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1、备战2012届高考物理一轮复习揭秘讲义：揭秘5 牛顿运动定律（人教版）高频考点：牛顿运动定律瞬时性问题、运动平衡问题、抛体问题、超重失重问题、叠加体连接体问题、物体在斜面上的运动动态发布：2011浙江理综卷第14题、2010全国理综1第15题、2010山东理综第17题、2010全国理综卷18题、2010上海物理第11题、2010浙江理综第14题、2010高考海南物理第8题、2010海南物理第6题命题规律：牛顿运动定律是高中物理的重点知识，是高考考查的重点，高考命题常以新情境来考查，而且经常与其他知识综合出题。单独考查的题型一般为选择题，综合其它知识考查的一般为计算题，难度中等。命题分析考查方式
2、一 牛顿第一定律、牛顿第三定律【命题分析】牛顿第一定律、牛顿第三定律是牛顿运动定律的重要组成部分，高考对牛顿第一定律、牛顿第三定律的考查一般为定性考查或与其它知识综合考查，难度一般不大。例1（2011浙江理综卷第14题）如图所示，甲、已两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是 A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力 B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力 C.若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利 D.若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利 【解析】：甲对绳的拉力与绳对甲的拉
3、力是一对作用力反作用力，选项A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力，大小相等，选项B错误；若甲的质量比乙大，在同样大小的力作用下，由牛顿第二定律可知，甲的加速度小于乙，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，选项C正确；收绳的速度不能决定“拔河”比赛的胜负，选项D错误。【答案】：C 【点评】此题考查力的平衡、牛顿运动定律等知识点。考查方式二 牛顿运动定律瞬时性问题图1【命题分析】由牛顿第二定律可知，F=ma，加速度与合外力对应。合外力是产生加速度的原因。只要合外力变化，其加速度一定变化。高考对牛顿运动定律瞬时性问题一般为选择题，难度中等。 例2（2010全国理综1第15题）如图，轻弹簧上端与一
4、质量为的【点评】此题考查牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题。要注意，弹簧中的弹力不能发生突变，而木板、轻绳、轻杆的弹力都可发生突变。考查方式三 运动平衡问题【命题分析】由牛顿第二定律可知，F=ma。当物体做匀速直线运动时，其加速度a=0，物体所受合外力一定等于零，物体处于运动平衡状态。高考对运动平衡问题的考查一般伴随受力分析，难度中等。 图2例3（2010山东理综第17题）如图2所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成q角，则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是 AN= m1g+ m2g- Fsinq
5、BN= m1g+ m2g- FcosqCf=FcosqDf=Fsinq【解析】把两个物体看作一个整体，由两个物体一起沿水平方向做匀速直线运动可知水平方向f=Fcosq，选项C正确D错误；设轻弹簧中弹力为F1，弹簧方向与水平方向的夹角为，隔离m2，分析受力，由平衡条件，在竖直方向有，Fsinq=m2g+ F1sin， 【解析】物体在重力mg、支持力FN、摩擦力f、已知力F作用下处于平衡，根据平衡条件，有F1cos60=(mg- F1sin60)，F1cos30=(mg+ F1sin30)，联立解得：=2-。所以选项B正确。【答案】B【点评】 本题考查弹力、摩擦力、受力分析和平衡条件等知识点。考查
6、方式四 抛体问题【命题分析】若不计空气阻力，物体竖直上抛，其加速度恒为g。做竖直上抛运动的叠加体之间没有弹力作用。若空气阻力不可忽略，则上抛物体向上运动时的加速度大于g，向下运动时的加速度小于g。上抛运动的叠加体之间一定有弹力作用。例5（2010上海物理第11题）将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体（A）刚抛出时的速度最大 （B）在最高点的加速度为零（C）上升时间大于下落时间 （D）上升时的加速度等于下落时的加速度【解析】竖直向上抛出的物体做匀减速运动，刚抛出时的速度最大，选项A正确；物体在最高点，速度为零，但仍受重力作用，加速度为g，选项B错
7、误；物体竖直向上运动，受到竖直向下的重力和空气阻力，由牛顿第二定律mg+f=ma上，解得a上=g+f/m；物体从高空下落时受到竖直向下的重力和向上的空气阻力，由牛顿第二定律mg-f=ma下，解得a下=g-f/m；所以上升时的加速度大于下落时的加速度，选项D错误；根据h=at2/2，上升时间小于下落时间，选项C错误。【答案】A【点评】此题考查受恒定空气阻力的抛体问题，涉及的知识点有牛顿运动定律和运动学公式及其相关知识。ABv图4例6.（2010浙江理综第14题） 如图4所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）。下列说法正确的是 （）A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定
