本章复习与测试教案设计（一等奖）

第三单元

牛顿运动定律

复习学案

一、牛顿第一定律和牛顿第三定律

1、

牛顿第一定律

（1）内容：一切物体总是保持

状态或

运动状态，直到有

迫使他改变为止

（2）对定律的理解：

物体总保持原来的

状态的性质叫惯性。

物体都具有惯性。惯性是物体的固有属性。其大小只与物体的

有关。与物体是否受力以及处于什么状态

关。惯性的大小体现了物体

改变的难易程度。

物体的运动

力来维持，力不是

原因，而是

原因。

牛顿第一定律不能用

直接验证，而是通过伽利略

实验等大量事实基础上的逻辑推理结果。

2、

牛顿第三定律

（1）内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 、方向 、作用在同 上。

（2）作用力和反作用与一对平衡力的比较

不同点

相同点

性质是否相同

是否同时出现、作用在几个物是否可以矢量合消失

．

体上

成

例1：伽利略创造的把实验、假设和逻相互作用力

平衡力

辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(

) A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置

B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

例2：甲、乙两队进行拔河比赛，若甲队胜，不计绳的质量，则下列说法中正确的是（

）

A. 甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力

B. 甲队与地面间的最大静摩擦力大于乙队与地面间的最大静摩擦力

C. 甲、乙两队拉绳子的力总是大小相等、方向相反的

D. 甲、乙两队在相持阶段与地面间的静摩擦力总是大小相等、方向相反的

二、牛顿第二定律

1、内容：物体的加速度a跟物体受合外力F成

，跟物体的质量m成

，加速度的方向跟

方向相同。

2、表达式：

。

3、适用条件：只适用于

、

的物体。

4、

合外力F合与

a的关系：

（1）、矢量性：加速度的方向始终与合外力方向

；

（2）、瞬时性：合外力与加速度在数值上是瞬时对应关系，即

产生、

消失。

（3）、相对性：研究F=ma中，只能取

物体为参照物；

（4）、独立性：作用在物体上有多个力时，每个力都可独立地产生加速度，而物体运动（合）加速度是各个（分）加速度的

和，因此，求物体加速度可以先求

再通过定律求合加速度，也可以通过定律先求各分力产生的分

，再矢量合成求合加速度。

5、动力学问题的解题步骤：

（1）、确定研究对象。

（2）受力分析（按顺序），画受力图

（3）寻找解题方法：二力问题用

、三个力及三个力以上用

。

（4）列动力学方程和平衡方程求解。

6、动力学的两大基本问题

（1）已知物体受力情况求

情况。（2）已知物体运动情况求

情况。

解题思路如图：

例3：如图所示，一水平传送带长为20m，以2m/s的速度做匀速运动。已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，现将该物体由静止轻放到传送带的A端。求物体被送到另一端B点所需的时间。（g

取10m/s2）

例4：一个行星探测器从所探测的行星表面竖直升空，探测器的质量为1500 kg，发动机推力恒定.发射升空后9 s末，发动机突然间发生故障而关闭。图是从探测器发射到落回地面全过程的速度图象。已知该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化，求：

(1) 探测器在行星表面上升达到的最大高度

H；(2) 该行星表面附近的重力加速度g；(3) 发动机正常工作时的推力F。

三、牛顿运动定律的应用

1、单体问题：

（1）瞬时性：绳的特点是弹力

；弹簧的特点是弹力

。

A v B

例5：如图2（a）所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

下面是某同学对该题的一种解法：

分析与解：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡,有T1cosθ＝mg，

T1sinθ＝T2， T2＝mgtanθ

剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tanθ＝ma，所以加速度a＝gtanθ，方向在T2反方向。

你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。

若将图2(a)中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图2(b)所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（l）完全相同，即

a＝g tanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。

（2）二力问题：二力的不平衡问题可以等效为

平衡问题，其中

可以充当矢量三角形的一个边。

例6：在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根水平轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k。在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢也保持相对静止，如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变量为（

