高中牛頓第一定律教案

高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律。

第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律是力學(xué)乃至整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律．正確理解慣性概念，理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，并能熟練地應(yīng)用牛頓第二定律分析和計(jì)算問題，將為今后的熱學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)，通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律連為一體。
2、在復(fù)習(xí)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)掌握兩類力學(xué)問題的處理方法，具體應(yīng)從以下幾方面下功夫：①靈活運(yùn)用隔離法和整體法求解加速度相等的連接體問題；②用正交分解法解決受力較復(fù)雜的問題，在正交的兩個(gè)方向上應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律；③綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析、解決問題，注意多階段（過程）運(yùn)動(dòng)上的連接點(diǎn)；④運(yùn)用超重和失重的知識(shí)定性分析一些力學(xué)現(xiàn)象。
3、近五年來，高考再現(xiàn)率100%，側(cè)重于考查單個(gè)物體的分析和計(jì)算，而且容易與實(shí)際緊密聯(lián)系命題?？梢钥隙?，2009年的高考中，本單元內(nèi)容仍將是高考的熱點(diǎn)之一，可能是力學(xué)題，也可能是力、電綜合題．在數(shù)學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)復(fù)習(xí)等效法以及臨界分析的技巧，以培養(yǎng)分析、綜合能力。

第一課時(shí)牛頓第一定律和牛頓第三定律（幼兒教師教育網(wǎng) wWw.Yjs21.cOM）

【教學(xué)要求】
1．理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義；
2．知道什么是慣性，知道慣性大小與質(zhì)量有關(guān)，并正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象；
3．理解牛頓第三定律的含義并應(yīng)用牛頓第三定律解決實(shí)際問題
【知識(shí)再現(xiàn)】
一.牛頓第一定律：
1、內(nèi)容：一切物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有外力迫使其改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。
2、意義：
（1）揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，從而推翻了亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。
（2）揭示了任何物體都有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)---慣性。
3、說明：
（l）牛頓第一定律也叫慣性定律。
（2）牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律。它是以伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理而總結(jié)出來的。
（3）牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例，而是闡述物體不受任何外力的理想化情況。
議一議：如圖所示，有人想做如下環(huán)球旅行：乘坐一個(gè)大氣球?qū)⒆约焊≡诳罩校捎诘厍蛟谧赞D(zhuǎn)，一晝夜就能周游世界，這個(gè)設(shè)想能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？
二.牛頓第三定律：
1、內(nèi)容：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，同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失，分別作用在兩個(gè)不同的物體上。
2、表達(dá)式：F=-F′
3、平衡力和作用力與反作用力的區(qū)別：
（1）平衡力可以是不同性質(zhì)的力，而作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力；
（2）平衡力中的某個(gè)力發(fā)生變化或消失時(shí)，其他的力不一定變化或消失，而作用力與反作用力一定是同時(shí)變化或消失；
（3）平衡力作用在同一物體上，作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上；
（4）平衡力的效果使物體平衡，而作用力與反作用力則分別產(chǎn)生各自效果。
知識(shí)點(diǎn)一牛頓第一定律
【應(yīng)用1】科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識(shí)世界的基本手段，在研究和解決問題過程中，不僅需要相應(yīng)的知識(shí)，還要注意運(yùn)用科學(xué)的方法。理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映白然規(guī)律。伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，如圖所示．其中有一個(gè)是經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，其余是推論。
（1）減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在此斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；
（2）兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；
（3）若沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨龋?br> （4）繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)。
請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列（只要填寫序號(hào)即可）。在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論。下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類正確的是（）。
A、（1）是事實(shí)，（2）（3）（4）是推論
B、（2）是事實(shí)，（1）（3）（4）是推論
C、（3）是事實(shí)，（1）（2）（4）是推論
D、（4）是事實(shí)，（1）（2）（3）是推論
導(dǎo)示:正確的順序排列是（2）（3）（1）（4）；
B選項(xiàng)正確。

知識(shí)點(diǎn)二作用力與反作用力的關(guān)系：
1、四相同：①大小相同；②具有同時(shí)性，它們同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)消失。③作用力和反作用力是同種性質(zhì)的力；④作用力和反作用力作用在同一條直線上；
2、三不同：①方向相反；②分別作用在不同的物體上；③作用力和反作用力產(chǎn)生不同的作用效果。
【應(yīng)用2】（常州高中08屆高考物理模擬卷）用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（DIS）做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn)，如圖所示是把兩個(gè)測(cè)力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動(dòng)，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果。觀察分析兩個(gè)力傳感器的相互作用隨著時(shí)間變化的曲線，以下結(jié)論錯(cuò)誤的是（B）
A、作用力與反作用力作用時(shí)刻相等；
B、作用力與反作用力作用在同一物體上；
C、作用力與反作用力大小相等；
D、作用力與反作用力方向相反
導(dǎo)示：選擇B。從圖象可以看出作用力與反作用力大小相等、方向相反，同時(shí)產(chǎn)生消失和變化。
類型一對(duì)慣性的理解和應(yīng)用
【例1】請(qǐng)根據(jù)圖中的情景，說明車子所處的狀態(tài)，并對(duì)這種情景作出解釋。
導(dǎo)示：根據(jù)圖中的情景，在圖（1）中車子突然減速（或剎車），在圖（1）中車子突然加速（或啟動(dòng)）。
在圖（1）中，車子突然減速（或剎車）時(shí)，人的腳隨車一起減速或停止，而上身由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，因此人的身體要向前傾。
在圖（2）中，車子突然加速（或啟動(dòng)）時(shí)，人的腳隨車一起加速，而上身由于慣性保持原來的勻速運(yùn)動(dòng)（或靜止）狀態(tài)，因此人的身體要向后倒。
雖然慣性與很多現(xiàn)象相聯(lián)系，但大多是陷阱，因?yàn)樗爸慌c”質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量是慣性的“唯一”量度。對(duì)慣性的常見錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)如下：
①認(rèn)為做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體才有慣性，做變速
運(yùn)動(dòng)的物體沒有慣性；
②物體在做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)有慣性，一旦
速度改變，慣性就沒有了；
③把慣性看成一種力，認(rèn)為物體保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是因?yàn)槭艿搅恕皯T性力”；
④認(rèn)為物體速度越大，物體的慣性就越大等等。
類型二對(duì)牛頓第三定律的理解和應(yīng)用
【例2】黨的“十六大”之后，在農(nóng)業(yè)上加大了改革力度，加速推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程；在農(nóng)村利用拖拉機(jī)進(jìn)行大面積耕地，下列關(guān)于拖拉機(jī)和犁之間作用力的說法中正確的是（）
A．由于拖拉機(jī)拉犁前進(jìn)，所以拖拉機(jī)拉犁的力大于犁拉拖拉機(jī)的力
B．由于犁在泥土里，所以犁拉拖拉機(jī)的力大于拖拉機(jī)拉犁的力
C．只有二者勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，二者的拉力大小才相等
D．無論怎樣運(yùn)動(dòng)，二者的拉力大小始終相等
導(dǎo)示：選擇D。根據(jù)牛頓第三定律中關(guān)于作用力和反作用力的特點(diǎn)可知。

