第三章運(yùn)動和力的關(guān)系【運(yùn)動和力的單元知識體系】知識點(diǎn)11：牛頓三個(gè)運(yùn)動定律的理解考點(diǎn)一：牛頓第一定律的理解及應(yīng)用題型一：應(yīng)用慣性的相對性分析空氣中固體的運(yùn)動【知識思維方法技巧】空氣中的鐵球和乒乓球的慣性都比對應(yīng)的等效“空氣球”的慣性大。題型二：應(yīng)用慣性的相對性分析空氣中液體的運(yùn)動【知識思維方法技巧】空氣中的液體的慣性都比對應(yīng)的等效“空氣球”的慣性大。題型三：應(yīng)用慣性的相對性分析液體中鐵球和木球的運(yùn)動【知識思維方法技巧】懸掛在水中的乒乓球的慣性沒有對應(yīng)的等效“水球”的慣性大?！镜淅?拔尖題】(多選)如圖，圓柱形玻璃容器內(nèi)裝滿液體靜置于水平面上，容器中有a、b、c三個(gè)不同材質(zhì)的物塊，物塊a、c均對容器壁有壓力，物塊b懸浮于容器內(nèi)的液體中，忽略a、c與容器壁間的摩擦．現(xiàn)給容器施加一個(gè)水平向右的恒力，使容器向右做勻加速度直線運(yùn)動．下列說法正確的是()A.三個(gè)物塊將保持圖中位置不變，與容器一起向右加速運(yùn)動B.物塊a將相對于容器向左運(yùn)動，最終與容器右側(cè)壁相互擠壓C.物塊b將相對于容器保持靜止，與容器一起做勻加速運(yùn)動D.物塊c將相對于容器向右運(yùn)動，最終與容器右側(cè)壁相互擠壓【典例3拔尖題】【答案】CD【解析】由題意可知，c浮在上面對上壁有壓力，可知c排開水的質(zhì)量大于本身的質(zhì)量，同理b排開水的質(zhì)量等于本身的質(zhì)量，a排開水的質(zhì)量小于本身的質(zhì)量；則當(dāng)容器向右加速運(yùn)動時(shí)，由牛頓第一定律可知，物塊a將相對于容器向左運(yùn)動，最終與容器左側(cè)壁相互擠壓；物塊b將相對于容器保持靜止，與容器一起做勻加速運(yùn)動；物塊c因相等體積的水將向左運(yùn)動，則導(dǎo)致c將相對于容器向右運(yùn)動，最終與容器右側(cè)壁相互擠壓(可將c想象為一個(gè)小氣泡)．故選C、D.題型四：伽利略理想實(shí)驗(yàn)的理解考點(diǎn)二：牛頓第二定律的理解及應(yīng)用【知識思維方法技巧】對牛頓第二定律的理解：題型一：牛頓第二定律的理解及應(yīng)用：【知識思維方法技巧】牛頓第二定律的表達(dá)式為F合＝ma，加速度由物體所受合力決定，加速度的方向與物體所受合力的方向一致。當(dāng)物體所受合力發(fā)生突變時(shí)，加速度也隨著發(fā)生突變，而物體運(yùn)動的速度不能發(fā)生突變。類型一：牛頓第二定律矢量性的應(yīng)用：分析物體的受力類型二：牛頓第二定律矢量性瞬時(shí)型的綜合應(yīng)用：分析物體的運(yùn)動【知識思維方法技巧】(1)分析物體的運(yùn)動性質(zhì)，要從受力分析入手，先求合力，然后根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化．(2)物體做加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動取決于加速度和速度方向間的關(guān)系，和加速度的大小沒有關(guān)系．(3)加速度如何變化取決于物體的質(zhì)量和合外力，與物體的速度沒有關(guān)系．【典例1b拔尖題】一個(gè)物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，如果僅使其中某個(gè)力的大小逐漸減小到零，然后又逐漸從零恢復(fù)到原來大小，那么，圖中能正確描述該過程中物體速度與時(shí)間關(guān)系的是()【典例1b拔尖題】【答案】D【解析】原來物體在多個(gè)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體所受的合力為零，使其中某個(gè)力的大小逐漸減小到零，然后又從零逐漸恢復(fù)到原來的大小的過程中，物體的合力從零開始逐漸增大，又逐漸減小到零，則物體的加速度先增大后減小，物體先做加速度增大的加速運(yùn)動，后做加速度減小的加速運(yùn)動．