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高中物理牛顿运动定律考点

曾扬分享

  牛顿运动定律是整个动力学的基础,它们既有相互独立的一面又有整体的一致性,也是高中物理的重要知识点。

  一、对牛顿运动定律的理解

  基础知识汇总

  1.牛顿第一定律: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:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

  (1)惯性大小只与物体的质量有关;

  (2)惯性是物体的固有属性,不是力。

  3.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

  作用力和反作用力的性质相同,作用在两个物体上。

  4.作用力和反作用力与平衡力的区别:作用力和反作用力“异体、同存、同性质”,而平衡力是“同体”。

  5.牛顿第二定律:a=F/m。

  6.牛顿第二定律具有“四性”:矢量性、瞬时性、同体性、独立性。

  对牛顿第一定律、第三定律的考查

  1.考查对牛顿第一定律和惯性的理解

  (1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质。物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。

  (2)牛顿第一定律是惯性定律,它指出一切物体都有惯性,惯性只与质量有关。

  2.考查对力与运动的关系的理解

  (1)力是改变物体运动状态的原因(运动状态指物体的速度),不是维持物体运动的原因。

  (2)产生加速度的原因是力。

  3.考查牛顿第三定律

  区别作用力和反作用力与平衡力:

  一对平衡力作用在同一物体上,一对作用力和反作用力作用在两个物体上。

  对牛顿第二定律的理解和应用

  1.合成法求合外力

  物体只受两个力的作用而产生加速度,利用矢量合成法则;

  两个力方向相同或相反时,加速度与物体运动方向在同一直线上,合成法更简单。

  2.正交分解法与牛顿第二定律的结合应用

  物体受到两个以上的力的作用而产生加速度时,常用正交分解法解题。

  (1)分解力求物体受力问题

  把力正交分解在沿加速度方向和垂直于加速度方向上,在沿加速度的方向列方程Fx=ma,在垂直于加速度方向列方程Fy=0求解。

  (2)分解加速度求解受力问题

  分析物体受力,建立直角坐标系,将加速度a分解为ax和ay,根据牛顿第二定律得Fx=max,Fy=may求解。

  考查牛顿第二定律的瞬时性

  关键是分析瞬时状态前后的受力情况及运动状态。

  两种模型:

  (1)刚性绳(或接触面):

  剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复的时间。

  (2)弹簧(或橡皮绳)

  形变量大,恢复形变需要较长时间,分析瞬时问题时弹力的大小可以看成不变。

  二、两类动力学的基本问题

  基础知识汇总

  1.对牛顿第二定律的理解

  加速度是连接力和运动的纽带及桥梁

  2.动力学的基本公式

  3.动力学的两类问题

  解答两类基本问题的方法和步骤:

  (1)明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点;

  (2)确定研究对象进行分析,画出受力分析图或运动过程图;

  (3)应用牛顿运动定律和运动学公式求解。

  解决两类动力学的基本问题

  有两种形式的考查:

  (1)已知物体的受力情况,求解物体的运动情况。

  (2)已知物体的运动情况,求解物体的受力情况。

  三、利用整体法和隔离法求连接体问题

  基础知识汇总

  1.连接体:

  (1)用细绳连接的物体系

  (2)相互挤压在一起的物体系

  (3)相互摩擦的物体系

  2.外力和内力

  系统外物体对系统的作用力称为外力

  系统内各物体间的相互作用力称为内力

  3.整体法

  不要求知道各个物体之间的相互作用力,且各物体具有相同的加速度,此时把它们看成一个整体来分析,这种方法称为整体法。

  4.隔离法

  需要知道系统中物体之间的相互作用力,需要把物体从系统中隔离出来,分析物体的受力情况和运动情况,这种方法称为隔离法。

  简单的连接体问题

  选择原则:一是要包含待求量,二是所选隔离对象和所列方程数少。

  1.求解连接体的内力时,先整体后隔离

  先用整体法求出系统的加速度,再用隔离法求解出物体间的内力。

  2.求解连接体的外力时,先隔离后整体

  先用隔离法分析某个受力和运动情况,求加速度,再用整体法求解外力。

  系统中牛顿第二定律及其在整体法中的应用

  1.系统内各物体的加速度相同

  系统看成一个整体,分析受力及运动情况列出方程。

  2.若系统内各物体的加速度不相同

  m1、m2的加速度分别为a1、a2,可用牛顿第二定律列出方程F=m1a1+m2a2。

  3.系统内各物体的加速度不相同

  将各物体的加速度正交分解后,物体系统牛顿第二定律正交分解式为

  ∑Fx=m1a1x+m2a2x+…+mnanx,

  ∑Fy=m1a1y+m2a2y+…+mnany。

  四、超重和失重现象

  基础知识汇总

  1.超重与失重

  物体具有向上的加速度时处于超重状态;物体具有向下的加速度时处于失重状态。

  当a=g时,物体处于完全失重状态。

  2.实重与视重

  实重即物体的实际重力,G=mg;视重即看起来物体有多重,它的大小等于物体对支持物的压力或者对悬挂物的拉力的大小。

  对超重和失重的理解

  1.对超重和失重的理解

  临界点是物体处于平衡状态。

  (1)与速度方向无关,取决于加速度的方向。.

  (2)加速度具有竖直向上的分量,超重;加速度具有竖直向下的分量,失重。

  (3)发生超重或者失重,变化的是视重。

  (4)完全失重是物体的加速度恰等于重力产生的加速度。

  2.超重和失重的计算

  (1)超重时,物体的加速度向上,F视=mg+ma。

  (2)失重时,物体的加速度向下,F视=mg-ma。

  五、牛顿第二定律的临界问题

  牛顿第二定律的临界问题

  当物体的运动变化到某个特定状态时,有关物理量发生突变,该物理量的值叫临界值,该特定状态为临界状态。

  需要在给定的物理情境中求解物理量的上限或下限,关键点:

  (1)临界状态的由来

  (2)临界状态时物体的受力、运动状态的特征

  1.常见类型:

  (1)相互接触的两物体脱离的临界条件是N=0。

  (2)绳子松弛的临界条件是T=0。

  (3)存在静摩擦力的连接系统,相对静止与相对滑动的临界条件是f静=fm。

  (4)与弹簧有关的临界问题:

  ①最大速度问题

  ②与地面或与固定挡板分离

  挡板与物体分离的临界条件是:加速度相同,弹力为0。

  2.分析临界问题的思维方法

  (1)极限法;(2)假设法;(3)数学法。

  六、传送带及板块模型问题

  传送带问题

  1.匀速传送带模型

  2.物体轻放在加速运动的水平传送带上:

  (1)物体与传送带之间的动摩擦因数较大,而传送带加速度相对较小,物体先加速,当物体速度增大到和传送带相同时,物体和传送带一起加速运动。

  (2)物体与传送带之间的动摩擦因数较小,而传送带加速度相对较大,物体一直向前加速运动。

  板块模型

  1.模型特点

  滑块——滑板类问题涉及两个物体,物体间存在相对滑动。

  2.两种位移关系

  滑块从滑板的一端运动到另一端:

  同向运动,滑块的位移和滑板的位移之差等于滑板的长度。

  反向运动,滑块的位移和滑板的位移大小之和等于滑板的长度。

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