【例3】（廣東省東莞實(shí)驗(yàn)中學(xué)08屆高三期中考試）下列說法正確的是（）
A．一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)的沖量一定相同
B．一質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)力作用且處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力在同一段時(shí)間內(nèi)做的功或者都為零，或者大小相等符號(hào)相反
C．在同樣時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正負(fù)號(hào)一定相反
D．在同樣時(shí)間內(nèi)，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正負(fù)號(hào)也不一定相反
導(dǎo)示：選擇BD。
（1）作用力與反作用力是高考的熱點(diǎn)．主要是針對(duì)其特點(diǎn)及其在生活中的“錯(cuò)覺”進(jìn)行考查，另外，其與平衡力的區(qū)別也是高考考查的重點(diǎn)。
（2）作用力與反作用力的關(guān)系與物體被作用的效果無關(guān)，如“以卵擊石”，雞蛋“粉身碎骨”，而石頭卻“安然無恙”，但雞蛋與石頭之間的相互作用力依然是等大反向的。

1、如圖所示，運(yùn)輸液體貨物的槽車，液體上有氣泡，當(dāng)車向前開動(dòng)時(shí)氣泡將向________運(yùn)動(dòng)；剎車時(shí)，氣泡將向____________運(yùn)動(dòng)，其原因是_____________具有慣性。

2、下列成語中，體現(xiàn)了“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的思想是（）
A、樹欲靜而風(fēng)不止
B、順?biāo)浦?br> C、楚霸王不能自舉其身
D、掃帚不到，灰塵照例不會(huì)自己跑掉

3、在地球赤道上的A處靜止放置一個(gè)小物體，現(xiàn)在設(shè)想地球?qū)π∥矬w的萬有引力消失，則在數(shù)小時(shí)內(nèi)，小物體相對(duì)于A點(diǎn)處的地面來說，將（）
A、水平向東飛去
B、原地不動(dòng)，物體對(duì)地面的壓力消失
C、向上并漸偏向西飛去
D、向上并漸偏向東方飛去

4、（無錫市08屆高三基礎(chǔ)測(cè)試）如果正在作自由落體運(yùn)動(dòng)的物體的重力忽然消失，那么它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)該是（）
A．懸浮在空中不動(dòng)
B．運(yùn)動(dòng)速度逐漸減小
C．作豎直向下的勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．以上三種情況都有可能

5、如圖在勻速行駛的列車中的水平桌面上放一乒乓球，突然乒乓球沿如圖軌跡運(yùn)動(dòng)，試說明此時(shí)列車在作何種運(yùn)動(dòng)？

答案：1、前、后、液體2、AD
3、C4、C5、列車在減速左轉(zhuǎn)彎

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第六課時(shí)單元知識(shí)整合
悄悄告訴你：①、改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；②平行四邊形定則（或三角形定則）；
③│F1-F2│≤F≤│F1+F2│；④F合=0（或a=0），物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)；⑤明確力的作用效果。

一、關(guān)于力與受力分析的基本方法
1．從力的概念即力是物體對(duì)物體的作用來認(rèn)識(shí)力，從力的作用效果來研究力．
2．準(zhǔn)確把握三種不同性質(zhì)力的產(chǎn)生條件并結(jié)合物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)物體進(jìn)行受力分析．
3．按重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力的順序進(jìn)行受力分析，防止“漏”力，找施力物體，防止“添”力。
二、力的合成與分解的基本方法
1．力的合成與分解遵從的是矢量的平行四邊形定則，這一知識(shí)點(diǎn)無論在靜力學(xué)還是在動(dòng)力學(xué)的應(yīng)用中都占有非常重要的地位，高考中往往將其與一些數(shù)學(xué)方法，如幾何法、圖象法、函數(shù)法等結(jié)合在一起使用．
2．力的正交分解是在物體受三個(gè)或三個(gè)以上的共點(diǎn)力作用的情況下求合力的一種行之有效的方法，“分解”的目的是為了更方便地“合成”．正交分解的優(yōu)點(diǎn)就在于避免了對(duì)多個(gè)力用平行四邊形定則多次進(jìn)行合成，分解后只要處理一條直線上的力的合成問題就可以了．
三、共點(diǎn)力作用下物體的平衡的基本方法
1．共點(diǎn)力作用下物體平衡的一般解題思路
（1）確定研究對(duì)象，即處于平衡的物體；
（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫好受力圖；
（3）建立平衡方程；
（4）求解未知物理量，其中正確分析研究對(duì)象的受力情況是解答問題的關(guān)鍵．
2．平衡問題中確定研究對(duì)象的方法是“整體法”與“隔離法”。
3．共點(diǎn)力平衡的幾種常用解法：
（1）力的合成與分解法
（2）正交分解法
（3）相似三角形法
（4）三力匯交原理

類型一整體法和隔離法的應(yīng)用
【例1】三根不可伸長(zhǎng)的相同的輕繩，一端系在半徑為r0的環(huán)1上，彼此間距相等，繩穿過半徑為r0的第3個(gè)圓環(huán)，另一端用同樣方式系在半徑為2r0的圓環(huán)2（如圖）環(huán)1固定在水平面上，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡。試求第2個(gè)環(huán)中心與第3個(gè)環(huán)中心之距離。（三個(gè)環(huán)都是用同種金屬絲制作的，摩擦不計(jì)）
導(dǎo)示：由于對(duì)稱性，每根繩子上的張力大小相等,設(shè)為T。設(shè)1、3兩環(huán)的質(zhì)量為m，則2環(huán)的質(zhì)量為2m。
對(duì)2、3兩環(huán)整體有：2mg+mg=3T；
對(duì)環(huán)2有：2mg=3Tsinθ
解得：
所以，2、3兩環(huán)中心距離d=

