《2022年高考知识总结牛顿运动定律考点例析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考知识总结牛顿运动定律考点例析.docx（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全2022 届高三备考：牛顿运动定律考点例析牛顿三个运动定律是力学的基础,对整个物理学也有重大意义；本章考查的重点是牛顿其次定律, 而牛顿第肯定律和第三定律在牛顿其次定律的应用中得到了完善的表达；从近几年高考看,要求精确懂得牛顿第肯定律；加深懂得牛顿其次定律,娴熟把握其应用,特殊是物体受力分析的方法；懂得牛顿第三定律； 懂得和把握运动和力的关系；懂得超重和失重；本章内容的高考试题每年都有,对本章内容单独命题大多以挑选、填空形式显现, 趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题；常常与电场、磁场联系,构成难度较大的综合性试题, 运动
2、学的学问往往和牛顿运动定律连为一体,考查推理才能和综合分析才能；一、夯实基础学问1、牛顿第肯定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它转变这种状态为止；对牛顿第肯定律的懂得要点：（1）运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持；（2）它定性地揭示了运动与力的关系,即力是转变物体运动状态的缘由,是使物体产生加速度的缘由； （3）定律说明白任何物体都有一个极其重要的属性惯性；（4）不受力的物体是不存在的, 牛顿第肯定律不能用试验直接验证,但是建立在大量试验现象的基础之上,通过思维的规律推理而发觉的；它告知了人们讨论物理问题的另一种方法,即通过大量的实验现象,利用人的规律思
3、维,从大量现象中查找事物的规律；（5）牛顿第肯定律是牛顿其次定律的基础, 不能简洁地认为它是牛顿其次定律不受外力时的特例,牛顿第肯定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿其次定律定量地给出力与运动的关系；2、牛顿其次定律：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同；公式 F=ma. 对牛顿其次定律的懂得要点：（1）牛顿其次定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可依据牛顿其次定律讨论其成效,分析出物体的运动规律；反过来,知道了运动,可依据牛顿其次定律讨论其受力情形,为设计运动,掌握运动供应了理论基础；（2）牛顿其次定律揭示的是力的瞬时成效,即作用在物
4、体上的力与它的成效是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,留意力的瞬时成效是加速度而不是速度；（3）牛顿其次定律是矢量关系,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用重量式表示,Fx=max, Fy=may,Fz=maz;（4）牛顿其次定律 F=ma 定义了力的基本单位牛顿（定义使质量为 1kg的物体产生 1m/s 2的加速度的作用力为 1N,即 1N=1kg.m/s 2. 3、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同始终线上；对牛顿第三定律的懂得要点：1作用力和反作用力相互依靠性,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
5、作用力的同时性,它们是同时产生、 同时消逝,同时变化,不是先有作用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性质的力；（4）作用力和反作用力是不行叠加的,作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其成效,不行求它们的合力, 两个力的作用成效不能相互抵消,这应留意同二力平稳加以区分；4.物体受力分析的基本程序：（1）确定讨论对象； （2）采纳隔离法分析其他物体对讨论对象的作用力； （3）依据先重力,然后围绕物体一周找出跟讨论对象接触的物体,并逐个分析这些物体对讨论对象的弹力和摩擦力,最终分析其他场力；要求,就画示意图即可；（4）画物体受力图,没有特殊5.超重和失重：（1）超重：物体有向
6、上的加速度称物体处于超重；处于失重的物体的物体对支持面的压力F（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力,即F=mg+ma. ；（2）失重：物体有向下的加速度称物体处于失重；处于失重的物体对支持面的压力FN（或对悬挂物的拉名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全力）小于物体的重力 mg,即 FN=mgma,当 a=g 时, FN=0,即物体处于完全失重；6、牛顿定律的适用范畴： （1）只适用于讨论惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系；（2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题；（3）只适用于
