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2026版《三維設(shè)計(jì)》高三一輪復(fù)習(xí)物理第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第1講牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第一定律1.內(nèi)容:一切物體總保持狀態(tài)或狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2.意義:指出了力不是維持物體的原因,而是改變的原因;指出了一切物體都具有慣性。3.伽利略理想實(shí)驗(yàn)是牛頓第一定律的基礎(chǔ)。4.慣性(1)定義:物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。(2)三大特征①慣性是物體的屬性,與物體是否受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。②質(zhì)量是慣性大小的量度,質(zhì)量大的物體慣性,質(zhì)量小的物體慣性。③當(dāng)物體不受力或所受合外力為零時(shí),慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);當(dāng)物體所受合外力不為零時(shí),慣性表現(xiàn)為改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。牛頓第二定律1.內(nèi)容:物體加速度的大小跟它受到的作用力成、跟它的質(zhì)量成,加速度的方向跟作用力的方向。2.表達(dá)式:F=。3.適用范圍(1)牛頓第二定律只適用于慣性參考系,即相對(duì)于地面或的參考系。(2)牛頓第二定律只適用于物體(相對(duì)于分子、原子等)、運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。4.力學(xué)單位制(1)單位制:單位和單位一起組成了單位制。(2)基本單位:基本物理量的單位。國際單位制中基本物理量共七個(gè),其中力學(xué)有三個(gè),是、、,單位分別是、、。(3)導(dǎo)出單位:由基本物理量根據(jù)推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。牛頓第三定律1.作用力和反作用力:兩個(gè)物體之間的作用總是的。當(dāng)一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力,后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力。物體間相互作用的這一對(duì)力,通常叫作作用力和反作用力。2.內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小,方向,作用在。3.表達(dá)式:。4.意義:建立了相互作用的物體之間的聯(lián)系,體現(xiàn)了作用力與反作用力的相互依賴關(guān)系。1.牛頓第一定律指出,當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí),物體將處于靜止?fàn)顟B(tài)。()2.運(yùn)動(dòng)的物體慣性大,靜止的物體慣性小。()3.一定質(zhì)量的物體所受合外力越大,加速度越大。()4.千克、秒、米、庫侖、安培均為國際單位制的基本單位。()5.人走在松軟土地上下陷時(shí),人對(duì)地面的壓力大于地面對(duì)人的支持力。()1.〔多選〕(人教版必修第一冊·第四章第1節(jié)“練習(xí)與應(yīng)用”T1改編)下列對(duì)牛頓第一定律和慣性的分析正確的是()A.飛機(jī)投彈時(shí),如果當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)的正下方時(shí)投下炸彈,則能擊中目標(biāo)B.地球自西向東自轉(zhuǎn),人向上跳起來后,還會(huì)落到原地C.安全帶的作用是防止汽車剎車時(shí)人由于具有慣性仍向前運(yùn)動(dòng)而發(fā)生危險(xiǎn)D.向上拋出的物體,在空中繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)時(shí),肯定受到了向上的作用力2.〔多選〕(人教版必修第一冊·第三章第3節(jié)“拓展學(xué)習(xí)”改編)用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(DIS)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn),把兩個(gè)測力探頭的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉動(dòng),觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果(如圖所示),分析兩個(gè)力傳感器的相互作用隨著時(shí)間變化的曲線,以下結(jié)論正確的是()A.作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生B.作用力與反作用力作用在同一物體上C.作用力與反作用力大小相等D.作用力與反作用力的合力為零3.(人教版必修第一冊P98“練習(xí)與應(yīng)用”T6改編)如圖所示,有一輛滿載西瓜的汽車在水平路面向左沿直線做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為a,其中一質(zhì)量為m的西瓜A受到其他西瓜對(duì)它的作用力的合力為F,則關(guān)于F的大小和方向的判斷正確的是()A.F的大小為mgB.F的大小為maC.F的方向向右偏上D.F的方向水平向左
