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1、第3講牛頓運動定律的理解和應用,專題一力與運動,,內容索引,考點一牛頓運動定律的有關辨析,考點二牛頓運動定律的應用,考點三動力學的兩類基本問題,考點四用動力學方法解決傳送帶問題,,,,,牛頓運動定律的有關辨析,,考點一,,1.力與物體的運動 力的作用效果是改變物體的運動狀態(tài)，而不是維持物體的運動狀態(tài). 2.慣性 慣性是物體的固有屬性，質量是慣性大小的唯一量度. 3.單位制 國際單位制規(guī)定了七個基本物理量，分別為長度、質量、時間、熱力學溫度、電流、發(fā)光強度、物質的量.它們在國際單位制中的單位稱為基本單位，而通過物理量之間的關系式推導出來的物理量的單位叫做導出單位.,1 基礎知識梳理,4.牛頓第二

2、定律的五性,5.作用力與反作用力和平衡力的區(qū)別 (1)作用力和反作用力作用在相互作用的兩個物體上，平衡力作用在同一個物體上. (2)作用力和反作用力是由于相互作用產生的，一定是同種性質的力.,1.力與運動的關系伽利略和牛頓都是物理學發(fā)展史上最偉大的科學家.下列關于力和運動關系的說法中，不屬于他們觀點的是 A.自由落體運動是一種勻變速直線運動 B.力是使物體產生加速度的原因 C.物體都具有保持原來運動狀態(tài)的屬性，即慣性 D.力是維持物體運動的原因,答案,,,2 基本題目訓練,1,2,3,4,5,2.單位制(2017浙江11月選考2)在國際單位制中，屬于基本量及基本單位的是 A.質量，千克 B.能

3、量，焦耳 C.電阻，歐姆 D.電量，庫侖,答案,,解析,解析國際單位制中基本量有：質量、長度、時間、電流、發(fā)光強度、熱力學溫度、物質的量，故選A.,1,2,3,4,5,3.慣性(2018嘉興市期末)中華民族的優(yōu)秀文化博大精深，其中古典詩詞是優(yōu)秀文化的代表.從物理角度看古詩詞會發(fā)現別有一番韻味.下面四句詩詞中涉及慣性知識的是 A.毛澤東的長征中“紅軍不怕遠征難，萬水千山只等閑” B.唐朝李白的早發(fā)白帝城中“朝辭白帝彩云間，千里江陵一日還” C.宋代陳與義的襄邑道中中“臥看滿天云不動，不知云與我俱東” D.明代馮夢龍的醒世恒言中“臨崖立馬收韁晚，船到江心補漏遲”,答案,,1,2,3,4,5,4.牛

4、頓第二定律電梯內有一個物體，質量為m，用繩子掛在電梯的天花板上，當電梯以 的加速度豎直加速下降時，繩子對物體的拉力大小為,答案,,1,2,3,4,5,5.牛頓第三定律課間休息時，一位男生跟一位女生在課桌面上扳手腕比力氣，結果男生把女生的手腕壓倒到桌面上，如圖1所示，對這個過程中作用于雙方的力，描述正確的是 A.男生扳女生手腕的力一定比女生扳男生手腕的力大 B.男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力一樣大 C.男生扳女生手腕的力小于女生臂膀提供給自己手腕的力 D.男生扳女生手腕的力與女生臂膀提供給自己手腕的力一樣大,解析根據牛頓第三定律，男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力大小相等.,,圖1,

5、答案,解析,1,2,3,4,5,牛頓運動定律的應用,,考點二,1.超重與失重 只要物體有向上(或向下)的加速度，物體就處于超重(或失重)狀態(tài)，與物體向上運動還是向下運動無關. 2.受力分析中的突變問題 (1)輕繩、輕桿和接觸面的彈力可以突變. (2)彈簧、橡皮筋的彈力不可以突變.,3.解決動力學圖象問題的關鍵 (1)看清圖象的橫、縱坐標所表示的物理量及單位并注意坐標原點是否從0開始. (2)理解圖象的物理意義，能夠抓住圖象的一些關鍵點，如斜率、截距、面積、交點、拐點等，判斷物體的運動情況或受力情況，再結合牛頓運動定律求解.,例1一物塊沿傾角為的固定斜面上滑，到達最大高度處后又返回斜面底端.已知

6、物塊下滑的時間是上滑時間的2倍，則物塊與斜面間的動摩擦因數為,答案,解析,,6.(2018寧波市期末)如圖2所示，下列關于超重與失重的說法正確的是,圖2,答案,A.圖甲中，汽車過凹形橋最低點時，汽車處于超重狀態(tài) B.圖乙中，躺在水面上看書的人處于失重狀態(tài) C.圖丙中，電梯勻速下降過程中，電梯里的小朋友處于失重狀態(tài) D.圖丁中，宇宙飛船在加速上升過程中，坐在飛船里的航天員處于失重 狀態(tài),,7.(2018溫州市六校期末)在排球比賽中，二傳手將排球向上托起，主攻手騰空扣球，如圖3所示.為了簡化問題，現假設某次進攻過程中二傳手是將排球豎直向上托起的，已知空氣阻力大小與速率成正比，則在排球離開二傳手到

