摩擦力的冲量大小，选项 B 错误；对整个过程，由6 动能定理：WF-Wf=0，则在物体运动的整个过程中，F 做的功等于克服摩擦力做的功，选项
15、C 错误；由 v-t图象知物体在加速段的平均速度和在减速段的平均速度均为v02，故 D 正确；故选 D.4如图所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m 的小球，从离弹簧上端高h 处由静止释放某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F 的大小随小球下落的位置坐标x 变化的关系，如图所示，不计空气阻力，重力加速度为g.以下判断不正确的是()A当 xhx0，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小 B小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，加速度先减小后增大 C当 xh2x0，小球的加速度大小为
16、g D小球动能的最大值为 mghmgx0【答案】D【解析】【详解】A根据乙图可知，当 x=h+x0，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球具有最大速度，以弹簧和小球组成的系统，机械能守恒可知，重力势能与弹性势能之和最小，故 A 正确；B小球刚落到弹簧上时，弹力小于重力，小球加速度向下，速度增大，随弹力的增加，加速度减小，当弹力等于重力时加速度为零，此时速度最大；然后向下运动时弹力大于重力，小球的加速度向上且逐渐变大，小球做减速运动直到最低点，则小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故 B 正确；C在 x=h+x0位置：mg=kx0，则在 xh2x0时：k2x0-mg=ma，解得 a=g，选项 C 正确；D小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知 mg（h+x0）-W弹=12mv2m，故小球动能的最大值小于 mg（h+x0），故 D 错误；5如图，不计空气阻力，从 O 点水平抛出的小球抵达光滑斜面上端 P 处时，速度方向恰好沿着斜面方向，然后紧贴斜面 PQ 做匀加速直线运动 下列说法正确的是（）7 A小球在斜面上运动的加速度大小比平抛运动时的大 B小
