力學(xué)（三）牛頓運動定律◎目標導(dǎo)航一、牛頓第一運動定律二、牛頓第二運動定律三、單位制四、牛頓第三運動定律五、整體法和隔離法六、超重和失重◎知識精講一、牛頓第一定律（1）內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)．（2）慣性：物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性。牛頓第一定律又叫慣性定律。①慣性是物體的固有屬性之一，與其所在的地理位置、運動狀態(tài)、時間次序以及是否受力等均無關(guān)②慣性大小的量度是質(zhì)量③慣性不是力【例1】．以下關(guān)于慣性的說法正確的是（）A．高速運動的物體不容易停下來，所以物體運動速度越大，慣性越大 B．用相同的水平力，分別推放在地面上的兩個材料不同的物體，則難以推動的物體慣性大 C．勻速行駛中的客車突然剎車，乘客向前傾，這是由于慣性所引起的 D．物體不受外力作用時才有慣性二、牛頓第二定律（1）內(nèi)容：物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比．（2）表達式：F合＝ma．（3）適用范圍：①宏觀（相對于分子、原子）．②低速（遠小于光速）．③慣性系（相對地面靜止或勻速直線運動）．（4）對牛頓第二定律的進一步理解①矢量性：加速度a與合外力F合都是矢量，且方向總是相同．②瞬時性：加速度a與合外力F合同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，是瞬時對應(yīng)的．③同體性：加速度a與合外力F合是對同一物體而言的兩個物理量．④獨立性：每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和，合加速度總是與合外力相對應(yīng)．⑤因果性：受力是原因，產(chǎn)生加速度是結(jié)果．（5）解題基本思路步驟①準確審題，確定研究對象。②采用隔離和整體法，正確受力分析。③建立坐標系，確定一個正方向，正交分解力。④根據(jù)牛頓第二定律列式求解。（6）兩類基本問題①受力加速度a運動狀態(tài)。②運動狀態(tài)加速度a受力?！纠?】．如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體靜止于水平面上?，F(xiàn)用大小為40N，與水平方向夾角為37°的斜向上的力拉物體，使物體沿水平面做勻加速運動，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為（g取10m/s2，sin37°＝，cos37°＝）。（1）物體的加速度是多大？（2）若拉力作用2s后撤去，則物體全程的位移多大？【例3】．兩個完全相同的物塊a、b，在水平面上以相同的初速度從同一位置開始運動，圖中a直線表示a物體不受拉力作用、b直線表示b物體受到水平拉力F＝作用的υ﹣t圖象，求：（1）a、b運動的加速度的大?。唬?）8s末a、b間的距離；（3）物塊的質(zhì)量．三、單位制（1）國際單位制中的基本物理量和基本單位（只有以下7個）物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號力學(xué)長度l米m質(zhì)量m千克kg時間t秒s電磁學(xué)電流I安（培）A熱學(xué)熱力學(xué)溫度T開（爾文）K光學(xué)物質(zhì)的量n摩（爾）mol發(fā)光強度I坎（德拉）cd（2）基本單位、主單位、輔助單位的區(qū)別：①長度的基本單位是米（m），除此之外還有厘米（cm），毫米（mm）等輔助單位。②基本物理量之外都有各自主單位，如米/秒（m/s）、帕斯卡（Pa）、牛頓（N）、特斯拉（T）等。③所有單位可以用基本物理量的單位來導(dǎo)出表示，也稱導(dǎo)出單位，如1特斯拉（T）=kg/(s2·A)?！纠?】．下面哪一組單位屬于國際單位制的基本單位（）A．米、牛頓、千克 B．千克、焦耳、秒 C．米、千克、秒 D．米/秒2、千克、牛頓四、牛頓第三定律（1）內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．（2）作用力與反作用力的區(qū)別：相同點：①大小相同；②方向在同一直線上；③性質(zhì)相同；④同時出現(xiàn)、變化、消失。不同點：①方向不同；②作用對象不同；③作用效果不同。（3）相互作用力與平衡力的區(qū)別：相同點：大小相等，方向相反，作用在一條直線上。不同點：①相互作用力是分別作用在兩個物體上，而平衡力是作用在同一物體上；②相互作用力的性質(zhì)一定相同，但平衡力的性質(zhì)不一定相同；③相互作用力一定是同時產(chǎn)生，同時消失，但平衡力各自獨立，不一定同時變化。