【中学教材全解】2020年秋高中物理必修一本章复习学案：第四章-牛顿运动定律.docx

第四章 牛顿运动定律

1.加强对力与运动关系的理解，全面深刻理解惯性和惯性定律。
2.进一步加强对牛顿运动定律的理解，娴熟把握运用牛顿运动定律解决问题的方法步骤。
3.深化对超重和失重的理解，能娴熟运用它解释一些现象。
4.强化对共点力平衡条件的理解，机敏、娴熟运用平衡条件解决问题。

一、牛顿第确定律 牛顿第三定律
1.牛顿第确定律的理解与应用
(1)内容：一切物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上面的力迫使它 这种状态。这就是牛顿第确定律。
(2)成立条件：物体不受外力作用。
(3)理解
①明确了惯性的概念：牛顿第确定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体保持 状态或保持 状态的性质。
②揭示了力的本质：牛顿第确定律对力的本质进行了定义： 是转变物体运动状态的缘由，而不是维持物体运动的缘由，物体的运动并不需要 来维持。
2.牛顿第三定律的理解与应用
(1)作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是 的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体确定同时对这个物体也施加了力。
(2)牛顿第三定律的内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ，方向 ，作用在 上。
(3)表达式：。
(4)作用力和反作用力与一对平衡力的比较。
对应名称
比较内容
作用力和反作用力
一对平衡力
不同点
受力物体
作用在 相互作用的物体上
作用在 物体上
依靠关系
相互依存，不行单独存在，且同时产生，同时变化，同时消逝
无依靠关系，撤去一个力，另一个力照旧存在
叠加性
两力作用效果不行叠加，不行求合力
两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力且合力为0
力的性质
确定是 性质的力
可以是 性质的力，也可以是 性质的力
相同点
大小、方向
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上

例1 (单选)某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案。关于小磁铁，下列说法中正确的是( )
A.小磁铁受到黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.小磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C.小磁铁受到五个力的作用
D.小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力

二、牛顿其次定律 两类动力学问题
1.牛顿其次定律的理解
(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成 、跟它的质量成 ，加速度的方向跟 相同。
(2)表达式： 。
(3)理解
矢量性
公式F＝ma是矢量式，任一时刻，F与a总是
瞬时性
a与F对应 时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受的合力
因果性
是产生加速度a的缘由，加速度a是 作用的结果

图4-1
例2 (多选)质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上。A紧靠墙壁，如图4-1所示，今用恒力F使B球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间( )
A.A球的加速度为 B.A球的加速度为0
C.B球的加速度为 D.B球的加速度为

例3 (单选)“蹦极”就是跳动者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的状况如图4-2所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为。据图可知，此人在蹦极过程中的最大加速度约为( )

图4-2
A. B C. D.

2.两类动力学问题
(1)由受力状况推断物体的运动状况，处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的合力，由 求出加速度，再由 求出速度或位移。
(2)由物体的运动状况推断受力状况，处理这类问题的基本思路是：已知加速度或依据 求出加速度，再由 求出合力，从而确定未知力，至于牛顿其次定律中合力的求法可用力的合成与分解法(平行四边形定则)或正交分解法。
(3)求解上述两类问题的思路，可用下面的框图来表示：

图4-3
分析解决这类问题的关键：应抓住受力状况和运动状况之间联系的桥梁——加速度。
例4 (单选)质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。从＝0时刻开头，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力的作用，随时间的变化规律如图4-3所示。重力加速度取10 ，则物体在0至＝12 s这段时间的位移大小为( )
A.18 m B.54 m
C.72 m D.198 m

例5 如图4-4所示，质量为＝2 kg的、足够长的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一质量为＝3 kg可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板4 s后物块和木板达到4 m/s的速度并减速，12 s末两者同时静止。求物块的初速度并在图4-5中画出物块和木板的图像。

图4-4 图4-5

3.超重、失重的理解及应用
(1)超重与失重的概念

超重
失重
完全失重
定义
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于 的状态
产生 条件
物体有向 的加速度
物体有向 的加速度
＝ ， 方向竖直向
视重
＝(＋)
( )
＝
(2)不论超重、失重或完全失重，物体的 不变，只是“ ”转变。
(3)物体是否处于超重或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，而在于物体是有 的加速度还是有 的加速度。
(4)当物体处于完全失重状态时，重力只产生使物体具有的加速度效果，不再产生其他效果。平常一切由重力产生的物理现象都会 。
(5)物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同打算的，其大小等于 。

图4-6
例6 (单选)一枚火箭由地面竖直向上放射，其速度随时间变化的关系图线如图4-6所示，则( )
时刻火箭距地面最远
～的时间内，火箭在向下降落
～的时间内，火箭处于失重状态
D.0～的时间内，火箭始终处于失重状态

三、共点力的平衡
1.平衡条件
共点力
力的作用点在物体上的 或力的延长线 的几个力叫做共点力
平衡状态
物体处于 状态或 状态，叫做平衡状态(该状态下物体的加速度为0)
平衡条件
物体受到的合力为0，即＝ 或
2.平衡条件的推论
(1)二力平衡
假如物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小 ，方向 ，为一对平衡力。
(2)三力平衡
①假如物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力确定与第三个力大小 ，方向 。
②三力平衡必共点，即不平行的三个力平衡，三个力的作用线确定相交于 。
③不平行的三个力平衡，若三个力的夹角互为120°，则这三个力大小 。
④不平行的三个力平衡，若三个力大小相等，则这三个力的夹角互为 。
(3)多力平衡
假如物体受多个力作用处于平衡状态，其中任何一个力与其余力的合力大小 ，方向 。
3.处理平衡问题常用的几种方法
(1)力的合成法
物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力确定与第三个力大小相等、方向相反;“力的合成法”是解决三力平衡问题的基本方法。
(2)正交分解法
物体受到三个或三个以上力的作用时，常用正交分解法列平衡方程求解：＝0，＝0。为便利计算，建立直角坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则。
(3)三角形法
对受三力作用而平衡的物体，将力的矢量平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭三角形，进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法;三角形法在处理动态平衡问题时便利、直观，简洁推断。

图4-7
例7 (单选)如图4-7所示，在倾角为的斜面上，放一质量为的小球，小球被竖直的挡板拦住，不计摩擦，则小球对挡板的压力是( )
A.cos B.tan
C. D.

图4-8
例8 (单选)有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑。AO上面套有小环P，OB上面套有小环Q，两环质量均为m，两环间由一根质量可忽视、不行伸展的细绳相连，并在某一位置平衡(如图4-8所示)。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力和细绳上的拉力的变化状况是( )
不变，变大 不变，变小
变大，变大 变大，变小