7、宏观物体,一般不适用微观粒子；二、解析典型问题问题 1：必需弄清牛顿其次定律的矢量性；牛顿其次定律F=ma 是矢量式, 加速度的方向与物体所受合外力的方向相同；在解题时,可以利用正交分解法进行求解；例 1、如图 1 所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运yx a动时,人对梯面压力是其重力的6/5,就人与梯面间的摩擦力是其重力FN x Ff 的多少倍？分析与解：对人受力分析,他受到重力mg、支持力FN 和摩擦力ayFf作用,如图1 所示 .取水平向右为x 轴正向,竖直向上为y 轴正向,300 mgax 此时只需分解加速度,据牛顿其次定律可得：Ff=macos30 0, FN-mg=ma
8、sin300图 1 由于FN6,解得Ff3. mgmg55问题 2：必需弄清牛顿其次定律的瞬时性；牛顿其次定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用成效产生加速度； 物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方始终打算的；当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度立即也要发生变化,F=ma 对运动过程的每一瞬时成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、 同时变化、 同时消逝；例 2 、如图 2（a）所示,一质量为 m 的物体系于长度分别为 L 1 L 1、 L2的两根细线上,L 1 的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角 L 2 为 ,L2 水平拉直
9、,物体处于平稳状态；现将 L2 线剪断,求剪断瞬时物体的加速度；图 2a （l ）下面是某同学对该题的一种解法：分析与解： 设 L1 线上拉力为T 1,L 2 线上拉力为T2 ,重力为L 1 mg ,物体在三力作用下保持平稳,有T 1cos mg , T 1sin T2 , T2 mgtan L 2 剪断线的瞬时, T 2 突然消逝, 物体即在 T2 反方向获得加速度；图 2b 由于 mg tan ma ,所以加速度ag tan ,方向在T2 反方向；你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评判并说明理由；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - -
10、 - - - - - 学问点大全（2）如将图 2a 中的细线 L1 改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图 2b 所示,其他条件不变, 求解的步骤和结果与 请说明理由；（l）完全相同, 即 ag tan ,你认为这个结果正确吗？分析与解：（ 1）错；由于L 2 被剪断的瞬时,L1 上的张力大小发生了变化；剪断瞬时物体的加速度a=gsin . （ 2）对；由于 L 2 被剪断的瞬时,弹簧L 1 的长度来不及发生变化,其大小和方向都不变；问题 3：必需弄清牛顿其次定律的独立性；当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理）,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生
11、加速度叠加的结果；那个方向的力就产生那个方向的加速度；m M 例 3、如图 3 所示,一个劈形物体M放在固定的斜面上,上表面水平,在水平面上放有光滑小球m,劈形物体从静止开头释放,就小球在遇到斜面前的运动轨迹是：A沿斜面对下的直线 B抛物线图 3 C竖直向下的直线D.无规章的曲线；分析与解：因小球在水平方向不受外力作用,水平方向的加速度为零,且初速度为零,故小球将沿竖直向下的直线运动,即 C选项正确；问题 4：必需弄清牛顿其次定律的同体性；加速度和合外力仍有质量 是同属一个物体的,所以解题时肯定要把研图 4 究对象确定好,把讨论对象全过程的受力情形都搞清晰；例 4、一人在井下站在吊台上,用如图
12、 4 所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来；图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦；吊台的质量m=15kg,F F 人的质量为M=55kg, 起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力； g=9.8m/s2 分析与解： 选人和吊台组成的系统为讨论对象,受力如图 5 所示, F 为m+Mg 绳的拉力 ,由牛顿其次定律有：2F-m+Mg=M+ma 就拉力大小为：F M m a g 350 N 图 5 再选人为讨论对象,受力情形如图 26 所示, 其中 FN 是吊台对人的支持力；FN F 由牛顿其次定律得：F+FN-Mg=Ma, 故 FN=Ma+g-F=200N. 由
