1、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，熟练掌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，能熟练运用它解释一些现象。4.强化对共点力平衡条件的理解，灵活、熟练运用平衡条件解决问题一、牛顿第一定律 牛顿第三定律考点一 牛顿第一定律的理解与应用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。这就是牛顿第一定律。2.成立条件：物体不受外力作用。来源:Zxxk.Com3.理解（1）明确了惯性的概念牛顿第一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
2、质。（2）揭示了力的本质牛顿第一定律对力的本质进行了定义： 是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，物体的运动并不需要 来维持。（3）揭示了 不受力作用时物体的运动状态牛顿第一定律描述的只是一种 状态，因为实际中不受外力作用的物体是不存在的。当物体受外力但所受合力为 0 时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体都将保持静止或匀速直线运动状态不变。例 1 在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图 4-1 所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是（ ）A.小车匀速向左运动B.小车可能突然向左加速图 4-1C.小车可能
3、突然向左减速D.小车可能突然向右减速考点二 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，另一个物体一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： 。F -F4.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 一对平衡力受力物体作用在 相互作用的物体上来源:Z|xx|k.Com作用在 物体上依赖关系相互依存，不可单独存在，且同时产生，同时变化，同时消失无依赖关系，撤去一个力，另一个力依然存在叠加性两力作用效果不可叠加，不可求合力两力
4、作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力且合力为 0不同点来源 :学科网 ZXXK来源:Z_xx_k.Com力的性质 一定是 性质的力可以是 性质的力，也可以 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 2 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、牛顿第二定律 两类动力学问题考点三 牛顿第二定律的理
5、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 是矢量式，任一时刻， 与 总是 F ma F a瞬时性 与 对应 时刻，即 为某时刻的加速度时， 为该时刻物体所受的合力a F a F因果性 是产生加速度 的原因，加速度 是 作用的结果a a同一性 有三层意思：（1）加速度 是相对 个惯性系的（一般指地面） ；（2） 中，a F ma、 、 对应 个物体或 个系统；（3） 中，各量 使用国际单位F m a F ma独立性 （1）作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足 （2）物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的
6、 （3）分力和加速度在各个方向上的分量也满足 ，即 ， Fx Fy例 3 受水平外力 F 作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其 图象如图 4-2 所示，则（ v-t）A.在 0 内，外力 大小不断增大t1 FB.在 时刻，外力 为 0t1 FC.在 内，外力 大小可能不断减小t1 t2 FD.在 内，外力 大小可能先减小后增大t1 t2 F例 4 质量均为 的 两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑m A、 B的台面上。 紧靠墙壁，如图 4-3 所示，今用恒力 使 球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此A F B瞬间（ ）A.A 球的加速度为F2mB.A 球的加速度为 0C.B
7、球的加速度为F2mD.B 球的加速度为Fm例 5 “蹦极”就是跳跃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 的大小随时间 t 变化的情况如图 4-4 所示。将蹦极F过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为 。据图可知，此g图 4-2图 4-3图 4-4人在蹦极过程中的最大加速度约为（ ）A. B. C. D.g 2g 3g 4g考点四 两类动力学问题1. 由受力情况判断物体的运动情况，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.由物体的运动情况判断受力情况，处理这类问题的基本思路是：已知加速度或
8、 求出加速度，再由 求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二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：分析解决这类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度。例 6 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t始，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F F t化规律如图 4-5 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（ ）g m/s2 t t
9、A.18 m B.54 m C.72 m D.198 m例 7 如图 4-6 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M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m v0减速，12 s 末两者同时静止。求物块的初速度并在图 4-7 中画出物块和木板的 图象。v-t例 8 如图 4-8 所示，在倾角为 30的、足够长的斜面上有一质量为 的物体，它受到沿斜面方向的m力 的作用。力 可按图 4-25（ a） 、 （b） 、 （c） 、 （d）所示的四种方式随时间变化（图中纵坐标是 与 的比F
10、F F mg图 4-5图 4-6 图 4-7值，力沿斜面向上为正） 。已知此物体在 0 时速度为 0，若用 、 、 、 分别表示上述四种受力情t v1 v2 v3 v4况下物体在 3 s 末的速率，则这四个速率中最大的是（ ）图 4-8 (a) (b) (c) （d）图 4-9A.v1 B.v2 C.v3 D.v4例 9 如图 4-10 甲所示，用一水平力 拉着一个物体由F静止在倾角为 的光滑斜面上运动，逐渐增大 ，物体做变 F加速运动，其加速度 随外力 变化的图象如图 4-10 乙所示，a F根据图乙中所提供的信息可以计算出（ ） （ 取 10 g）m/s2A.物体的质量B.斜面的倾角C.物
11、体能静止在斜面上所施加的最小外力为 12 ND.加速度为 6 时物体的速度m/s2例 10 （2013天津高考）质量为 4 kg 的小物块静止于水平地面上的 点，现用 10 N 的水m= A F=平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在 点， 两点 相距 20 m，物块与地面B A、 B x=间的动摩擦因数 ， 取 10 ，求： =0.2g m/s2（1）物块在力 作用过程发生位移 的大小；F x1（2）撤去力 后物块继续滑动的时间 。F t甲 乙图 4-10考点五 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
12、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a视重 （ ）F m g a （ ）F m g- F2.不论超重、失重或完全失重，物体的 不变，只是“ ”改变。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 ag 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决定的，其大小
13、等于 。例 11 一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度随时间变化的关系图线 如图 4-11 所示，则（ ）时刻火箭距地面最远A.t3 的时间内，火箭在向下降落B.t2 t3 的时间内，火箭处于失重状态C.t1 t2D.0 的时间内，火箭始终处于失重状态t3三、共点力的平衡考点六 共点力及共点力的平衡条件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 F合 Fx=0Fy=0图 4-112.平衡条件的推论（1）二力平衡如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这
14、两个力必定大小 ，方向 ，为一对平衡力。（2）三力平衡如果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一定与第三个力大小 ，方向 。三力平衡必共点，即不平行的三个力平衡，三个力的作用线一定相交 。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 。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）多力平衡如果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 。考点七 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一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
15、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。为方便Fx合 Fy合计算，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方便、直观，容易判断。例 12 如图 4-12 所示，在倾角为 的斜面上，放一质量为 的小球，小球被竖直的挡板挡住，不计 m摩擦，则小球对挡板的压力是（ ）图 4-12A. cos B. tan C. D.mg mg mgcos mg例 13 有一个直角支架 ， 水平放置，表面粗糙， 竖直向下，表面光AOBAO OB滑。 上面套有小环 ， 上面套有小环 ，两环质量均为 ，两环间由一根质量AO P OB Q m可忽略、不可伸展的细绳相连，并在某一位置平衡（如图 4-13 所示） 。现将 环P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， 杆对 环的AO P支持力 和细绳上的拉力 的变化情况是（ ）FN FT不变， 变大A.FN FT不变， 变小B.FN FT变大， 变大C.FN FT变大， 变小D.FN FT总结：整体法和隔离法的使用技巧： 。图 4-13
