第三章 力与运动 【知识建构】第一节 牛顿运动定律 力学单位制 【考情分析】 考试大纲 大纲解读牛顿运动定律 Ⅱ力学单位制 Ⅰ利用牛顿运动定律求力和加速度，并进一步确定物体的运动状态是高考中的热点，特别是牛顿运动定律与弹力、摩擦力结合起来考查的几率较大，考查的题型灵活多变，难度跨度也很大，从根底题到难度很大的压轴题都曾在高考中出现，未来高考仍将对本节的考点保持较热的趋势，题型的平均难度会较大，分值较高，将考点内容融于新情景进行考查的可能性也很大【考点知识梳理】1、牛顿第一定律____________________________________________〔1〕运动是物体的一种属性，物体的运动________力来维持；〔2〕它定性地揭示了运动与力的关系，即___________________的原因，是使______________的原因；〔3〕定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——____；〔4〕不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律________用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的根底之上，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根底，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了________的关系，牛顿第二定律定量地给出_______的关系2、牛顿第二定律：________________________________________________________公式F=ma.〔1〕牛顿第二定律定量揭示了__________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________；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根底；〔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______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________而不是速度；〔3〕牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和_______________相同的，可以用分量式表示，Fx=max,Fy=may,Fz=maz;〔4〕牛顿第二定律F=ma定义了力的根本单位——牛顿〔定义使质量为1kg的物体产生_____的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.3、牛顿第三定律：__________________________________________________________________。
(1)______________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___、同时___，同时____，不是先有作用力后有反作用力；〔3〕作用力和反作用力是____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____，两个力的作用效果不能相互___-，这应注意同二力平衡加以区别考点知识解读】 考点一、对惯性及牛顿第一定律的进一步理解：剖析:1.对惯性的理解 〔1〕惯性的表现形式① 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〕②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固有属性，质量是惯性的唯一量度.惯性与物体的受力情况、运动情况等其他因素无关.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物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因.例如，运动的物体逐渐减速直至停止，不是因为不受力，而是因为受到了阻力.〔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只是一种理想状态，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，但所受合外力为零时，其作用效果跟不受力作用时相同，因此，我们可以把理想状态情况下的“不受力作用〞理解为实际情况中的“受合外力为零〞.3.惯性定律与惯性的不同〔1〕惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关.〔2〕惯性定律〔牛顿第一定律〕那么反映物体在一定条件下的运动规律.【例题1】、关于牛顿第一定律的以下说法① 牛顿第一定律不是实验定律② 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因③ 惯性定律与惯性的实质是相同的④ 物体的运动需要力来维持其中正确的选项是〔 〕A、①② B、②③ C、②④ D、①②④解析：牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，所以①是正确的.惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律〔即牛顿第一定律〕那么反映物体在一定条件下的运动规律.显然③不正确.由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态那么必须有力的作用，所以选项②正确，④错误.答案：A【变式训练1】在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运发动做立定跳远，假设向各个方向都用相同的力，那么 〔 〕A．向北跳最远B．向南跳最远C．