13、牛顿第三定律知,人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等,方向 a 相反,因此人对吊台的压力大小为 200N,方向竖直向下；Mg 图 6 问题 5：必需弄清面接触物体分别的条件及应用；相互接触的物体间可能存在弹力相互作用；对于面接触的物体,在接触面间弹力变为零时,它们将要分别；抓住相互接触物体分别的这一条件,就可顺当解答相关问题；下面举例说明；名师归纳总结 例 5、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m 的物体 ,有一第 3 页,共 11 页水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度；如图7 所示；现让木板由静止开头以加速度aag匀加速向下移动；求经过多长时间木板开头与物体
14、图 7 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全分别；分析与解：设物体与平板一起向下运动的距离为x 时,物体受重力mg,弹簧的弹力F=kx和平板的支持力N 作用；据牛顿其次定律有：mg-kx-N=ma 得 N=mg-kx-ma 当 N=0 时,物体与平板分别,所以此时xm gaP 处 F,k由于x1 at 22,所以t2 m ga ；ka例 6、如图 8 所示,一个弹簧台秤的秤盘质量和弹簧质量都不计,盘内放一个物体于静止, P 的质量 m=12kg ,弹簧的劲度系数k=300N/m ；现在给 P 施加一个竖直向上的力使 P 从静止开头向上做匀加速直
15、线运动,已知在t=0.2s 内 F 是变力,在 0.2s 以后 F 是恒力,g=10m/s2,就 F 的最小值是,F 的最大值是；F 分析与解：由于在t=0.2s 内 F 是变力,在t=0.2s 以后 F 是恒力,所以在t=0.2s 时,P 离开秤盘； 此时 P受到盘的支持力为零,由于盘和弹簧的质量都不计,所以此时弹簧处于原长；在0_0.2s 这段时间内P 向上运动的距离：x=mg/k=0.4m 由于x1 at 22,所以 P 在这段时间的加速度a2x20m/s2图 8 t2当 P 开头运动时拉力最小,此时对物体P 有 N-mg+F min=ma,又因此时N=mg ,所以有 Fmin=ma=2
16、40N. 当 P 与盘分别时拉力F 最大, Fmax=ma+g=360N. F 例 7、一弹簧秤的秤盘质量m1=15kg,盘内放一质量为m2=105kg 的物体 P,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800N/m ,系统处于静止状态,如图9 所示；现给 P 施加一个竖直向上的力F,使 P 从静止开头向上做匀加速直线运动,已知在最初 02s 内 F 是变化的,在 02s 后是恒定的,求 F 的最大值和最小值各是多少？（g=10m/s 2）分析与解：由于在 t=0.2s 内 F 是变力,在 t=0.2s 以后 F 是恒力,所以在t=0.2s 时,P 离开秤盘；此时 P 受到盘的支持力为零,由于盘的质量
17、 m1=15kg,所以此时弹簧不能处于原长,这与例 2 轻盘不同；设在 0_0.2s 这段时间内 图 9 P 向上运动的距离为 x,对物体 P 据牛顿其次定律可得：F+N-m 2g=m2a 对于盘和物体 P 整体应用牛顿其次定律可得： m 1 m 2 gF k x m 1 m 2 g m 1 m 2 ak令 N=0,并由述二式求得 x m 2 g m 1 a,而 x 1 at 2,所以求得 a=6m/s2. k 2当 P 开头运动时拉力最小,此时对盘和物体P 整体有 Fmin=m 1+m 2a=72N. 当 P 与盘分别时拉力 F 最大, Fmax=m2a+g=168N. 问题 6：必需会分析
18、临界问题；名师归纳总结 例 8、如图 10,在光滑水平面上放着紧靠在一起的两物体,的质量是的2 倍,第 4 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全受到向右的恒力B=2N,受到的水平力A=9-2tN ,t 的单位是 s；从 t 0 开头计时,就：A物体在3s 末时刻的加速度是初始时刻的511 倍；Bt s 后,物体做匀加速直线运动；Ct4.5s 时,物体的速度为零；D t4.5s 后,的加速度方向相反；分 析 与 解 ： 对 于 A 、 B 整 体 据 牛 顿 第 二 定 律 有 ：图 10 FA+F B=m A+mBa,设 A 、
19、B 间的作用为 N,就对 B 据牛顿其次定律可得：N+F B=mBa 解得 N m B F A F B F B 16 4 t Nm A m B 3 P 当 t=4s 时 N=0,A 、B 两物体开头分别,此后 B 做匀加速直线运动,而 A 做加速度逐步减小的加速运动,当 t=4.5s 时 A 物体的加速度为零而速度不为零；t4.5s 后,所受合外力反向,即 A 、B 的 a A 45 0 图 11F A F B加速度方向相反；当 tg 时,就小球将“ 飘” 离斜面,只受两力作用,如图 13 所示,此时细线与水平方向间的夹角 L 1; B. L 4L 3; CL1L 3; D. L 2=L 4.
