高考物理 牛顿定律综合与拓展

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1、牛顿定律综合与拓展一．知识扫描：从知识的应用角度来看，本章知识版块以牛顿第二定律为核心，兼及对物体的受力分析和对物体运动性质分析两个重点的操作性知识。可以概括为“两个分析一个桥”：整体法或隔离法®牛顿第三定律(确定研究对象)（1）找准力（2）建立坐标系（3）矢量运算求合力（受力分析）（运动性质分析）（1）a=0（2）a=恒量且vo与a在一条直线®物体作匀变速直线运动二、考点指要本章主要内容包括惯性、质量概念，牛顿运动定律及其应用。牛顿运动定律是经典物理学最基本、最重要的规律，是力学的基础。历年高考中对牛顿运动定律的考查覆盖面大，且达到了较高层次

2、，纵观近几年牛顿运动定律主要从以下几个方面考查：（1）综合应用牛顿运动定律与运动学规律；（2）熟练运用正交分解法；（3）要求灵活运用隔离法和整体法相结合解决加速度相同的连结体问题；（4）将本章知识运用于电磁学问题的求解中去，尤其是粒子在复合场中的运动等。由于本章的知识是物理学最基本和最重要的知识，故其与物理学其它版块的知识结合紧密，也易与化学、生物学等学科发生联系，并且与生产、生活及现代科学的关联也十分明显。因此在复习和应用本章知识时，需要考生夯实基础，灵活迁移，注重在分析和综合应用中提高。三、好题精析qBA图3-4-1例1．如图3-4-1所示

3、，小球用水平弹簧系住，并以倾角为30°的光滑板AB托着，当板AB突然向下撤离的瞬间，球的加速是多大？若改用水平细绳系住，在板AB突然向下撤离的瞬间小球加速度又是多大？图3-4-3例2．如图3-4-3所示，台秤上放一个装有水的杯子，通过固定在台秤上的支架用细线悬挂一小球，球全部浸没在水中，平衡时台秤的示数为某一数值，今剪断悬线，在球下落但还没有到达杯底的过程中，若不计水的阻力，则台秤的示数将A．变大B．变小C．不变D．不能判定图3.4-4例3．如图3.4-4所示，一只质量为m的猫抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的垂直的杆子。当悬绳突然断裂时，小

4、猫急速沿杆竖直向上爬，以保持它离地面的高度不变。则杆下降的加速度为A．gB．MNC．D．例4．如图3-4-5所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M瞬间，小球加速度的大小为12m/s2。若不拔去销钉M而拔去销钉N的瞬间，小球加速度的大小可能为（）A．22m/s2，竖直向上B．22m/s2，竖直向下图3-4-5C．2m/s2，竖直向上D．2m/s2，竖直向上例5．如图3-4-6所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔型滑块A的项端P处，细线的另一端拴一

5、质量为m的小球，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？PA45°a图3-4-6Lh图3.4-7四．变式迁移1．在水平地面上有一辆运动的平板小车，车上固定一个盛水的杯子，杯子的直径为L，当小车作加速度为a的匀加速运动时，水面呈图3.4-7状态，则小车的加速度方向为（填“向左”或“向右”）；左右液面的高度差h为。2．用细绳系住一个位于深h的井底的物体，使它匀变速向上提起，提到井口时的速度恰为零。设细绳能承受的最大拉力为T，试求把物体提至井口的最短时间。参考答案三、好题精析例1．析与解：当物体用质量不计的轻弹簧连接时，弹簧的形变不是

6、相当可观，在变化的瞬时，可以认为形变还来不及恢复，则认为弹力没变，而当物体是用质量不计的轻绳连接时，绳则被认为是弹性极好的弹性体，其形变的恢复不需要时间。小球用弹簧连接并处于平衡状态时，其受力分析如图，当板被撤去时支持力N为零，但弹簧的形变没变，其弹力依旧，故T、mg的合力F为mg/cos30°，由此产生的加速度为qBA图3-4-2NTmgFa=g/cos30°=小球用绳连接并处于平衡状态时，板撤去时，随着N的消失，绳的弹力也瞬时改变为零，从小球接着出现的运动状态可见，小球向下作半圆运动，其加速度方向向下，大小为g。点评：注意理想绳连接与弹簧连

7、接模型的区别。例2．解析：由于小球在加速下降的时间，可以等效地看作有与小球等体积的“水球”向上加速运动，由于m球>m水，所以小球由于向下加速运动而带来的失重效果大于水球加速上升的超重效果，故系统整体处于失重状态，答案B正确。点评：在应用牛顿运动定律研究问题时，物体的运动情况分析也十分重要。在物体参与竖直方向的加速运动时，用超重和失重来等效分析，是一个捷径。例3．解析：在小猫离地高度保持不变的一段时间内，小猫处于静止状态，根据平衡条件，得mg=F，F为杆施予小猫的力。而对杆来说，杆则受到F的反作用力F`及重力Mg，则杆的加速度为a=。D答案正确。

8、点评：对于加速度不相同的物体构成的系统进行分析时，只能用隔离法，逐个物体研究。例4．解析：拔出M的瞬间，小球的加速度方向可能向上，也可能向下，因此本例