牛顿运动定律复习学案.doc

牛顿运动定律复习学案（一轮）
高三年级物理组 张永明
学习目标： 1，力与运动间关系的研究历史。
2．掌握牛顿第一定律的内容及其应用。能辨析惯性和惯性定
律。
3.能理解和应用牛顿第三定律，区分作用力与反作用力。
4.理解牛顿第二定律并能知道其应用范围。
5..能应用牛顿第二定律解决两类动力学问题。
6．超重和失重.。
课前自主学习完成：
1．关于力与运动的关系，亚里士多德、伽利略、牛顿三位科学家的观点各是什么？
2．惯性和惯性定律有何区别？用什么来比较物体惯性大小？
3．牛顿第二定律的内容是什么？F、m、a有什么定量关系？
4．F=ma中怎么理解其“五性”：
瞬时性：
矢量性;
同一性：
同时性：
独立性：
5.牛顿第三定律的内容及其表达式，作用力与反作用力和平衡力的区别与相同
点是什么？
6.什么叫超重、失重？各有什么特点？表达式是什么？
7．牛顿的两类应用及其分析方法和技巧有哪些？

课堂教学：
第一课时 牛顿第一定律和第三定律
一， 对牛顿第一定律、惯性的理解、应用
高考考点：
1. 了解力与运动关系的发展史。
2. 理解惯性及物体惯性大小的决定因素。
方法引导、针对训练：
【例1】.下列对物理学展史的表述，其中观点正确的是 （ ）
A．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动
B．牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动
C．牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例
D．伽利略根据理想实验推论出，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

能力提升:
例题，(2012高考) .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
【例2】在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则 （ ）
A．向北跳最远 B．向南跳最远
C．向东向西跳一样远，但没有向南跳远 D．无论向哪个方向都一样远
【例3】．关于惯性在实际生活中的应用，下列说法中正确的是(　　)
A．运动员在跳远时助跑，是为了增大起跳时的惯性
B．运动员在掷标枪时助跑，是为了利用惯性
C．手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大它转动的惯性
D．战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性
总结：惯性与什么有关?惯性定律与惯性有什么本质不同？

强化提升：
1．如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体A从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是
A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线
C．无规则曲线 D．抛物线
2．如图3所示，在水平平直公路上匀速行驶的小车的车顶上，用绳子悬挂着一个小球．
(1)若剪断绳子，小球将落至A、B、C中的________点；
(2)若剪断绳子的同时小车速度突然减小，小球的落点将偏向B点的________方；(选填“前”或“后”)
(3)若剪断绳子的同时小车速度突然增大，小球的落点将偏向B点的________方．(选填“前”或“后”)
二．牛顿第三定律
１、 教学要求
１） 理解力在相互作用的过程中同时成对产生，分别作用于发生相互作用的物体上；
２） 理解作用力和反作用力的性质及其和平衡力的区别
３） 从力的时间效果和空间效果认识作用力和反作用力

提问：牛顿第三定律的内容是什么？作用力与反作用力有什么特点？与平衡力有什么区别？

方法引导、针对训练：
例题1，路面上行驶的汽车，有哪些物体间发生了相互作用，生了几对作用力和反作用力，分别是哪几对，这些作用中产生的力有什么特点？(不计空气阻力)
学生：

总结：

针对训练：
2．对于牛顿第三定律的理解，下列说法中正确的是(　　)
A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失
B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力
C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的作用力可以是摩擦力
D．作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡
3．如下图所示，四个完全相同的弹簧都处于水平位置，它们的右端受到大小皆为F的拉力作用，而左端的情况各不相同：
①中弹簧的左端固定在墙上，②中弹簧的左端受大小也为F的拉力作用，③中弹簧的左端拴一小物块，物块在光滑的桌面上滑动，④中弹簧的左端拴一小物块，物块在有摩擦的桌面上滑动。若认为弹簧的质量都为零，以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量，则有(　　)

A．l2>l1 B．l4>l3 C．l1>l3 D．l2＝l4
总结：

能力提升：
1．(四川南充)如图所示，在地面上固定一根质量为M的竖直木杆，一个质量为m的人以加速度a沿杆匀加速向上爬，在上述过程中，地面对木杆的支持力大小为(　　)
A．Mg＋mg－ma B．(m＋M)g
C．Mg＋mg＋ma D．Mg
2．探究作用力与反作用力关系的实验装置如图甲所示，其中A、B是两个力传感器，B固定在木块C上。
(1)固定木块，用A拉B，传感器显示两钩子受力随时间变化的图象如图乙所示。

　根据图象得出的结论是：
①________________　②________________ ③________________
(2)放开木块，用A拉B向右运动，上述结论是否仍成立？________

第二课时 牛顿第二定律
活动与探究1
1．从牛顿第二定律可知，无论怎么小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用力推一个很重的箱子时却推不动它（如图所示），这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？

