應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題是歷年高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，不僅在力學(xué)中，在熱學(xué)、電磁學(xué)中都有涉及。高考考查牛頓運(yùn)動(dòng)定律只有兩種情況：已知受力求運(yùn)動(dòng)和已知運(yùn)動(dòng)求受力。對(duì)于在運(yùn)動(dòng)中兩物體追擊問(wèn)題和一個(gè)物體兩次不同受力情況，兩次不同運(yùn)動(dòng)情況，以及正交方向上一個(gè)物體受力變化的題目仍應(yīng)予以重視，再就是牛頓運(yùn)動(dòng)定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用是每年必考的內(nèi)容，彈簧和實(shí)驗(yàn)問(wèn)題這幾年有所側(cè)重，連接體問(wèn)題亦受高考命題專家的青睞。
　　熱點(diǎn)1：應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決多種典型運(yùn)動(dòng)組合類問(wèn)題
　　【例1】（2007年山東高考理綜試題）如圖1所示，一小平圓盤(pán)繞過(guò)圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)邊緣有一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊。當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，滑塊從圓盤(pán)邊緣滑落，經(jīng)光滑的過(guò)渡圓管進(jìn)入軌道ABC。已知AB段斜面傾角為53°，BC段斜面傾角為37°，滑塊與圓盤(pán)及斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5，A點(diǎn)離B點(diǎn)所在水平面的高度h=1.2m?；瑝K在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未脫離軌道，不計(jì)在過(guò)渡圓管處和B點(diǎn)的機(jī)械能損失，最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力。（取g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
　?。?）若圓盤(pán)半徑R=0.2m，當(dāng)圓盤(pán)的角速度多大時(shí)，滑塊從圓盤(pán)上滑落?
　?。?）若取圓盤(pán)所在平面為零勢(shì)能面，求滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能。
　?。?）從滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)起，經(jīng)0.6s正好通過(guò)C點(diǎn)，求BC之間的距離。
　　解析：（1）滑塊在圓盤(pán)上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力充當(dāng)向心力，根據(jù)牛頓第二定律，可得：
　　μmg=mωR，
　　代入數(shù)據(jù)解得：ω==5rad／s；
　?。?）滑塊在A點(diǎn)時(shí)的速度：v=ωR=1m／s，從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)能定理：
　　mgh-μmgcos53°=mv-mv，
　　在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能:E=mv-mgh=-4J；
　　（3）滑塊在B點(diǎn)時(shí)的速度：v=4m／s，滑塊沿BC段向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。?br/>　　a=g（sin37°+μcos37°）=10m／s，
　　返回時(shí)的加速度大?。篴=g（sin37°-μcos37°）=2m／s，
　　BC間的距離：S=-a（t-）=0.76m。
　　評(píng)注：解決本題的關(guān)鍵在于，先要明確靜摩擦力充當(dāng)了滑塊在圓盤(pán)上做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和滑塊做離心運(yùn)動(dòng)的條件，以及滑塊在AB和BC兩段軌道上受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的不同，然后再利用牛頓第二定律等有關(guān)知識(shí)分析求解。
　　本題易錯(cuò)之處主要表現(xiàn)有：其一是受力分析不清楚，其二是對(duì)滑塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析不清楚，不能正確理解第（1）問(wèn)中滑塊從圓盤(pán)上滑落的和第（3）問(wèn)中“經(jīng)0.6s正好通過(guò)C點(diǎn)”的含義，以致解答出錯(cuò)。
　　熱點(diǎn)2：應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律探究生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題
　　【例2】在農(nóng)村人們蓋房子打地基叫打夯。夯錘的結(jié)構(gòu)如圖2所示，參加打夯的共有五人，其中四個(gè)人分別握住錘的一個(gè)把手，而另一個(gè)人負(fù)責(zé)喊號(hào)，喊號(hào)人喊一聲號(hào)子，四個(gè)人同時(shí)向上用力將夯錘提起，號(hào)音一落，四人同時(shí)松手夯錘落至地基砸實(shí)。某次打夯時(shí)，設(shè)夯錘的質(zhì)量m=80kg，將夯錘提起時(shí)，每一個(gè)人都對(duì)夯錘施加豎直向上的力，大小均為F=250N，力的持續(xù)時(shí)間為t=0.6s，然后松手，夯錘落地時(shí)將地面砸出△h=2cm深的一個(gè)凹痕。求：
　?。?）夯錘能夠上升的最大高度h；
　?。?）夯錘落地時(shí)，它對(duì)地面的平均作用力F。（g=10m／s）
　　解析：（1）夯錘受四個(gè)人所施加的豎直向上的作用力4F及重力mg作用而產(chǎn)生加速度（設(shè)為a），根據(jù)牛頓第二定律有：4F-mg=ma.