向东向西跳一样远，但没有向南跳远D．无论向哪个方向都一样远考点二、牛顿第二定律的理解与应用剖析:1.牛顿第二定律的“特性〞〔1〕瞬时性：牛顿第二定律说明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系.a为某一瞬时的加速度，F即为该时刻物体所受的合外力，对同一物体与的关系为瞬时对应关系即同时产生、同时变化、同时消失.〔2〕矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式，任意时刻的方向均与的方向相同.当的方向变化时，的方向同时发生变化，且任意时刻两者均保持一致.〔3〕同一性：牛顿第二定律的“同一性〞有两层含义：①中，对应同一物体或同一系统的同一时刻②统一使用国际单位制〔4〕独立性：牛顿第二定律的“独立性〞指作用于物体上的每一个力各自产生的加速度的矢量和与合力产生的加速度相同.〔5〕局限性：①牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子.②物体的加速度必须是相对于惯性系而言的,即相对于地球静止或做匀速直线运动的参考系.小结：〔1〕牛顿第二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，关键是分析该瞬时前后的受力情况及其变化.〔2〕明确两种根本模型的特点： A. 轻绳的形变可瞬时产生或恢复，故绳的弹力可以瞬时突变. B. 轻弹簧〔或橡皮绳〕在两端均联有物体时，形变恢复需较长时间，其弹力的大小与方向均不能突变.【例题2】. 如图3-1-1甲、乙所示，图中细线均不可伸长，物体均处于平衡状态.如果突然把两水平细线剪断，求剪断瞬间小球A、B的加速度各是多少？〔角〕解析：水平细线剪断瞬间拉力突变为零，图3-1-1〔甲〕中OA绳拉力发生突变，但是图3-1-2〔乙〕中OB弹簧要发生形变需要一定时间，弹力不能突变. 〔1〕对A球受力分析，如图3-1-2〔甲〕，剪断水平细线后，球A将做圆周运动，剪断瞬间，小球的加速度方向沿圆周的切线方向. 〔2〕水平细线剪断瞬间，B球受重力和弹簧弹力不变，如图3-1-2〔乙〕所示，那么 答案 【变式训练2】如以下图．弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，那么图3-1-3A．物体从A到O先加速后减速B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动C．物体运动到O点时所受合力为零D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小考点三、牛顿第三定律的理解及应用剖析:1.相互作用力与一对平衡力的比拟内容作用力与反作用力一对平衡力不同点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互相抵消，可叠加，可求合力且合力为零力的性质一定是相同性质的力可以是同种性质的力，也可以是不同性质的力相同点大小方向大小相等、方向相反、作用在同一直线上2.应用牛顿第三定律时应注意的问题〔1〕定律中的“总是〞二字说明对于任何物体、任何条件下牛顿第三定律都是成立的.〔2〕大小相等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上的两个力，不一定是作用力与反作用力.图3-1-4【例题3】. 如以下图3-1-4，质量为的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度向上减速运动，与水平方向的夹角为. 求人受的支持力和摩擦力.解析：方法一：以人为研究对象，他站在减速上升的电梯上，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，还受到水平方向的静摩擦力，由于物体斜向下的加速度有一个水平向左的分量，故可判断静摩擦力的方向水平向左.人受力如以下图3-1-5，建立如以下图的坐标系，并将加速度分解为水平加速度和竖直加速度 ,如以下图3-1-5，那么图3-1-5由牛顿第二定律得求得， 方法二：以人为研究对象，受力分析如以下图3-1-6，因摩擦力为待求，且必沿水平方向，设为水平向右.建立图示坐标，并规定正方向.根据牛顿第二定律得x方向 ①y方向 ②由①②两式可解得 为负值，说明摩擦力的实际方向与假设方向相反，为水平向左.答案：小结：〔1〕此题解法一中介绍了另外一种建立直角坐标系的方法：沿着力的方向建立坐标系，分解加速度，然后根据列方程求解.对某些题来说，采用这种方法求解，可以简化解题过程.今后的学习中，大家要学会具体问题具体分析，以解题方便为原那么，建立适宜的坐标系.〔2〕判断静摩擦力的方向、计算静摩擦力的大小是一难点.在物体处于平衡状态时，可根据平衡条件判断静摩擦力的方向，计算静摩擦力的大小；假设物体有加速度，那么应根据牛顿第二定律判断静摩擦力的方向，计算静摩擦力的大小.【变式训练3】.甲乙两队进行拔河比赛，僵持了很长时间，最终结果甲队获胜.在分析总结会上，同学们关于胜、负的讨论有以下几种说法，正确的选项是〔 〕A、 甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B、 甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力C、 甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等、方向相反D、 甲、乙两队拉绳子的力大小相等、方向相反【考能训练】 A 根底达标1.设想能制造一理想的没有摩擦的环境，用一个人的力量去拖一艘万吨巨轮，那么从理论上讲〔 〕 A、巨轮惯性太大，所以完全无法拖动 B、一旦施力于巨轮，巨轮立即产生一个加速度C、由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过一段很长时间后才会产生一个明显的加速度D、由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过足够长的时间才会产生一个明显的速度2。