总结： F是合力

2．一个玩具火箭有两个发动机，可以提供大小相等的推力，当这两个发动机同时向前推火箭时，火箭的加速度为3 m/s2。如果这两个发动机以互成120°角的力推火箭，求火箭的加速度。

总结：有那个方向的合力就有那个方向的加速度

迁移与应用1
如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg。（g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）
（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；
（2）求悬线对球的拉力。

总结：
（1）牛顿第二定律的性质
①矢量性：牛顿第二定律的公式是矢量式，任一瞬间，a的方向均与F的方向一致。
②瞬时性：加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。
③同体性：F、m及a是对同一物体或同一系统而言的。
④独立性：即力的独立作用原理，当物体受多个力作用时，每一个力都产生一个加速度，物体运动的加速度为每个力产生的加速度的矢量和。
⑤相对性：物体的加速度必须是对静止的或匀速直线运动的参考系而言的。对加速运动的参考系不适用。
（2）用牛顿第二定律解题的一般步骤：

合外力、加速度与速度的关系
活动与探究2
1．关于加速度的两个公式a＝、a＝，哪一个公式是加速度的定义式？哪一个公式是加速度的决定式？
2．物体所受的合外力F、加速度a、速度v三者在大小和方向上有什么关系？

迁移与应用2
在平直轨道上运动的车厢中，在光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度，如图所示。当旅客看到弹簧的长度变长时，对火车运动状态的判断可能是（　　）
A．火车向右方运动，速度在增加中
B．火车向右方运动，速度在减小中
C．火车向左方运动，速度在增加中
D．火车向左方运动，速度在减小中
总结：
（1）牛顿第二定律不仅指出了物体的加速度的大小与合外力之间的关系，而且也指明了加速度与合外力之间的方向关系，即加速度a的方向就是合外力F的方向，反过来说合外力F的方向就是加速度a的方向。
（2）加速度a的大小和方向由物体的合力决定，而物体速度v的变化则由a和v的方向关系决定，a与v同向物体做加速运动，a与v反向物体做减速运动。
（3）a＝是加速度的定义式，a＝是加速度的决定式，揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。
三、牛顿第二定律的瞬时性
活动与探究3
如图所示，质量均为m的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态。如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬间加速度各是多少？

迁移与应用3
1．如图3－2－4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、a2。重力加速度大小为g。则有(　　)
A．a1＝0，a2＝g B．a1＝g，a2＝g
C．a1＝0，a2＝g D. a1＝g，a2＝g
总结：
分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后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。此类问题应注意两种基本模型的建立。
（1）刚性绳（或接触面）：认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断（或脱离）后，其中弹力立即发生变化，不需要形变恢复时间，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）弹簧（或橡皮绳）：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变。

第三课时 牛顿定律应用
一，已知受力情况确定运动情况
例题1，质量为M的列车，在牵引力F的作用下，从静止出发沿平直轨道运动，途中撤去外力，使到站时速度恰好为零，而行驶的路程为s。设阻力大小恒为，求列车行驶的时间t及途中达到的　最大速度。
解析：

问题：你是按照什么样的方法和步骤分析的？

二，已知运动情况确定受力情况
例题2， 如图所示，质量M =10 kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，动摩擦因数μ=0.02，在木楔的倾角为30°的斜面上，有一个质量m=1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行路程s=1.4 m时，其速度v=1.4 m/s.在这个过程中木楔未动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.（重力加速度g=10 m/s2）
解析：

问题：你是按照什么样的方法和步骤分析的？本题与上题在类型上有什么区别？
总结总结]

总结：
一，从受力情况分析运动情况的一般解题步骤：

[来源:学#科#网]
二，从运动情况分析受力情况的一般解题步骤：

能力提升：
1. 将木块A、B靠在一起放在水平桌面上，A、B的质量分别为mA、mB。用水平力F推A，使A和B一起沿水平桌面做匀加速运动，如图所示，在以下两种情况下，
⑴水平桌面为光滑平面
⑵A、B木块与水平桌面之间的动摩擦因数为均为
求A、B之间的相互作用力各为多大？
A
B
F

[来源:学科网ZXXK
2. 将一小球以24m/s的初速度竖直向上抛出，抛出后经2s上升到最高点。若小球运动中所受空气阻力大小不变，试求：
⑴小球上升的最大高度为多大？
⑵小球从最高点落回抛出点所用的时间是多少？
⑶落回抛出点时，小球运动速度为多大？

3，.如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0)，用t1、t2、t3依次表示滑环到达d所用的时间，则（ ）
a
b
c
d
A． t1 < t2 < t3
B． t1 > t2 > t3
C． t3 > t1 > t2
D.t1 = t2 = t3

4．如图3－2－2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m＝2.0 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h＝5.0 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：
(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？

第四课时 超重与失重
一．超重与失重
1．人站在体重计上不动时，体重计的示数就显示人的体重。当人下蹲或起立过程中，体重计的示数会发生变化。人从站立状态到完全蹲下，体重计的示数如何变化？

2．发生超重时物体的重力变化了吗？发生超重时物体可能怎样运动？

3．发生失重时物体的重力减小了吗？发生失重时物体可能怎样运动？

4．什么是完全失重？物体的重力消失了吗？

例1：质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？（g取10 m/s2）
（1）升降机匀速上升；
（2）升降机以3 m/s2的加速度加速上升；
（3）升降机以4 m/s2的加速度加速下降；
（4）升降机以重力加速度g加速下降.

