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第三章　运动定律
四年考情
根据近四年高考试卷分析可知，“牛顿运动定 ( http: / / www.21cnjy.com )律解决的两类问题、程序法的应用”是本章的次重点考查知识点，“图像法应用、超重与失重的问题”是本章的非重点考查知识点，“运动定律基础知识”、“整体法与隔离法联用、瞬时性问题”、“临界性问题”、“运动定律综合应用”是本章的一般考查知识点．①“牛顿运动定律解决的两类问题、程序法的应用”10－11－单选，竖直上抛运动的速度、加速度及运动时间的判断；11－31－计算，物体在粗糙平面上的运动；12－30－计算，根据物体运动情况，对物体受力分析并运用牛顿第二定律求解问题．其考查特色：结合运动学公式及受力分析考查运动定律，题型以单选和计算为主，难易度为B或C，分值比例5%左右．②“图像法的应用、超重与失重问题”09－22－计算，粗糙斜面上由物体运动时的a－v图像结合牛顿第二定律计算相关物理量；11－19－多选，由v－t图像结合牛顿第二定律判断外力的变化情况．其考查特色：侧重考查对图像的理解和分析，题型以多选和计算为主，难易度为B或C，分值比例3%左右．③“整体法与隔离法联用、瞬时性问题”11－16－单选，考查用整体法和隔离法分析箱子内用细线系住的两带异种电荷小球的受力情况．其考查特色：侧重考查整体法与隔离法的合理选取，题型以单选题为主，难易度为B，分值比例2%左右．④“运动定律综合应用”09－17－实验，考查在“用DIS研究加速度和力的关系”实验中用控制变量法研究加速度与力的关系及用作图法处理实验数据和误差分析．其考查特色：侧重考查DIS实验验证牛顿第二定律及运动学公式的应用，题型以实验题为主，难易度为C，分值比例3%左右．
教案(10)——运动定律基础知识
考点解读
考　点 解　读 学 题 目 分 布
牛顿第一定律 理解牛顿第一定律，理解惯性
知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论 B
A
牛顿第二定律 掌握牛顿第二定律．(在应用牛顿第二定律计算时，只限于单个物体在质量和所受合力大小都不变的情况)
知道牛顿定律的适用范围和局限性 C
A
牛顿第三定律 理解牛顿第三定律 B
教学目标
1．理解牛顿第一定律，惯性；理解质量是惯性大小的量度．
2．理解牛顿第二定律，能够运用牛顿第二定律解决力学问题．
3．理解牛顿第三定律，能够区别一对作用力和一对平衡力．
4．掌握应用牛顿第二定律分析问题的基本方法和基本技能．
教师归纳
1．牛顿第一定律
(1)内容：一切物体都将保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使其改变运动状态为止．
(2)意义：牛顿第一定律是建立在伽利略理想斜面实验的基础上，经过科学推理而抽象出来的规律，其意义在于：
①揭示了一切物体都具有的一个重要属性——惯性；
②指出了物体在不受力或合外力为零时的运动状态——静止或匀速直线运动状态；
③澄清了力的含义——是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，换言之，力是产生加速度的原因．
2．牛顿第二定律
(1)内容：牛顿通过大量定量实验研究总结出 ( http: / / www.21cnjy.com )：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向和合外力的方向相同．这就是牛顿第二定律．
(2)其数学表达式为：
a＝　F＝ma
牛顿第二定律分量式：
3．牛顿第三定律
作用力和反作用力的特点：①大小相等；②方向 ( http: / / www.21cnjy.com )相反；③作用在同一直线上；④分别作用在相互作用的两个物体上；⑤一定是同时产生，同时消失的，无先后之分；⑥性质一定相同．
分类剖析
(一)对运动定律的理解
例1
　关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．牛顿第一定律是实验定律
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
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
【解析】　牛顿第一定律是物 ( http: / / www.21cnjy.com )体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的．故A是错误的．惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律，显然C不正确．由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，答案为BD.
例2
　甲、乙二人拔河，甲拉动乙向左运动，下面说法中正确的是(　　)
A．做匀速运动时，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等
B．不论做何种运动，根据牛顿第三定律，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等
C．绳的质量可以忽略不计时，甲乙二人对绳的拉力大小一定相等
D．绳的质量不能忽略不计时，甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力
【解析】　甲、乙两人对绳的拉力都作用在 ( http: / / www.21cnjy.com )绳上，即不是作用力和反作用力．故B项错误．做匀速运动时，绳子受力平衡，即甲、乙两人对绳的拉力大小一定相等，故A项正确．绳的质量可以忽略不计时，绳子所受合力为零．故甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等．故C项正确．绳的质量不能忽略不计时，如果有加速度，当加速度向右时，乙对绳的拉力大于甲对绳的拉力．故D项不正确．故正确选项为AC.
例3
　一个物体受几个力作用而处于静止状 ( http: / / www.21cnjy.com )态，若保持其余几个力不变，而将其中的一个力F1逐渐减小到零(方向不变)，然后又逐步增大为F1，在这个过程中，物体的(　　)
A．加速度增大，速度增大
B．加速度减小，速度增大
C．加速度先增大后减小，速度增大
D．加速度和速度都是先增大后减小
【解析】　物体静止时，F1与其余几 ( http: / / www.21cnjy.com )个力的合力等大反向，当F1逐渐减小到零，又逐渐增大为F1的过程中，物体所受的合力先逐渐增大，再逐渐减小为零，据牛顿第二定律，物体的加速度先增大后减小到零，由于加速度方向不变，物体的速度一直增大，故正确选项为C.
(二)运动定律的综合应用
例4
　
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如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定 ( http: / / www.21cnjy.com )的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点．每根杆上都套有一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则(　　)
A．t1t2>t3
C．t3>t1>t2 D．t1＝t2＝t3
【解析】　选任一杆上的环为研究对象，受力分析，设圆半径为R，由牛顿第二定律得，mgcosθ＝ma　①
再由几何关系，细杆长度L＝2Rcosθ②
设下滑时间为t，则L＝at2　③
由以上三式得，t＝2　可见下滑时间与细杆倾角无关，所以D正确．
例5
　(12年上海模拟)如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在桌面上一起以一定的初速度滑行一段距离后停止．今拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F(F＝mg)，其他条件不变，则木盒滑行的距离(　　)
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A．不变　　　B．变小
C．变大　　　D．变大变小均可能
【解析】　设木盒的质量为 ( http: / / www.21cnjy.com )M，则有砝码时有μ(m＋M)g＝(m＋M)a1得a1＝μg.去掉砝码后，有μ(Mg＋F)＝Ma2，又F＝mg，则a2＝，则a2>a1，又2as＝v2，则s＝，则s1>s2即木盒滑行的距离变小，故选B.
例6
　如图(a)所示，动力小车沿倾角37° ( http: / / www.21cnjy.com )的斜面以a＝10m/s2的加速度匀加速向上运动，小车支架上用轻绳挂一个质量为1kg的物体，当物体与小车保持相对静止时，悬线与竖直方向的夹角θ为________．(g取10m/s2)
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(a)　　　　　　　　(b)
【解析】　依题意：a＝g，所以合力∑F ( http: / / www.21cnjy.com )＝ma方向是绳子拉力与重力的合力方向沿斜面向上，大小为mg.如图(b)所示，由力的平行四边形法则，∑F与T方向夹角为θ；由几何知识可得
37°＋2θ＝90°
解得　θ＝26.5°

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