考點(diǎn)一對(duì)牛頓第一定律的理解1.牛頓第一定律的意義(1)提出慣性的概念:牛頓第一定律指出一切物體都具有慣性,慣性是物體的一種固有屬性。(2)揭示力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。2.牛頓第一定律與牛頓第二定律的關(guān)系牛頓第一定律和牛頓第二定律是相互獨(dú)立的。(1)牛頓第一定律告訴我們改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要力,力是如何改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的問題則由牛頓第二定律來回答。(2)牛頓第一定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來的,而牛頓第二定律是一條實(shí)驗(yàn)定律?!揪?】伽利略曾用如圖所示的“理想實(shí)驗(yàn)”來研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,則下列符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是()A.小球由靜止開始釋放,“沖”上對(duì)接的斜面B.沒有摩擦,小球上升到原來釋放時(shí)的高度C.減小斜面的傾角θ,小球仍然達(dá)到原來的高度D.繼續(xù)減小斜面的傾角θ,最后使它成水平面,小球沿水平面永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去【練2】某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球,一手拿著球筒的中部,另一手用力擊打羽毛球筒的上端,則()A.此同學(xué)無法取出羽毛球B.羽毛球會(huì)從筒的下端出來C.羽毛球筒向下運(yùn)動(dòng)過程中,羽毛球受到向上的摩擦力才會(huì)從上端出來D.該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性考點(diǎn)二牛頓第二定律的理解與應(yīng)用牛頓第二定律的性質(zhì)
根據(jù)牛頓第二定律,下列敘述正確的是()A.物體加速度的大小跟它的質(zhì)量和速度大小的乘積成反比B.物體所受合力必須達(dá)到一定值時(shí),才能使物體產(chǎn)生加速度C.物體加速度的大小與所受作用力中任一個(gè)的大小成正比D.當(dāng)物體質(zhì)量改變但其所受合力的水平分力不變時(shí),物體的水平加速度大小與其質(zhì)量成反比嘗試解答有兩個(gè)材質(zhì)相同的木塊,質(zhì)量分別為m、m2,先將質(zhì)量為m的木塊放于粗糙水平面上,若用大小為F的水平恒力推木塊,其加速度為a;再將質(zhì)量為m2的木塊放于同一粗糙的水平面上,若仍用大小為F的水平恒力推它,它的加速度為a',則(A.a'=a B.a'<2aC.a'>2a D.a'=2a嘗試解答合力、速度、加速度間的關(guān)系1.在質(zhì)量一定時(shí),物體的加速度由合力決定。合力大小決定加速度大小,合力方向決定加速度方向。合力恒定,加速度恒定;合力變化,加速度變化。2.做直線運(yùn)動(dòng)的物體,只要速度和加速度方向相同,速度就增大;只要速度和加速度方向相反,速度就減小。關(guān)于速度、加速度和合力之間的關(guān)系,下列說法中正確的是()A.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它所受合力是恒定不變的B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,它的速度、加速度、合力三者總是在同一方向上C.物體受到的合力增大時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)速度一定加快D.物體所受合力為零時(shí),一定處于靜止?fàn)顟B(tài)嘗試解答單位制的理解1.關(guān)于國際單位制的基本單位的兩個(gè)誤區(qū)警示(1)國際單位制中七個(gè)基本量除了有對(duì)應(yīng)的七個(gè)基本單位外,分別還有其他單位。比如基本量長度的單位除了基本單位“m”以外,還有“dm”“cm”“mm”等,但這些單位不是國際單位制單位。(2)用一個(gè)字母表示的單位也可能是導(dǎo)出單位,比如“N”“J”等。2.單位制的應(yīng)用比較物理量的大小比較某個(gè)物理量不同值的大小時(shí),必須先把它們的單位統(tǒng)一,再根據(jù)數(shù)值比較大小簡化計(jì)算過程在解計(jì)算題時(shí),已知量均采用國際單位制,計(jì)算過程中不用寫出各個(gè)量的單位,只要在式子末尾寫出所求量的國際單位即可推導(dǎo)物理量的單位物理關(guān)系式在確定各物理量之間的關(guān)系時(shí),同時(shí)也確定了各物理量的單位之間的關(guān)系,所以我們可以根據(jù)物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出物理量的單位判斷關(guān)系式的對(duì)錯(cuò)正確關(guān)系式等號(hào)左、右的單位應(yīng)該相同,若等號(hào)左、右的單位不同,則該關(guān)系式一定是錯(cuò)誤的汽車在高速行駛時(shí)會(huì)受到空氣阻力的影響,已知空氣阻力f=12cρSv2,其中c為空氣阻力系數(shù),ρ為空氣密度,S為物體迎風(fēng)面積,v為物體與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,則空氣阻力系數(shù)c的國際單位是()A.常數(shù),沒有單位 B.sC.s2kg·m嘗試解答考點(diǎn)三牛頓第三定律的理解與應(yīng)用1.作用力與反作用力的“六同、三異、二無關(guān)”(1)“六同”:①大小相同;②性質(zhì)相同;③作用在同一條直線上;④同時(shí)產(chǎn)生;⑤同時(shí)變化;⑥同時(shí)消失。(2)“三異”:①方向不同;②受力物體不同;③產(chǎn)生效果不同。(3)“二無關(guān)”:①與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān);②與是否和另外物體相互作用無關(guān)。2.一對(duì)平衡力和一對(duì)作用力與反作用力的比較一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上不同點(diǎn)作用對(duì)象同一個(gè)物體兩個(gè)相互作用的不同物體作用時(shí)間不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失力的性質(zhì)不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消下列說法正確的是()A.起重機(jī)用鋼索加速吊起貨物時(shí),鋼索對(duì)貨物的力大于貨物對(duì)鋼索的力B.子彈能射入木塊是因?yàn)樽訌棇?duì)木塊的力大于木塊對(duì)子彈的阻力C.大人與小孩相撞時(shí),大人對(duì)小孩的撞擊力大于小孩對(duì)大人的撞擊力D.