【例2】（山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)08屆高三第二次月考試題）一個(gè)底面粗糙，質(zhì)量為m的劈放在水平面上，劈的斜面光滑且傾角為30o，如圖所示?，F(xiàn)用一端固定的輕繩系一質(zhì)量也為m的小球，繩與斜面夾角為30o。
（1）當(dāng)劈靜止時(shí)繩子的張力及小球?qū)π泵娴膲毫Ω鳛槎啻螅?br> （2）若地面對(duì)劈的最大靜摩擦力等于地面對(duì)劈的支持力的K倍，為使整個(gè)系統(tǒng)靜止，K值必須滿足什么條件？
導(dǎo)示：（1）對(duì)小球受力分析如圖甲所示：
根據(jù)根據(jù)平衡條件得：
…
解得：；
（2）對(duì)小球和斜面系統(tǒng)受力分析如圖乙所示，根據(jù)根據(jù)平衡條件得有：
；
由摩擦力公式得：
系統(tǒng)處于靜止，則
所以，

類型二空間力的分析
對(duì)于空間力，我們可以從不同角度觀察物體受力情況，把空間力轉(zhuǎn)化為平面力進(jìn)行處理。
【例3】如圖所示，長(zhǎng)方形斜面傾角為37°，其長(zhǎng)為0.8m，寬為0.6m，一重為25N的木塊原先在斜面上部，它與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.6，要使木塊沿對(duì)角線AC方向勻速下滑，需對(duì)它施以平行于斜面多大的力F?（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
導(dǎo)示：從垂直斜面方向看，木塊在斜面平面內(nèi)的受力情況如圖所示，F(xiàn)只有垂直AC時(shí)木塊才能受力平衡，
所以，F(xiàn)=(mgsin37°)sin37°=9N。

類型三規(guī)律探究題分析
【例4】．當(dāng)物體從高空下落時(shí)，所受阻力會(huì)隨物體的速度增大而增大，因此經(jīng)過下落一段距離后將勻速下落，這個(gè)速度稱為此物體下落的收尾速度。研究發(fā)現(xiàn)，在相同環(huán)境條件下，球形物體的收尾速度僅與球的半徑和質(zhì)量有關(guān)．下表是某次研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
小球編號(hào)ABCDE
小球的半徑（×10－3m）0.50.51.522.5
小球的質(zhì)量（×10－6kg）254540100
小球的收尾速度（m/s）1640402032
（1）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，求出B球與C球在達(dá)到終極速度時(shí)所受阻力之比．
（2）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，歸納出球型物體所受阻力f與球的速度大小及球的半徑的關(guān)系（寫出有關(guān)表達(dá)式、并求出比例系數(shù)）．
（3）現(xiàn)將C號(hào)和D號(hào)小球用輕質(zhì)細(xì)線連接，若它們?cè)谙侣鋾r(shí)所受阻力與單獨(dú)下落時(shí)的規(guī)律相同．讓它們同時(shí)從足夠高的同一高度下落，試求出它們的收尾速度；并判斷它們落地的順序（不需要寫出判斷理由）．
導(dǎo)示：（1）球在達(dá)到終極速度時(shí)為平衡狀態(tài)，有：
f＝mg①
則fB：fC＝mB：mC②
帶入數(shù)據(jù)得fB：fC＝1：9③
（2）由表中A、B球的有關(guān)數(shù)據(jù)可得，阻力與速度成正比；即④
由表中B、C球有關(guān)數(shù)據(jù)可得，阻力與球的半徑的平方成正比，即⑤
得⑥
k＝4.9Ns/m3（或k＝5Ns/m3）⑦
（3）將C號(hào)和D號(hào)小球用細(xì)線連接后，其收尾速度應(yīng)滿足mCg＋mDg＝fC＋fD⑧
即mCg＋mDg＝kv(rC2＋rD2)⑨
代入數(shù)據(jù)得v＝27.2m/s⑩
比較C號(hào)和D號(hào)小球的質(zhì)量和半徑，可判斷C球先落地。

1．如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)來拉靜止在水平桌面上的木塊A，逐漸增加拉力，直到木塊運(yùn)動(dòng)為止，這一探究性的實(shí)驗(yàn)是用來說明()
A．靜摩擦力大小不是一個(gè)固定的值
B．靜摩擦力有一個(gè)最大限度
C．動(dòng)摩擦因數(shù)與接觸面的材料及粗糙程度有關(guān)
D．作用力和反作用力大小總是相等

2．如圖所示，位于水平桌面上的物塊P，由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的．已知Q與P之間以及P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是，兩物塊的質(zhì)量都是m,滑輪的質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦都不計(jì)．若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為（）
A．4mgB．3mg
C．2mgD．mg
3．（常州中學(xué)08屆高三第二階段調(diào)研）圖中a、b是兩個(gè)位于固定斜面上的正方形物塊，它們的質(zhì)量相等。F是沿水平方向作用于a上的外力。已知a、b的接觸面，a、b與斜面的接觸面都是光滑的。正確的說法是()
A.a、b一定沿斜面向上運(yùn)動(dòng)
B.a對(duì)b的作用力沿水平方向
C.a、b對(duì)斜面的正壓力相等
D.a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力

4．用手握重為1N的瓶子，握力為20N，使其在豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，則手與瓶子間的摩擦力為____N，如握力增至40N，則手與瓶子間的摩擦力為______N。

5．如右圖所示，一千斤頂結(jié)構(gòu)圖，豎直桿固定在圓孔O中，只能上下移動(dòng)，桿下端以滾輪與光滑斜面接觸，斜面傾角θ＝30°，物體質(zhì)量為200噸，桿的質(zhì)量及各處摩擦均不計(jì)，問水平力F至少為多大才能使物塊向上運(yùn)動(dòng)．（g＝10m/s2）。

