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1、2017年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题03牛顿运动定律（含解析）专题03 牛顿运动定律第一部分 牛顿运动规律特点描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
2、连接体问题，四是牛顿第二定律在生活生产和科技中的应用。牛顿运动定律第一部分 知识背一背1.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.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参考系).牛顿第二定律只适
3、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.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.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第二部分 技能+方法
4、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.【例1】关于惯性，下列说法不正确的是：
5、（ ）A惯性是物体固有的属性，惯性越大的物体，它的运动状态越难改变B同一物体运动时的惯性大于静止时的惯性C“嫦娥一号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同（燃料消耗忽略不计）D各种机床和发电机的底座做得很笨重，并用螺丝固定在地面上，目的是增大惯性【答案】B【名师点睛】惯性是物理学中的一个性质，它描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质，不能和生活中的习惯等混在一起解答此题要注意：一切物体任何情况下都具有惯性惯性只有在受力将要改变运动状态时才体现出来。【例2】关于牛顿第一定律的说法正确的是： （ ）A由理想斜面实验探究直接得出B通过日常生活经验总结出来，可以用实验得到验证C牛顿第一定律即
6、惯性定律，其成立不需要条件D在实验基础上，经分析、推理得出的规律【答案】D【名师点睛】此题是对牛顿第一定律的理解的考查；要知道牛顿第一定律是建立在理想斜面实验基础上，经抽象分析推理得出的结论，它不是实验定律，不能通过实验来验证，适应于惯性系中的宏观低速物体；此题是基础题.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
7、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动过程【例3】（多选）如图所示，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、小球接触弹簧时加速度立即变为竖直向上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【答案】CD【解析】小球刚接触弹簧瞬间具有向下的速度，开始压缩弹簧时，重力大于弹力，合力竖直向下，加速度方向竖直向
8、下，与速度方向相同，小球做加速度运动，当小球所受的弹力大于重力时，合力竖直向上，加速度竖直向上，与速度方向相反，小球开始做减速运动，则当弹力与重力大小相等、方向相反时，小球的速度最大，故AB错误；由上分析可知，从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小，故C正确；由以上分析可知，小球加速度先减小后增大，故D错误。【名师点睛】本题是含有弹簧的问题，关键要抓住弹簧弹力的可变性，根据小球的受力情况，分析小球的运动情况，判断什么时刻小球的速度最大，根据牛顿第二定律分析小球的加速度的方向。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
9、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【例4】（多选）如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是： （ ）A甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉
10、力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利【答案】AC【名师点晴】拔河比赛时，甲对乙的力和乙对甲的力是相互的，它们大小相等，而对于绳子而言，在绳子的质量不计的情况下，二者对绳子的力也是大小相等的；取胜的关键在于二者的体重，质量大的容易取胜；在考虑摩擦力的情况下，取胜有关键在于摩擦力的大小，地面给的摩擦力越大，则越容易取胜。五、整体法和隔离法的应用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
11、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：Fxm1a1xm2a2xmn
12、anxFym1a1ym2a2ymnany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.【例5】如图，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上放置一质量1kg的物体A，处于静止状态，若将一质量为3kg的物体B竖直向下轻放在A上的一瞬间，则B对A的压力大小为（g10ms2）： （ ）A30N B0 C D【答案】C【名师点睛】此题考查了牛顿第二定律的应用以及整体及隔离法的应用问题；解决本题的关键能够正确
13、地选择研究对象，并且受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，掌握整体法和隔离法的运用；此题是中等题，考查基本方法.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，处理此类问题
14、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
15、键【例6】（多选）小芳站在电梯中的体重计上，电梯静止时体重计示数如图（甲）所示，电梯运行经过5楼时体重计示数如图（乙）所示，则此时： （ ）A电梯可能在向上运动 B电梯一定在向下运动C电梯的加速度方向一定向下 D电梯的加速度方向可能向上【答案】AC【名师点晴】超重时，物体的加速度方向是向上的，合外力的方向向上；失重时，物体的加速度方向是向下的，合外力的方向向下；所谓的超重是指体重计显示的休重较大，即人对秤的压力变大，也可以说是秤对人的支持力大于的重力，所以示重变大，反之失重就是示重较小。【例7】消防队员为了缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下。在一次训练中,一名质量为50kg、训练有素的消防队员从离地面44m的高度抱着两端均固定的竖直杆从静止开始滑下以最短的时间落地,要求消防队员落地的速度