7、主攻手擊球的這段時間內，排球的速度(v)時間(t)圖象可能正確的是,圖3,答案,解析,,解析排球先上升后下降，速度先正后負，故A、C錯誤. 由于空氣阻力大小與速率成正比，所以排球運動過程中，所受的合力是變化的，加速度也是變化的，vt圖象應是曲線，故B錯誤. 排球上升過程中，速度減小，空氣阻力減小，合力減小，其加速度減小，則vt圖象切線的斜率不斷減小.下降過程中，速度增大，空氣阻力增大，合力減小，其加速度減小，則vt圖象切線的斜率不斷減小，故D正確.,8.(2018寧波市期末)一物體放置在粗糙水平面上，處于靜止狀態(tài)，從t0時刻起，用一水平向右的拉力F作用在物塊上，且F的大小隨時間從零均勻增大，如

8、圖4所示，則下列關于物體的加速度a、摩擦力Ff、速度v隨F的變化圖象正確的是,圖4,,答案,解析,解析F較小時，物體靜止，FFfkt，之后，物體開始滑動，加速度a ，物體做a增大的加速運動，故B正確.,動力學的兩類基本問題,,考點三,1.解決多過程動力學問題的兩個橋梁 (1)加速度是聯系運動和力的橋梁. (2)速度是各物理過程間相互聯系的橋梁. 2.解答動力學兩類問題的基本程序 (1)明確題目中給出的物理現象和物理過程的特點. (2)對研究對象進行受力分析和運動過程分析，并畫出示意圖. (3)應用牛頓運動定律和運動學公式求解，通常先用表示相應物理量的符號進行運算，解出所求物理量的表達式，

9、然后將已知物理量的數值及單位代入，通過運算求結果.,例2(2017七彩陽光聯盟聯考)2017年1月25日，在中央電視臺播出的“2016年度科技盛典”節(jié)目中，海軍電力工程專家馬偉明院士表示正在研制“國產003型航母電磁彈射器”(如圖5所示).它是由電磁彈射車給飛機一個輔助作用力，使飛機在較短的直跑道上獲得較大的速度.假定航母處于靜止狀態(tài)，質量,,模型1已知運動情況求物體受力,為M的飛機利用電磁彈射器起飛，飛機在t0時刻從靜止開始在跑道上做勻加速運動，在t1時刻獲得發(fā)射速度v.此過程中飛機發(fā)動機的推力恒為F，阻力恒為Ff.問：,圖5,(1)電磁彈射車對飛機的輔助推力多大？,解析設飛機在勻加速過程中

10、加速度為a1，,答案,解析,由牛頓第二定律可得FFfF輔Ma1 ,(2)若在t1時刻突然接到飛機停止起飛的命令，立刻將該飛機的推力和電磁彈射車的輔助推力同時反向但大小不變.要使飛機能安全停止，則飛行甲板L至少多長？,答案,解析,設飛機在減速過程中加速度為a2，由牛頓第二定律得 FFfF輔Ma2 飛機在減速過程中滑行的距離為s2，,9.爸爸和孩子們進行山坡滑草運動，該山坡可看成傾角37的斜面，一名孩子連同滑草裝置總質量m80 kg，他從靜止開始勻加速下滑，在時間t5 s內沿斜面滑下的位移x50 m.(不計空氣阻力，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)問： (1)該孩子連

11、同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力Ff為多大？,答案,解析,答案160 N,沿斜面方向，由牛頓第二定律得：mgsin Ffma 代入數值解得：Ffm(gsin a)80(100.64) N160 N,(2)滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數為多大？,答案,答案0.25,解析在垂直斜面方向上，有：FNmgcos 0 又有：FfFN 聯立并代入數據解得：,解析,(3)該孩子連同滑草裝置滑到坡底后，爸爸需把他連同裝置拉回到坡頂，試求爸爸至少用多大的力才能拉動？,答案,答案640 N,解析根據平衡條件，沿斜面方向，有： FFfmgsin 37160 N80100.6 N640 N,解析,例3有一種公交電車

12、站，車站站臺的路軌建得高些，車輛進站時要上坡，出站時要下坡，如圖6甲所示，這樣既可以節(jié)能又可以節(jié)省停車所需的時間.為簡化問題，現設兩邊傾斜部分AB段和CD段均為直軌道，長度均為L200 m，水平部分BC段長度也為L200 m，站臺的高度h未知，如圖乙所示，各段道路交接處均為圓滑連接.一長度可忽略的電車自站臺左前方以v072 km/h的速度駛向站臺，為了節(jié)能，司機在未到站時即關閉電車電源，經過時間t1100 s后到達A點，接著沖上了傾斜軌道，到達站臺上的B點時速度為vB18 km/h，此時司機還需啟動剎車系統(tǒng)，使得電車最終正好停在了BC段的中點.已知電車在各段軌道上所受摩擦力(不含剎車時所增,,