將圖釘按入木板,圖釘對(duì)木板的力和木板對(duì)圖釘?shù)牧Υ笮∈窍嗟鹊膰L試解答(2025·浙江模擬預(yù)測)阻力傘是一種短跑運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練工具。如圖所示,某段訓(xùn)練過程中,連接阻力傘的輕繩始終處于水平狀態(tài),已知阻力傘重力為G,輕繩對(duì)阻力傘的拉力為FT,空氣對(duì)阻力傘的作用力為F,則()A.FT=FB.地面對(duì)人的摩擦力大小等于FTC.人對(duì)輕繩的拉力與阻力傘對(duì)輕繩的拉力大小相等D.人對(duì)輕繩的拉力與輕繩對(duì)人的拉力是一對(duì)平衡力嘗試解答用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象轉(zhuǎn)換研究對(duì)象是解決力學(xué)問題時(shí)經(jīng)常采用的解題策略,當(dāng)物體的某個(gè)力不容易求時(shí),可根據(jù)作用力和反作用力的關(guān)系,先求它的反作用力,如求壓力時(shí),可先求支持力,在許多問題中,牛頓第三定律起到轉(zhuǎn)換研究對(duì)象的重要作用。一個(gè)箱子放在水平地面上,箱內(nèi)有一固定的豎直桿,在桿上套著一個(gè)環(huán),箱與桿的總質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為m,如圖所示。已知環(huán)沿桿勻加速下滑時(shí),環(huán)與桿間的摩擦力大小為f,則此時(shí)箱對(duì)地面的壓力大小為()A.Mg+f B.Mg-fC.Mg+mg D.Mg-mg嘗試解答某學(xué)校在維修某宿舍樓時(shí),工人采用如圖所示的升降裝置進(jìn)行外墻裝修,一根不可伸縮的細(xì)繩跨過定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的人拉住,靜止在水平地面上。設(shè)人的質(zhì)量為m=65kg,吊椅的質(zhì)量為M=15kg,不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦以及細(xì)繩和滑輪的質(zhì)量,重力加速度取g=10m/s2。當(dāng)人用恒力拉繩子,在最初的時(shí)間t=1s內(nèi)人與吊椅一起勻加速上升了h=0.5m的高度,求:(1)人豎直向下拉繩的力的大小;(2)人對(duì)吊椅壓力的大小。嘗試解答提示:完成課后作業(yè)第三章第1講第2講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題1.由物體的受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況的基本思路:先求出幾個(gè)力的合力,由牛頓第二定律(F合=ma)求出,再由運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式求出速度或位移。2.由物體的運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況的基本思路:先根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出,再由牛頓第二定律求出合力,從而確定未知力。3.應(yīng)用牛頓第二定律解決動(dòng)力學(xué)問題,受力分析和運(yùn)動(dòng)分析是關(guān)鍵,加速度是解決此類問題的紐帶,分析流程如下:超重和失重1.超重:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┪矬w所受重力的現(xiàn)象;物體具有的加速度。2.失重:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┪矬w所受重力的現(xiàn)象;物體具有的加速度。3.完全失重:物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)的現(xiàn)象稱為完全失重現(xiàn)象;物體的加速度a=,方向豎直向下。4.實(shí)重和視重(1)實(shí)重:物體實(shí)際所受的重力,它與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)視重:當(dāng)物體在豎直方向上有加速度時(shí),物體對(duì)彈簧測力計(jì)的拉力或?qū)ε_(tái)秤的壓力將物體的重力。此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)或臺(tái)秤的示數(shù)即為視重。1.對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一個(gè)水平力,當(dāng)力剛作用瞬間,物體立即獲得加速度。()2.超重就是物體所受的重力增大了,失重就是物體所受的重力減小了。()3.物體具有向上的速度時(shí)處于超重狀態(tài),物體具有向下的速度時(shí)處于失重狀態(tài)。()4.運(yùn)動(dòng)物體的加速度可根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度、位移、時(shí)間等信息求解,所以加速度由運(yùn)動(dòng)情況決定。()1.〔多選〕(人教版必修第一冊·第四章第5節(jié)“練習(xí)與應(yīng)用”T1改編)一個(gè)原來靜止的物體,質(zhì)量是2kg,受到兩個(gè)大小都是50N且互成120°角的力的作用,此外沒有其他的力,關(guān)于該物體,下列說法正確的是()A.物體受到的合力為50NB.物體的加速度為253m/s2C.3s末物體的速度為75m/sD.3s內(nèi)物體發(fā)生的位移為125m2.(2024·全國甲卷22題)學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象,將彈簧測力計(jì)掛在電梯內(nèi),測力計(jì)下端掛一物體。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.8m/s2。(1)電梯靜止時(shí)測力計(jì)示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為N(結(jié)果保留1位小數(shù));(2)電梯上行時(shí),一段時(shí)間內(nèi)測力計(jì)的示數(shù)為4.5N,則此段時(shí)間內(nèi)物體處于(填“超重”或“失重”)狀態(tài),電梯加速度大小為m/s2(結(jié)果保留1位小數(shù))??