总结：
（1）失重是重力减少吗？超重是重力增加吗？完全失重是重力消失吗？怎么解释这些现象？超重状态表达式：_____________________.失重状态表达式：____________________
（2）超（失）重现象与哪些因素有关？
（3）什么时候视重与重力相等？
（4）物体在什么状态下完全失重？此状态有什么特点？
针对训练：
1质量为60 kg的人站在升降机的体重计上，如图所示，当升降机做下列各种运动时，体重计读数是多少？（g取10 m/s2）
（1）升降机匀速上升。
（2）升降机以4 m/s2的加速度加速上升。
（3）升降机以5 m/s2的加速度加速下降。
（4）升降机以重力加速度g加速下降。

2.(2013·河南三市联考)如图所示，在一升降机内，一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上，弹簧的下端固定在升降机的地板上，弹簧保持竖直。在升降机运行过程中，物块未曾离开升降机的天花板。当升降机向上运动时，其v－t图象如图所示，下面给出的地板所受压力F1和升降机天花板所受压力F2随时间变化的定性图象，可能正确的是( )。

第五课时 牛顿运动定律的综合应用
一，应用牛顿定律解决动力学中的临界问题：
30°
例题一. 将质量M=10kg的小球，挂在倾角为30°的光滑斜面上， 如图所示，则，
⑴当斜面以加速度a为向右运动时，绳子受到的拉力及小球对斜面的压力各为多大？
⑵要使小球对斜面的压力为零，则斜面的加速度至少为多大？
⑶如果使绳子的张力为零，斜面沿水平方向的加速度应向右还是向左？

总结：

二，牛顿运动定律解决传送带问题：
例题： .(2012·济宁模拟)如图所示，水平传送带A、B两端点相距x＝4 m，以v0＝2 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转，今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A点处，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数为0.4，g取10 m/s2.由于小煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕．则小煤块从A运动到B的过程中
1）.求小煤块刚开始运动时所受到的摩擦力大小与加速度大小。
2). 求煤块匀加速直线运动的时间
3）.如果提高传送带的运行速率，煤块就能较快地传送到B处，求煤块从A传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。

强化提升:
1,如图的传送皮带长20m，和水平的夹角为300，以5m/s匀速传递，现将一质量为m的物体无初速度的置于A端，物体和皮带间的动摩擦因数
求1、物体经多长时间到达B端。
2、使物体达到A端的时间最短，皮带传动的速度至少是多少？

2. 如图所示，绷紧的传送带，始终以2 m/s的速度匀速斜向上运行，传送带与水平方向间的夹角θ＝30°.现把质量为10 kg的工件轻轻地放在传送带底端P处，由传送带传送至顶端Q处. 已知P、Q之间的距离为4 m，工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝，取g＝10 m/s.
(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．

三， 整体法和隔离法在牛顿定律中的应用
　如图所示，在光滑水平面有质量分别为ｍ１和ｍ２的木块，用不可伸长的细绳连接，现用有一恒力Ｆ１作用于ｍ２上，使ｍ１、ｍ２一起向右运动，求细绳所受的拉力大小？
m1
m2
F

总结：
整体法与隔离法选取的原则:
系统问题是指在外力作用下几个物体连在一起运动的问题，系统内物体的加速度可以相同，也可以不相同，对该类问题处理方法如下：
1．整体法的选取
(1)适用情况：若系统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．
(2)处理方法：把系统内各物体看成一个整体(当成一个质点)来分析整体受到的外力，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
(1)适用情况：若系统内各物体的加速度不相同，且需要求物体之间的作用力．
(2)处理方法：把物体从系统中隔离出来，将内力转化为外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列方程求解，隔离法是受力分析的基础，应重点掌握．

能力提升：
1.（２０１３年山东高考题）：5. 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

2、 (2009安徽高考)在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残奥会运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神，为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化为一根不可伸缩的轻绳跨过轻质定滑轮一端挂吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住。如图所示，设运动员的质量为65kg，吊椅质量为15kg，不计定滑轮和绳子间的摩擦，重力加速度为10m/s²，当运动员与吊椅一起以加速度a=1m/s²上升时，试求：
①运动员竖直向下拉绳子的力
②运动员对吊椅的压力

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