第三章　牛顿运动定律

高中物理教案学案

第三章　牛顿运动定律

一、本章高考要求：

⑴牛顿第一定律．惯性．　　　　　　（Ⅱ）

⑵牛顿第二定律．质量．　　　　　　（Ⅱ）

⑶牛顿第三定律．　　　　　　　　　（Ⅱ）

⑷牛顿力学的适用范围．　　　　　　（Ⅰ）

⑸牛顿定律的应用．　　　　　　　　（Ⅱ）

⑹超重和失重．　　　　　　　　　　（Ⅰ）

⑺国际单位制（SI）中的力学单位　　（Ⅰ）

二、本章知识网络

三、高考热点：

本章内容是高考重点考查的内容之一。对单个物体力与运动关系，特别是直线运动考查较多，且对能力水平要求较高；经常将本章知识与运动学、动量、机械能、振动、电场、磁场等知识联系在一起综合考查；近年来对本章知识与生活实际联系（如皮带传动、加速度计、惯性制导仪、行星探测器、超重和失重、万有引力定律的应用等）的考查频率较高，而解决联系实际问题的本质依然是牛顿运动定律，物体的受力分析、正交分解法、隔离法和整体法作为应用牛顿定律解题的关键贯穿始终。

四、高考真题选辑：

1、（2003年上海理综卷）理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论。

　　①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度

　　②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面

　　③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度

　　④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面作持续的匀速运动

请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列　　　　 （只要写序号即可）在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是（　　）

A．①是事实，②③④是推论　　　　　 B．②是事实，①③④是推论

　　C．③是事实，①②④是推论　 　　　　D．④是事实，①②③是推论

（②、③、①、④　　 B）

2、（1999年广东卷）汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知：

A、汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力

B、汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力

C、汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力

D、汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力

(B、C)

3、（2001江苏理综卷）下列是一些说法：

①一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内的冲量一定相同

②一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速），这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反

　　③在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反

　　④在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反

  以上说法正确的是

A．①②　　　 B．①③　　　　C．②③　　　 　 D．②④

（　D　）

4、（2001年全国卷）惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速度计的构造原理的示意图如图所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度．滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离0点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度

A、方向向左，大小为ks／m　　　B、方向向右，大小为ks／m

C、方向向左，大小为2ks／m　　 D、方向向右，大小为2ks／m

（　D　）

5、（2002年全国卷）跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示．已知人的质量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．取重力加速度g=10m／s²．当人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为

A、a＝1.0 m／s²，F＝260N　　　 B、a＝1.0 m／s²，F＝330N

C、a＝3.0 m／s²，F＝110N　 　　D、a＝3.0 m／s²，F＝50N

(　B　)

6、（2003年全国文理综合卷）如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块。已知所有接触面都是光滑的。现发现a、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于（　　）

A．Mg＋mg 　　　　　　　　B．Mg＋2mg 　　

C．Mg＋mg(sinα＋sinβ) 　D．Mg＋mg(cosα+cosβ)

（　A  ）

7、（2002年上海理综卷）足球守门员在发球门球时，将一个静止的质量为0.4kg的足球，以10m/s的速度踢出，这时足球获得的动能是  20　  J。足球沿草地作直线运动，受到的阻力是足球重力的0.2倍，当足球运动到距发球点20米的后卫队员处时，速度为　 　　　m/s。（g取10m/s²）

8、(2001年上海卷)如图A所示，一质量为m的物体系于长度分别为l₁、l₂的两根细线上，l₁的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，l₂水平拉直，物体处于平衡状态。现将l₂线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

（l）下面是某同学对该题的一种解法：

解：设l₁线上拉力为T₁，线上拉力为T_2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡

T₁cosθ＝mg，　 T₁sinθ＝T₂，　T₂＝mgtgθ

剪断线的瞬间，T₂突然消失，物体即在T₂反方向获得加速度。因为mg tgθ＝ma，所以加速度a＝g tgθ，方向在T₂反方向。

你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。

（2）若将图A中的细线l₁改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图B所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（l）完全相同，即 a＝g tgθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。

（1）错。因为I₂被剪断的瞬间，l₁上的张力大小发生了变化。

（2）对。因为G被剪断的瞬间，弹簧U的长度末及发生变化，乃大小和方向都不变。

9、（2001年全国卷）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。图2是打出的纸带的一段。

　　(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，利用图2给出的数据可求出小车下滑的加速度a＝　　　　　　  。

(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为f＝　　　　　　　　　　　。

（ (1)4．00m／s²； (2)小车质量m；斜面上任意两点间距离L及这两点的高度差h；

mgh/L－ma。）

10、 (1993年全国卷)一平板车，质量M=100千克，停在水平路面上，车身的平板离地面的高度h=1.25米，一质量m=50千克的小物块置于车的平板上，它到车尾端的距离b=1.00米，与车板间的滑动摩擦系数μ=0.20，如图所示。今对平板车施一水平方向的恒力，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落。物块刚离开车板的时刻，车向前行驶的距离s₀=2.0米。求物块落地时，落地点到车尾的水平距离s。不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦。取g=10 m/s²。
(　1.6m　)

11、（2002年上海卷）如图所示，两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，距离为l＝0.2米，在导轨的一端接有阻值为R＝0.5欧的电阻，在X≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B＝0.5特斯拉。一质量为m＝0.1千克的金属直杆垂直放置在导轨上，并以v₀＝2米/秒的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的共同作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a＝2米/秒²、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：

（1）电流为零时金属杆所处的位置；

（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；

（3）保持其他条件不变，而初速度v₀取不同值，求开始时F的方向与初速度v₀取值的关系。

（（1）x＝1m。（2）向右运动时， F＝0.18N.方向与x轴相反；向左运动时，F＝0.22N方向与x轴相反。（3）当v₀＜10m/s 时，F＞0，方向与x轴相反； 当v₀＞10m/s 时，F＜0，方向与x轴相同。