高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题3+牛顿运动定律（全国通用）

这是一份高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题3+牛顿运动定律（全国通用），共60页。PPT课件主要包含了受力情况，运动状态，同一条直线，两个不同，同一个，一定相同，不一定相同，合外力，国际单位，ms2等内容，欢迎下载使用。

2.对惯性的理解(1)一切物体都有惯性，与物体的_________及__________无关.(2)_____是物体惯性大小的唯一量度.3.对牛顿第一定律的理解(1)提出了力的概念：力是使物体产生加速度的原因.(2)导出了惯性的概念：惯性反映了物体运动状态改变的难易程度.
(3)描述的是理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，是一种理想化状态；物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F合＝0时的特例.(4)惯性与惯性定律的不同：惯性不是力，惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质；惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律.
【易错防范】(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性.(　　)(2)惯性是一种惯性力.(　　)(3)力是改变物体加速度的原因.(　　)
知识点二 牛顿第三定律1.内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_____，方向_____,作用在同一条直线上.
2.一对作用力、反作用力和一对平衡力的联系和区别
知识点三 牛顿第二定律1.内容物体的加速度跟物体的________成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟________的方向相同.2.表达式：F合＝ma.该表达式只能在国际单位制中成立，因为公式F合＝kma只有在__________中才有k＝1.
3.物理意义反映物体运动的加速度的大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是______的.4.力的单位当质量的单位为____，加速度的单位为 _____时，力的单位为N，即1 N＝1 kg·m/s2.5.牛顿第二定律的适用范围(1)只适用于相对于地面____________________的参考系(惯性系)；(2)只适用于_____(相对于微观粒子)、____(相对于光速)的物体.
【名师助学】牛顿第二定律的“五性”
知识点三 超重、失重问题1.实重与视重的比较
2.对超重、失重的理解注意以下几点(1)超重：物体的加速度方向是竖直向上的.物体并不一定是竖直向上做加速运动，也可能是竖直向下做减速运动.失重：物体的加速度方向是竖直向下的.物体既可以是向下做加速运动，也可以是向上做减速运动.(2)若物体不在竖直方向上运动，但只要其加速度在竖直方向上有分量，即ay≠0，则也存在超重、失重现象.(3)当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有a＝g的加速度效果，不再产生其他效果.
(4)物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化.(5)发生超重或失重现象与物体的速度无关，只取决于加速度的方向.(6)在完全失重的状态下，平时一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再具有由重力产生的向下的压强等.
【名师助学】判断超重和失重现象的“三”方法
要点一　加速度和合力的瞬时性问题[突破指南]求解此类问题，关键在于确定所求时刻物体受到的作用力，还要注意分析物体在该时刻前后的受力情况及运动状态变化情况，再由牛顿运动定律求出瞬时加速度.
(1)轻质刚性绳(或轻杆、接触面)：产生弹力时形变很不明显，几乎没有；当条件改变时，不需要恢复时间，弹力可以发生突变.一般题目中所给细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理.(2)轻质弹簧(或橡皮绳)：产生弹力时有明显的形变，条件改变时形变恢复需要时间，所以对两端约束的弹簧弹力不能突变(一端约束的弹簧与轻绳模型相似)，在瞬间问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的.
【典例1】 如图所示，质量为m的物块甲置于竖直放置在水平面上的轻弹簧上处于静止状态.若突然将质量为2m的物块乙无初速地放在物块甲上，则在物块乙放在物块甲上后瞬间，物块甲、乙的加速度分别为a甲、a乙，当地重力加速度为g.以下说法正确的是(　　)
【借题发挥】 分析瞬时性问题的技巧(1)分析物体的瞬时问题，关键是分析瞬时前后的受力情况和运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.(2)注意区别“轻绳”和“轻弹簧”两种模型的力学特征.