答案：1。AB2。A3。D4。1，1
5。

高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):牛頓第二定律的應(yīng)用

第三課時(shí)牛頓第二定律的應(yīng)用

【教學(xué)要求】
1．理解應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的基本思路和方法；
2．會(huì)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決實(shí)際問題。（不要求求解加速度不同的連接體問題，不要求處理非慣性系的運(yùn)動(dòng)問題）
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、應(yīng)用牛頓第二定律解題的基本步驟
a、確定研究對(duì)象；
b、分析研究對(duì)象的受力情況與運(yùn)動(dòng)情況；
c、建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，將力與加速度作正交分解；
d、沿各坐標(biāo)軸方向列出動(dòng)力學(xué)方程，進(jìn)而求解。
二、利用牛頓定律分析解決問題時(shí)，要注意：
1、選取研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，有時(shí)將物體隔離，受力分析容易理解，能求物體間的相互作用力，有時(shí)將系統(tǒng)看成一個(gè)整體進(jìn)行受力分析．主要用于分析系統(tǒng)外對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體的作用力．
2、要注意選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這樣會(huì)對(duì)建立方程和求解帶來方便一般情況下選取一個(gè)坐標(biāo)軸與加速度一致的方向來建立坐標(biāo)系．有些時(shí)候需要分解加速度(a2=ax2+ay2）列方程計(jì)算較簡(jiǎn)便．總之要根據(jù)實(shí)際情況靈活建立坐標(biāo)系．
3、要注意加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系．在不同的時(shí)間段，可能有不同的受力情況，也就有不同的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．如加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)、加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)等．
知識(shí)點(diǎn)一超重和失重
1、當(dāng)系統(tǒng)的加速度豎直向上時(shí)（向上加速運(yùn)動(dòng)或向下減速運(yùn)動(dòng)）發(fā)生“超重”現(xiàn)象，超出的部分是ma；當(dāng)系統(tǒng)的加速度豎直向下時(shí)（向下加速運(yùn)動(dòng)或向上減速運(yùn)動(dòng)）發(fā)生“失重”現(xiàn)象，失去的部分是ma；當(dāng)豎直向下的加速度是g時(shí)（自由落體運(yùn)動(dòng)或處于繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船里）發(fā)生“完全失重”現(xiàn)象。
2、在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受到浮力、液體柱不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等。
【應(yīng)用1】（啟東08屆高三調(diào)研測(cè)試）某同學(xué)把一體重秤放在電梯的地板上，他站在體重秤上隨電梯運(yùn)動(dòng)并觀察體重秤示數(shù)的變化情況。下表記錄了幾個(gè)特定時(shí)刻體重秤的示數(shù)。（表內(nèi)時(shí)間不表示先后順序）
時(shí)間t0t1t2t3
體重秤示數(shù)/kg45.050.040.045.0
若已知t0時(shí)刻電梯靜止，則下列說法錯(cuò)誤的是（）
A、t1和t2時(shí)刻該同學(xué)的質(zhì)量并沒有變化，但所受重力發(fā)生變化；
B、t1和t2時(shí)刻電梯的加速度方向一定相反；
C、t1和t2時(shí)刻電梯的加速度大小相等，運(yùn)動(dòng)方向不一定相反；
D、t3時(shí)刻電梯可能向上運(yùn)動(dòng)
導(dǎo)示:選擇A。由表格中數(shù)據(jù)可以分析，t1時(shí)刻電梯處于超重狀態(tài)，加速度方向向上；t2時(shí)刻電梯處于失重狀態(tài)，加速度方向向下；不管物體處于失重還是超重狀態(tài)，物體本身的重力并沒有改變，而是對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┎坏扔谖矬w本身的重力。
類型一連接體問題
在連接體問題中，如果不要求知道各個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間的相互作用力，并且各個(gè)物體具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它們看成一個(gè)整體（當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)）分析受到的外力和運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度（或其他未知量）；
如果需知道物體之間的相互作用力，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程。隔離法和整體法是互相依存，互相補(bǔ)充的，兩種方法互相配合交替應(yīng)用，常能更有效地解決有關(guān)連接體的問題。
【例1】（啟東08屆高三調(diào)研測(cè)試）如圖所示，固定在水平面上的斜面傾角θ=37°，長(zhǎng)方體木塊A的MN面上釘著一顆小釘子，質(zhì)量m=1.5kg的小球B通過一細(xì)線與小釘子相連接，細(xì)線與斜面垂直，木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50．現(xiàn)將木塊由靜止釋放，木塊將沿斜面下滑．求在木塊下滑的過程中小球?qū)δ緣KMN面的壓力．（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
導(dǎo)示：由于木塊與斜面間有摩擦力的作用，所以小球B與木塊間有壓力的作用，并且它們以共同的加速度a沿斜面向下運(yùn)動(dòng)．將小球和木塊看作一個(gè)整體，設(shè)木塊的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律可得
代入數(shù)據(jù)得
選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)MN對(duì)小球作用力為N，
根據(jù)牛頓第二定律有
代入數(shù)據(jù)得
根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)N面的壓力大小為6.0N，方向沿斜面向下。
本題的關(guān)鍵是靈活選用整體法和隔離法。

類型二臨界問題
【例2】（徐州市08屆高三摸底考試）物體A的質(zhì)量M＝1kg，靜止在光滑水平面上的平板車B的質(zhì)量為m＝0.5kg、長(zhǎng)L＝1m。某時(shí)刻A以v0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同時(shí)，給B施加一個(gè)水平向右的拉力。忽略物體A的大小，已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.2，取重力加速度g=10m/s2.試求:
（1）若F=5N，物體A在小車上運(yùn)動(dòng)時(shí)相對(duì)小車滑行的最大距離；
（2）如果要使A不至于從B上滑落，拉力F大小應(yīng)滿足的條件。
導(dǎo)示：（1）物體A滑上木板B以后，作勻減速運(yùn)動(dòng)，有mg=maA……①得aA=g=2m/s2
木板B作加速運(yùn)動(dòng)，有F+mg=MaB，……②
得：aB=14m/s2
兩者速度相同時(shí)，有V0-aAt=aBt，得：t=0.25s
A滑行距離：SA=V0t-aAt2/2=15/16m
B滑行距離：SB=aBt2/2=7/16m
最大距離：△s=SA-SB=0.5m
（2）物體A不滑落的臨界條件是A到達(dá)B的右端時(shí)，A、B具有共同的速度v1，則：
………③
又：……………④
由、③、④式，可得：aB=6m/s2
再代入②式得：F=m2aB—m1g=1N
若F＜1N，則A滑到B的右端時(shí)，速度仍大于B的速度，于是將從B上滑落，所以F必須大于等于1N。
當(dāng)F較大時(shí)，在A到達(dá)B的右端之前，就與B具有相同的速度，之后，A必須相對(duì)B靜止，才不會(huì)從B的左端滑落。即有：F=（m+m）a，m1g=m1a
所以：F＝3N
若F大于3N，A就會(huì)相對(duì)B向左滑下。
綜上所述，力F應(yīng)滿足的條件是：1N≤F≤3N

類型三聯(lián)系實(shí)際問題
【例3】（如東、啟東2008屆高三第一學(xué)期期中聯(lián)合測(cè)試）一中學(xué)生為即將發(fā)射的“神州七號(hào)”載人飛船設(shè)計(jì)了一個(gè)可測(cè)定豎直方向加速度的裝置，其原理可簡(jiǎn)化如圖，拴在豎直彈簧上的重物與滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭連接，該裝置在地面上靜止時(shí)其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處，在零刻度的兩側(cè)分別標(biāo)上對(duì)應(yīng)的正、負(fù)加速度值，當(dāng)加速度方向豎直向上時(shí)電壓表的示數(shù)為正．這個(gè)裝置在“神州七號(hào)”載人飛船發(fā)射、運(yùn)行和回收過程中，下列說法中正確的是（）
A．飛船在豎直減速上升的過程中，處于失重狀態(tài)，電壓表的示數(shù)為負(fù)
B．飛船在豎直減速返回地面的過程中，處于超重狀態(tài)，電壓表的示數(shù)為正
C．飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，電壓表的示數(shù)為零
D．飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，電壓表的示數(shù)為負(fù)
導(dǎo)示:選擇ABD。當(dāng)飛船減速上升時(shí)，其加速度向下，所以電壓表的示數(shù)為負(fù)；飛船在豎直減速返回地面的過程中，其加速度向上，電壓表的示數(shù)為正；飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，加速度向下，電壓表的示數(shù)為負(fù)。

