| 考点 | 辽宁常见考法 | 热度 | 分值占比 | 标签 |
|---|---|---|---|---|
| 牛顿第一定律(惯性) | 惯性现象判断;力与运动关系辨析 | ★★★ | 2-4分 | 必考重点 |
| 牛顿第二定律 F=ma | 已知力求加速度;已知加速度求力;多过程 | ★★★★★ | 10-16分 | 必考重点 |
| 牛顿第三定律 | 作用力反作用力判断;与平衡力区分 | ★★★★ | 4-6分 | 必考重点 |
| 受力分析+正交分解 | 斜面、传送带、连接体受力综合 | ★★★★★ | 10-16分 | 模型难点 |
| 整体法与隔离法 | 多物体连接体系统受力分析 | ★★★★★ | 8-12分 | 模型难点 |
| 超重与失重 | 电梯加速/减速;视重与实重比较 | ★★★★ | 4-8分 | 必考重点 |
| 力学单位制 | 国际单位制;量纲分析;单位换算 | ★★ | 2-3分 | 了解内容 |
| 探究加速度与力、质量关系实验 | 控制变量法;数据图像处理;系统误差 | ★★★★ | 6-8分 | 实验重点 |
| 连接体/板块模型 | 叠放物块;传送带;斜面连接体 | ★★★★★ | 10-16分 | 模型难点 |
辽宁真题/模考频次说明:牛顿第二定律综合计算、连接体/板块模型、超重失重在近2年辽宁高考及沈阳、大连、鞍山模考中几乎每年必现,常作为力学计算压轴题出现。
以下情景源自高考真题/模考背景,唤醒本章核心规律记忆。
电梯从1楼启动加速上升时人感觉"变重",到达前减速时人感觉"变轻"。视重如何变化?加速度方向与超失重有何关系?
→ 唤醒:超重失重、牛顿第二定律
汽车紧急刹车时乘客前倾,安全带起保护作用。为什么刹车时人前倾?为什么系安全带能防止伤害?
→ 唤醒:惯性、牛顿第一定律
航天员在火箭发射时承受巨大加速度。火箭推力如何产生加速度?航天员承受的"超重"如何计算?
→ 唤醒:F=ma、超重
质量为M的木板上方放质量为m的物块,用水平力F拉木板,物块和木板如何运动?何时发生相对滑动?
→ 唤醒:整体法隔离法、板块模型
伽利略斜面实验:小球从一侧斜面滚下,在光滑水平面上继续滚动,再爬上另一侧斜面,无论倾角如何总能爬到相同高度。若减小另一侧倾角,小球滚得更远。若倾角为零(水平面),小球将永远运动下去——这就是惯性定律的实验基础。
牛顿第一定律的核心贡献是纠正了亚里士多德的错误观念——"力是维持运动的原因"。实际上:
| 观点 | 内容 | 正误 |
|---|---|---|
| 亚里士多德 | 力是维持运动的原因,有力才有运动 | ✗ 错 |
| 伽利略 | 不受力时物体保持匀速直线运动(惯性) | ✓ 对 |
| 牛顿 | 力是改变运动状态的原因,不是维持运动的原因 | ✓ 对 |
所以:物体不受力→匀速直线运动或静止;物体受力→运动状态改变(产生加速度)。
用同样的力推空购物车和装满货物的购物车——空车加速度大,满车加速度小,因为质量不同。用不同大小的力推同一辆车——力越大加速度越大。加速度方向与力方向一致。这就是牛顿第二定律的实验基础。
物理量含义:F合合外力(N,矢量),m质量(kg,标量),a加速度(m/s²,矢量)。
解题步骤(高考力学大题标准流程):
多过程问题:物体先加速再匀速再减速,每段合外力不同,加速度不同。分段列牛顿第二定律方程,运动学公式分段使用。衔接条件:前段末速度=后段初速度。加速度是连接力与运动的桥梁。
人推墙——人对墙施力,同时墙对人施反作用力;人走路——脚蹬地,地对脚有反向作用力推动人前进。力的作用总是相互的——施力物体同时也是受力物体。
| 比较项 | 作用力与反作用力 | 平衡力 |
|---|---|---|
| 作用对象 | 两个不同物体 | 同一物体 |
| 同时性 | 同时产生、变化、消失 | 不一定同时(一个力消失另一个可存在) |
| 性质 | 一定相同 | 不一定相同 |
| 合力 | 不能求(不同物体) | 合力为零(同一物体平衡) |