【例5】．汽車能拉著拖車在平直公路上做加速運動，是因為（）A．汽車對拖車的拉力大于拖車對汽車的拉力 B．汽車對拖車的拉力等于拖車對汽車的拉力 C．汽車先對拖車施加拉力，然后才產(chǎn)生拖車對汽車的拉力 D．汽車對拖車的拉力大于地面對拖車的摩擦阻力五、整體法和隔離法整體法：把兩個或兩個以上相互連接的物體看成一個整體，此時不必考慮物體之間的作用內(nèi)力．隔離法：當求物體之間的作用力時，就需要將各個物體隔離出來單獨分析．解決實際問題時，將隔離法和整體法交叉使用，有分有合，靈活處理．【例6】．如圖所示，兩木塊的質(zhì)量M是m的二倍，水平面光滑，當用水平力F分別推m和M時，兩物體之間彈力之比N1：N2應(yīng)為（）A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．3：1六、超重和失重（1）超重是指視重（彈簧秤）大于物體本身重力的現(xiàn)象；失重是指視重小于物體本身重力的現(xiàn)象。（2）豎直方向運動的物體，其超重和失重本質(zhì)上是向上加速或向下加速導(dǎo)致。F為物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦?，G為物體在地球表面的重力?，F(xiàn)象實質(zhì)超重F>Ga豎直向上或豎直向上有分量失重F<Ga豎直向下或豎直向下有分量完全失重F=0具有豎直向下的加速度，且a＝g（3）宇航員在太空站處于完全失重狀態(tài)，失重原因不同于上述內(nèi)容，是萬有引力充當向心力?！纠?】．如圖，質(zhì)量為m的小球掛在電梯的天花板上。電梯在以大小為的加速度向下加速運動的過程中，小球（）A．處于失重狀態(tài)，所受拉力為 B．處于失重狀態(tài)，所受拉力為 C．處于超重狀態(tài)，所受拉力為 D．處于超重狀態(tài)，所受拉力為【例8】．如圖，A、B兩物塊疊放在一起，以相同的初速度豎直向上拋出后，不計空氣阻力，若A的重力為GA，A對B的作用力為F，則（）A．在上升和下降過程中，F(xiàn)均為零 B．上升過程中，F(xiàn)大于GA C．下降過程中，F(xiàn)大于GA D．在上升和下降過程中，F(xiàn)均等于GA【例9】．來到許愿樹下，許老師把許的心愿用綢帶系在兩個小球上并拋到樹上，這一情景可以簡化為如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的物體A、B用細線連接，懸掛在定滑輪上，定滑輪固定在天花板上。已知M＞m，滑輪質(zhì)量及摩擦均不計，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．細線上的拉力一定等于mg B．細線上的拉力可能大于Mg C．細線上的拉力等于m+M2g D．天花板對滑輪的拉力等于T′＝2T＝◎鞏固練習(xí)1.如圖所示船夫站在水平甲板上撐桿使船離岸,該過程中()A.船夫和船之間存在摩擦力B.岸對桿的作用力大于桿對岸的作用力C.桿的彎曲是由桿對岸的作用力引起的D.船夫?qū)U的力和岸對桿的力是一對相互作用力2.牛頓第三定律說明了力的作用是相互的，一個作用力必然會產(chǎn)生另外一個同樣大小且方向相反的作用力。小明用手托著一塊磚，開始時靜止不動，后來手突然向上加速運動，下列判斷錯誤的是（）A.靜止時，磚塊受到的支持力等于磚塊的重力B.加速時，磚塊對手的壓力大于磚塊的重力C.靜止時，磚塊受到的支持力等于磚塊對手的壓力D.加速時，磚塊受到的支持力大于磚塊對手的壓力3.關(guān)于F1賽車，下列說法正確的是（）A.賽車起動時，地面對車輪的作用力等于車輪對地面的作用力B.賽車在直道行駛時，速度越大，其加速度也一定越大C.賽車轉(zhuǎn)彎時，速度方向改變，其慣性也隨之變化D.賽車高速通過終點后難以立即停下，表明速度越大，其慣性越大4.一輛高速行駛的F1賽車與一架靜止在發(fā)射場的航天飛機，兩者運動狀態(tài)較難改變的是，你判斷時依據(jù)的物理規(guī)律是，請寫出你判斷的邏輯過程:。5.牛頓運動定律與日常生活息息相關(guān)，下列有關(guān)牛頓運動定律的說法正確的是（）A.牛頓第一定律是牛頓第二定律在合外力為零情況下的特例B.向尾部噴氣使火箭加速的過程，可用牛頓第二定律和牛頓第三定律解釋C.我們用力提一個很重的箱子，卻提不動它，這跟牛頓第二定律有矛盾D.根據(jù)牛頓第二定律，運動物體的速度方向必定與其所受合力的方向相同6.在學(xué)習(xí)了牛頓第一定律之后，某同學(xué)想到用如下的方法取出羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿著球筒的中部，另一只手用力擊打羽毛球筒的上端，則（）A.該同學(xué)無法取出羽毛球B.羽毛球會從筒的下端出來C.