要点二　两类典型的动力学问题[突破指南]动力学问题就是研究力和运动的关系，试题不外乎两类：(1)已知运动求力；(2)已知力求运动.联系力与运动的纽带是加速度，解决这两类问题的思路如下：
【典例2】 (2015·辽宁协作体摸底)如图所示，质量m＝2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20 m，用大小为30 N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2 s拉至B处.(已知cs 37°＝0.8，sin 37°＝0.6，取g＝10 m/s2)
(1)求物体与地面间的动摩擦因数；(2)用大小为30 N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t.
【解题探究】 (1)求解第(1)问时，如何求物体运动的加速度.(2)求解第(2)问时，如何求物体运动的加速度？(3)物体做怎样的运动时，力F的作用时间最短？提示(1)　已知v0＝0，L＝20 m和t0＝2 s可通过运动学公式求物体运动的加速度.(2)已知力F可确定物体的加速度，进而应用牛顿第二定律求解加速度.(3)施加力F后物体做匀加速直线运动，之后撤去力F，物体做匀减速直线运动，到达B点时速度恰好减为零.
答案　(1)0.5　(2)1.03 s
【借题发挥】 多过程问题分析技巧
要点三　利用整体法与隔离法求解动力学中的连接体问题[突破指南]1.整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量).
2.隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，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”.
【典例3】 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f，若木块不滑动，力F的最大值是(　　)
思路点拨　本题是已知连接体内物体的作用力，因此求解的基本思路应为：
【借题发挥】 动力分配原理如图甲、乙所示的情景中，无论地面或斜面是否光滑，只要力F拉着物体m1、m2一起加速，总有F内＝F，即动力的效果按与质量成正比的规律分配.
要点四　动力学中的图象问题[突破指南]1.分清图象的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点.2.注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等.
3.明确能从图象中获得哪些信息：把图象与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中反馈出来的有用信息.这些信息往往是解题的突破口或关键点.4.解读图象的另一有效途径是根据图象模拟出相关的物理情境，把抽象的图象转化为具体形象的物理模型，物理模型能帮助建立清晰的物理情景，使问题由难化易、由繁化简.
【典例4】 (多选)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功，图甲为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止.某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t＝0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图乙所示.假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m.已知航母始终静止，重力加速度的大小为g.则(　　)
A.从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B.在0.4～2.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C.在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD.在0.4～2.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变
【解题探究】 (1)在v-t图象中如何确定物体的位移？(2)0.4～2.5 s内飞机的加速度是否变化？阻拦索间的夹角如何变化？提示 (1)可通过图线与t轴所夹的面积来求解.(2)在v-t中图线斜率不变，即加速度不变，阻拦索间的夹角变小.
【借题发挥】 求解图象问题的技巧
要点五　动力学中的临界极值问题[突破指南]1.当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件.用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键.
2.临界或极值条件的标志
A.当F<2μmg时，A、B都相对地面静止B.当F＝μmg时，A的加速度为μgC.当F>3μmg时，A相对B滑动D.无论F为何值，B的加速度不会超过μg
【借题发挥】 动力学中的典型临界条件
一、物理思想方法：求解牛顿运动定律问题的四种技法1.假设法假设法是求解物理问题的一种重要方法.用假设法解题，一般依题意从某一假设入手，然后利用物理规律得出结果，再进行适当的讨论，从而得到正确答案.
【典例1】 如图所示，在建筑工地，民工兄弟用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起，其中A的质量为m，B的质量为3m，水平作用力为F，A、B之间的动摩擦因数为μ，在此过程中，A、B间的摩擦力为(　　)
A.μF　　B.2μF　　C.m(g＋a)　　D.m(g＋a)
解析　由于A、B相对静止，故A、B之间的摩擦力为静摩擦力，A、B错误.设民工兄弟对A、B在竖直方向上的摩擦力为f，以A、B整体为研究对象可知在竖直方向上有2f－(m＋3m)g＝(m＋3m)a，设B对A的摩擦力方向向下，大小为f′，对A由牛顿第二定律有f－f′－mg＝ma，解得f′＝m(g＋a)，D正确，C错误.
【点评】　根据题中的条件不能直观地分析出物体所受的摩擦力方向，因此采用假设法，设摩擦力沿某一方向，如果为正值说明与假设的方向相同，如果为负值则说明与假设的方向相反.