20、 错解：由于 4 中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动,而3 中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,所以有L 4L 3,即 B 选项正确；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全分析纠错：笔者看到这道试题以后,对高考命题专家是佩服得五体投地！命题者将常见的四种不同的物理情形放在一起,让同学判别弹簧的伸长量的大小,不少同学不加摸索的挑选 B 答案；没有良好思维习惯的同学是不能正确解答此题的；这正是命题人的独具匠心！此题实际上就是判定四种情形下弹簧所受弹力的大小；由于弹簧的质量不计,所以不论弹
21、簧做何种运动, 弹簧各处的弹力大小都相等；因此这四种情形下弹簧的弹力是相等,即四个弹簧的伸长量是相等；只有 D 选项正确；典型错误之二：受力分析漏掉重力；例 17、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻动并做各种空中动作的运动项目；一个质量为 60kg 的运动员, 从离水平网面 3.2m 高处自由下落, 着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0m 高处；已知运动员与网接触的时间为 1.2s；如把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小；（g=10m/s 2）错解：将运动员看质量为 m 的质点,从 h1 高处下落,刚接触网时速度的大小V 1 2gh 1（向下）,弹跳后到达的高度
22、为 h2,刚离网时速度的大小 V 1 2gh 2（向上）,速度的转变量 V V 1 V 2（向上）,以 a 表示加速度,t 表示接触时间,就 V a t, 接触过程中运动员受到向上的弹力 F；由牛顿其次定律,F ma, 由以2 gh 2 2 gh 1上五式解得,F m,代入数值得：F 900 N；t分析纠错：接触过程中运动员受到向上的弹力 F 和重力 mg, 由牛顿其次定律,2 gh 2 2 gh 1F mg ma,由以上五式解得,F mg m,代入数值得：tF 1500 N四、如临高考测试1一个质量可忽视不计的降落伞,下面吊一个很轻的弹簧测力计,测力计下面挂一个质量为 10kg 的物体；降落
23、伞在下降过程中受到的空气阻力为30N,左m m1 右就此过程中测力计的示数为（取g=10m/s2）D100N A 130N B30N C70N 2. 在汽车中悬线上挂一小球；试验说明,当做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一固定角度；如图23 所示, 如在汽车底图 23 板上仍有一个跟其相对静止的物体m1, 就关于汽车的运动情形和物体 m1 的受力情形正确选项：A汽车肯定向右做加速运动； B 汽车肯定向左做加速运动；Cm1除受到重力、底板的支持力作用外,仍肯定受到向右的摩擦力作用；Dm1除受到重力、底板的支持力作用外,仍可能受到向左的摩擦力作用；名师归纳总结 3. 如图 24 所示 , 一
24、质量为 M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角aM b第 9 页,共 11 页为 90 ,两底角为和 ；a、b 为两个位于斜面上质量均为m的小木块；已知全部接触面都是光滑的；现发觉a、b 沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于（）图 24A Mg+mg BMg+2mg CMg+mgsin +sin DMg+mgcos +cos - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全4如图 25 所示,一个铁球从直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下 落,接触弹簧后将弹簧压缩；在压缩的全过程中,弹簧均为弹性形变,那么 当弹簧的压缩量最大时 :
25、 A球所受合力最大,但不肯定大于重力值 B球的加速度最大,且肯定大于重力加速度值 C球的加速度最大,有可能小于重力加速度值 图 25 D球所受弹力最大,且肯定大于重力值；5、有一只箩筐盛有几个西瓜,放在粗糙水平地面上,箩筐与水平地面间的动摩擦因数为 如给箩筐一个水平初速度V0,让整筐西瓜在水平地面上滑行,就在滑行过程中,箩筐内某个质量为 m的西瓜（未与箩筐接触）受到四周的西瓜对它的作用力的大小为：A0 Bmg Cmg12Dmg126、一物体放置在倾角为的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为 a ,如图 26 所示在物体始终相对于斜面静止的条件下,以下说法中正确选项FNFf a t/s
26、A当肯定时, a越大,斜面对物体的正压力越小B当肯定时, a越大,斜面对物体的摩擦力越大C当 a 肯定时,越大,斜面对物体的正压力越小G D当 a 肯定时,越大,斜面对物体的摩擦力越小7、放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F 的作用,图 26F 的大小与时间t 的关系和物块速度V与时间 t 的关系如图27、28 所示；取重力加速度g=10m/s2. 由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数 分别为：3 F/N t/s 4 -1 V/m.sA m=0.5kg, =0.4; B. m=1.5kg, =2/15; 2 2 C. m=0.5kg, =0.2; 1 D. m
27、=1.0kg, =0.2. 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 8、一航天探测器完成对月球的探测任图 27 图 28 务后, 在离开月球的过程中,由静止开头沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动探测器通过喷气而获得推动力以下关于喷气方向的描述中正确选项A探测器加速运动时,沿直线向后喷气 B. 探测器加速运动时,竖直向下喷气C. 探测器匀速运动时, 竖直向下喷气 D.探测器匀速运动时,不需要喷气9、物体 B 放在物体 A 上,A 、B 的上下表面均与斜面平行（如图29 所示）,当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜图 29 F 面 C 向上做匀减速运动时,以下说法正确选项：A A 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向上；BA 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向下；CA、B 之间的摩擦力为零；DA、B 之间是否存在摩擦力取决于 A、B 表面的性质；m0 m名师归纳总结 图 30第 10 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学问点大全10如图 30 所示,弹簧秤外壳质量为m0,弹簧及挂钩的质量忽视不计,挂钩吊着一重物质量为m,现用一方向竖直向上的外力F 拉着弹簧秤,使其向上做匀加速运动,就弹簧秤的读数为：A.mg; B. m 0mmmg; C.m 0mF; D.mmFm 0m 0