键c(diǎn)一瞬時(shí)加速度問題分析1.兩種模型加速度與合外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,具體可簡化為以下兩種模型:2.在求解瞬時(shí)加速度時(shí)應(yīng)注意的問題(1)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的,當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí),需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。(2)加速度可以隨著力的突變而突變,而速度的變化需要一個(gè)積累的過程,不會(huì)發(fā)生突變。(2024·湖南高考3題)如圖,質(zhì)量分別為4m、3m、2m、m的四個(gè)小球A、B、C、D,通過細(xì)線或輕彈簧互相連接,懸掛于O點(diǎn),處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為g。若將B、C間的細(xì)線剪斷,則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為()A.g,1.5g B.2g,1.5gC.2g,0.5g D.g,0.5g嘗試解答人教版必修第一冊P114復(fù)習(xí)與提高B組第一題如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B之間用輕彈簧連接,然后用細(xì)繩懸掛起來,剪斷細(xì)繩的瞬間,A球和B球的加速度分別是多少?(2025·江蘇江都中學(xué)期初)如圖所示,A球質(zhì)量為B球質(zhì)量的3倍,光滑固定斜面的傾角為θ,圖甲中,A、B兩球用輕彈簧相連,圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連,系統(tǒng)靜止時(shí),擋板C與斜面垂直,彈簧、輕質(zhì)桿均與斜面平行,重力加速度為g,則在突然撤去擋板的瞬間()A.圖甲中A球的加速度大小為gsinθB.圖甲中B球的加速度大小為2gsinθC.圖乙中A、B兩球的加速度大小均為gsinθD.圖乙中輕桿的作用力一定不為零嘗試解答考點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題1.把握“兩個(gè)分析”“一個(gè)橋梁”2.找到不同過程之間的“聯(lián)系”,如第一個(gè)過程的末速度就是下一個(gè)過程的初速度,若過程較為復(fù)雜,可畫位置示意圖確定位移之間的聯(lián)系。小物塊從一固定斜面底端以初速度v0沖上斜面,如圖所示,已知小物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,斜面足夠長,傾角為37°,重力加速度為g,則小物塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為(cos37°=0.8,sin37°=0.6)()A.2v0g C.(5+1)v0g D.(6+1嘗試解答我國自主研制的新一代航空母艦正在建造中。設(shè)航母中艦載飛機(jī)獲得的升力大小F可用F=kv2表示,其中k為比例常數(shù),v是飛機(jī)在平直跑道上的滑行速度,F(xiàn)與飛機(jī)所受重力相等時(shí)的v稱為飛機(jī)的起飛離地速度,已知艦載飛機(jī)空載質(zhì)量為1.69×103kg時(shí),起飛離地速度為78m/s,裝載彈藥后質(zhì)量為2.56×103kg。(1)求飛機(jī)裝載彈藥后的起飛離地速度;(2)飛機(jī)裝載彈藥后,從靜止開始在水平甲板上勻加速滑行180m后起飛,求飛機(jī)在滑行過程中所用的時(shí)間和飛機(jī)水平方向所受的合力大?。ńY(jié)果保留3位有效數(shù)字)。嘗試解答總結(jié)提升解答動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題的步驟考點(diǎn)三超重和失重1.對(duì)超重和失重的理解(1)不論超重、失重或完全失重,物體的重力都不變,只是“視重”改變。(2)在完全失重的狀態(tài)下,一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失。(3)盡管物體的加速度不是豎直方向,但只要其加速度在豎直方向上有分量,物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài)。2.判斷超重和失重的方法從受力的角度判斷當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí),物體處于超重狀態(tài);小于重力時(shí),物體處于失重狀態(tài);等于零時(shí),物體處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí),物體處于超重狀態(tài);具有向下的加速度時(shí),物體處于失重狀態(tài);向下的加速度等于重力加速度時(shí),物體處于完全失重狀態(tài)從速度變化的角度判斷物體向上加速或向下減速時(shí),超重;物體向下加速或向上減速時(shí),失重
如圖所示,興趣小組的同學(xué)為了研究豎直運(yùn)動(dòng)的電梯中物體的受力情況,在電梯地板上放置了一個(gè)壓力傳感器,將質(zhì)量為4kg的物體放在傳感器上。在電梯運(yùn)動(dòng)的某段過程中,傳感器的示數(shù)為44N。g取10m/s2。對(duì)此過程的分析正確的是()A.物體受到的重力變大B.物體的加速度大小為1m/s2C.電梯一定正在減速上升D.電梯一定正在加速上升嘗試解答(2025·北京昌平期末)很多智能手機(jī)都有加速度傳感器,能通過圖像顯示加速度情況。用手掌托著手機(jī),打開加速度傳感器,手掌從靜止開始迅速上下運(yùn)動(dòng),得到如圖所示的豎直方向上加速度隨時(shí)間變化的圖像,該圖像以豎直向上為正方向。取重力加速度g=10m/s2,由此可判斷出()A.在t1~t2時(shí)間內(nèi)手機(jī)處于超重狀態(tài),在t2~t3時(shí)間內(nèi)手機(jī)處于失重狀態(tài)B.手機(jī)在t2時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C.手機(jī)在t3時(shí)刻改變運(yùn)動(dòng)方向D.手機(jī)可能離開過手掌嘗試解答等時(shí)圓模型1.