1．（08屆全國100所名校單元測(cè)試示范卷高三）下列實(shí)例屬于超重現(xiàn)象的是（）
A．汽車駛過拱形橋頂端
B．蕩秋千的小孩通過最低點(diǎn)
C．跳水運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起，離開跳板向上運(yùn)動(dòng)
D．火箭點(diǎn)火后加速升空

2．（08屆全國100所名校單元測(cè)試示范卷高三）如圖甲所示，在彈性限度內(nèi)，將盤下拉至某處后釋放，盤中物體隨盤一起做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，從放手開始計(jì)時(shí)，圖乙中能正確反映物體對(duì)盤的壓力隨時(shí)間變化關(guān)系的是（）

3．(全國大聯(lián)考08屆高三第二次聯(lián)考)一根質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)繩AB，在水平外力F的作用下，沿光滑水平面做直線運(yùn)動(dòng)，如圖甲所示．繩內(nèi)距A端x處的張力T與x的關(guān)系如圖乙所示，由圖可知（）
A．水平外力F=6N
B．繩子的質(zhì)量m=3kg
C．繩子的長(zhǎng)度l=2m
D．繩子的加速度a=2m/s2

4、（啟東08屆高三調(diào)研測(cè)試）質(zhì)量為M＝10kg的B板上表面上方，存在一定厚度的相互作用區(qū)域，如圖中劃虛線的部分，當(dāng)質(zhì)量為m＝1kg的物塊P進(jìn)入相互作用區(qū)時(shí)，B板便有豎直向上的恒力f=kmg（k＝51）作用于物塊P，使其剛好不與B板的上表面接觸；在水平方向，物塊P與B板間沒有相互作用力.已知物塊P開始自由下落的時(shí)刻，B板向右運(yùn)動(dòng)的速度為VBo=10m/s.物塊P從開始下落到剛到達(dá)相互作用區(qū)所經(jīng)歷的時(shí)間為t0=2.0s.設(shè)B板足夠長(zhǎng)，B板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.02，為保證物塊P總能落入B板上方的相互作用區(qū)，問：
（1）物塊P從起始位置下落到剛好與B板不接觸的時(shí)間t；
（2）物塊B在上述時(shí)間t內(nèi)速度的改變量△v；
（3）當(dāng)B板剛好停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊P已經(jīng)回到過初始位置幾次？（g=10m/s2）

答案：1、BD2、A3、AC
4、（1）2.04s（2）Δv=0.4488m/s（3）11次

高考物理第一輪牛頓運(yùn)動(dòng)定律專題考點(diǎn)復(fù)習(xí)教案

第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律
本章是高中物理的重點(diǎn)內(nèi)容，是解決力學(xué)問題的三大途徑之一，是物理學(xué)各分科間、物理學(xué)與其它學(xué)科間、以及物理學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合的重要紐帶．同時(shí)還滲透了“構(gòu)建物理模型”、“整體法與隔離法”、“力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”、“臨界問題”等物理學(xué)思想方法，對(duì)學(xué)好電磁學(xué)、熱學(xué)等各類知識(shí)有廣泛而深遠(yuǎn)的影響．可以說，牛頓定律是高中物理學(xué)的重要基石．
本章及相關(guān)內(nèi)容知識(shí)網(wǎng)絡(luò)：

專題一牛頓第一定律慣性
【考點(diǎn)透析】
一、本專題考點(diǎn)牛頓第一定律和慣性是Ⅱ類要求，既能夠確切理解其含義及與其它知識(shí)的聯(lián)系，能夠用它解決生活中的實(shí)際問題．在高考中主要考查方向是運(yùn)用牛頓第一定律的知識(shí)解釋科技、生產(chǎn)、生活中的物理現(xiàn)象和進(jìn)行定性判斷．
二、理解和掌握內(nèi)容
1．知識(shí)點(diǎn)的理解①牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止．②慣性：物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性．慣性是物體的固有屬性，與物體的運(yùn)動(dòng)及受力情況無關(guān)．物體的慣性僅由質(zhì)量決定，質(zhì)量是慣性大小的量度．
2．幾點(diǎn)說明：①不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證，它是伽利略在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過思維邏輯推理（既理想實(shí)驗(yàn)）方法得出的．②牛頓第一定律是獨(dú)立定律，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為它是牛頓第二定律在不受力時(shí)的特例，事實(shí)上，牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，描述的是物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．③牛頓第一定律的意義在于指出了一切物體均有慣性，指出力不是物體運(yùn)動(dòng)的原因而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)使物體產(chǎn)生加速度的原因．④慣性不是力，慣性是物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，而力是物體對(duì)物體的作用，慣性和力是兩個(gè)不同的概念．
3．難點(diǎn)釋疑有的同學(xué)認(rèn)為“慣性與物體的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，速度大慣性大，速度小慣性小”，理由是物體的速度大則不易停下，速度小則易停下．產(chǎn)生這種錯(cuò)誤的原因是把“慣性大小表示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度”錯(cuò)誤的理解成“慣性大小表示把物體由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止的難易程度”．事實(shí)上，在受到了相同阻力情況下，有相同的質(zhì)量而速度不同的物體，在相同的時(shí)間內(nèi)速度減少量是相同的．這就充分說明了質(zhì)量相同的物體，它們運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度——慣性是相同的，與速度大小無關(guān)．
4．綜合創(chuàng)新牛頓定律給人們定義了一種參考系：一個(gè)不受外力作用的物體在這個(gè)參考系中觀察將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這個(gè)參考系稱為慣性系．研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，地面參考系可認(rèn)為是慣性系，相對(duì)于地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系，也是慣性系，相對(duì)于地面做變速運(yùn)動(dòng)的物體就稱為非慣性系．牛頓定律只在慣性系成立．
【例題精析】
例1下列關(guān)于生活中常見的現(xiàn)象的說法正確的是（）
A．運(yùn)動(dòng)越快的汽車越不易停下，是因?yàn)槠囘\(yùn)動(dòng)越快，慣性越大．
B．騎車的人只有靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性．
C．跳水運(yùn)動(dòng)員跳起后能繼續(xù)上升，是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員仍受到一個(gè)向上的推力
D．人推車的力是改變車慣性的原因．
E．汽車的牽引力是使汽車產(chǎn)生加速度的原因．
解析：物體的慣性僅由質(zhì)量決定，與物體的運(yùn)動(dòng)及受力情況無關(guān)，所以ABC均錯(cuò)．力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)原因故E正確．
思考與拓寬：大家不妨以“假如生活中沒有了慣性”為標(biāo)題展開聯(lián)想，寫一篇科普小論文，談?wù)勀菍⑷绾胃淖兾覀兊纳睿?br> 例2一向右運(yùn)動(dòng)的車廂頂部懸掛兩單擺M、N，如圖3－1，某瞬時(shí)出現(xiàn)如圖情形，由此可知，車廂運(yùn)動(dòng)情況及單擺相對(duì)車廂運(yùn)動(dòng)情況可能為（）
A．車勻速直線運(yùn)動(dòng)，M擺動(dòng)，N靜止
B．車勻速直線運(yùn)動(dòng)，M擺動(dòng)，N擺動(dòng)
C．車勻速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N擺動(dòng)
D．車勻加速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N靜止
解析：由牛頓第一定律，當(dāng)車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)車廂靜止的物體其懸線應(yīng)為豎直，故M正在擺動(dòng)；N可能相對(duì)車廂靜止，也可能恰好擺到如圖位置，故選項(xiàng)AB正確，C錯(cuò)誤．當(dāng)車勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于物體的合外力向右，不可能出現(xiàn)N球懸線豎直情況，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．
思考與拓寬：要正確理解牛頓第一定律，就要去除日常生活中的一些錯(cuò)誤觀點(diǎn)．如我們?？吹降囊恍┪矬w都是在推力和拉力作用下運(yùn)動(dòng)的，以至于我們一看到物體在運(yùn)動(dòng)，就認(rèn)為物體必受一沿運(yùn)動(dòng)方向的動(dòng)力，這顯然是錯(cuò)誤的．若沒有阻力作用就不需要推力或牽引力，力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因．

