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1、高三物理单元整合课（三）牛顿运动定律一本单元的重要知识点：1.理解牛顿第一定律、牛顿第三定律，认识惯性和作用力、反作用力的特点. 2.熟练掌握牛顿第二定律，会用牛顿运动定律分析解决两类典型的动力学问题. 3.掌握验证牛顿第二定律所用的方法及数据处理二目标分解：牛顿第一、第三定律规律方法：（一）对牛顿第一定律的理解(1) 牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象、归纳推理而总结出来的 . (2) 牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想化情况. （二）对惯性的理解，应注意(1) 物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来. (2)
2、 惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关， 与物体所处的地理位置无关，惯性大小仅由质量决定. （三）应用牛顿第三定律应注意的问题(1) 定律中的“总是”表明在任何条件下牛顿第三定律都是成立的. (2) 牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立，因为大小相等、 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，不一定是作用力和反作用力. (3) 牛顿第三定律揭示了作用力和反作用力具有同时性，若一个力产生或消失，则另一个力必然同时产生或消失 . 例 1.下列关于牛顿第一定律以及惯性概念的说法中，正确的是() A牛顿第一定律是实验定律B物体运 动状态发生变化则物体一定受
3、到力的作用C惯性定律与惯性的实质是相同的D物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度越大时其惯性也越大例 2.汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法正确的是() A汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力B汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车向前拉拖车的力大于拖车向后拉汽车的力D拖车加速前进，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力，此时汽车对拖车向前的拉力等于拖车 向后拉汽车的力反馈：1. 2013 年 11 月 20 日 11 时 31 分， 我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”
4、运载火箭，成功将“遥感十九号”卫星发射升空并送入预定轨道关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是() A火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力B火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用2.足够长的水平木板，沿水平方向向右做匀速直线运动木板上有两个质量不等的铁块与木板一起做匀速直线运动，两个铁块沿运动方向分布，质量大的在前，质量小的在后，并有一定的间隔某时刻木板突然停止运动，下列说法正确的是()
5、 A若木板光滑，由于前面的铁块惯性大，两个铁块之间距离将增大B若木板光滑，由于后面的铁块惯性小，两个铁块之间距离将减小C若木板不光滑，两个铁块有可能相撞D无论木板是否光滑，两个铁块之间距离总是保持不变3. 在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛. 一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力 ( ) A.小于受到的弹力B.大于受到的弹力C.和受到的弹力是一对作用力与反作用力D.和受到的弹力是一对平衡力牛顿第二定律（一）牛顿第二定律的理解1.牛顿第二定律F=ma 在确定 a 与 m 、F 的数量关系的同时，也确定了三个量间的单位关系，因为此名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
6、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 式为矢量式，所以也确定了a 与 F间的方向关系. 2.应用牛顿第二定律求a 时，可以先求F 合，再求a，还可以先求各个力的加速度，再合成求出合加速度 . 3.独立性原理是牛顿第二定律正交分解法的基础.根据独立性原理， 把物体所受的合力分解在相互垂直的方向上，在这两个方向上分别列牛顿第二定律方程.这就是牛顿第二定律的正交分解法. （二）多过程运动问题的解题技巧(1)任何多过程的复杂物理问题都是由很多简单的小过程构成，有些是承上
7、启下，上一过程的结果是下一过程的已知，这种情况，一步一步完成即可；(2)有些是树枝型，告诉的只是旁支，要求的是主干(或另一旁支 )，这就要求仔细审题，找出各过程的关联，按顺序逐个分析；对于每一个研究过程，选择什么运动规律，应用哪一个运动学公式要明确；(3)注意两个过程的连接处，加速度可能突变，但速度不会突变，速度是联系前后两个阶段的桥梁. （三）四角度理解超重和失重1.重力的角度：物体处于超重或失重状态时，重力没有变化,仍为 mg. 2.拉力 (支持力 )的角度：物体处于超重或失重状态时，竖直向上的拉力(支持力 )不再等于重力，超重时大于重力，失重时小于重力，完全失重时等于零. 3.加速度的角
8、度：物体处于超重或失重状态时，竖直方向具有加速度，超重时方向向上，失重时方向向下，完全失重时a=g. 4.速度的角度：物体处于超重状态时，速度方向可以向上(加速运动 )，可以向下 (减速运动 )；物体处于失重状态时，速度方向可以向上(减速运动 )，也可以向下(加速运动 ). （四）图象问题。1图象的类型(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况2问题的实质是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能我们最常用的是v-t 图象
9、它有如下特点：1.因速度是矢量，故图象上只能表示物体运动的两个方向，t 轴上方代表的是“正方向”， t 轴下方代表的是“负方向” ，所以 v-t 图象只能描述物体做直线运动的情况，如果做曲线运动，则画不出物体的v-t图象 . 2.画图要注意v-t 图象没有时间t 的“负轴”，因时间没有负值. 3.v-t图象图线上每一点的斜率代表该点的加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向 . 4.v-t 图象上速度的图线与时间轴所围成的“面积”表示物体的位移. 例 1：应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体
10、抛出对此现象分析正确的是() A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重 力加速度例 2.如图所示， 用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态现使小车从静止开始向左加速， 加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值， 小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)与稳定在竖直位置时相比，小球的高度() A一定 升高B一定降低C保持不变D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定例 3. 物体静止放在光滑水平面上，在如图所示的水平方向的力的作用下由
11、静止开始运动，下列说法正名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 确的是A.0 T 时间内物体的加速度和速度都逐渐减小B.T 时刻物体的加速度和速度都等于零C.T2T 时间内物体 的运动方向与原来相同D.T 时刻物体的加速度等于零，速度最大例 4. 直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示 设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态在箱子下落过程中，下列说