“等時(shí)圓”模型所謂“等時(shí)圓”就是物體沿著位于同一豎直圓上的所有光滑細(xì)桿由靜止下滑,到達(dá)圓周的最低點(diǎn)(或從最高點(diǎn)到達(dá)同一圓周上各點(diǎn))的時(shí)間相等,都等于物體沿直徑做自由落體運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間。2.模型的三種情況(1)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到圓環(huán)的最低點(diǎn)所用時(shí)間相等,如圖甲所示;(2)質(zhì)點(diǎn)從豎直圓環(huán)上最高點(diǎn)沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等,如圖乙所示;(3)兩個(gè)豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)沿不同的光滑弦從上端由靜止開始滑到下端所用時(shí)間相等,如圖丙所示?!捕噙x〕如圖所示,Oa、Ob和ad是豎直平面內(nèi)三根固定的光滑細(xì)桿,O、a、b、c、d位于同一圓周上,c為圓周的最高點(diǎn),a為最低點(diǎn),O'為圓心。每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)(未畫出),兩個(gè)滑環(huán)從O點(diǎn)無初速度釋放,一個(gè)滑環(huán)從d點(diǎn)無初速度釋放,用t1、t2、t3分別表示滑環(huán)沿Oa、Ob、da到達(dá)a或b所用的時(shí)間。下列關(guān)系正確的是()A.t1=t2 B.t2>t3C.t1<t2 D.t1=t3嘗試解答(2025·河南鄭州期末)如圖所示,傾角為θ的斜面固定在水平地面上,在與斜面共面的平面上方A點(diǎn)伸出三根光滑輕質(zhì)細(xì)桿至斜面上B、C、D三點(diǎn),其中AC與斜面垂直,且∠BAC=∠DAC=θ(θ<45°),現(xiàn)有三個(gè)質(zhì)量均為m的小圓環(huán)(看作質(zhì)點(diǎn))分別套在三根細(xì)桿上,依次從A點(diǎn)由靜止滑下,滑到斜面上B、C、D三點(diǎn)所用時(shí)間分別為tB、tC、tD,下列說法正確的是()A.tB>tC>tD B.tB=tC<tDC.tB<tC<tD D.tB<tC=tD嘗試解答提示:完成課后作業(yè)第三章第2講高考考點(diǎn)三年考情202420232022牛頓運(yùn)動(dòng)定律遼寧卷T3全國甲卷T19;浙江1月T1浙江1月T5;遼寧卷T2浙江6月T2浙江6月T1牛頓第二定律的應(yīng)用全國甲卷T22;湖南卷T3安徽卷T6;浙江6月T2全國甲卷T6;江蘇卷T1湖南卷T14;全國乙卷T15浙江1月T19;浙江6月T19動(dòng)力學(xué)中的三類典型問題全國甲卷T15;廣東卷T7北京卷T4北京卷T6;湖南卷T10江蘇卷T1;全國甲卷T19山東卷T16;遼寧卷T7傳送帶和板塊模型湖北卷T14;安徽卷T4遼寧卷T10;北京卷T10實(shí)驗(yàn)四:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系甘肅卷T11;江西卷T11浙江1月T16-Ⅰ;廣東卷T11(1)湖北卷T11山東卷T13備考策略1.培養(yǎng)用力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)分析、解決問題的能力,特別是牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的綜合、與電磁學(xué)規(guī)律的綜合等。2.注重牛頓第二定律在生產(chǎn)生活和科技中的應(yīng)用,將實(shí)際問題理想化和模型化實(shí)驗(yàn)四探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會(huì)用控制變量法研究物理量之間的關(guān)系。2.探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。3.掌握利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1.保持質(zhì)量不變,探究加速度與的關(guān)系。2.保持合外力不變,探究加速度與的關(guān)系。3.作出圖像和a-1m圖像,確定a與F、m的關(guān)系三、實(shí)驗(yàn)器材小車、槽碼、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長木板、墊木、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、紙帶、天平、刻度尺、坐標(biāo)紙等。四、實(shí)驗(yàn)過程1.測量:用天平測量槽碼的質(zhì)量m'和小車的質(zhì)量m。2.安裝:按照如圖所示的裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好,只是不把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上(即不給小車)。3.補(bǔ)償阻力:在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上墊木,使小車能下滑。4.操作(1)槽碼通過細(xì)繩繞過定滑輪系于小車上,先后,斷開電源,取下紙帶,編號(hào)碼。(2)保持小車的質(zhì)量m不變,改變槽碼的質(zhì)量m',重復(fù)步驟(1)。(3)在每條紙帶上選取一段比較理想的部分,計(jì)算加速度a。(4)描點(diǎn)作圖,作a-F圖像。(5)保持槽碼的質(zhì)量m'不變,改變小車質(zhì)量m,重復(fù)步驟(1)和(3),作a-1m圖像五、數(shù)據(jù)處理1.利用逐差法或v-t圖像法求a。2.以a為縱坐標(biāo),F(xiàn)為橫坐標(biāo),描點(diǎn)、畫線,如果該線為過原點(diǎn)的直線,說明a與F成正比。3.以a為縱坐標(biāo),1m為橫坐標(biāo),描點(diǎn)、畫線,如果該線為過原點(diǎn)的直線,就能判定a與m成反比