【能力提升】
Ⅰ知識(shí)與技能
1．關(guān)于一些生活中常見的現(xiàn)象，下列說法正確的是（）
A．一同學(xué)用手推不動(dòng)原來靜止的小車，于是說：這輛車慣性太大
B．在軌道上飛行的宇宙飛船中的物體不存在慣性
C．乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠古仪虻膽T性小的緣故
D．靜止的火車起動(dòng)較慢，是因?yàn)榛疖囲o止時(shí)慣性大
2．如圖3-2所示，一個(gè)各面均光滑的劈形物體M，上表面水平，放在固定斜面上．在M的水平面上放一光滑小球m．將M由靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡為（）
A．沿斜面向下的直線
B．豎直向下的直線
C．無規(guī)則的直線
D．拋物線
3．在水平軌道上勻速行駛的火車內(nèi)，一個(gè)人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回原處，這是因?yàn)椋ǎ?br> A．人跳起后空氣給它向前的力，帶著它隨火車一起向前運(yùn)動(dòng)
B．人跳起的瞬間，車廂的地板給它向前的力，推動(dòng)它隨火車一起向前運(yùn)動(dòng)
C．車?yán)^續(xù)動(dòng)人落下后必定偏后些，只是由于時(shí)間很短，偏后距離很小，不明顯而已
D．人跳起直到落下，在水平方向始終具有和車同樣的速度
4．在加速上升的電梯中用繩懸掛一物體，在剪斷繩的瞬間，下列說法正確的是（）
A．物體立即向下作自由落體運(yùn)動(dòng)
B．物體具有向上的加速度
C．物體速度為0，但具有向下的加速度
D．物體具有向上的速度和向下的加速度
5．如圖3-3所示，一輕彈簧的一端系一物體，用手拉彈簧的另一端使彈簧和物體一起在光滑水平面上向左勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)手突然停止時(shí)物體將（）
A．立即停止B．向左作變加速運(yùn)動(dòng)
C．向左作勻速運(yùn)動(dòng)D．向左減速運(yùn)動(dòng)
6．關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系正確的是（）
①．撤掉力的作用，運(yùn)動(dòng)的汽車最終必定停下
②．在跳高過程中，運(yùn)動(dòng)員受到的合外力不為0，但瞬時(shí)速度可能為0
③．行駛汽車的速度方向總和受力方向一致
④．加速行駛火車的加速度方向總和合外力方向一致
A．①③B．②④C．①④D．②③
Ⅱ能力與素質(zhì)
7．如圖3-4所示，在研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中，某同學(xué)做了個(gè)小實(shí)驗(yàn)：將重球系于絲線DC下，重球下再系一根同樣的絲線BA，下面說法正確的是（）
①．在絲線A端慢慢增加拉力，結(jié)果CD先被拉斷
②．在絲線A端慢慢增加拉力，結(jié)果AB先被拉斷
③．在絲線A端突然加力一拉，結(jié)果AB被拉斷
④．在絲線A端突然加力一拉，結(jié)果CD被拉斷
A．①③B．②④C．①④D．②③
8．如圖3-5所示，在勻加速向右行駛的車廂中，懸掛一盛油容器，從容器中依次滴下三滴油滴并均落在底板上，下列說法正確的是（）
A．這三滴油滴依次落在OA間，且后滴較前滴離O點(diǎn)遠(yuǎn)
B．這三滴油滴依次落在OB間且后滴較前滴離O點(diǎn)近
C．這三滴油滴落在OA之間同一位置
D．這三滴油滴均落在O點(diǎn)
9．伽俐略理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來，能更深刻地反映自然規(guī)律，伽俐略的斜面實(shí)驗(yàn)程序如下：
（1）減小第二斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來的高度
（2）兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一斜面
（3）如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫艜r(shí)的高度
（4）繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成水平面，小球沿水平面做勻速運(yùn)動(dòng)
請(qǐng)按程序先后次序排列，并指出它究竟屬于可靠的事實(shí)，還是通過思維過程的推論，下列選項(xiàng)正確的是（）
A．事實(shí)2→事實(shí)1→推論3→推論4B．事實(shí)2→推論1→推論3→推論4
C．事實(shí)2→推論1→推論3→推論4D．事實(shí)2→推論1→推論4
10．有一種車載電子儀器內(nèi)部電路如圖3—6所示，其中M為一質(zhì)量較大金屬塊，將儀器固定一輛汽車上，汽車啟動(dòng)時(shí)，燈亮，原理是．汽車剎車時(shí)，燈亮．
【拓寬研究】
1．我國公安交通部門規(guī)定，從1993年7月起，在各種小型車輛的司機(jī)及前排乘座的人必須系安全帶，請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真分析這樣規(guī)定的原因．
2．2001年2月11日晚上在中央臺(tái)“實(shí)話實(shí)說”節(jié)目中，為了揭露李宏志的各種歪理邪說，司馬南與主持人崔永元合作表演了“鐵錘砸磚”的節(jié)目．崔永元頭頂8塊磚，司馬南用鐵錘奮力擊磚，結(jié)果磚被擊碎，但崔永元卻安然無恙．據(jù)司馬南講，他作第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)頭頂一塊磚，結(jié)果被震昏了過去．請(qǐng)從物理學(xué)角度定性解釋上述事實(shí)．

