高中物理奥赛必看讲义——牛顿运动定律.doc

- --- 高考资源网（ ），您身边的高考专家 牛顿运动定律 第一讲 牛顿三定律 一、牛顿第一定律 1、定律。惯性的量度 2、观念意义，突破“初态困惑” 二、牛顿第二定律 1、定律 2、理解要点 a、矢量性 b、独立作用性： ΣF → a ， Σ Fx → ax , c、瞬时性。合力可突变，故加速度可突变（与之对比：速度和位移不可突变） ；牛顿 第二定律展示了加速度的决定式（加速度的定义式仅仅展示了加速度的“测量手段” ）。 3、适用条件 a、宏观、低速 b、惯性系 对于非惯性系的定律修正——引入惯性力、参与受力分析 三、牛顿第三定律 1、定律 2、理解要点 a、同性质（但不同物体） b、等时效（同增同减） c、无条件（与运动状态、空间选择无关） 第二讲 牛顿定律的应用 一、牛顿第一、第二定律的应用 单独应用牛顿第一定律的物理问题比较少， 一般是需要用其解决物理问题中的某一个环 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 1 高考资源网（ ），您身边的高考专家 节。 应用要点：合力为零时，物体靠惯性维持原有运动状态；只有物体有加速度时才需要合 力。有质量的物体才有惯性。 a 可以突变而 v、 s 不可突变。 1、如图 1 所示，在马达的驱动下，皮带运输机上方的皮带以恒定的速度向右运动。现 将一工件 （大小不计） 在皮带左端 A 点 轻轻放下， 则在此后的过程中 （ ） A、一段时间内， 工件将在滑动摩擦 力作用下，对地做加速运动 B、当工件的速度等于 v 时，它与皮 带之间的摩擦力变为静摩擦力 C、当工件相对皮带静止时，它位于皮带上 A 点右侧的某一点 D、工件在皮带上有可能不存在与皮带相对静止的状态 解说： B 选项需要用到牛顿第一定律， A、C、 D 选项用到牛顿第二定律。 较难突破的是 A 选项，在为什么不会 “立即跟上皮带” 的问题上， 建议使用反证法 （ t → 0 ， a → ∞ ，则 Σ Fx → ∞ ，必然会出现“供不应求”的局面）和比较法（为什么人跳 上速度不大的物体可以不发生相对滑动？因为人是可以形变、 重心可以调节的特殊 “物体”） 此外， 本题的 D 选项还要用到匀变速运动规律。 用匀变速运动规律和牛顿第二定律不难 得出 2 v 只有当 L ＞ 时（其中 μ 为工件与皮带之间的动摩擦因素） ，才有相对静止的过程， 2 g 否则没有。 答案： A、 D 思考：令 L = 10m ， v = 2 m/s ，μ = 0.2 ，g 取 10 m/s 2 ，试求工件到达皮带右端的 时间 t （过程略，答案为 5.5s ） 进阶练习：在上面“思考”题中，将工件给予一水平向右的初速 v0 ，其它条 件不变，再求 t （学生分以下三组进行）—— v 0 = 1m/s ( 答： 0.5 + 37/8 = 5.13s) v 0 = 4m/s ( 答： 1.0 + 3.5 = 4.5s) ③ v 0 = 1m/s ( 答： 1.55s) 欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。 2 高考资源网（ ），您身边的高考专家 2、质量均为 m 的两只钩码 A 和 B，用轻弹簧和轻绳连接，然后挂在天花板上，如图 2 所示。试问： ① 如果在 P 处剪断细绳，在剪断瞬时， B 的加速度是多少？ ② 如果在 Q处剪断弹簧，在剪断瞬时， B 的加速度又是多少？ 解说：第①问是常规处理。由于“弹簧不会立即发生形变” ，故剪断瞬间弹簧弹力维持 原值，所以此时 B 钩码的加速度为零（ A 的加速度则为 2g）。 第②问需要我们反省这样一个问题： “弹簧不会立即发生形变”的原因是什么？是 A、 B 两物的惯性， 且速度 v 和位移 s 不能突变。 但在 Q点剪断弹簧时， 弹簧却是没有惯性的 （没有质量），遵从理想模型的条件，弹簧应在一瞬间恢复原长！即弹簧弹力突变为零。 答案： 0 ； g 。 二、牛顿第二定律的应用 应用要点：受力较少时，直接应用牛顿第二定律的“矢 量性” 解题。受力比较多时， 结合正交分解与 “独立作用性”解题。 在难度方面， “瞬时性”问题相对较大。 1、滑块在固定、 光滑、倾角为 θ 的斜面上下滑， 试求其加速度。 解说：受力分析 → 根据“矢量性”定合力方向 → 牛顿第二定律应用 答案： gsinθ 。 思考：如果斜面解除固定，上表仍光滑，倾角仍为 θ，要求滑块与斜面相对静止，斜面应具备一个多大的 水平加速度？ （解题思路完全相同， 研究对象仍为滑块。 但在第二环节上应注意区别。答： gtg θ。） 进阶练习 1：在一向右运动的车厢中， 用细绳悬挂的 小球呈现如图 3 所示的稳定状态，试求车厢的加速度。 （和“思考”题同理，答： gtg θ。） 进阶练习 2、如图 4 所示，小车在