| 依赖关系 | 相互依赖,共存共灭 | 独立(一个力变不影响另一个) |
典型例子:书放在桌面上——书的重力与桌面对书的支持力是平衡力(同作用在书上);书对桌面的压力与桌面对书的支持力是作用反作用力(分别作用在桌面和书上)。
人站在电梯内的体重计上。电梯静止时体重计示数等于人的重力。电梯加速上升时示数变大(超重);加速下降时示数变小(失重);自由落体时示数为零(完全失重)。视重变化的原因是电梯加速度影响了对体重计的压力。
判断方法:看物体的加速度方向,不看运动方向。
口诀:超重看加速度向上,失重看加速度向下。与运动方向无关!电梯向上减速时a向下,仍是失重。
两个物块m₁、m₂用轻绳连接放在光滑水平面上,用水平力F拉m₂。求整体加速度和绳中拉力T。整体法求加速度(把两物块看作整体),隔离法求内力(取其中一个物块分析)。
板块模型:质量M的木板上方放质量m的物块,地面光滑,用水平力F拉木板。
关键:判断是否相对滑动的依据是——假设一起运动算出的静摩擦力是否超过fmax。
力是维持运动的原因,物体运动一定受力,不受力就静止。
力是改变运动状态的原因,不是维持运动的原因。不受力时物体保持匀速直线运动或静止(惯性)。运动的物体可以不受力(理想情况),只是实际中总有阻力使其减速。
惯性大小与速度有关,速度越大惯性越大。
惯性大小仅由质量决定,与速度、受力无关。质量大则惯性大(难改变运动状态)。高速运动的列车和静止的列车惯性一样大(同质量)。
作用力与反作用力可以互相抵消,合力为零。
作用力与反作用力作用在不同物体上,不能求合力,不能抵消!能抵消的是平衡力(同作用在一个物体上)。书压桌面的力和桌面对书的支持力是作用反作用力,分别作用在桌面和书上,不能抵消。
超重就是物体变重了,失重就是物体变轻了,重力发生变化。
实重G=mg始终不变!变化的是视重(对支持面的压力或对绳的拉力)。超重是视重>实重(有向上加速度),失重是视重<实重(有向下加速度)。完全失重时视重=0但重力仍存在。
电梯向上运动时一定超重,向下运动时一定失重。
超重失重取决于加速度方向,不是运动方向!电梯向上减速时a向下→失重;电梯向下减速时a向上→超重。加速向上和减速向下都是超重(a向上),加速向下和减速向上都是失重(a向下)。
用整体法时,系统内物体间的作用力也需要考虑。
整体法只考虑外力,内力不出现在方程中(内力合力为零)。整体法求的是整体加速度。要求内力必须用隔离法——取其中一个物体分析,暴露内力。
物体加速度方向一定与运动方向相同,减速时加速度为零。
加速度方向与合外力方向相同,不一定与运动方向相同。减速时加速度与运动方向相反但不为零(反向的加速度使速度减小)。匀速时加速度才为零。
力撤去后物体还有加速度(惯性的"滞后效应")。
牛顿第二定律具有瞬时性——力与加速度同时产生、同时变化、同时消失。力撤去瞬间加速度立即变为零,物体以撤力前的速度做匀速直线运动(惯性)。
牛顿第一定律(力不是维持运动的原因)→ 牛顿第二定律F=ma(力产生加速度)→ 牛顿第三定律(力的相互性)→ 超重失重(加速度影响视重)→ 整体法隔离法(多物体系统分析)
核心思想:力是改变运动状态的原因,加速度是力与运动的桥梁。
本章是力学综合题的核心枢纽:第2章运动学公式提供位移、速度、时间关系,本章牛顿第二定律提供加速度——两者结合是"已知力→求运动"或"已知运动→求力"的标准流程。必修二"曲线运动"中向心力F=mω²r仍用牛顿第二定律;"万有引力"中重力提供向心加速度;"机械能"中动能定理与牛顿第二定律有内在联系;电磁学中安培力、洛伦兹力使带电粒子加速或偏转仍用F=ma。可以说牛顿第二定律是整个高中物理最核心的方程。
| 概念A | 概念B | 关键区别 |
|---|---|---|
| 惯性 | 力 | 固有属性vs外界作用;惯性无方向,力有方向 |
| 作用力反作用力 | 平衡力 | 不同物体vs同一物体;不能抵消vs合力为零 |
| 超重 | 失重 | a向上vs a向下;视重>实重vs视重<实重 |
| 视重 | 实重 | 对支持面压力vs所受重力;变化vs不变 |
| 整体法 | 隔离法 | 求整体加速度vs求内力;不考虑内力vs暴露内力 |
| 合力 | 分力 | 合成结果vs分解结果;平行四边形对角线vs邻边 |
| 说法 | 判断 | 说明 |
|---|---|---|
| 力是维持运动的原因 | ✗ | 力是改变运动状态的原因 |
| 惯性大小与速度有关 | ✗ | 仅与质量有关 |
| 作用力与反作用力可以抵消 | ✗ | 作用在不同物体上,不能抵消 |
| 电梯向上减速时人是失重状态 | ✓ | a向下→失重 |
| 物体不受力时一定静止 | ✗ | 也可能匀速直线运动 |
| 力撤去后加速度立即为零 | ✓ | 牛顿第二定律瞬时性 |
| 完全失重时物体不受重力 | ✗ | 仍受重力,只是视重为零 |
| 整体法可以求系统内力 | ✗ | 内力不出现在整体法方程中,需用隔离法 |
用控制变量法探究加速度a与力F、质量m的关系:①保持m不变,改变F(改变拉力),研究a与F关系;②保持F不变,改变m,研究a与m关系。预期:a∝F(m不变时),a∝1/m(F不变时)。
控制变量法——研究多因素问题时,保持其他因素不变,只改变一个因素,观察其对结果的影响。
小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、砝码(含小桶)、天平、刻度尺、垫块(平衡摩擦用)。
若a-F图不过原点(有截距),说明未平衡摩擦力或有初始摩擦。若a-m图是曲线而a-1/m图是直线,说明a与m成反比。
实验时小车不要冲出桌面;砝码轻拿轻放防止砸伤;打点计时器使用交流电源注意用电安全。
| 错误操作 | 对结果的影响 |
|---|---|
| 未平衡摩擦力 | a-F图有负纵截距,小车需一定拉力才启动 |
| 砝码质量不可忽略(m不远小于M) | 实际拉力F=Mmg/(M+m)≠mg,a偏小,图线弯曲 |
| 未满足m≪M条件 | 系统误差,a-F图向下弯曲(非直线) |
| 未先接通电源后释放小车 | 纸带开头点迹不清,数据处理困难 |
| 木板倾角过大 | 平衡摩擦力过度,小车有额外向下加速度 |
实验中要求砝码质量m远小于小车质量M,此时mg≈绳拉力F。实际由整体法:a=mg/(M+m),绳拉力T=Ma=Mmg/(M+m)。只有m≪M时T≈mg。若m与M可比,T= Mmg/(M+m)明显小于mg,用mg代替T会引入系统误差,a-F图向下弯曲。
改进:用力传感器直接测拉力T,不受m≪M条件限制。
选题说明:优先辽宁近2年高考/模考真题,补充全国各省市高考及辽宁各地市(沈阳、大连、鞍山、抚顺)模考中档-较难题。
多选评分规则(辽宁):全部选对得满分,部分选对得部分分,有错选不得分。
质量m=2kg的物体放在水平地面上,物体与地面间动摩擦因数μ=0.2。现用大小F=8N的水平力向右拉物体(g取10 m/s²)。求:(1)物体的加速度大小;(2)3s末物体的速度大小;(3)3s内物体的位移。
答案:(1)2 m/s²;(2)6 m/s;(3)9m
(多选)一人站在电梯内的体重计上,电梯从静止开始运动。下列说法正确的是( )
答案:ABD
质量m₁=1kg、m₂=2kg的两个物块用轻绳连接放在光滑水平面上,用水平力F=6N水平向右拉m₂。求:(1)整体加速度大小;(2)绳中拉力T大小。
答案:(1)2 m/s²;(2)T=2N
质量m=4kg的物体从倾角θ=37°的光滑斜面顶端由静止释放(sin37°=0.6, cos37°=0.8,g取10 m/s²)。求:(1)物体的加速度大小;(2)物体下滑2m所需的时间;(3)物体下滑2m后的速度大小。
答案:(1)6 m/s²;(2)t≈0.816s;(3)v≈4.9m/s
一本书放在水平桌面上处于静止状态。下列说法正确的是( )
答案:AC
勾选已掌握项,进度自动保存到本地。关闭后重开不丢失。