　　設(shè)施力過(guò)程中夯錘能上升的高度為h，松手時(shí)夯錘獲得的速度為v，松手后夯錘向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它能上升的高度為h，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有：
　　h=at，v=at，h=，h=h+h，
　　聯(lián)立以上五式并代人數(shù)據(jù)可解得h=0.5625m。
　　（2）設(shè)夯錘與地面撞擊的過(guò)程中，地面對(duì)夯錘的平均作用力為F′，在夯錘從最高點(diǎn)落到地面的過(guò)程中，重力mg對(duì)夯錘做正功，地面對(duì)夯錘的平均作用力F′對(duì)其做負(fù)功，由動(dòng)能定理有mg（h+△h）-F′△h=0。
　　將△h=0.02m及第（1）問(wèn)所得結(jié)果代入上式可得F′=2.33×10N。
　　根據(jù)牛頓第三定律可知：F′=-F=-2.33×10N，其中負(fù)號(hào)表示夯錘對(duì)地面的平均作用力方向豎直向下。
　　評(píng)注：解答本題第（1）問(wèn)的關(guān)鍵在于，對(duì)夯錘進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，然后運(yùn)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式聯(lián)立求解，第（2）問(wèn)則只要對(duì)夯錘在從最高點(diǎn)落到地面的過(guò)程中，運(yùn)用動(dòng)能定理，并利用第（1）問(wèn)的結(jié)論即可求解。本題易錯(cuò)之處主要是對(duì)夯錘的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析不清，誤認(rèn)為夯錘上升過(guò)程只有加速階段，而沒(méi)有豎直上拋運(yùn)動(dòng)階段。
　　熱點(diǎn)3：應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解答富有創(chuàng)新性的斜面問(wèn)題
　　【例3】如圖3所示，A、B兩個(gè)滑塊用短細(xì)線（長(zhǎng)度可以忽略）放在斜面上，從靜止開(kāi)始共同下滑，經(jīng)過(guò)0.5s，細(xì)線自行斷掉。求再經(jīng)過(guò)1s，兩滑塊之間的距離。已知：滑塊A的質(zhì)量為3kg，與斜面間的摩擦因數(shù)是0.25；滑塊B的質(zhì)量為2kg，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.75；sin37°=0.6，cos37°=0.8，斜面傾角θ=37°，斜面足夠長(zhǎng)，計(jì)算過(guò)程中取g=10m／s。
　　解析：設(shè)A、B的質(zhì)量分別為m、m，與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ、μ。細(xì)線未斷之前，以A、B整體為研究對(duì)象，設(shè)其加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有：
　?。╩+m）gsinθ-μmgcosθ-μmgcosθ=（m+m）a，
　　a=gsinθ-=2.4m／s，
　　經(jīng)過(guò)0.5s細(xì)線自行斷掉的速度為v=at=1.2m／s，
　　細(xì)線斷掉后，以A研究對(duì)象，設(shè)其加速度為a，
　　根據(jù)牛頓二定律得：
　　a==g（sinθ-μcosθ）=4m／s。
　　滑塊A在t=1s內(nèi)的位移為s=vt+at，又以B為研究對(duì)象，通過(guò)計(jì)算有mgsinθ=μmgcosθ，則a=0，即B做勻速運(yùn)動(dòng)，它在t=1s內(nèi)的位移為s=vt，
　　則兩滑塊之間的距離為△s=s-s=vt+at-vt=at=2m。