13、模型2已知物體受力求運動情況,加的阻力)可認為等于其自身總重力的0.01倍，剎車過程所增加的阻力可看做恒力，空氣阻力忽略不計，忽略電車經過各道路交接處的能量損失及可能騰空對研究問題的影響，g取10 m/s2，求：,圖6,解析,(1)電車到達A點時的速度大小vA；,答案,答案10 m/s,解析電車從切斷電源到A點由牛頓第二定律得 0.01mgma1，解得a10.1 m/s2 由運動學公式得vAv0a1t1 解得vA10 m/s,(2)電車從站臺B點到最終停止所需的時間t；,解析,答案,答案40 s,(3)該電車站臺的高度h.,解析,答案,答案1.75 m,解析機車從A點到B點，由運動學公式得 v

14、B2vA22a2L， 由牛頓第二定律得0.01mgmgsin ma2,聯立解得h1.75 m.,10.(201891高中聯盟期中)皮劃艇是一項激烈的水上比賽項目，如圖7所示為靜水中某運動員正在皮劃艇上進行劃水訓練，船槳與水間斷且周期性的發(fā)生作用.假設初始階段中，運動員每次用船槳向后劃水的時間t11 s，獲得,圖7,水平向前的持續(xù)動力恒為F480 N，而船槳離開水的時間t20.4 s，他與皮劃艇的總質量為120 kg，他和皮劃艇受到的阻力恒為150 N，并從靜止開始沿直線運動.在該階段中：,(1)他在用船槳劃水時與船槳離開水時加速度大小分別為多少？,答案,答案2.75 m/s21.25 m/s2

15、,解析,解析劃槳時，FFfma1 得：a12.75 m/s2 未劃槳時：Ffma2 得：a21.25 m/s2,(2)若他從靜止開始后，第一次劃水后就停止劃水，總計皮劃艇前行多長距離？,答案,答案4.4 m,解析,解析1 s末速度：v1a1t12.75 m/s,(3)若他從靜止開始后，2.8 s末速度為多大？,答案,答案4.5 m/s,解析,解析1.4 s末速度：v2v1a2t22.25 m/s 2.4 s末速度：v3v2a1t15 m/s 2.8 s末速度：v4v3a2t24.5 m/s,用動力學方法解決傳送帶問題,,考點四,1.在確定研究對象并進行受力分析之后，首先判定摩擦力突變(含大小和

16、方向)點，給運動分段. (1)傳送帶傳送的物體所受摩擦力，不論是其大小的突變，還是其方向的突變，都發(fā)生在物體的速度與傳送帶速度相同的時刻. (2)物體在傳送帶上運動時的極值問題大都發(fā)生在物體速度與傳送帶速度相同的時刻. (3)v物與v傳相同的時刻是運動分段的關鍵點.,2.判定運動中的速度變化(相對運動方向和對地速度變化)的關鍵是v物與v傳的大小與方向，二者的大小和方向決定了此后的運動過程和狀態(tài). 3.考慮傳送帶長度判定到達臨界狀態(tài)之前是否滑出以及物體與傳送帶共速以后物體是否一定與傳送帶保持相對靜止一起做勻速運動.,例4某飛機場利用如圖8所示的傳送帶將地面上的貨物運送到飛機上，傳送帶與地面的夾角

17、30，傳送帶兩端A、B的長度L10 m.傳送帶以v5 m/s的恒定速度勻速向上運動.在傳送帶底端A輕輕放一質量m5 kg的貨物(可視為質點)，貨物與傳送帶間的動摩擦因數 .求貨物從A端運送到B端所需的時間.(g取10 m/s2),解析,圖8,答案,答案3 s,解析由牛頓第二定律得： mgcos 30mgsin 30ma 解得a2.5 m/s2,隨后貨物做勻速運動. 運動位移x2Lx15 m,總時間tt1t23 s.,11.如圖9所示，水平傳送帶AB長L10 m，向右勻速運動的速度v04 m/s，一質量為1 kg的小物塊(可視為質點)以v16 m/s的初速度從傳送帶右端B點沖上傳送帶，物塊與傳送帶間的動摩擦因數0.4，g取10 m/s2.求： (1)物塊相對地面向左運動的最大距離；,圖9,答案4.5 m,物塊向左勻減速運動，v0時向左運動的距離最大.,答案,解析,解析,(2)物塊從B點沖上傳送帶再次回到B點所用的時間.,答案3.125 s,答案,總時間為：tt1t2t31.5 s1 s0.625 s3.125 s.,