12、法正确的是 ( ) A箱内物体对箱子底部始终没有压力B箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大C箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大D若下落距离足够长，箱内物体受到的支持力等于物体的重力例 5.研究表明， 一般人的刹车反应时间(即图甲中 “ 反应过程 ” 所用时间 )t00.4 s，但饮酒会导致反应时间延长在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v072 km/h 的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L39 m，减速过程中汽车位移s 与速度 v 的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动取重力加速度的大小g 取 10 m/s2.求：图甲图乙(1
13、)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值反馈：1. 将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间 t 关系的图象，可能正确的是() 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - AB 2.如图所示，水平力F 把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法
14、中正确的是() A水平力 F 跟墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力B物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C水平力 F 与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力3. 2013 年 11 月 17 日，德国乒乓球公开赛在柏林落幕中国夺得男、 女单打和女子双打3 项冠军 假设运动员在训练中手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速跑动，球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为 .设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间摩擦，不计空气阻力，则() A运动员的加速度大小为gsin B球拍对球的作用力大小为mgcos C运动员对球
15、拍的作用力大 小为 (Mm)g/cos D运动员对地面的作用力方向竖直向下4.一质点受多个力的作用，处于静止状态现使其中一个力的大小逐渐减小到零，再沿原方向逐渐恢复到原来的大小 在此过程中， 其它力保持不变， 则质点的加速度大小a 和速度大小v 的变化情况是 () Aa 和 v 都始终增大Ba 和 v 都先增大后减小Ca 先增大 后减小， v 始终增大D a 和 v 都先减小后增大5.引体向上是同学们经常做的一项健身运动该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示，这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的关于做引体向上动作
16、时人的受力，以下判断正确的是() A上拉过程中，人受到两个力的作用B上拉过程中，单杠对人的作用力大于人的重力C下放过程中，某段时间内单杠对人的作用力小于人的重力D下放过程中，人只受到一个力的作用6.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的速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C从小球接触弹簧至到达最低点，小球的速度先增大后减小D从小球接触弹簧至到达最低点，小球的加速度先减小后 增大小结：“ 弹簧类的动态变化”模型的分析方法：动态变化
17、问题主要研究速度、加速度、合力三个物理量的变化情况 处理此类问题的思维程序应如下：先对物体的受力进行分析，再求物体所受的合外力并分析其变化，然后用牛顿第二定律分析加速度的变化，最后根据加速度与速度的方向关系判断速度的变化情况验证牛顿第二定律某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图 (b)所示实验中小车(含发射器 )的质量为 200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
18、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 图(a) 图(b) (1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成_(选填 “ 线性 ” 或“ 非线性 ”)关系(2)由图 (b)可知， a m 图线不经过原点，可能的原因是_(3)若利用本实验装置来验证“ 在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比” 的结论， 并直接以钩码所受重力mg 作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是_，钩码的质量应满足的条件是 _(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量某实验小组利用图1所示的装
19、置探究加速度与力、质量的关系下列做法正确的是_(填字母代号 ) A调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量_木块和木块上砝码的总质量(选填“远大于”、“远小于”或“近似等于” ) 要测量两个质量不等的沙袋的质量，由于没有直接的测量工具，某实验小组选用下列器材：轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、砝码一套 (
20、总质量 m0.5 kg)、细线、刻度尺、秒表他们根据已学过的物理学知识，改变实验条件进行多次测量，选择合适的变量得到线性关系， 作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量请完成下列步骤(1)实验装置如图所示，设左右两边沙袋A、B 的质量分别为m1、m2；(2)取出质量为m的砝码放在右边沙袋中，剩余砝码都放在左边沙袋中，发现A 下降， B 上升；(3)用刻度尺测出A 从静止下降的距离h，用秒表测出A 下降所用的时间t，则可知 A 的加速度大小a_；(4)改变 m ，测量相应的加速度a，得到多组 m 及 a 的数据， 作出 _(选填 “ a-m” 或 “ a-1m”)图线；(5)若求得图线的斜率
21、k4 m/(kgs2)， 截距 b 2 m/s2， 则沙袋的质量m1_ kg， m2_ kg. 用如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系小车上固定一个盒子(图中未画出 )，盒子内盛有砂子，小车的总质量(包括车、盒子及盒内砂子)记为 M，砂桶的总质量 (包括桶以及桶内砂子)记为 m. (1)验证“在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比”从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a 则从打点纸带中计算得到多次改变合外力F 的大小，每次都会得到一个相应的加速度以合外力F 为横轴、加速度a 为纵轴画出aF 图象，图象是一条过原点
22、的直线aF 图象斜率的物理意义是_ 你认为把砂桶的总重力mg 当作合外力F 是否合理？答： _(填“合理”或“不合理”)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - (2)验证“在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比”本次实验中，保持桶内的砂子质量不变，故系统所受的合外力不变用图象法处理数据时，以加速度a 为纵轴，以 _为横轴，才能保证图象是一条过原点的直线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -