1、体系构建考纲点击1.牛顿运动定律、牛顿定律的应用 ()2.超重和失重 ()3.单位制 ()实验四：验证牛顿运动定律复习指导1.对本章知识的考查常以“运动模型”为载体考查对牛顿运动定律的理解和应用，其中重点是对牛顿第二定律的考查。题型有选择、计算、实验等，难度中等或中等偏上。2.理解牛顿第一定律和牛顿第三定律，掌握理想化的物理分析方法。3.熟练应用牛顿第二定律解决动力学问题及运用超失重的知识定性分析一些力学现象。4.综合运用牛顿运动定律和运动学规律分析、解决多阶段(过程) 的运动问题。牛顿第一定律1牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的 力迫使它改变
2、这种状态。(2)意义：指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。指出力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。2惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。(2)特点：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性 ，与物体的运动情况和受力情况无关。(3)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大， 质量小的物体惯性小。1惯性和惯性定律的区别(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关。(2)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。2牛顿第一定律的意义(1)牛顿第一
3、定律描述了物体不受外力时的状态，而物体不受力的情形是不存在的，因此牛顿第一定律不是实验定律。(2)牛顿第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因。1下列对运动的认识正确的是( )A亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止B伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快C牛顿认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因D伽利略根据理想实验推论出，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去解析：选 BCD 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，故选项 A 的说法不对，B、C、 D 正确。牛顿第三定律1作用力和反作
4、用力两个物体之间的作用总是相互的，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。力是物体与物体间的相互作用，物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力和反作用力。2内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。3意义建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。对牛顿第三定律的理解(1)作用力与反作用力的比较：同大小 无论在任何情况下，作用力和反作用力必定大小相等同直线 作用力和反作用力一定在同一条直线上同性质 作用力和反作用力一定是同一性质的力四同同存在 作用力和反作用力总是同时产生，同时变化，同时消失不同向 作用力和反作用
5、力的方向相反不同点 作用力和反作用力作用在两个物体上，力的作用点不同三不同 不同效果 作用力和反作用力在两个物体上的作用效果不同与物体的种类无关与相互作用的两物体的运动状态无关三无关 与是否与另外的物体相互作用无关(2)应用牛顿第三定律应注意的问题：定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，否则就违背了“相互关系” 。(3)相互作用力与平衡力的比较：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两个相互作用的物体上 作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失，相互依存，
6、不可单独存在无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零不同点力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力，也可以是不同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2(2011浙江高考)如图 3 11 所示，甲、乙两人在冰面上“拔河” 。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是( )图 311A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”
7、比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得 “拔河”比赛的胜利解析：选 C 根据牛顿第三定律可知甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，选项 A 错；因为甲和乙的力作用在同一个物体上，故选项 B 错；根据动量守恒定律有 m1x1 m2x2，若甲的质量比较大，甲的位移较小，乙先过界，选项 C 正确；“拔河”比赛的输赢只与甲、乙的质量有关，与收绳速度无关，选项 D 错误。对牛顿第一定律的理解及应用命题分析 牛顿第一定律是高考中的重要考点，在近几年高考中，单独被考查到的机率不大，考查的形式多为选择题，难度中等偏下。例 1 如图 312 为伽利略的“理想实验”示意图，两个斜面对接，让小球从
8、其中一个固定的斜面滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面的倾角逐渐减小直至为零。这个实验的目的是为了说明( )图 312A如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B如果没有摩擦，小球运动时机械能守恒C维持物体做匀速直线运动并不需要力D如果物体不受到力，就不会运动解析 为反驳亚里士多德关于物体运动和力关系的错误观 点，伽利略依据可靠的事 实为基础，以抽象为主导，经过科学推理，做了这个想象中的实验，实验的真正目的是找出运动和力的关系，并非选项 A 和 B 叙述的情况，故 A、B 均错， C 正确；在不受外力作用时，一切物体都有保持匀速直线运动或静止状态的性质，故 D 错误。答案 C 现实中
9、不能完全消除一切阻力，也不能把水平木板做得无限 长，所以伽利略的 实验是个“理想实验” ，但它却指出了物体在不受外力作用时的状态 ，所以仍有 实际意义。变式训练1在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献。以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是( )A人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方B两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受的力越大则速度就越大C两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢D一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”解析：选 A 人在沿直线加速前进的车厢内
10、， 竖直向上跳起后，由于惯性，人具有起跳时车的速度，但由于车是加速的，故人将落在起跳点的后方，这正是伽利略、牛顿的观点， 亚里士多德却认为力是维持物体运动的原因，物体受力大运 动 就快，所以才有 轻的物体下落较慢及静止状态才是物体不受力时的“自然状态”等错误看法。只有 A 选项是伽利略、牛顿的观点，故选 A。对牛顿第三定律的理解及应用命题分析 近几年高考中对本考点单独考查的概率不大，常把本考点与其他知识综合起来考查，题型为选择题或计算题。例 2 一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为 M，环的质量为 m，如图 313 所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆
11、间的摩擦力大小为 Ff，则此时箱对地面的压力大小为多少？图 313思维流程第一步：抓信息关键点关键点 信息获取(1)环沿杆匀加速下滑时 环对杆的作用力不等于环的重力(2)箱对地面的压力大小为多少 箱对地面的压力大小等于地面对箱的支持力大小第二步：找解题突破口(1)要求箱对地面的压力，可利用牛顿第三定律先求出地面对箱的支持力。(2)以箱(不包括环 )为研究对象，根据共点力平衡求出地面对箱的支持力。第三步：条理作答解析 环在竖直方向上受力情况如图甲所示，受重力 mg 和杆给它竖直向上的摩擦力Ff，根据牛顿第三定律， 环应给 杆一个竖直向下的摩擦力 Ff，故箱子在竖直方向上受力如图乙所示，受重力 M
12、g，地面对它的支持力 FN 及环给它的摩擦力 Ff，由于箱子处于平衡状态，可得，FNF fMgF fMg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的 压力大小等于地面对箱子的支持力大小，则FN FfMg。答案 F fMg 牛顿第三定律的应用方法(1)根据作用力求反作用力：作用力与反作用力，二者一定等大、反向、分别作用在两个物体上，故本题可对箱子受力分析求出支持力。在箱子受力分析中最容易出错的是环给箱子的力， 为避免出 错，可先 对环受力分析，然后结合牛顿第三定律反推环给箱子的力。(2)研究对象的选取方法：整体法和隔离法是高中物理中常用的方法之一，特别是涉及两个或两个以上的物体 时，往往会用到此法。在本题中
13、用到了隔离法，把环和箱子隔离开来分 别受力分析，再利用牛顿第三定律和物体平衡的知识解出相应的结果。变式训练2.如图 314 所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为 M 的竖直竹竿，当竿上一质量为 m 的人以加速度 a 加速下滑时，竿对 “底人”的压力大小为( )图 314A(Mm)g B(Mm )gmaC(Mm) g ma D( Mm)g解析：选 B 对竿上的人分析：受重力 mg，摩擦力 Ff，有 mgF fma，竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力 Mg，摩擦力 Ff，方向向下，支持力 FN，有 MgF fF N，又因为竿对“底人”的
14、压力 FN和“底人”对竿的支持力 FN 是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到 FN(M m)gma 。纠错蓝本对作用力和反作用力的错误认识示例 一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动，再改做减速运动。则下列说法中正确的是( )A加速前进时，绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力B减速前进时，绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力C只有匀速前进时，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小相等D不管物体如何前进，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等尝试解答 选 D 绳拉物体的力与物体拉绳子的力是一 对作用力和反作用力。根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反，分
15、别作用在物体上和绳子上，作用力与反作用力的关系与物体的运动状态和作用效果无关。加速前进、匀速前 进或减速前进时，绳子拉物体的力都等于物体拉绳子的力，故 A、B、C 均错，D 正确。失误探因1审题方面由于没有弄清楚物体加速减速的真正原因而错选 A、B。2知识应用方面由于没有正确区分相互作用力和平衡力而错选 C。名师点评作用力与反作用力的关系与物体的运动状态无关，物体的运动状态如何改变取决于受力情况。随堂巩固提升1一天，下着倾盆大雨。某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了。列车进站过程中，他发现水面的形状如图 315 中的( )图 315解析：选 C 列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍
16、要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项 C 一致。2下列说法中正确的是( )A物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿运动定律又叫惯性定律B牛顿第一定律仅适用于宏观物体，只可用于解决物体的低速运动问题C牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度 a0 条件下的特例D伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去解析：选 BD 牛顿第一定律表明，物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律，A 错误；牛顿运动定律都是在宏观、低速的情况下得出的结论，在微观、高速的情况下不成
17、立，B 正确；牛顿第一定律说明了两点含义，一是所有物体都有惯性，二是物体不受力时的运动状态是静止或匀速直线运动，牛顿第二定律并不能完全包含这两点意义，C 错误；伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础，D 正确。3汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下面的说法正确的是( )A汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力B汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车向前拉拖车的力大于拖车向后拉汽车的力D拖车加速前进时，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力；汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力(牵引力)
18、 大于拖车对它的拉力解析：选 D 汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力和反作用力，两者一定等大、反向、分别作用在拖车和汽车上，故 A 项错；作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的，故 B 项错；不论汽车匀速运动还是加速运动，作用力和反作用力大小总相等，故 C 项错；拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力(包括其他阻力)，汽车能加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它向后的拉力，符合牛顿第二定律，故 D 项正确。4下列说法正确的是( )A运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的，所
19、以它的惯性也随位置的变化而变化C一个小球竖直上抛，抛出后能继续上升，是因为小球运动过程中受到了向上的推力D物体的惯性大小只与本身的质量有关，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小解析：选 D 惯性是物体本身的固有属性，其大小只与物体的质量大小有关，与物体的受力及运动情况无关，故 B 错， D 正确；速度大的汽车要停下来时，速度变化大，由v at 可知需要的时间长，惯性未变，故 A 错；小球上抛时是由于惯性向上运动，并未受到向上的推力，故 C 错。5下列关于力的说法正确的是( )A作用力和反作用力作用在同一物体上B太阳系中的行星均受到太阳的引力作用C运行的人造地球卫星所受引力的方向不变D伽利略的
20、理想实验说明了力不是维持物体运动的原因解析：选 BD 作用力和反作用力作用在相互作用的两个物体上，A 选项错误；太阳系中的行星都受到太阳的万有引力作用，B 选项正确；人造地球卫星在运行过程中受到地球的吸引力始终指向地心，方向一直在变，C 选项错误；伽利略的理想实验推翻了亚里士多德的“必须有力作用在物体上，物体才能运动”的观点，揭示了力不是维持物体运动的原因，D正确。课下限时集训(时间：40 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分)1(2013成都模拟)物体 A 的质量为 10 kg，物体 B 的质量为 20 kg，A、B 分别以 20 m/s 和
21、10 m/s 的速度运动，则下列说法中正确的是( )AA 的惯性比 B 大 BB 的惯性比 A 大CA 和 B 的惯性一样大 D不能确定解析：选 B 质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，惯性大小与速度大小无关，故 B 的惯性比 A 大，选项 B 对，A、C、D 都错。2我国道路交通安全法中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机) 必须系好安全带，这是因为( )A系好安全带可以减小惯性B是否系好安全带对人和车的惯性没有影响C系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害D系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害解析：选 BD 根据惯性的定义知：安全带与人和车的惯性无关，A 错，B 对；
22、系好安全带主要是防止因刹车时人具有向前的惯性而造成伤害事故，C 错，D 对。3如图 1 所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是( )图 1A人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力解析：选 B 人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力， B 正确，A 错误；人所受重力和人对体重计的压力大小相等，方向相同，既不是一对作用力与反作用力，也不是一对平衡力。4(2013嵊泗模拟)用网球拍打击飞过来的网球，网球拍打击网球
23、的力( )A大于球撞击网球拍的力B小于球撞击网球拍的力C比球撞击网球拍的力更早产生D与球撞击网球拍的力同时产生解析：选 D 网球拍打击网球的力与网球撞击球拍的力是一对作用力与反作用力，二者同时产生，大小相等。5跳高运动员从地面上跳起，关于各力大小的说法中正确的是( )A地面对运动员的支持力大于他对地面的压力B运动员对地面的压力等于地面对他的支持力C地面对运动员的支持力大于他所受的重力D地面对运动员的支持力等于他所受的重力解析：选 BC 地面对运动员的支持力和他对地面的压力是一对作用力和反作用力，大小始终相等，故 A 错误，B 正确；运动员跳起，加速度方向向上，故支持力大于重力，C正确，D 错误
24、。6(2012新课标全国卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( )A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B没有力的作用，物体只能处于静止状态C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动解析：选 AD 惯性的定义是物体保持静止或匀速直线运动的性质叫惯性，所以 A 正确；如果没有力，物体将保持静止或匀速直线运动，所以 B 错误；行星在轨道上保持匀速率的圆周运动的原因是合外力与需要的向心力总是相等，所以 C 错误；运动物体不受力，它将保持匀速直
25、线运动状态，所以 D 正确。7(2012梅州模拟)就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是( )A采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度。这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了C货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到急转弯的目的解析：选 C 采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，原因是功
26、率变大了，但惯性不变，A 错；射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，原因是子弹具有的速度过小，但惯性不变，B 错；货运列车运行到不同的车站时，摘下或加挂一些车厢，列车的质量改变了，它的惯性也就改变了，C 正确；摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，调控人和车的重心位置，但整体的惯性不变，D 错。8有人做过这样一个实验：如图 2 所示，把鸡蛋 A 快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋 B 撞去 (用同一部分撞击 )，结果每次都是被撞击的鸡蛋 B 被撞破。则下面说法正确的是( )图 2AA 对 B 的作用力的大小小于 B 对 A 的作用力的大小BA
