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高考AB卷学法大视野专题三牛顿运动定律《五年高考真题统计》点击查看高考AB卷学法大视野考点一对牛顿运动定律的理解高考AB卷学法大视野[物理学史](1)伽利略利用“理想实验”得出“力是改变物体运动状态的原因”的观点，推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的错误观点。(2)英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了“牛顿第一、第二、第三定律”。高考AB卷学法大视野[形象思维]巧辨谁来决定加速度高考AB卷学法大视野【解题方略】1.对牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。(2)揭示力的本质：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的对比牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。对牛顿第一、三定律的理解及应用高考AB卷学法大视野3.一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较高考AB卷学法大视野【例1】下列说法正确的是()A.在高速公路上高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性大B.牛顿第一定律是根据理论推导出来的C.在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球的惯性逐渐变为零D.物体的速度逐渐增大同时加速度逐渐减小是有可能的解析惯性是物体的固有属性，质量是其唯一量度，A、C错；牛顿第一定律是牛顿在伽利略理想斜面实验的基础上，加上逻辑推理得出的规律，B错；物体可以做加速度逐渐减小的加速运动，D对。答案D高考AB卷学法大视野【例2】如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是()A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C.若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D.若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利高考AB卷学法大视野解析甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，故选项A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误；设绳子的张力为F，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F，若m甲m乙，则由a＝Fm得，a甲a乙，由x＝12at2得在相等时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会先过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C正确；收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D错误。答案C高考AB卷学法大视野技巧秘诀“两看”判断一对力是否是作用力和反作用力高考AB卷学法大视野【解题方略】1.牛顿第二定律的五个特性牛顿第二定律的理解高考AB卷学法大视野2.合力、加速度、速度间的决定关系(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度。(2)a＝ΔvΔt是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝Fm是加速度的决定式，a∝F，a∝1m。(3)合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。高考AB卷学法大视野【例3】如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端。B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为()A.mg，竖直向上B.mg1＋μ2，斜向左上方C.mgtanθ，水平向右D.mg1＋tan2θ，斜向右上方高考AB卷学法大视野解析以A为研究对象，受力分析如图，根据牛顿第二定律得mAgtanθ＝mAa，得a＝gtanθ，方向水平向右。再对B研究，小车对B的摩擦力f＝ma＝mgtanθ，方向水平向右，小车对B的支持力大小为N＝mg，方向竖直向上，则小车对物块B产生的作用力的大小为F＝N2＋f2＝mg1＋tan2θ，方向斜向右上方。选项D正确。答案D高考AB卷学法大视野技巧秘诀1.应用牛顿第二定律常用的方法合成法若物体只受两个共点力作用而产生加速度时，根据牛顿第二定律可知，利用平行四边形定则求出的两个力的合外力方向就是加速度方向。特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比较简单分解法①分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，则F合x＝ma(沿加速度方向)，F合y＝0(垂直于加速度方向)②分解加速度：当物体受到的力相互垂直时，沿这两个相互垂直的方向分解加速度，再运用牛顿第二定律列方程求解，有时更简单高考AB卷学法大视野2.应用牛顿第二定律的解题步骤高考AB卷学法大视野牛顿第二定律的瞬时性问题【解题方略】1.两种模型加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：高考AB卷学法大视野2.求解瞬时加速度的一般思路分析瞬时变化前、后物体的受力情况⇒列牛顿第二定律方程⇒求瞬时加速度高考AB卷学法大视野【例4】如图所示，物体P放在水平地面上，劲度系数为k＝250N/m的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上、右端固定在质量为m＝1kg的物体P上，弹簧水平。开始时弹簧为原长，P从此刻开始受到与水平面成θ＝37°的拉力作用而向右做匀加速运动。某时刻F＝10N，弹簧弹力大小为T＝5N，P向右的加速度大小为a＝1m/s2，此时撤去F，已知sin37°＝0.6、cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)撤去F时P的速度；(2)撤去F瞬间P的加速度。高考AB卷学法大视野解析(1)根据胡克定律可知，从开始到撤去F，弹簧伸长量x＝Tk＝0.02m应用速度－位移关系式可知，撤去F时P的速度v＝2ax解得v＝0.2m/s，方向水平向右(2)撤去F前的瞬间P做加速运动的加速度a＝1m/s2，弹簧被拉长，设P与水平面间的动摩擦因数为μ，对P应用牛顿第二定律得Fcosθ－μ(mg－Fsinθ)－T＝ma撤去F瞬间P的加速度大小为a′，应用牛顿第二定律有μmg＋T＝ma′联立解得a′＝10m/s2，方向水平向左答案(1)0.2m/s方向水平向右(2)10m/s2方向水平向左高考AB卷学法大视野技巧秘诀求解瞬时性加速度问题的两点注意(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析。(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变。高考AB卷学法大视野【典例】(2014·重庆理综)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v－t图象可能正确的是()高考AB卷学法大视野[错因分析](1)本题易忽略最高点的运动分析。误认为正确答案为B、C，事实上两个物体在最高点时，均只受重力，其加速度均为g。(2)误认为上抛过程中的加速度a上＝mg－kvm，下落过程中的a下＝mg＋kvm。而误选A项。高考AB卷学法大视野[正解]不受空气阻力的物体，整个上抛过程中加速度恒为g，方向竖直向下，题图中的虚线表示该物体的速度－时间图象；受空气阻力的物体在上升过程中，mg＋kv＝ma，即a＝g＋kvm，随着物体速度的减小，物体的加速度不断减小，故A项错误；受空气阻力的物体上升到最高点时，速度为零，此时物体的加速度也是g，方向竖直向下，故图中实线与t轴交点处的切线的斜率应与虚线的斜率相同，故D项正确，B、C项错误。答案D高考AB卷学法大视野1.F＝ma既反映了物体所受合外力与加速度大小的关系，也反映了两者的方向关系，即瞬时对应，但有时不能正确确定合外力的方向，进而不能正确地确定加速度的方向。2.当力发生突变时，加速度也发生突变，但速度不能发生突变。高考AB卷学法大视野1.动力学的两类基本问题考点二牛顿运动定律的应用加速度是将受力和运动联系起来的纽带。高考AB卷学法大视野2.解决动力学基本问题时对力的处理方法(1)合成法：在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用“合成法”。(2)正交分解法：若物体的受力个数较多(3个或3个以上)，则采用“正交分解法”。3.超重和失重问题高考AB卷学法大视野[正误辨识](1)超重就是物体的重力变大的现象。()(2)失重时物体的重力小于mg。()(3)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。()(4)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力。()(5)加速上升的物体处于超重状态。()(6)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。()(7)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。()高考AB卷学法大视野(8)物体处于超重或失重状态，完全由物体加速度的方向决定，与速度方向无关。()(9)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√(9)√高考AB卷学法大视野[形象思考]在完全失重状态下，物理上的哪些仪器不能正常使用了？答案由重力作用效果决定工作原理的仪器，在完全失重的状态下会失效，如天平、单摆、水银气压计、密度计、连通器等。高考AB卷学法大视野【解题方略】判断超重、失重现象的三个技巧对超重、失重的理解及应用从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态从速度变化的角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重②物体向下加速或向上减速时，失重高考AB卷学法大视野【例1】(2014·北京理综，18，6分)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高考AB卷学法大视野解析手托物体抛出的过程，必定有一段加速过程，其后可以减速、也可以匀速。当后期手和物体匀速运动时，物体既不超重也不失重，当手和物体减速运动时，物体处于失重状态，所以选项A错误；物体从静止到有速度，必定有一段加速过程，此过程处于超重状态，所以选项B错误；当物体离开手的瞬间，物体只受重力，此时物体的加速度等于重力加速度，C错误；手和物体分离之前速度相同，分离瞬间手的速度变化量比物体的速度变化量大，故手的加速度大，所以D正确。答案D高考AB卷学法大视野【解题方略】解决动力学两类问题的两个关键点两类动力学问题高考AB卷学法大视野【例2】如图所示，一质量m＝0.4kg的小物块，以v0＝2m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10m。已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝33。重力加速度g取10m/s2。(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。(2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？高考AB卷学法大视野解析(1)设物块加速度的大小为a，到达B点时速度的大小为v，由运动学公式得L＝v0t＋12at2①v＝v0＋at②联立①②式，代入数据得a＝3m/s2③v＝8m/s④(2)设物块所受支持力为FN，所受摩擦力为Ff，拉力与斜面间的夹角为α，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得高考AB卷学法大视野Fcosα－mgsinθ－Ff＝ma⑤Fsinα＋FN－mgcosθ＝0⑥又Ff＝μFN⑦联立⑤⑥⑦式得F＝mg（sinθ＋μcosθ）＋macosα＋μsinα⑧由数学知识得cosα＋33sinα＝233sin(60°＋α)⑨由⑧⑨式可知对应F最小时与斜面间的夹角α＝30°⑩高考AB卷学法大视野联立③⑧⑩式，代入数据得F的最小值为F