專題一：1．C2．B3．D4．D5．B6．B7．A8．C9．A10．綠，金屬塊由于慣性而后移接通電路，紅

高考物理第一輪能力提升復(fù)習(xí):圓周運(yùn)動(dòng)

第三課時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)

【教學(xué)要求】
1．掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)的v、ω、T、f、a等概念，并知道它們之間的關(guān)系；
2．理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力；
3．會(huì)運(yùn)用用頓第二定律解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問題。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1．定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，若在相等的時(shí)間里通過的______________相等，就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2．運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：線速度大小不變，周期不變；角速度大小不變；向心加速度大小不變，但方向時(shí)刻改變，故勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)。
二、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
1．線速度
（1）方向：質(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧在該點(diǎn)的____________方向。
（2）大?。簐=s/t（s是t內(nèi)通過的弧長(zhǎng)）
2．角速度
大?。害?θ/t(rad/s),是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的_________
3．周期T、頻率f
（1）做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的_______叫做周期
（2）做圓周運(yùn)動(dòng)的物體_____________時(shí)間內(nèi)繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，叫做頻率，也叫轉(zhuǎn)速。
（3）實(shí)際中所說的轉(zhuǎn)數(shù)是指做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體每分鐘轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，用n表示
4．v、ω、T、f的關(guān)系：_____________________
5．向心加速度
（1）物理意義：描述_____________改變的快慢。
（2）大?。篴=v2/r=rω2
（3）方向：總是指向_________，與線速度方向________,方向時(shí)刻發(fā)生變化。
6．向心力
（1）作用效果：產(chǎn)生向心加速度，不斷改變物體的速度方向，維持物體做圓周運(yùn)動(dòng)。
（2）大?。篎=ma向=mv2/r=mrω2
（3）產(chǎn)生：向心力是按___________命名的力，不是某種性質(zhì)的力，因此，向心力可以由某一個(gè)力提供，也可以由幾個(gè)力的合力提供，要根據(jù)物體受力實(shí)際情況判定。
三、離心現(xiàn)象及其應(yīng)用
1．離心運(yùn)動(dòng)：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的_______________的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。
2．離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止
（1）利用離心運(yùn)動(dòng)制成離心機(jī)械，如：離心干燥器、“棉花糖”制作機(jī)等。
（2）防止離心運(yùn)動(dòng)的危害性，如：火車、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度不能過大，機(jī)器的轉(zhuǎn)速也不能過大等。
知識(shí)點(diǎn)一描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量有線速度、角速度、周期、頻率、向心加速度5個(gè)物理量。其中T、f、ω三個(gè)量是密切相關(guān)的，任意一個(gè)量確定，其它兩個(gè)量就是確定的，其關(guān)系為T=1/f=2π/ω。當(dāng)T、f、ω一定時(shí)，線速度v還與r有關(guān)，r越大，v越大；r越小，v越小。
【應(yīng)用1】如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車中利用光脈沖測(cè)量車速和行程的裝置的示意圖，A為光源，B為電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪．車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào)，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由電子電路記錄和顯示．若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，累計(jì)脈沖數(shù)為N，則要測(cè)出小車的速度和行程還必須測(cè)量的物理量或數(shù)據(jù)是_________；車速度的表達(dá)式為v=_________；行程的表達(dá)式為s=_________。
導(dǎo)示:由題可知，每經(jīng)過一個(gè)間隙，轉(zhuǎn)化成一個(gè)脈沖信號(hào)被接收到．每個(gè)間隙轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間t=1/n
設(shè)一周有P個(gè)齒輪，則有P個(gè)間隙，周期T=Pt=P/n．
據(jù)v=2πR/T可得v=2πnR/P
所以必須測(cè)量車輪的半徑R和齒輪數(shù)P。
當(dāng)脈沖總數(shù)為N則經(jīng)過的時(shí)間t0=Nt=N/n
所以位移s=vt0=2πRN/P．
答案：車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)P
2πnR/P；2πRN/P
知識(shí)點(diǎn)二向心力的理解
向心力是按力的效果命名的，它可以是做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的某一個(gè)力或是幾個(gè)力的合力或是某一個(gè)力的分力，要視具體問題而定。
【應(yīng)用2】(08北京四中第一學(xué)期期中測(cè)驗(yàn))如圖A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，它們與圓臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)都相同，A的質(zhì)量為2m，B、C質(zhì)量均為m，A、B離軸R，C離軸2R，則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)A、B、C都沒有滑動(dòng)（）
A．C物體受到的靜摩擦力比A大
B．B物體受到的靜摩擦力最小
C．若圓臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度逐漸增加時(shí)，A和C同時(shí)開始滑動(dòng)
D．若圓臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度逐漸增加時(shí)，C最先開始滑動(dòng)
導(dǎo)示:物塊與圓盤之間靜摩擦力提供向心力Ff=mω2r，而ω相同，A的質(zhì)量為2m，B、C質(zhì)量均為m，A、B離軸R，C離軸2R，所以，A、C所受靜摩擦力一樣大，B最小。要使物體與盤面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),最大靜摩擦力提供向心力kmg=mωm2r有則物體C先滑動(dòng)。故答案應(yīng)選BD。
1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，受到的合外力的方向一定沿半徑指向圓心(向心力)，大小一定等于mv2/r。
2、做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，受到的合外力沿半徑指向圓心方向的分力提供向心力，大小等于mv2/r；沿切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度,改變物體的速度的大小。
知識(shí)點(diǎn)三離心運(yùn)動(dòng)
做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身具有慣性，總是想沿著切線方向運(yùn)動(dòng)，只是由于向心力作用，使它不能沿切線方向飛出，而被限制著沿圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示；當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力消失，F(xiàn)=0時(shí)，物體便沿所在位置的切線方向飛出去，如圖中A所示；當(dāng)提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于應(yīng)當(dāng)具有的向心力，F(xiàn)′＜mω2r，即合外力不足提供所需的向心力的情況下，物體沿切線與圓周之間的一條曲線運(yùn)動(dòng)，如圖中B所示。
【應(yīng)用3】（2007湖北模擬）如圖所示，在光滑水平面上，小球m在拉力F的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是（）
A．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)
B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)
C．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng)
D．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc做離心運(yùn)動(dòng)
導(dǎo)示:拉力突然消失，小球?qū)⒀厍芯€方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為Pa；拉力突然變小，提供的向心力小于需要的向心力，物體將做離心運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為Pb；拉力突然變大，提供的向心力大于需要的向心力，物體將做近心運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)為Pc。故答案應(yīng)為A。
1、做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)它受到的沿著半徑指向圓心的合外力突然變?yōu)榱銜r(shí)，它就因?yàn)闆]有向心力而沿切線方向飛出。
2、離心運(yùn)動(dòng)并非沿半徑方向飛出的運(yùn)動(dòng)，而是運(yùn)動(dòng)半徑越來越大的運(yùn)動(dòng)或沿切線方向飛出的運(yùn)動(dòng)。
3、離心運(yùn)動(dòng)并不是受到什么離心力作用的結(jié)果，根本就沒有離心力這種力，因?yàn)闆]有任何物體提供這種力。
類型一皮帶傳動(dòng)問題
【例1】(2007廣州模擬)如圖為一種三級(jí)減速器的示意圖，各輪軸均相同，輪半徑和軸半徑分別為R和r。若第一個(gè)輪軸的輪緣線速度為v1，則第三個(gè)輪緣和軸緣的線速度v3和v3′各為多大?
導(dǎo)示:同一輪軸上的所有質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相等，各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度與半徑成正比，
則
皮帶不打滑，故皮帶傳動(dòng)的兩輪緣線速度大小相等，即vl′=v2,v2′=v3
所以；
得；
1、凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng))的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣L各點(diǎn)的線速度大小相等。2、凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))的各點(diǎn)角速度相等(軸上的點(diǎn)除外)。
類型二圓周運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)形式結(jié)合問題
圓周運(yùn)動(dòng)常與其他運(yùn)動(dòng)形式結(jié)合起來出現(xiàn)，找出兩者的結(jié)合點(diǎn)是解決此類問題的關(guān)鍵。
【例2】如圖所示，直徑為d的紙質(zhì)圓筒，使它以角速度ω繞軸o轉(zhuǎn)動(dòng)，然后把槍口對(duì)準(zhǔn)圓筒，使子彈沿直徑穿過圓筒，若子彈在圓筒旋轉(zhuǎn)不到半周時(shí)在圓筒上留下a，b兩彈孔，已知ao，bo夾角ф，則子彈的速度為（）
A．dф/2πω
B．dω/ф
C．dω/(2π-ф)
D．dω/(π-ф)
導(dǎo)示:理解子彈的直線運(yùn)動(dòng)和紙筒的轉(zhuǎn)動(dòng)的聯(lián)系：時(shí)間相等。設(shè)子彈的速度為v，則子彈經(jīng)過直徑的距離所用時(shí)間為t=d/v,在此時(shí)間內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)過的角度為：π-ф，則有：(π-ф)/ω=d/v得：v=dω/(π-ф)。故選D。
1、圓周運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)通常是通過時(shí)間聯(lián)系在一起。2、該類問題還要注意是否要考慮圓周運(yùn)動(dòng)的周期性。