羽毛球簡向下運動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來D.該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性7.我國自主研發(fā)制造的月球車“玉兔號”圓滿并且超額完成了探月任務(wù)，當“玉兔號”在地面和月球以相同的速率行駛時，下列判斷正確的是()A、在地球運動時的慣性較大 B、在月球運動時的慣性較大C、在地球和在月球運動時的慣性一樣大 D、在地球運動時的質(zhì)量較大8.在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡。在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度為()A．7m/sB．14m/sC．10m/sD．20m/s9.小明和小紅一起去冰雪嘉年華游玩兒，小紅與冰車靜止在水平冰面上，總質(zhì)量為m＝30kg，冰車與冰面間的動摩擦因數(shù)為μ＝，小明用21N的水平恒力推冰車，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)小紅與冰車的加速度a的大??；(2)經(jīng)過4s小紅和冰車運動位移x的大小。10.滑沙是國內(nèi)新興的一種旅游項目，如圖甲所示，游客坐在滑沙板上，隨板一起下滑，若將該過程處理成如圖乙所示模型，人坐在滑板上從斜坡的高處A點由靜止開始滑下，滑到斜坡底端B點后沿水平的滑道再滑行一段距離到C點停下來。若某人和滑板的總質(zhì)量m＝60.0kg，滑板與斜坡滑道和水平滑道的動摩擦因數(shù)均為μ＝，斜坡AB的長度l＝36m。斜坡的傾角θ＝37°(sin37°≈，cos37°≈0.8)，斜坡與水平滑道間是平滑連接的，整個運動過程中空氣阻力忽略不計，重力加速度g取10m/s2。(1)人從斜坡頂端滑到底端的時間為多少？(2)人滑到水平面上后還能滑行多遠？11.如圖所示，一質(zhì)量為m＝40kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計上。電梯從t＝0時刻由靜止開始上升，在0～6s內(nèi)體重計示數(shù)F的變化情況如圖所示。試問：在這段時間內(nèi)電梯上升的高度是多少？(取重力加速度g＝10m/s2)12.在某次運送肥料包裹時，無人機帶著質(zhì)量為m的包裹水平加速飛行，如下圖所示，則樹苗飛行的加速度為。(3分)13．無人機逐漸應(yīng)用到各民用領(lǐng)域，如今我國已成為世界民用無人機制造的領(lǐng)跑者。如圖所示的旋翼無人機依靠螺旋槳旋轉(zhuǎn)提供動力。若用G表示無人機重力，空氣對無人機作用力的大小記為F，無人機對空氣作用力的大小記為F?。無人機從地面起飛過程中速度的水平分量vx、豎直分量vy隨時間t的變化關(guān)系如圖所示。vvx/m·s?180102050vy/m·s?16t/s水平方向0102050t/s豎直方向3040（1）下列圖中能表示無人機沿直線斜向上勻速運動過程中受力情況的是FFGAOvFGBOvFGCOvFGDOv（2）由vy–t圖可知50s內(nèi)無人機上升高度為______m。（3）20s末無人機的速度大小為______m/s。（4）t=5s時，A．F=G，F(xiàn)?=G B．F>G，F(xiàn)?=GC．F=G，F(xiàn)?>G D．F>G，F(xiàn)?>G（5）由圖可知無人機在10～20s時間段內(nèi)做的是______（選涂：A．直線 B．曲線）運動。14.在一次“模擬微重力環(huán)境”的實驗中，實驗人員乘坐實驗飛艇到達6000m的高空，然后讓其由靜止下落，下落過程中飛艇所受空氣阻力為其重力的倍，實驗人員可以在飛艇內(nèi)進行微重力影響的實驗，當飛船下落到距地面的高度為3000m時，開始做勻減速運動，以保證飛艇離地面的高度不得低于500m，g取10m/s2。求:（1）飛艇加速下落的時間；（2）飛艇勻減速運動時的加速度不得小于多少？15.磁懸浮列車在水平直軌道上運行，不計一切阻力，當牽引力為F時，列車從靜止開始在t時間內(nèi)前進了x。如果牽引力增大為2F時，列車從靜止開始在t時間內(nèi)前進了（）16.在游樂場中，小明從滑梯上由靜止開始下滑(假設(shè)滑梯為斜面)，下列圖像可以表示他在滑梯上運動和受力情況的是()17.牛頓第二定律揭示了力的效果是如何改變物體運動狀態(tài)的，即受力是和運動一一對應(yīng)的。一個物體的質(zhì)量為2kg，它受到水平向右16N的拉力，接觸面的動摩擦因數(shù)為，g取10m/s2，根據(jù)牛頓第二定律可以求出物體的加速度為（）A.5m/s2B.6m/s2c.7m/s2D.8m/s218.油滴在運動過程中受到的阻力可由斯托克斯公式f=6πηrv計算（其