牛顿运动定律与动能(动量)定理.docVIP

专题三 牛顿运动定律与动能（动量）定理 高考展望 牛顿运动定律是力学的核心内容，也是整个物理学的重要内容。高考命题取材广泛，多以考查对定律的理解和应用为主，尤其是与热学、电磁学及与交通运输和体育竞技等实际问题相联系，命题考查特点灵活性强，出现综合题的可能性较大。 牛顿运动定律反映了力的瞬时作用效果，动量定理反映了力对时间的积累效果，动能定理反映了力对空间的积累效果。这三种观点被称为处理力学问题的三把“金钥匙”。 ◆1．牛顿第一定律 (1)它阐明了物体不受力时的运动状态是保持匀速直线运动或静止状态。确定了力的含义，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。 (2)它建立了惯性的概念：一切物体在任何状态下都具有惯性；物体的质量是其惯性大小的唯一量度。 (3)它是不能由实验直接加以验证的(原因是因为物体不受外力的条件在实际上是无法实现的)。它是大量实验事实的合乎逻辑的推理和总结，是动力学的重要规律之一。 ◆2．牛顿第二定律，它的数学表达式是ａ=F/m，但实际应用时一般写作F=mａ： (1)理解时不可脱离开物理内容而单纯从数学形式上说“作用力跟物体的加速度成正比，跟物体的质量成正比”，也不可因为在数值上F=ma，就错误地认为mａ也是力。 (2)注意定律的“四性”，即同体性、矢量性、瞬时性、独立性。“同体性”是指F合、m和a都是对于同一物体而言的；“矢量性”是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向；“瞬时性”是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，合外力改变，加速度随即相应改变，因此加速度可以发生突变，但物体运动的速度却不能发生突变；“独立性”是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。 (3)牛顿第二定律仅适用于惯性参照系(相对地面没有加速度的参照系)，牛顿第二定律适用的范围是宏观物体(相对分子、原子)低速运动(远小于光速)的情况。 ◆3．牛顿第三定律——区别一对作用力反作用力与一对平衡力。 (1)从研究对象来看，作用力和反作用力分别作用在相互作用的两个物体上，而平衡力是作用在同一物体上；(2)从作用效果看，作用力和反作用力各有各的作用效果，而平衡力的作用效果总是使物体保持平衡状态；(3)从力的性质看，作用力和反作用力的性质必须相同，而平衡力的性质可以不同。 ◆4．动量定理：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化，Ft＝p′-p或Ft＝mv′-mv (1)上述公式是一矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向。比如，一质量为m的乒乓球以速度v水平地撞向墙后原速弹回，其动能的变化量为零，但其动量的变化量却是2mv。动量变化量的方向与反弹后动量方向一致。 (2)动量定理是根据牛顿第二定律F=mａ和运动学公式vt=v0+at，在设力是恒定的情况下推导出来的。因此，用牛顿第二定律和运动学公式能解的恒力作用下的匀变速直线运动的问题，凡不涉及加速度和位移的，用动量定理也能求解，且较为简便。但是，动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力。对于变力，动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值。这在电磁感应现象中经常用到。 (3)根据F＝ma得F＝ma＝=即F＝。这是牛顿第二定律的另一种表达形式：作用力F等于物体动量的变化率。 ◆5．动能定理：合外力所做的功等于物体动能的变化，即W＝EK2一EK1。 (1)动能定理的计算式为标量式，v、s为相对于同一参考系的，一般以地为参考系，且式中只涉及动能和功，无其他能。 (2)动能定理的研究对象是单一物体，或者可以看成单一物体的物体系。对物体系，要注意内力做功会引起动能的变化，故方程右边应为合外力的功与内力的功之和。 (3)动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；适用于恒力做功。也适用于变力做功。力可以是各种性质的力，既可以同时作用．也可以分段作用。只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。 (4)若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以全过程为一整体来处理。 考题再现 ◆1．当所研究的过程涉及的是物体某一时刻，某一位置的受力与运动情况的关系时，要用牛顿运动定律与运动学公式结合解题。 例题1、（湖北省部分重点高中2008年三月质检）如图所示, 地面上有两个完全相同的木块A、B, 在水平推力F作用下运动, 当弹簧长度稳定后, 若用μ表木块与地面间的动摩擦因数, F弹表示弹簧弹力, 则 ( ) A. μ=0时, F弹=FB. μ=0时, F弹=F C. μ≠0时, F弹=FD. μ≠0时, F弹=FN C、0N D、3N 例题3、（湖北省部分重点中学十一月联考）民用航空客机的机舱，除了有正常的舱门和舷梯连接，供