27、对 B 的作用力的大小大于 B 对 A 的作用力的大小CA 蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对 A 蛋壳产生向前的作用力DA 蛋碰撞部分除受到 B 对它的作用力外，还受到 A 蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小解析：选 CD A 对 B 的作用力和 B 对 A 的作用力为作用力与反作用力，一定大小相等，A、B 错误；在撞击瞬间，A 蛋内蛋黄和蛋白由于惯性会产生对 A 蛋壳向前的作用力，使 A蛋壳接触处所受的合力比 B 蛋壳的小，因此 B 蛋壳易被撞破，故 C、D 正确。9(2013普陀高三质量调研) 如图 3 所示，质量均为 m 的甲、乙两同学，分别静止于水平地面的台秤 P、Q
28、上，他们用手分别竖直牵拉一只弹簧秤的两端，稳定后弹簧秤的示数为F，若弹簧秤的质量不计，下列说法正确的是( )图 3A甲受到的拉力大于 F，乙受到的拉力小于 FB台秤 P 的读数等于 mgFC台秤 Q 的读数为 mgFD两台秤的读数之和为 2mg解析：选 BCD 据牛顿第三定律知甲、乙受到的拉力大小都为 F，A 错；P 台秤的读数应为 mgF，B 正确；台秤 Q 的读数为 mgF，C 正确；两台秤的读数之和等于甲、乙两人的重力之和，D 正确。10身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在同一水平面上通过一轻杆进行顶牛比赛。企图迫使对方后退。设甲、乙两人对杆的推力分别是 F1、F 2，甲、乙两人身体因前
29、倾而偏离竖直方向的夹角分别为 1、 2，倾角 越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，如图 4 所示，若甲获胜，则( )图 4AF 1F 2， 12 BF 1F2， 1 2CF 1F 2， 1F2， 12解析：选 A 由于杆是轻杆，把杆当做甲或乙的一部分，由牛顿第三定律，F 1F 2，故B、D 错误；甲获胜是由于甲所受地面的最大静摩擦力大于乙所受地面的最大静摩擦力，故甲端杆的端点的位置较低，由受力分析和力的平衡可知， 12，故 A 对。二、非选择题(本题共 2 小题，共 40 分)11(18 分) 如图 5 所示，在台秤上放上盛有水的杯子，台秤示数为 G50 N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂边长
30、 a10 cm 的正方体金属块，金属块的密度 310 3 kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水深 h4 cm 时( 水未溢出)，弹簧测力计和台秤的示数分别为多少？(水的密度是 水 10 3kg/m3，g 取 10 m/s2)图 5解析：金属块的重力为：G 金 ga 3310 3100.13 N30 N金属块所受水的浮力为F 浮 水 ga2h10 3100.120.04 N4 N弹簧测力计的示数为FT G 金 F 浮 26 N根据牛顿第三定律得金属块对水的作用力大小为 F 浮 ，故台秤的示数为 FNGF 浮54 N。答案：26 N 54 N12(22 分) 如图 6 所示，高为 h
31、的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶，加速度大小为a，车厢顶部 A 点处有质量为 m 油滴落到地板上，若 O 点位于 A 点的正下方，则油滴落在地板上的点应在 O 点左侧还是右侧？离 O 点距离为多少？油滴下落过程中对地球的作用力大小为多少？图 6解析：油滴离开车厢上的 A 点后，由于惯性在水平方向上保持原来的速度，而在竖直方向上做自由落体运动。在竖直方向上，由 h gt2 知12油滴的下落时间 t 2hg设油滴下落时车的速度为 v0，则在时间 t 内油滴的水平位移 x1v 0t 车的水平位移 x2v 0t at2 12由得油滴落在 O 点右侧，距 O 点的距离为x x1x 2 at2 h。12
32、ag油滴下落时地球对油滴的作用力大小为 mg，由牛顿第三定律可知，油滴对地球的作用力大小也是 mg。答案：右侧 h mgag教师备选题库1(2012鞍山模拟)如图 1 所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是( )图 1A向左行驶、突然刹车 B向右行驶、突然刹车C向左行驶、匀速直线运动 D向右行驶、匀速直线运动解析：选 B 简化模型如图所示，当小球在虚线位置时，小
33、球、车具有向左的加速度，车的运 动情况可能为：向左加速行驶 或向右减速行驶，A 错误，B 正确；当车匀速运动时，无论向哪个方向运动，小球均处于竖直位置不摆动， C、D 错误。2(2013无锡模拟)有人设计了一种交通工具，在平板车上装了一个电风扇，风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，如图 2 所示。对于这种设计。下列分析中正确的是( )图 2A根据牛顿第二定律，这种设计能使小车运行B根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运行C这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二定律D这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律解析：选 D 风扇吹出风时，风对风扇叶
34、片产生向右的作用力，风扇运转时吹出的风打到风帆上时，风会给风帆一个向左的作用力，根据牛顿第三定律，对于整个装置而言，作用力和反作用力大小相等，属于内力，小车不会前进。3(2012肥城模拟)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用” 。把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图 3 所示。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论( )图 3A作用力与反作用力同时存在B作用力与反作用力作用在同一物体上C作用力与反作用力大小相等D作用力与反作用力方向相反解析：选 ACD 由题图可知：两个力传感器的相互作用
35、力属于作用力和反作用力，它们同时存在、大小相等、方向相反、作用在两个物体上，故 A、C、D 正确。4(2012福州模拟)在水平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 所示，则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是( )图 4A小车匀速向左运动B小车可能突然向左加速运动C小车可能突然向左减速运动D小车可能突然向右减速运动解析：选 BD 如果小车正在向左匀速运动，突然加速，则碗中的水由于惯性仍保持原有的速度，就会向右洒出，故 B 正确；如果小车正向右匀速运动，突然减速，则碗中的水由于惯性仍保持原来的速度，就会向右洒出，故 D 正确。5(2012
36、南宁模拟)如图 5 所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止。关于小球与列车的运动，下列说法正确的是( )图 5A若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动解析：选 BC 列车加( 减)速时，小球由于惯性保持原来的运动状态不变，相对于车向后(前)滚动，选项 B、C 正确。6(2012成都模拟)如图 6 所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为 m 的物体 A，A 与地面的摩擦不计。图 6(1)当卡车以 a1 g 的加速度运动时，绳的拉力为 mg，则 A 对地面
37、的压力为多大？12 56(2)当卡车的加速度 a2g 时，绳的拉力为多大？解析：(1)卡车和 A 的加速度一致，由图知绳的拉力的分力使 A 产生了加速度，故有mgcos m g56 12解得 cos ，sin 35 45设地面对 A 的支持力为 FN，则有FNmg mgsin mg56 13由牛顿第三定律得，A 对地面的压力为 mg。13(2)设地面对 A 弹力为零时，物体的临界加速度为 a0，则 a0gcot g34故当 a2ga 0时，物体已飘起，此时物体所受合力为 mg，则由三角形知识可知，拉力F2 mg。mg2 mg2 2答案：(1) mg (2) mg13 2牛顿第二定律1内容物体加
38、速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2表达式Fma。3适用范围(1)只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系；(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理微观粒子的高速运动问题。牛顿第二定律的“五个性质”(1)矢量性：公式 Fma 是矢量式，任一时刻， F 与 a 同向。(2)瞬时性：a 与 F 对应同一时刻，即 a 为某时刻的加速度时，则 F 为该时刻物体所受到的力。(3)因果性：F 是产生 a 的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力。(4)同一性：加速度 a 相对同一惯性系(一般指地面) 。Fma 中，F、m、a
39、 对应同一物体或同一系统。Fma 中，各量统一使用国际单位。(5)独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律。物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和。分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律，即：F xma x，F yma y。1关于力和运动关系的几种说法中，正确的是( )A物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向B物体所受合外力不为零时，其速度不可能为零C物体所受合外力不为零时，其加速度一定不为零D物体所受合外力变小时，一定做减速运动解析：选 C 由牛顿第二定律 Fma 可知，物体所受合外力的方向就是物体加速度的方向，但合外力的方向与运动方向没有必然联系
40、。合外力的方向可以与物体的运动方向相同(例如匀加速直线运动)，也可以与物体的运动方向相反(例如匀减速直线运动)，还可以与物体的运动方向不在同一条直线上(例如曲线运动) ，故 A 错；物体所受合外力不为零，说明其加速度不为零，但其速度可能为零(如物体竖直上抛上升到最高点时) ，故 B 错，C 对；当物体所受合外力减小时，其加速度一定减小，若此时合外力的方向与物体的运动方向相同，则物体仍做加速运动，故 D 错。牛顿运动定律的应用1两类动力学问题(1)已知受力情况求物体的运动情况；(2)已知运动情况求物体的受力情况。2解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁” ，由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解，
41、具体逻辑关系如图321。图 3211两类动力学问题的基本解题方法(1)由受力情况判断物体的运动状态：先求出几个力的合力；由牛顿第二定律求出加速度；根据运动学公式，求出物体在任一时刻的速度和位移。(2)由运动情况判断物体的受力情况：已知加速度或根据运动规律求出加速度；应用力的合成和分解法则或正交分解法求出牛顿第二定律中的合力；由合力确定各方向上未知力的大小。2两类动力学问题的解题步骤(1)明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体。(2)分析物体的受力情况和运动情况。画好受力分析图和过程图，明确物体的运动性质和运动过程。(3)选取正方向或建立坐标系。通常以加速度的方向为正方向或以
42、加速度方向为某一坐标轴的正方向。(4)求合外力 F 合 。(5)根据牛顿第二定律 Fma 列方程求解，必要时要对结果进行讨论。2如图 322 所示，抗震救灾运输机在某场地缷放物资时，通过倾角为 30的固定光滑斜轨道面进行。有一件质量为 m2.0 kg 的小包装盒，由静止开始从斜轨道的顶端 A 滑至底端 B，然后又在水平面上滑行一段距离后停下。若 A 点距离水平面的高度 h5.0 m，重力加速度 g 取 10 m/s2(不计斜面和地面接触处的能量损耗) ，求：图 322(1)包装盒由 A 滑到 B 所经历的时间；(2)若小包装盒与地面间的动摩擦因数为 0.5，包装盒在水平地面上还能滑行多远？解析
43、：(1)对物体进行受力分析，由牛顿第二定律，得：mgsin ma，agsin 5 m/s 2包装盒沿斜面由 A 到 B 的位移为 xAB 10 mhsin 30设包装盒由 A 到 B 做匀加速运动的时间为 t则 xAB at212解得：t 2 s。2xABa(2)由牛顿第二定律有 mgma在 B 点速度 vat代入数据，得 x 10 m。v22a答案：(1)2 s (2)10 m单位制1单位制由基本单位和导出单位一起组成了单位制。2基本单位基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间、长度，它们的国际单位分别是 kg、s、m。3导出单位由基本量根据逻辑关系推导出的其他物理量的单位。
44、国际单位制中的七个基本物理量和基本单位物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号长度 l 米 m质量 m 千克 kg时间 t 秒 s电流 I 安培 A热力学温度 T 开尔文 K物质的量 n 摩尔 mol发光强度 Iv 坎德拉 cd3关于单位制，下列说法中正确的是( )Akg、m/s 、N 是导出单位Bkg、m、C 是基本单位C在国际单位制中，时间的基本单位是 sD在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的解析：选 CD kg、m 是基本单位，m/s、N 、C 是导出单位，在国际单位制中，时间的基本单位是 s，力的单位是根据牛顿第二定律定义的，C、 D 选项正确。瞬时性问题分析命题分析 加
45、速度与力的瞬时对应关系是高考中的重要考点，考查的题型有选择和计算；在高考中可单独命题，也可与其他知识综合命题。例 1 在动摩擦因数 0.2 的水平面上有一个质量为 m1 kg 的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成 45 角的不可伸长的轻绳一端相连，如图 323 所示。此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，取 g10 m/s2。求：图 323(1)此时轻弹簧的弹力大小；(2)小球的加速度大小和方向。解析 (1)水平面对小球的弹力为零，小球在 绳没有断时 受到绳的拉力 FT、重力 mg 和弹簧的弹力 F 作用而处于平衡状态，依据平衡条件得竖直方向有：F Tco
46、s mg，水平方向有：F Tsin F，解得弹簧的弹力为：Fmgtan 10 N(2)剪断绳后小球在竖直方向仍平衡，水平面支持力与重力平衡 FNmg，在水平方向上，由牛顿第二定律得小球的加速度为：a 8 m/s 2，方向水平向左。F FNm答案 (1)10 N (2)8 m/s 2 方向水平向左 瞬时性问题的分析方法及注意事项(1)分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此 类问题应注意以下几种模型：特性模型 受外力时的形变量力能否突变产生拉力或支持力质量 内部弹力轻绳 微小不计 可以 只有拉力没有支持力橡皮绳 较大 不能 只有
47、拉力没有支持力轻弹簧 较大 不能 既可有拉力也可有支持力轻杆 微小不计 可以 既可有拉力也可有支持力不计 处处相等(2)在求解瞬时性加速度问题时应注意：物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新 进行受力分析和运动分析。加速度可以随着力的突变而突变，而速度的 变化需要一个 过程的积累，不会 发生突变。 变式训练 1如图 324 所示，轻弹簧上端与一质量为 m 的木块 1 相连，下端与另一质量为M 的木块 2 相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块 1、2 的加速度大小分别为 a1、a 2。重力加速度大小为 g。则有( )图 324Aa 10，a 2gBa 1g，a 2gCa 10，a 2 gm MMD. a1g，a 2 gm MM解析：选 C 木板抽出前，由平衡条件可知弹簧被压缩产生的弹力大小为 mg。木板抽出后瞬间，弹簧弹力保持不变，仍为 mg。由平衡条件和牛 顿 第二定律可得 a10，a 2 g。m MM两类动力学问题的分析命题分析 动力学问题属高考中的重要考点，常结合直线运动