類型三圓周運(yùn)動(dòng)中的連接體問題
【例3】（西安市六校2008屆第三次月考）如圖所示，質(zhì)量均為m的兩個(gè)小球A、B套在光滑水平直桿P上，整個(gè)直桿被固定在豎直轉(zhuǎn)軸上，并保持水平，兩球間用勁度系數(shù)為k，自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧連接在一起，A球被輕質(zhì)細(xì)繩拴在豎直轉(zhuǎn)軸上，細(xì)繩長(zhǎng)度也為L(zhǎng)，現(xiàn)欲使橫桿AB隨豎直轉(zhuǎn)軸一起在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其角速度為ω，求當(dāng)彈簧長(zhǎng)度穩(wěn)定后，細(xì)繩的拉力和彈簧的總長(zhǎng)度各為多大?
導(dǎo)示:設(shè)直桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x，A、B兩球受力分別如右圖所示，據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)A：FT-F=mω2L
對(duì)B：kx=mω2(2L+x)
解得：
FT=mω2L(1+；x=
所以彈簧的總長(zhǎng)度為
L′=L+x=L
答案：mω2L(1+；L
1、圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問題要特別注意軌道平面和圓心的位置。2、圓周運(yùn)動(dòng)中的連接體加速度一般不同，所以，解決這類連接體的動(dòng)力學(xué)問題時(shí)一般用隔離法。

1．（07屆廣東省惠陽市綜合測(cè)試卷三）某機(jī)器內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤A、B，A盤上有一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置P，能發(fā)射水平紅外線，P到圓心的距離為28cm。B盤上有一個(gè)帶窗口的紅外線信號(hào)接受裝置Q，Q到圓心的距離為16cm。P、Q轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度相同，都是4πm/s。當(dāng)P、Q正對(duì)時(shí)，P發(fā)出的紅外線恰好進(jìn)入Q的接受窗口，如圖所示，則Q接受到的紅外線信號(hào)的周期是（）
A．0.56sB．0.28s
C．0.16sD．0.07s

2、(鹽城市2007/2008學(xué)年度高三年級(jí)第一次調(diào)研考試)一只蜜蜂和一輛汽車在平直公路上以同樣大小速度并列運(yùn)動(dòng)。如果這只蜜蜂眼睛盯著汽車車輪邊緣上某一點(diǎn)，那么它看到的這一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡是（）

3．如圖所示，半徑為R的圓板做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)半徑OB轉(zhuǎn)到某一方向時(shí)，在圓板中心正上方高h(yuǎn)處以平行于OB的方向水平拋出一球.要使小球與圓板只碰撞一次,且落點(diǎn)為B,則小球的初速度是多大?圓板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是多大?

4．（湖北省百所重點(diǎn)中學(xué)2008屆聯(lián)考）如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，有一長(zhǎng)為l的細(xì)線，細(xì)線的一端固定在o點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)使小球恰好能在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，已知o點(diǎn)到斜面底邊的距離Soc=L，求：
（1）小球通過最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA；
（2）小球通過最低點(diǎn)B時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力；
（3）小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)或B點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂，小球滑落到斜面底邊時(shí)到C點(diǎn)的距離若相等，則l和L應(yīng)滿足什么關(guān)系？

答案：1、A2、A
3、；（n=1,2,3…）
4、（1）；（2）；（3）