2017年高考物理复习考前大串讲基础知识 查漏补缺专题03牛顿运动定律含

专题03 牛顿运动定律【知识网络】【知识清单】一、理想实验法的魅力（1）伽利略的理想斜面实验如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。

如果第二个斜面倾斜角度减小，如图乙，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程；继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度持续运动下去。

（2）伽利略的思想方法伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。

二、牛顿第一定律1.内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止.2.对牛顿第一定律的理解①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想实验为基础,加之高度的抽象思维概括总结出来的.②揭示了力和运动的关系: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，即牛顿第一定律确定了力的含义．③牛顿第一定律不能看着牛顿第二定律的特殊情况,牛顿第一定律是定性描述物体运动规律的一种物理思想，而不是进行定量计算和求解的具体方法，是一条独立的基本规律.但牛顿第一定律为牛顿第二定律提供了建立的基础.明确了惯性的概念:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性．三、惯性1.定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．2.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．3.普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性．与物体的运动情况和受力情况无关．四、牛顿第二定律1.内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比．加速度的方向与作用力方向相同．2．表达式：F＝ma.3．适用范围(1)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)．(2)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．牛顿第二定律的“五”性五、力学单位制1.基本单位：所选定的基本物理量的单位.物理学中有七个物理量的单位被选定为基本单位，在力学中选长度、质量、和时间这三个物理量的单位为基本单位2.导出单位：根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系推导出的物理量的单位.3.单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制.4.国际单位制（SI）中的七个基本物理量和相应的基本单位.六、牛顿第三定律1.内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，而且作用在同一条直线上．2.特点：作用力与反作用力的关系可总结为“三同、三异、三无关”3.表达式：F＝－F′【查漏补缺】一、对牛顿第一定律及惯性的理解1.牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想实验为基础,加之高度的抽象思维概括总结出来的.2.明确了惯性的概念牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性，即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

3.揭示了力的本质力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。

4.理想化状态牛顿第一定律描述的是物体不受外力的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。

在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力的表现是相同的。

5.与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。

力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。

二、牛顿第三定律的理解与应用1.作用力与反作用力的关系2.一对相互作用力与平衡力的比较三、牛顿第二定律的理解四、对超重和失重的理解与应用1.超重、失重和完全失重比较2. 超重和失重产生的原因超重和失重产生的原因是系统在竖直方向有了加速度。

无论超重还是失重都是由竖直方向的加速度的方向决定的，与物体速度方向无关。

3. 对超重和失重现象的定量分析①超重物体具有向上的加速度，根据牛顿第二定律有：F-mg=ma可解得F=m(g+a)>mg②失重物体具有向下的加速度，根据牛顿第二定律有：mg-F=ma可解得F=m(g-a)<mg,当a=g时，F=0。

此时为完全失重状态。

4.对超重和失重的进一步理解(1)超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了。

在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)。

(2)只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关。

(3)尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。

5. 判断超重、失重状态的方法物体究竟处于超重状态还是失重状态，可用三个方法判断：（1）从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。

（2）从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g 时处于完全失重状态。

（3）从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态。

【典例1】如图所示是某同学站在力传感器上，做下蹲——起立的动作时记录的力随时间变化的图线，纵坐标为力(单位为N)，横坐标为时间(单位为s)。

由图可知，该同学的体重约为650 N，除此以外，还可以得到的信息有( )A.该同学做了两次下蹲——起立的动作B.该同学做了一次下蹲——起立的动作，且下蹲后约2 s起立C.下蹲过程中人处于失重状态D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态【答案】 B【名师点睛】1. 发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。

2. 发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化。

3. 在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等。

靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等。

整体法与隔离法在连接体与叠加体模型中的应用整体法和隔离法是牛顿第二定律应用中极为普遍的方法.隔离法是根本，但有时较烦琐；整体法较简便，但无法求解系统内物体间相互作用力.所以只有两种方法配合使用，才能有效解题.故二者不可取其轻重. 连接体问题对在解题过程中选取研究对象很重要.有时以整体为研究对象，有时以单个物体为研究对象.整体作为研究对象可以将不知道的相互作用力去掉，单个物体作研究对象主要解决相互作用力.对于有共同加速度的连接体问题，一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度，再根据题目要求，将其中的某个物体进行隔离分析和求解．由整体法求解加速度时，F=ma ，要注意质量m 与研究对象对应． 一、整体法、隔离法的选用 1．整体法的选取原则若在已知与待求量中一涉及系统内部的相互作用时，可取整体为研究对象，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律列方程。

当系统内物体的加速度相同时：a m m m F n )...(21+++=；否则n n a m a m a m F +++=...2211。

2．隔离法的选取原则若在已知量或待求量中涉及到系统内物体之间的作用时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解．3．整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”． 二、运用隔离法解题的基本步骤1.明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象.2.将研究对象从系统中隔离出来，或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来.3.对隔离出的研究对象进行受力分析，注意只分析其它物体对研究对象的作用力.4.寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解.【典例2】如图所示，一夹子夹住木块，在力F 作用下向上提升．夹子和木块的质量分别为m 、M ，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为Fm.若木块不滑动，力F 的最大值是( )A.＋MB.＋mC.＋M－(m＋M)gD.＋M＋(m＋M)g【答案】 A【解析】方法一：整体法、隔离法的交替运用由题意知当M恰好不能脱离夹子时，M受到的摩擦力最大，F取最大值，设此时提升加速度为a，由牛顿第二定律得，对M有：2Fm－Mg＝Ma①对整体M、m有：F－(M＋m)g＝(M＋m)a②联立①②两式解得F＝＋M，选项A正确．【典例3】如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球.小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为（）A.g B．gmmM-C．0 D．gmmM+【答案】D牛顿第二定律的瞬时性问题加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失。

加速度是由合外力决定的，并且具有瞬时对应性．确定瞬时加速度的关键是正确确定该瞬时作用力，尤其是对瞬时前后的受力情况、瞬时后的运动状态进行正确的分析．还应该注意下列物理模型的建立.1.轻质轻质不仅意味着质量为0，还意味着①重力为零②任何状态下的所受的合力为0③任何状态下的动能、重力势能为0。

2.轻绳或轻线：①轻：同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张力大小相等.②软：即绳(或线)只能承受拉力，不能承受压力(因绳能变曲).③不可伸长：即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不变，绳子中的张力可以突变.3.轻弹簧和橡皮绳：①同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等．②弹簧既能承受拉力，也能承受压力(沿着弹簧的轴线)，橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力.③由于弹簧和橡皮绳受力时，要发生形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变．但是，当弹簧或橡皮绳被剪断时，它们所受的弹力立即消失.4.轻杆①轻杆的弹力不一定沿着杆，具体方向与物体的运动状态、杆与物体的连接方式有关②杆既可以对物体产生拉力，也可以对物体产生推力③满足下列条件时杆的弹力一定沿着杆:轻杆B.轻杆的一端由转轴或绞链固定C.除转轴或绞链对杆的作用力外,其它作用力作用于杆上同一点.○4刚性杆的弹力可以发生突变5.接触面①接触面的弹力一定垂直于接触面,与物体的运动状态无关②接触面只能对物体产生推力,不能对物体产生拉力③刚性接触面间的弹力可以发生突变○4接触面间还可以存在摩擦力【典例4】如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。

开始时a、b均静止。

弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力F fa≠0，b所受摩擦力F fb=0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间（）A .F fa大小不变 B. F fa方向改变C . F fb仍然为零 D, F fb方向向右【答案】AD牛顿第二定律应用的临界极值问题临界与极值问题是中学物理中的常见题型，结合牛顿运动定律求解的也很多，临界是一个特殊的转换状态，是物理过程发生变化的转折点，在这个转折点上，系统的某些物理量达到极值.临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生改变.一、临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，表明题述的过程存在临界点。