六、注意事項(xiàng)1.開始實(shí)驗(yàn)前首先補(bǔ)償阻力:適當(dāng)墊高木板不帶定滑輪的一端,使小車的重力沿斜面方向的分力正好補(bǔ)償。在補(bǔ)償阻力時(shí),不要把懸掛槽碼的細(xì)繩系在小車上,讓小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。2.實(shí)驗(yàn)過程中不用重復(fù)補(bǔ)償阻力。3.實(shí)驗(yàn)必須保證的條件:。4.一先一后一按:改變拉力或小車質(zhì)量后,每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近,并應(yīng)先,后,且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車。七、誤差分析1.實(shí)驗(yàn)原理不完善:本實(shí)驗(yàn)用槽碼的總重力代替小車的拉力,而實(shí)際上小車所受的拉力要小于槽碼的總重力。2.補(bǔ)償阻力不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差??键c(diǎn)一教材原型實(shí)驗(yàn)?zāi)硨?shí)驗(yàn)小組的同學(xué)探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),從中選出了其中一條清晰的紙帶,如圖所示,每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每0.02s打一個(gè)點(diǎn),則打下B點(diǎn)時(shí)小車的速度為m/s,小車的加速度為m/s2。(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)嘗試解答(2024·江西高考11題)某小組探究物體加速度與其所受合外力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖a所示,水平軌道上安裝兩個(gè)光電門,小車上固定一遮光片,細(xì)線一端與小車連接,另一端跨過定滑輪掛上鉤碼。(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度,使細(xì)線與軌道平行,再適當(dāng)墊高軌道左端以平衡小車所受摩擦力。(2)小車的質(zhì)量為M1=320g。利用光電門系統(tǒng)測出掛不同鉤碼質(zhì)量m時(shí)小車加速度a。鉤碼所受重力記為F,作出a-F圖像,如圖b中圖線甲所示。(3)由圖線甲可知,F(xiàn)較小時(shí),a與F成正比;F較大時(shí),a與F不成正比。為了進(jìn)一步探究,將小車的質(zhì)量增加至M2=470g,重復(fù)步驟(2)的測量過程,作出a-F圖像,如圖b中圖線乙所示。(4)與圖線甲相比,圖線乙的線性區(qū)間,非線性區(qū)間。再將小車的質(zhì)量增加至M3=720g,重復(fù)步驟(2)的測量過程,記錄鉤碼所受重力F與小車加速度a,如表所示(表中第9~14組數(shù)據(jù)未列出)。序號(hào)12345鉤碼所受重力F/(9.8N)0.0200.0400.0600.0800.100小車加速度a/(m·s-2)0.260.550.821.081.36序號(hào)6789~1415鉤碼所受重力F/(9.8N)0.1200.1400.160……0.300小車加速度a/(m·s-2)1.671.952.20……3.92(5)請?jiān)趫Db中補(bǔ)充描出第6至8三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),并補(bǔ)充完成圖線丙。(6)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果猜想和推斷:小車的質(zhì)量時(shí),a與F成正比。結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)上述推斷進(jìn)行解釋:。嘗試解答考點(diǎn)二創(chuàng)新拓展實(shí)驗(yàn)(2025·江西南昌模擬)某同學(xué)在做探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)利用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度,測量結(jié)果如圖乙所示,遮光條的寬度d=cm;(2)將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,將導(dǎo)軌調(diào)至水平;將滑塊移至圖示位置,測出遮光條到光電門的距離s;打開氣源,釋放滑塊,讀出遮光條通過光電門的擋光時(shí)間t;可得滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小v=,滑塊運(yùn)動(dòng)加速度大小a=(用d、t、s表示);(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)用拉力傳感器直接測得拉力F,則滑塊運(yùn)動(dòng)加速度a與拉力F的關(guān)系圖像最符合本實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況的是。(選填選項(xiàng)前的字母)嘗試解答創(chuàng)新分析1.利用氣墊導(dǎo)軌替代長木板做實(shí)驗(yàn)。2.利用力傳感器測出滑塊所受的合外力。3.利用光電門與數(shù)字計(jì)時(shí)器結(jié)合測量滑塊的速度。(2025·河南洛陽一模)某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量小車和智能手機(jī)的總質(zhì)量,智能手機(jī)可以利用APP直接測量出手機(jī)與小車運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。懸掛質(zhì)量為m的鉤碼,用智能手機(jī)測出小車運(yùn)動(dòng)的加速度a,改變鉤碼的質(zhì)量m,進(jìn)行多次測量。作出a與m(g-a)的圖像如圖乙所示,已知圖像中直線的截距為b,斜率為k。不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。(1)以下說法正確的是;A.鉤碼的質(zhì)量應(yīng)該遠(yuǎn)小于智能手機(jī)和小車的總質(zhì)量B.細(xì)繩應(yīng)該始終與長木板平行C.細(xì)繩的拉力等于鉤碼的重力(2)根據(jù)圖像可得,小車和手機(jī)的質(zhì)量為;(3)再利用手機(jī)APP測出斜面傾角為θ,則小車和智能手機(jī)沿木板運(yùn)動(dòng)過程中受摩擦力的大小為。嘗試解答創(chuàng)新分析1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膭?chuàng)新:測量小車和智能手機(jī)的總質(zhì)量。