根據(jù)v－t圖像的斜率表示加速度可知，v－t圖像的斜率先增大后減小，故A、B、C錯誤，D正確．【典例1b拔尖題對應(yīng)練習(xí)】(多選)如圖所示，一個(gè)小球O用1、2兩根細(xì)繩連接并分別系于箱子上的A點(diǎn)和B點(diǎn)，OA與水平方向的夾角為θ，OB水平，開始時(shí)箱子處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列說法正確的是()A．若使箱子水平向右加速運(yùn)動，則繩1、2的張力均增大B．若使箱子水平向右加速運(yùn)動，則繩1的張力不變，繩2的張力增大C．若使箱子豎直向上加速運(yùn)動，則繩1、2的張力均增大D．若使箱子豎直向上加速運(yùn)動，則繩1的張力增大，繩2的張力不變【典例1b拔尖題對應(yīng)練習(xí)】【答案】BC【解析】箱子靜止時(shí)，對小球，根據(jù)平衡條件得FOAsinθ＝mg，F(xiàn)OB＝FOAcosθ，若使箱子水平向右加速運(yùn)動，則在豎直方向上合力為零，有FOA′sinθ＝mg，F(xiàn)OB′－FOA′cosθ＝ma，所以繩1的張力不變，繩2的張力增大，選項(xiàng)A錯誤，B正確；若使箱子豎直向上加速運(yùn)動，則FOA″sinθ－mg＝ma′，F(xiàn)OB″＝FOA″cosθ，所以繩1的張力增大，繩2的張力也增大，選項(xiàng)C正確，D錯誤．類型三：牛頓第二定律瞬時(shí)型的應(yīng)用：求力或加速度a【知識思維方法技巧】解題的思路和關(guān)鍵(1)選取研究對象進(jìn)行受力分析；(2)應(yīng)用正交分解法求合力；(3)根據(jù)F合＝ma求物體的加速度a.【典例1c拔尖題】一個(gè)質(zhì)量為m的物塊放在傾角為θ的固定斜面上．現(xiàn)對物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F，如圖3所示．下列說法正確的是()A．若物塊原來加速下滑，施加壓力后物塊加速度不變B．若物塊原來加速下滑，施加壓力后物塊加速度變大C．若物塊原來處于靜止?fàn)顟B(tài)，施加壓力后物塊開始加速下滑D．若物塊原來勻速下滑，施加壓力后物塊開始減速下滑【典例1c拔尖題】【答案】B【解析】沿斜面方向有：(F＋mg)sinθ－Ff＝ma，垂直斜面方向有：FN＝(F＋mg)cosθ，結(jié)合滑動摩擦力公式Ff＝μFN解得：a＝F施加壓力后物塊加速度變大，故選項(xiàng)A錯誤，B正確；若物塊原來處于靜止?fàn)顟B(tài)(μ>tanθ)，施加一個(gè)豎直方向的恒力F后，沿斜面方向的分力為(F＋mg)sinθ，垂直斜面方向有：FN＝(F＋mg)cosθ，μFN＝μ(F＋mg)cosθ>(F＋mg)sinθ，則物塊仍然靜止，故選項(xiàng)C錯誤；若物塊原來勻速下滑(μ＝tanθ)，施加一個(gè)豎直方向的恒力F后，沿斜面方向的分力為(F＋mg)sinθ，垂直斜面方向有：FN＝(F＋mg)cosθ，由于μFN＝μ(F＋mg)cosθ＝(F＋mg)sinθ，則物塊仍然勻速下滑，故選項(xiàng)D錯誤．【典例1c拔尖題對應(yīng)練習(xí)】（多選）如圖所示，傾角為θ的斜面足夠長且始終靜止在水平地面上，物塊M在斜面上沿斜面向下滑動，且若在物塊M上面再疊放一質(zhì)量為m的物塊，兩物塊仍能保持相對靜止一起運(yùn)動，則下列說法正確的是()A.若物塊M原來沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動，則放上物塊m后，兩者將一起沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動B.若物塊M原來沿斜面向下做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，則放上物塊m后，兩者將一起沿斜面向下做加速度仍為a的勻加速直線運(yùn)動C.若物塊M原來沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動，則在物塊M上施加一豎直向下的恒力F后，物塊M仍沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動D.若物塊M原來沿斜面向下做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，則在物塊M上施加一豎直向下的恒力F后，物塊M仍沿斜面向下做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動【典例1c拔尖題對應(yīng)練習(xí)】【答案】ABC【解析】若物塊M原來沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動，則μ＝tanθ，所以放上物塊m后，兩者將一起沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動，故A正確；若物塊M原來沿斜面向下做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律有Mgsinθ－μMgcosθ＝Ma，放上物塊m后，有(M＋m)gsinθ－μ(M＋m)gcosθ＝(M＋m)a，所以兩者將一起沿斜面向下做加速度仍為a的勻加速直線運(yùn)動，故B正確；若物塊M原來沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動，有Mgsinθ－μMgcosθ＝0，在物塊M上施加一豎直向下的恒力F后，有(Mg＋F)sinθ－μ(Mg＋F)＝0，物塊M仍沿斜面向下做勻速直線運(yùn)動，故C正確；在物塊M上施加一豎直向下的恒力F后，有(Mg＋F)sinθ－μ(Mg＋F)cosθ＝Ma′，加速度將發(fā)生變化，故D錯誤。題型二：國際單位制的理解及應(yīng)用【知識思維方法技巧】力學(xué)單位制（1）單位制：基本單位和導(dǎo)出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)，是長度、質(zhì)量、時(shí)間，單位分別是米、千克、秒．（3）導(dǎo)出單位：由基本物理量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位．【典例2拔尖題】勻強(qiáng)電場中有一與電場垂直的平面，面積為S，該電場的電場強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為，靜電力常量為k，則對應(yīng)物理量的單位是（）A.歐姆 B.伏特 C.安培 D.特斯拉【典例2拔尖題】【答案】C【解析】因?yàn)閱挝粸?；由可得單位為；所以的單位為根?jù)電流的定義式可知，該單位是安培。故選C考點(diǎn)三：牛頓第三定律的理解及應(yīng)用題型一：作用力與平衡力的理解【知識思維方法技巧】（1）作用力與反作用力的特點(diǎn)：在任何情況下兩個(gè)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）相互作用力與一對平衡力的區(qū)別：一對平衡力作用在同一個(gè)物體上，相互作用力作用在兩個(gè)不同的物體上。題型二：牛頓第三定律在轉(zhuǎn)換研究對象法中的應(yīng)用【知識思維方法技巧】由于作用力與反作用力的關(guān)系，當(dāng)待求的某個(gè)力不容易求時(shí)，可先求它的反作用力，再反過來求待求力。如求壓力時(shí)，可先求支持力，摩擦力的求解亦是如此?！镜淅?拔尖題】如圖為用索道運(yùn)輸貨物的情景，已知傾斜的索道與水平方向的夾角為37°，質(zhì)量為m的貨物與車廂地板之間的動摩擦因數(shù)為0.3.當(dāng)載重車廂沿索道向上加速運(yùn)動時(shí)，貨物與車廂仍然保持相對靜止?fàn)顟B(tài)，貨物對車廂水平地板的正壓力為其重力的1.15倍，連接索道與車廂的桿始終沿豎直方向，重力加速度為g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，那么這時(shí)貨物對