人教高中物理专题04 牛顿运动定律的应用（解析版）.docx

专题04 牛顿运动定律的应用
[题型导航]
题型一 牛顿三定律的理解 1
题型二 超重与失重现象 2
题型三 瞬时问题的两类问题 8
题型四 动力学图像问题 11
题型五 动力学中的连接体问题 15
题型六 动力学两类基础问题 17
题型七 动力学方法分析多运动过程问题 21
[考点分析]
题型一 牛顿三定律的理解
1．内容
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．
2．意义
(1)指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因．
(2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律．
(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态．
3．惯性
(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．
(2)量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小．
(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关．
4．牛顿第二定律
(1)表达式为F＝ma.
(2)理解：核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时消失、同时变化．
5．牛顿第三定律的内容
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．
6．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同．
(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同．
(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关．
7．相互作用力与平衡力的比较
对应名称
比较内容
作用力和反作用力
一对平衡力
不同点
作用在两个相互作用的物体上
作用在同一物体上
同时产生、同时消失
不一定同时产生、同时消失
两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力
两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零
一定是同性质的力
性质不一定相同
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
下列关于牛顿第一定律以及惯性概念的说法中，正确的是（　　）
A．牛顿第一定律说明，只有不受外力的物体才保持匀速直线运动或静止状态
B．物体运动状态发生变化则物体一定受到力的作用
C．惯性定律与惯性的实质是相同的
D．物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度越大时其惯性也越大
【解答】解：A、牛顿第一定律中的物体不受外力是一种理想的状态，在实际的应用中，受到的合外力等于0的物体也能保持匀速直线运动或静止状态。故A错误；
B、牛顿第一定律指出，力是改变物体一状态的原因，所以物体运动状态发生变化则物体一定受到力的作用。故B正确；
C、惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性，但惯性不是惯性定律。故C错误；
D、惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大惯性越大，与物体的运动状态、是否受力等因素没有关系。故D错误。
故选：B。
关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　）
A．不受力作用的的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义
B．牛顿第一定律是从实验现象归纳总结出来的
C．牛顿第一定律表明，物体在任何状态下都具有惯性
D．牛顿第一定律表明，外力的作用会改变物体的惯性
【解答】解：
A.虽然不受力作用的物体是不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力时的运动规律，是整个牛顿力学的基础，是有意义的，故A错误；
B.牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出，故B错误；
C.不论是运动的还是静止的物体都有惯性，惯性与所处的运动状态无关，故C正确；
D.惯性由物体的质量决定，外力的作用不会改变物体的惯性，故D错误；
故选：C。
艾萨克•牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中指出：“力使物体获得加速度。”某同学为探究加速度与力的关系，取两个材质不同的物体A、B，使其分别在水平拉力F的作用下由静止开始沿水平面运动，测得两物体的加速度a与拉力F之间的关系如图所示，重力加速度g取10m/s2，空气阻力忽略不计，则（　　）
A．物体A的质量为0.7kg
B．物体B的质量为0.2kg
C．物体A与水平面间动摩擦因数为0.5
D．物体B与水平面间动摩擦因数为0.1
【解答】解：AC.对物体A由牛顿第二定律
FA﹣μAmA