2.測量方法創(chuàng)新:利用智能手機(jī)APP直接測量出手機(jī)與小車運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。3.數(shù)據(jù)處理創(chuàng)新:利用a-m(g-a)圖像斜率的意義為1M=k,提示:完成課后作業(yè)第三章實(shí)驗(yàn)四動(dòng)力學(xué)中的三類典型問題突破點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)中的連接體問題1.連接體問題(1)連接體多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由彈簧、繩子、細(xì)桿聯(lián)系)在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體。(2)外力與內(nèi)力①外力:系統(tǒng)之外的物體對(duì)系統(tǒng)的作用力。②內(nèi)力:系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力。2.連接體的類型類型1共速連接體兩物體通過彈力、摩擦力作用,具有相同的速度和相同的加速度。(1)繩的拉力(或物體間的彈力)相關(guān)類連接體(2)疊加類連接體(一般與摩擦力相關(guān))(2024·北京高考4題)如圖所示,飛船與空間站對(duì)接后,在水平推力F作用下一起向前運(yùn)動(dòng)。飛船和空間站的質(zhì)量分別為m和M,則飛船和空間站之間的作用力大小為()A.MM+mF BC.MmF D.m嘗試解答人教版必修第一冊P113T4如圖是采用動(dòng)力學(xué)方法測量空間站質(zhì)量的原理圖。若已知飛船質(zhì)量為3.0×103kg。其推進(jìn)器的平均推力F為900N,在飛船與空間站對(duì)接后,推進(jìn)器工作5s內(nèi),測出飛船和空間站的速度變化是0.05m/s,求空間站的質(zhì)量。
類型2關(guān)聯(lián)速度連接體輕繩在伸直狀態(tài)下,兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等。下面三圖中A、B兩物體速度和加速度大小相等,方向不同。(2025·貴州貴陽模擬)如圖,繞過定滑輪的繩子將物體A和B相連,繩子與水平桌面平行。已知物體A的質(zhì)量為2m,物體B的質(zhì)量m,重力加速度大小為g,不計(jì)滑輪、繩子質(zhì)量和一切摩擦?,F(xiàn)將A和B互換位置,繩子仍保持與桌面平行,則()A.繩子的拉力變大B.繩子的拉力變?yōu)樵瓉淼膬杀禖.物體A和B運(yùn)動(dòng)的加速度大小不變D.物體A和B運(yùn)動(dòng)的加速度大小變?yōu)樵瓉淼膬杀秶L試解答總結(jié)提升處理連接體問題的方法(1)共速連接體:一般采用先整體,后隔離的方法。如圖所示,先用整體法得出合力F與a的關(guān)系F=(mA+mB)a,再隔離單個(gè)物體(部分物體)研究F內(nèi)力與a的關(guān)系,例如隔離B,F(xiàn)內(nèi)力=mBa=mBm(2)關(guān)聯(lián)速度連接體:分別對(duì)兩物體受力分析,分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程,聯(lián)立方程求解。突破點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)圖像問題1.常見動(dòng)力學(xué)圖像及意義v-t圖像根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向,進(jìn)而根據(jù)牛頓第二定律求解合外力F-a圖像首先要根據(jù)具體的物理情境,對(duì)物體進(jìn)行受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個(gè)量間的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像,明確圖像的斜率、截距或面積的意義,從而由圖像給出的信息求出未知量a-t圖像要注意加速度的正負(fù),正確分析每一段的運(yùn)動(dòng)情況,然后結(jié)合物體受力情況根據(jù)牛頓第二定律列方程F-t圖像要結(jié)合物體受到的力,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,分析每一時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)2.運(yùn)用圖像解決問題的兩個(gè)角度(1)用給定圖像解答問題。(2)根據(jù)題意作圖,用圖像解答問題。在實(shí)際的應(yīng)用中要建立物理情境與函數(shù)、圖像的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系。
(2025·河北衡水三模)某游泳運(yùn)動(dòng)員在0~6s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。關(guān)于該運(yùn)動(dòng)員,下列說法正確的是()A.在0~6s內(nèi)所受的合力一直不為0B.在0~6s內(nèi)的位移大小為24mC.在2~4s內(nèi)一定處于超重狀態(tài)D.在4~6s內(nèi)的位移大小為8m嘗試解答〔多選〕如圖甲所示,一傾角θ=30°的足夠長斜面體固定在水平地面上,一個(gè)物塊靜止在斜面上?,F(xiàn)用大小為F=kt(k為常量,F(xiàn)、t的單位分別為N和s)的拉力沿斜面向上拉物塊,物塊受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2。下列判斷正確的是()A.物塊的質(zhì)量為1kgB.k的值為5N/sC.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1D.t=3s時(shí),物塊的加速度大小為4m/s2嘗試解答突破點(diǎn)三動(dòng)力學(xué)中的臨界和極值問題1.常見的動(dòng)力學(xué)臨界極值問題及其條件(1)接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸或脫離,臨界條件是彈力FN=0。(2)相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件:靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件:繩子斷裂的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力;繩子松弛的臨界條件是FT=0。