高三物理008.doc

东北师范大学附属中学网校（版权所有 不得复制）期数： 0509 WLG3 008学科：物理 年级：高三 编稿老师：王晔 审稿老师：张凤莲 同步教学信息复 习 篇高考物理总复习第三章 牛顿运动定律 【考试要求】内容要求说明1牛顿第一定律惯性2牛顿第二定律质量3牛顿第三定律4牛顿力学的适用范围5牛顿定律的应用4超重和失重5国际单位制（SI）中的力学单位1在牛顿力学的适用范围问题中可介绍质量和速度的关系2用牛顿定律处理连接体的问题时，只限于各个物体的加速度的大小和方向都相同的情况【知识结构图】 牛顿定律 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 惯 性 物体的平衡：静止、匀速直线运动 动力学两类基本问题 受力情况 运动情况 连接体问题：隔离法、整体法 匀变速 直线运动 平行四边 形定则 研究对象 简谐振动（一）牛顿第一定律 1. 牛顿第一定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。2. 惯性：一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。3. 牛顿第一定律的理解要点： （1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。（2）它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速的原因。（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质惯性。（4）不受力的物体是不存在的。牛顿第一定律不能用实验直接验证，它是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的，它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法：通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律。（5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。4. 物体的惯性的理解要点： （1）惯性是指物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，不能克服和避免。（2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动，是否受力无关。对任何物体，无论它是运动还是静止，无论是运动状态改变还是不变，物体都有惯性。（3）物体惯性的大小是描述物体保持原来的运动状态的本领强弱，物体惯性大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，惯性大小仅与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的量度。物体质量越大，运动状态越难改变，即惯性越大。（4）惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质，力是物体对物体的作用， 1. 做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？ （向左）2. 火车在平直轨道上匀速行驶，门窗密闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为DA. 人跳起后，厢内空气所给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动B. 人跳起的瞬间，车厢地板给它的一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动C. 人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已D. 人跳起后直到落地，在水平方向上人和车绐终具有相同的速度（二）牛顿第二定律1. 牛顿第二定律内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方面相同。2. 牛顿第二定律的理解要点： （1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础。对牛顿第二定律的数学表达式，是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。（3）牛顿第二定律，是矢量，ma也是矢量且ma与的方向总是一致的，可以进行合成与分解，ma也可以进行合成与分解，用牛顿第二定律研究三维平面或三维空间问题时，往往选择适当的坐标系，牛顿第二定律的分量式为。3.如图所示，电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？分析与解：对人受力分析，他受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff作用，如图1所示.取水平向右为x轴正向，竖直向上为y轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：Ff=macos300, FN-mg=masin300因为，解得.300aFNmgFfxyxaxayx（4）牛顿第二定律定义了力的基本单位：牛顿。因为根据加速度与力的关系和加速度与质量关系有，写成等式有，为了使表达式最简单，定义使质量为1kg的物体产生的加速度的作用力为1N，从而使比例系数K=1。因此用研究问题时要用统一的单位制：m用kg，a用，用N。（5）牛顿第二定律具有同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定要把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。(m+M)gFF4.一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人的拉力。(g=9.8m/s2)分析与解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图所示，F为绳的拉力,由牛顿第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)a则拉力大小为：（6）牛顿第二定律只适用于宏观世界的物体，不适用于微观粒子；只适用于低速运动的物体，不适用于高速（相对于光速）运动的物体；只适用于惯性参考系（三）超重和失重 1超重 (1)概念：物体对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力大于物体重力的现象，叫超重 (2)物体加速上升或减速下降时，即具有向上的加速度时，处于超重状态2失重 (1)概念：物体对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力小于物体重力的现象，叫失重. (2)物体加速下降或减速上升时，即具有向下的加速度时，3完全失重 (1)物体对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力为零的现象，叫完全失重 (2)物体以a=g加速下降或减速上升时,物体处于完全失重状态注意：超重不是物体的重力增加了，失重不是物体的重力减小了，完全失重不是重力消失了所谓超重和失重是指由于物体产生加速度而产生了视重的变化5.在升降机的地板上放一台秤，一人站在秤上，用G表示升降机匀速运动时秤的示数，用G1和G2分别表示升降机以大小为a的加速度匀加速上升和匀减速下降时秤的示数，则C AG2 GG1 BG G2G1 CGG1 =G2 DG1= G2g时，则小球将“飘”离斜面，只受两力作用，如图所示，此时细线与水平方向间的夹角450.由牛顿第二定律得：Tcos=ma,Tsin=mg,解得。4. 必须会分析传送带有关的问题。SPQV例4.如图所示，某工厂用水平传送带传送零件，设两轮子圆心的距离为S，传送带与零件间的动摩擦因数为，传送带的速度恒为V，在P点轻放一质量为m的零件，并使被传送到右边的Q处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动，则传送所需时间为 .分析与解：刚放在传送带上的零件，起初有个靠滑动摩擦力加速的过程，当速度增加到与传送带速度相同时，物体与传送带间无相对运动，摩擦力大小由f=mg突变为零，此后以速度V走完余下距离。由于f=mg=ma,所以a=g.加速时间 加速位移 通过余下距离所用时间 共用时间 例5.如图所示，传送带与地面的倾角=37，从A到B的长度为16，传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5的物体，它与传送带之间的动摩擦因数=0.5，求物体从A运动到B所需的时间是多少？(sin37=0.6,cos37=0.8) A N a1 N f2 B a2 f1 mg mg (a)(b)分析与解：物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑，受力分析如图所示；当物体加速至与传送带速度相等时，由于tan，物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带的速度，传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，物体继续加速下滑，受力分析如图 (b)所示。综上可知，滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。 开始阶段由牛顿第二定律得:sincos=a1;所以:a1=sincos=10m/s2;物体加速至与传送带速度相等时需要的时间1a11s;发生的位移：a112/2516;物体加速到10m/s 时仍未到达B点。第二阶段，有：sincosa2 ;所以：a22m/s 2;设第二阶段物体滑动到B 的时间为t2 则：LABS2a22/2 ；解得：t21s , 2/=-11s （舍去）。故物体经历的总时间=t1t 2 =2s .从上述例题可以总结出，皮带传送物体所受摩擦力可能发生突变，不论是其大小的突变，还是其方向的突变，都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。 - 6 -