2.分解加速度法在应用牛顿第二定律解题时，常常不分解加速度而分解力，但有一些题目分解加速度求解更加方便、简单.
【典例2】 (2015·吉林省吉林市质检)如图所示，A、B两物块叠放在倾角为α的固定斜面上，A的上表面呈水平.现用一外力F推着A，使A、B一起沿斜面向上加速，已知加速度大小为a，B的质量为m，求：B受到的支持力和摩擦力.
解析　对B受力分析如图
答案　mg＋masin α　macs α
3.图象法如果物体受到的合力是大小不变、方向周期性变化的变力，则可根据题目给出的物理量之间的关系，作出函数图象，然后根据图象的物理意义解答.
【典例3】 (2015·江苏南京调研)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点)，煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时，传送带与煤块都是静止的.现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动.经过一段时间，煤块在传送带上留下一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动.求此黑色痕迹的长度.
4.等效法等效法就是在保证效果相同的前提下，用理想的、熟悉的、简单的物理对象、物理过程、物理现象替代实际的、陌生的、复杂的物理对象、物理过程、物理现象的思想方法.合力与分力、运动的合成与分解等都是等效法在物理学中的实际应用.等效法在物理解题中有广泛的应用，主要有：物理模型的等效替代，物理过程的等效替代,作用效果的等效替代.
【典例4】 (2015·吉林公主岭一中月考)如图所示，弹性物块处在两弹性挡板A、B之间的A处，已知A、B之间的距离为2 m，物块与水平地面之间的动摩擦因数为0.25，物块运动的初速度为v0＝10 m/s，弹性物块与挡板碰撞后的速度与碰撞前的速度等大反向，求物块运动的总路程与总时间.
答案　20 m　4 s
【点评】　本题利用等效的思想把物体的往返运动看成沿某一方向做直线运动，再由牛顿第二定律和运动学公式求解，这样使解题过程变得简单了.
二、物理模型：传送带模型1.水平传送带模型
(1)通过计算说明工件在传送带上做什么运动；(2)求工件从P点运动到Q点所用的时间.
答案　(1)先匀加速运动0.8 m，然后匀速运动3.2 m (2)2.4 s
【方法点拨】　分析处理传送带问题时，需要特别注意两点：一是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析；二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析.
三、物理模型：“滑块—木板模型”1.模型特点上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动.2.两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长.设板长为L，滑块位移为x1，滑板位移为x2
同向运动时：L＝x1－x2
反向运动时：L＝x1＋x2
3.建模指导：审清题目巧解题
【典例6】 (2015·云南一检)如图所示，木板静止于水平地面上，在其最右端放一可视为质点的木块.已知木块的质量m＝1 kg，木板的质量M＝4 kg，长L＝2.5 m，上表面光滑，下表面与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2.现用水平恒力F＝20 N向右拉木板，g取10 m/s2，求：
(1)木板加速度的大小；(2)要使木块能滑离木板，水平恒力F作用的最短时间；
(3)如果其他条件不变，假设木板的上表面粗糙，其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1＝0.3，欲使木板能从木块的下方抽出，对木板施加的拉力应满足什么条件？(4)若木板的长度、木块的质量、木板的上表面与木块之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都不变，只将水平恒力增加为30 N，则木块滑离木板需要多长时间？
思路点拨①m不受摩擦力作用，M运动时，m相对地面静止②恒力F作用一段时间后撤去，然后木块减速运动至木块与木板脱离时，木板速度恰好为零③木块与木板间摩擦力为滑动摩擦力，且要使a木板＞a木块④位移关系：x木板－x木块＝L
答案　(1)2.5 m/s2　(2)1 s　(3)大于25 N　(4)2 s
【技巧点拨】　分析滑块——木板模型问题时应掌握的技巧(1)分析题中滑块、木板的受力情况，求出各自的加速度.(2)画好运动草图，找出位移、速度、时间等物理量间的关系.(3)知道每一过程的末速度是下一过程的初速度.(4)两者发生相对滑动的条件：①摩擦力为滑动摩擦力.②二者加速度不相等.