(4)最終速度(收尾速度)的臨界條件:物體所受合外力為零。2.動(dòng)力學(xué)臨界極值問題的三種解法極限法把物理問題(或過程)推向極端,從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來,以達(dá)到正確解決問題的目的假設(shè)法臨界問題存在多種可能,特別是非此即彼兩種可能時(shí),或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件,也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí),往往用假設(shè)法解決問題函數(shù)法將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式,根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件
〔多選〕(2025·廣西玉林模擬)如圖所示,質(zhì)量mB=2kg的水平托盤B與一根豎直放置的輕彈簧焊接,托盤上放一個(gè)質(zhì)量mA=1kg的小物塊A,整個(gè)裝置靜止。現(xiàn)對(duì)小物塊A施加一個(gè)豎直向上的變力F,使其從靜止開始以加速度a=2m/s2做勻加速直線運(yùn)動(dòng),已知彈簧的勁度系數(shù)k=600N/m,g取10m/s2。以下結(jié)論正確的是()A.變力F的最小值為2NB.變力F的最小值為6NC.小物塊A與托盤B分離瞬間的速度為0.2m/sD.小物塊A與托盤B分離瞬間的速度為55嘗試解答(2025·陜西商洛模擬)水平地面上有一質(zhì)量m1=3kg的長木板,木板的左端上表面有一質(zhì)量m2=2kg的小物塊,如圖甲所示,水平向右的拉力F作用在物塊上,F(xiàn)隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,其中F1、F2分別為t1、t2時(shí)刻F的大小,木板的加速度a1隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖丙所示。已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.2,物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.8。假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力相等,重力加速度取g=10m/s2,物塊始終未從木板上滑落,不計(jì)空氣阻力。則下列說法正確的是()A.F1=16NB.F2=20NC.木板加速度所能達(dá)到的最大值為2.5m/s2D.在t1~t2時(shí)間段內(nèi)物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)嘗試解答如圖所示,木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變,當(dāng)θ=30°時(shí),可視為質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰好能沿著木板勻速下滑。若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上運(yùn)動(dòng),隨著θ的改變,小木塊沿木板向上滑行的距離x將發(fā)生變化,重力加速度為g。(1)求小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)當(dāng)θ角為何值時(shí),小木塊沿木板向上滑行的距離最???求出此最小值。嘗試解答提示:完成課后作業(yè)第三章重難突破3動(dòng)力學(xué)中的傳送帶模型和板塊模型突破點(diǎn)一動(dòng)力學(xué)中的傳送帶模型1.模型特點(diǎn)傳送帶問題一般分為水平傳送帶、傾斜傳送帶兩種類型,其本質(zhì)是物體與傳送帶間在摩擦力作用下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題。2.傳送帶模型問題的兩個(gè)關(guān)鍵分析受力分析(1)摩擦力方向的判斷:①同向“以快帶慢”;②反向“互相阻礙”。(2)共速時(shí)摩擦力的可能突變:①滑動(dòng)摩擦力突變?yōu)榱悖虎诨瑒?dòng)摩擦力突變?yōu)殪o摩擦力;③摩擦力方向突變運(yùn)動(dòng)分析(1)參考系的選擇:①研究物體的速度、位移、加速度時(shí)均以地面為參考系;②研究物體的滑行痕跡等一般以傳送帶為參考系。(2)判斷共速以后物體是否能與傳送帶保持相對(duì)靜止。(3)判斷物體在達(dá)到共速之前是否滑出傳送帶水平傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速,后勻速情景2(1)v0>v時(shí),可能一直減速,也可能先減速,再勻速(2)v0<v時(shí),可能一直加速,也可能先加速,再勻速情景3(1)傳送帶較短時(shí),滑塊一直減速達(dá)到左端(2)傳送帶較長時(shí),滑塊還要被傳送帶傳回右端。當(dāng)v0>v,返回時(shí)速度為v,當(dāng)v0<v,返回時(shí)速度為v0(2025·山東濟(jì)寧月考)如圖所示,水平固定放置的傳送帶在電機(jī)的作用下一直保持速度v=4m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),兩輪軸心間距L=10m。一個(gè)物塊(視為質(zhì)點(diǎn))以速度v0=8m/s從左輪的正上方水平向右滑上傳送帶,經(jīng)過t=2s物塊離開傳送帶,重力加速度g取10m/s2。下列說法正確的是()A.物塊在傳送帶上一直做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B.物塊在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為1.5sC.物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4D.物塊在傳送帶上留下的劃痕為6m嘗試解答傾斜傳送帶模型傾斜傳送帶的幾種情況:(條件:傳送帶以v勻速運(yùn)行,滑塊的初速度為
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