高三物理牛顿运动定律

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1、高三物理牛顿运动定律【教学结构】本章重点学习以下知识：1.理解牛顿第一定律“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。”我们可以从以下几个方面理解牛顿第一定律：(1)任何物体都有保持原来状态的性质，即惯性；(2)外力改变运动状态；(3)外力可以理解为物体所受各力的矢量和，简称合外力或合力，当合力为零时，保持匀速运动或静止状态，当合外力不为零时，运动状态改变。因此，当某物体受力情况突然改变时，它的速度、位置不会突变。例如从正在上升的汽球上释放一物体，在释放瞬间物体突然只受重力，但它们具有与汽球相同的速度，因此从地面看

2、，它做竖直上抛运动。再如用弹簧和细绳系住一个物体，使物体静止，如图所示。在剪断绳的瞬间，物体的位置不会突变，因此两弹簧的拉力还保持着剪断之前的数值和方向。2.理解牛顿第二定律(1)物体的加速度与物体的质量成反比，与外力（合外力）成正比，写作；(2)物体加速度的方向与外力方向一致。(3)当物体（质量是确定的）受恒力作用（如只受重力的物体）时，做匀变速运动，加速度恒定；当物体受变力作用，加速度也是变化的，某瞬时的加速度只由该瞬时的外力决定。3.理解牛顿第三定律要区分作用力、反作用力和平衡力。如果有甲、乙两个物体，甲对乙有作用力，乙同时对甲有反作用力

3、，甲和乙一定互为施力物体和受力物体。作用力和反作用力一定同时产生，同是消失，具有同种性质。4.理解超重和失重当物体的地理位置和高度没有显著变化时，物体的重力是恒力，既不会“超”，也不会“失”。当物体具有竖直方向的加速度时，物体受到的竖直向上的弹力F（如弹簧秤施加的向上的拉力或托盘秤施加的向上的支持力）会随加速度a的变化而变化，当F>mg时，称为超重；当F

4、受力情况，判断或计算弹力、摩擦力。6.进一步学习合理选取研究对象合理选取研究对象，可以简化对问题的分析判断或计算，(1)当两个或两个以上物体具有共同加速度时，可以把它当作整体；当两个或两个以上物体具有不同加速度时，必须隔离每个物体作研究对象；(2)当要判断或求解的力不是两个或三个物体之间的相互作用力，或要求解加速度时，用整体法比较简便；否则要用隔离法。7.两个彼此接触的物体分离瞬间的特征是：它们有共同的速度、加速度，但它们之间的弹力为零。【解题要点】5例1如图所示，质量为m的小球用轻质弹簧悬挂在质量为M的电梯的顶板上，电梯和小球静止时，弹簧伸长

5、4cm。设重力加速度为g。(1)若弹簧伸长2cm，电梯怎样运动？(2)若在匀速上升过程中，电梯上端的钢丝绳突然断裂，电梯自由下落，那么在钢丝绳突然断裂的瞬间，电梯和小球的加速度各是多少？(3)若通过电梯里的记录仪发现在某段时间△t里弹簧的长度等于自然长度，即弹簧没有形变，那么在这段时间里电梯是怎样运动的？分析和解答弹簧对小球施加的弹力与电梯和小球的运动情况有关；在运用牛顿第二定律时，应选地面为参照物。(1)设弹簧的劲度系数为k，伸长量分别为x1=4cm，x2=2cm，则在静止时有kx1=mg①电梯以加速度a运动时有mg－kx2=ma②由①②可得

6、a=g／2，方向竖直向下。当弹簧伸长2cm时，电梯可能加速向下运动，也可能减速上升运动，其加速度的大小是g／2。(2)当电梯匀速运动时，弹簧的弹力F=mg。若钢丝绳突然断裂，由牛顿第一定律可知电梯和小球的速度、位置不会突变，因此弹簧的弹力不会突变，仍有F=mg。设电梯的加速度为a1，小球的加速度为a2，根据牛顿第二定律有，向下；(3)当弹簧没有形变时，小球和电梯以重力加速度g运动，可能匀减速上升，也可能匀加速下降。点评在运用牛顿定律分析问题时，要注意两点：选择地面或相对地面做匀速直线运动的物体做参照物；以加速度的方向为正方向比较方便。例2如图所

7、示，动力小车沿倾角为的斜面向下运动，车上悬挂小球的细绳呈水平状态，小车的加速度的大小是a1=。若要使细绳的拉力与小球的重力相等，小车运动的加速度是a2=。当小车以加速度a3=a2／2沿斜面向上做匀速运动时，细绳与小车平面之间的夹角是。分析和解答在稳定情况下，小球和小车有共同加速度。当绳呈水平状态时，小球受力情况如右图所示。由图示关系和牛顿第二定律可知当细绳拉力与小球重力相等时，其合力一定沿斜面方向，如右图所示。由图示关系及牛顿第二定律可知当小车以a3=a2／2=gsin运动时，小球受到的合外力F=mgsin5，细绳的拉力一定垂直斜面，所以细绳与

8、小车平面垂直。点评物体运动的加速度不同，弹力不同；弹力不同，加速度也不同。被动力的特点由此可见一斑。例3质量为m的物体A放在弹簧台秤的秤盘上，秤盘的质