　　評(píng)注：解答本題的關(guān)鍵在于，先對(duì)AB整體進(jìn)行分析，并運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出細(xì)線自行斷掉時(shí)兩者的速度，然后分別對(duì)A、B進(jìn)行受力分析，并運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解。本題易錯(cuò)之處主要表現(xiàn)有：其一是對(duì)AB的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析不清楚，其二是受力分析不清楚，以致求A、B整體加速度a或細(xì)線斷掉后的加速度a時(shí)出錯(cuò)。
　　熱點(diǎn)4：應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律研究衛(wèi)星類問(wèn)題
　　【例4】為了迎接太空時(shí)代的到來(lái)，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)一項(xiàng)計(jì)劃：在2050年前將太空升降機(jī)造成，就是把長(zhǎng)繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上，另一端系住升降機(jī)，放開(kāi)繩，升降機(jī)能到達(dá)地球上，人坐在升降機(jī)，在衛(wèi)星上通過(guò)電動(dòng)機(jī)把升降機(jī)拉到衛(wèi)星上。已知地球表面的重力加速度g=10m／s，地球半徑R=6400km。
　　（1）在地球表面用彈簧測(cè)力計(jì)稱得重W=800N，站在升降機(jī)中，當(dāng)升降機(jī)以加速度a=g（g為地球表面處的重力加速度）垂直地面上升，這時(shí)此人再一次用同一彈簧測(cè)力計(jì)稱得視重為W′=850N，忽略地球公轉(zhuǎn)的影響，求升降機(jī)此時(shí)距離地面的高度。
　　（2）如果把繩的一端擱置在同步衛(wèi)星上，繩的長(zhǎng)度至少為多長(zhǎng)?
　　解析：（1）設(shè)萬(wàn)有引力常量為G，此時(shí)升降機(jī)距地面的高度為h，此處的重力加速度為g′，由題意可知人的質(zhì)量為m=80kg，在h高度處對(duì)人運(yùn)用牛頓第二定律有：W′-mg′=ma，而a=g，則g′==，
　　在地面附近有=mg，
　　在h高度處有=mg′，
　　聯(lián)立上述兩式得=，
　　由此可解得h=3R=1.92×10m。
　?。?）如果把繩的一端擱置在同步衛(wèi)星上，則繩的長(zhǎng)度至少為同步衛(wèi)星離開(kāi)地面的高度，設(shè)為h′，并設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m′，地球自轉(zhuǎn)的周期為T(mén)（T=24h），則有：
　　=m′，
　　又因在地面附近有GM=gR，
　　聯(lián)立以上兩式得h′=-R，
　　代入數(shù)據(jù)得h′=3.6×10m。
　　評(píng)注：本題難點(diǎn)在第（1）問(wèn)，解題的關(guān)鍵在于，先運(yùn)用牛頓第二定律求出升降機(jī)距離地面的高度為h時(shí)的重力加速度g′與g的關(guān)系，然后運(yùn)用在h高度處，地面附近重力和萬(wàn)有引力相等的關(guān)系得到關(guān)系式=，進(jìn)而求解。第（2）問(wèn)只要挖掘到隱含條件“繩的長(zhǎng)度至少為同步衛(wèi)星離開(kāi)地面的高度”，就不難解答。
　　本題易錯(cuò)之處主要表現(xiàn)有：其一是對(duì)視重（彈簧測(cè)力計(jì)的拉力）的概念不清楚；其二在運(yùn)用牛頓第二定律列式時(shí)，將人在地面附近的重力mg誤認(rèn)為是人在h高度處的重力mg′，以致解答出錯(cuò)；其三是數(shù)字運(yùn)算能力差，得不出正確答案。