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2023年新教材新高考广东卷选择题第6题
牛顿三大定律与共点力平衡
高考对于这部分知识点主要以与生活、生产、高科技密切联系进行命题,如以生活、劳动为情境,考查受力分析和共点力平衡等。强化对物理基本概念、基本规律的考核。试题的呈现形式丰富,提问角度设置新颖。在解决此类问题时要将所学物理知识与实际情境联系起来,抓住问题实质,将问题转化为熟知的物理模型和物理过程求解。主要考查的知识点有:牛顿三大定律和共点力平衡。常见题型为选择题。
注意:近几年广东的高考题主要考点是:正交分解法求共点力平衡,牛顿第三定律。2023年备考建议是共点力平衡,超重和失重。
必备知识点1:牛顿三大定律
1、牛顿三大定律
牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
牛顿第二定律
物体加速度的大小跟它受到作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
牛顿第三定律
两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
2、动力学两类问题
由受力情况确定物体的运动情况;由运动情况确定物体的受力情况。
分析解决这两类问题的关键:应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
3、超重和失重
3、动力学图像
常见的图象有:v-t图象,a-t图象,F -t图象,F-x图象,F -a图象等。图象的实质是力与运动的关系问题,求解这类问题的关键是理解图象的物理意义,理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能。
解题方法:看清图象的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原来是否从0开始。理解图象的物理意义,能够抓住图象的一些关键点,如斜率、截距、面积、交点、拐点的物理意义。判断物体的运动情况或受力情况,明确因变量与自变量间的制约关系,明确物理量的变化趋势,分析图线进而弄懂物理过程,再结合牛顿运动定律等相关规律列出与图象对应的函数方程式,进而明确“图象与公式”、“图象与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断。
必备知识点2: 平衡
1、平衡的两种类型
平衡状态:物体保持静止或匀速运动状态(或有固定转轴的物体匀速转动)。
共点力的平衡:如果物体受到共点力的作用,且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。共点力的平衡条件:为使物体保持平衡状态,作用在物体上的力必须满足的条件。
静态平衡
v=0,a=0;静止与速度v=0不是一回事。物体保持静止状态,说明v=0,a=0,两者同时成立。若仅是v=0,a≠0,如自由下落开始时刻的物体,并非处于平衡状态。
动态平衡
v≠0,a=0。瞬时速度为0时,不一定处于平衡状态,如竖直上抛最高点。只有能保持静止状态而加速度也为零才能认为平衡状态。物理学中的“缓慢移动”一般可理解为动态平衡。
2、综合分析
整体法
如果不需要求物体之间的相互作用力,且连接体的各部分具有相同的加速度,一般采用整体法根据牛顿第二定律列方程。
隔离法
如果需要求物体之间的相互作用力或对于加速度不同的连接体,一般采用隔离法根据牛顿第二定律列方程。
常涉及的
三种问题类型
(1)涉及滑轮的问题:若要求绳的拉力,一般都采用隔离法。
(2)水平面上的连接体问题
①这类问题一般是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度.解题时,一般采用先整体后隔离的方法.
②建立直角坐标系时要考虑矢量正交分解越少越好的原则或者正交分解力,或者正交分解加速度.
(3)斜面体与物体组成的连接体问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,一般采用隔离法分析。
解题关键
正确地选取研究对象是解题的首要环节,弄清各物体之间哪些属于连接体,哪些物体应该单独分析,并分别确定它们的加速度,然后根据牛顿运动定律列方程求解
3、静态平衡分析方法
方法
内容
合成法
物体受三个共点力的作用而平衡,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反。
分解法
物体受三个共点力的作用而平衡,将某一个力按力的效果分解,则其分力和其他两个力满足平衡条件。
正交分解法
物体受到三个或三个以上力的作用而平衡,将物体所受的力分解为相互垂直的两组,每组力都满足平衡条件。
力的三角形法
对受三个力作用而平衡的物体,将力的矢量图平移使三个力组成一个首尾依次相接的矢量三角形,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解未知力。
4、动态平衡分析方法
解析法
如果物体受到多个力的作用,可进行正交分解,利用解析法,建立平衡方程,找函数关系,根据自变量的变化确定因变量的变化。还可由数学知识求极值或者根据物理临界条件求极值。
图解法
一个力恒定、另一个力的方向恒定时可用此法.由三角形中边长的变化知力的大小的变化,还可判断出极值。
相似三角形法
一个力恒定