）

mgA．1tan

B．m1g

kktan(mm2)g(mm2)gC．1

tan

D．1kktan例7：如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进，突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，设中A. m(g+a) B. ma 2222 C. mga D.mga

间一质量为m的西瓜A，则A受其它西瓜对它的作用力的大小是（

）

A （3）临界问题

特点：题目中一般出现“至多、至少、最大、最小、不能超过”等词语。

处理方法：把物理过程推到极端，分析在极端情况下可能出现的状况或满足的条件。

例8：质量分别为mA=2kg、mB=4kg的物体叠放在水平地面上，水平地面光滑，A与B间的静

摩擦系数为0.8，水平力F作用在A上，要使A与B间不发生滑动，则F的最大值为多少？

例9：如图所示，三个物体质量分别为m1、m2和m3，带有滑轮的物体放的光滑的水平面上，滑轮和所有接触处的摩擦及绳子的质量不计，为使三个物体无相对运动，则水平推力F须为多大？

（4）超重和失重：FN为视重，G为实重

若物体平衡；FN G；

若物体加速度向上，FN G，这种现象称为 ，此时物体可能向上 或向下 ；

若物体加速度向下，FN G，这种现象称为 ，此时物体可能向上 或向下 ；当FN =0时，物体的加速度a= ，这种现象称为 。

说明：1、物体处于“超重”或“失重”状态，地球作用于物体的重力始终

。

2、发生“超重”或“失重”现象与物体速度方向

，只决定于物体的

方向。

例10：应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是(

) A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态

B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态

C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度

D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

例11：质量为60kg的人，站在升降机内的水平地板上。求(1)当升降机匀速上升时人对升降机地板的压力是多大?(2)当升降机以0.2m/s2的加速度上升时，人对升降机地板的压力是多大?(3)当升降机以0.2m/s2的加速度匀减速上升时，人对升降机地板的压力是多大?

（5）单体多过程问题

基本思路：抓住两个不同过程的转折点，转折点即是前一过程的

，又是下一过程的

。

例12：质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s,，求：(l）物块在力F作用过程发生位移xl的大小? (2）撤去力F后物块继续滑动的时间t?

2m1 F m3 m2

2、连接体问题----整体法与隔离法

（1）整体牛顿运动定律：若多个物体的加速度大小都 ，可将多物体看成一个 求解

例13：如图，在光滑的水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长。如果mB=3mA,则物体A的加速度大小等于

（2）系统牛顿运动定律：若系统内每个物体的加速度不同，则系统所受合外力等于每个物体质量与加速的乘积之和。

表达式：F合（系统）m1a1m2a2……

例14：如图，质量为M的圆形框架放在水平地面上，框架所在平面垂直于地面，一轻质弹簧固定在框架上，下端拴着一个质量为m的小球，在小球上下运动中，框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为（

）

A．g

B．(M—m)g／m

C．0

D．(M+m)g／m 四、实验：

验证牛顿第二定律

【实验原理】

线对小车的牵引力F(当m<

。

2．保持小桶和砂的质量

，在小车上加减砝码，改变小车的质量M，测出小车的对应加速度a，由多组a、M数据作出加速度和质量倒数的关系a-M-1图线，验证加速度是否与质量成

。

【实验主要步骤】

1．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持

运动状态。

2．保持小车的质量

，改变砂的质量（要用天平称量），重复实验。

3．用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，即砂和桶的

，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。若图线为

，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。

4．保持砂和小桶的质量

，在小车上加放砝码，重复实验。

【注意事项】

1．砂和小桶的总质量

小车和砝码的总质量。

2．在平衡摩擦力时，

悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手给小车一个初

B A 1．如图所示装置，保持小车质量M

，改变小桶内砂的质量m，从而改变细

速度，如果在纸带上打出的点的间隔是

的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。

3、实验前要调整滑轮的高度使拉小车的细线与木板

；摩擦力平衡后，木板的倾

角

改变。