8、为零B. 上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力【解析】：以A、B整体为研究对象，仅受重力，由牛顿第二定律知二者运动的加速度为g，方向竖直向下。以A为研究对象，因加速度为g，方向竖直向下，故由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用，在上升和下降过程中A对B的压力一定为零，选项A正确BCD错误。【答案】A【点评】此题考查叠加体的抛体问题。考查方式五 超重和失重问题【命题分析】当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态（物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于重力）；当物体具
9、有向下的加速度时，物体处于失重状态（物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于重力）；当物体向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态（物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零）。忽略空气阻力的自由落体和竖直上抛、平抛、斜抛运动的物体，都处于完全失重状态。高考对超重和失重问题的考查难度中等。例7（2010高考海南物理第8题）如图5，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为A加速下降 B加速上升 C减速上升 D减速下降【解析】：木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向
10、下的压力。当物块对箱顶刚好无压力时，表明系统处于超重状态，有向上的加速度，属于超重，木箱的运动状态可能为加速上升或减速下降，选项BD正确。【答案】BD【点评】此题考查受力分析、牛顿第二定律及超重和失重现象。要注意题述中的“可能”运动状态，不要漏选。考查方式六 叠加体和连接体问题【命题分析】对于叠加体连接体若具有相同的加速度，则可把叠加体连接体看作整体分析受力，应用牛顿运动定律列方程解答；若加速度不同，则需要隔离分析受力，应用牛顿运动定律列方程解答。高考对叠加体连接体的考查一般难度较大。a b 右左图6例8(2010海南物理第5题)如图6，水平地面上有一楔形物块，其斜面上有一小物块b，b与平行于
11、斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上a与b之间光滑，a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动当它们刚运行至轨道的粗糙段时A绳的张力减小，b对a的正压力减小B绳的张力增加，斜面对b的支持力增加C绳的张力减小，地面对a的支持力增加 FNmgF图6D绳的张力增加地面对a的支持力减小【解析】：在光滑段运动时，系统及物块b做匀速直线运动，处于平衡状态，隔离小物块b，设绳的张力为F，a对b的支持力为FN，画出受力分析图如图6所示，应用平衡条件有Fcosq -FNsinq =0，Fsinq +FNcosq-mg =0；当它们向左运动刚运行至轨道的粗糙段时，楔形物块水平向右的加速度，做减速运动，而
12、小物块b由于惯性沿斜面向上加速运动，具有向上的加速度，处于超重状态，因此绳的张力减小，地面对a的支持力增大，因此选项C正确。【答案】C【点评】此题考查受力分析、牛顿第二定律及运动状态判断的能力。图10Mm例9.（2010上海物理）倾角q=37，质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m，在此过程中斜面保持静止（sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2），求：考查方式七 物体在斜面上的运动【命题分析】自由物体在倾角为q 的光滑斜面上下滑，其加速度a=gsinq ；自由物体在倾角为q 的粗糙斜
13、面（动摩擦因数为）上下滑，其加速度a=g(sinq -cosq)；自由物体在倾角为q 的光滑斜面上滑，其加速度a=-gsinq ；自由物体在倾角为q 的粗糙斜面（动摩擦因数为）上上滑，其加速度a=-g(sinq +cosq)。高考对斜面上物体的运动一般以新情景，难度中等。例10(2010海南物理第6题)在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止现将该木板改置成倾角为45的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑若小物块与木板之间的动摩擦因数为则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为ABCD【解析】木板水平放置时，小物块的加速度a1=g，设滑行初速度为v0，则滑行时间为；木板改成倾角为45的斜面后，小物块上滑的加速度大小a2=g(sinq +cosq)=(1+)g/2，滑行时间，因此，选项A正确。【答案】A【点评】考查牛顿第二定律和直线运动规律的应用。要注意木板平放与倾斜放置时小物块受力情况不同，运动的加速度不同。
