【强】第3章 牛顿运动定律

第三章牛顿运动定律

牛顿运动定律是力学中重中之重的部分，纵观近年的高考考察内容，注重对牛顿运动定律尤其是牛顿第二定律的理解和应用，并能解决实际生活、生产和科学中的力学问题.与本章内容相关的考题知识覆盖面宽，如牛顿第二定律应用到圆周运动和天体运动,还经常与电学进行综合,特别是与电场、电磁感应现象的综合应用.旧题、常规题推出有新意，加强了信息图象题的考察，考察从图象中挖取有效信息的能力.

第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律

基础知识回顾

１．牛顿第一定律

（1）牛顿第一定律的内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止.

（２）对牛顿第一定律的理解

①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想实验为基础,加之高度的抽象思维概括总结出来的.

②揭示了力和运动的关系:力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即牛顿第一定律确定了力的含义．

③牛顿第一定律不能看着牛顿第二定律的特殊情况,牛顿第一定律是定性描述物体运动规律的一种物理思想，而不是进行定量计算和求解的具体方法，是一条独立的基本规律.但牛顿第一定律为牛顿第二定律提供了建立的基础. ④明确了惯性的概念:物体保持匀速直线运动

状态或静止状态的性质，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性．

２．惯性的理解要点

（1）惯性的性质：惯性是一切物体都有的性质，是物体的固有属性，与物体的受力情况和运动状态无关．

（２）惯性的表现：物体不受外力作用时，有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质；物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上．

（３）惯性的量度：质量是惯性大小的唯一量度．质量大的物体惯性大．

３．牛顿第三定律

（1）内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，而且作用在同一条直线上．

（２）特点：作用力与反作用力同时产生、同时消失、同时变化、同性质、分别作用在相互作用的两个物体上，作用效果不能抵消．

（３）作用力与反作用力和一对平衡力的比较

重点难点例析

一、怎样判断物体运动状态是否发生变化？1．从条件出发进行判断

当物体所受合外力不为零时，物体的运动状态必发生变化．

2．从结果出发进行判断

（1）当速度的大小发生了变化时，物体的运动状态也随之发生变化．

（２）当速度的方向发生了变化时，物体的运动状态也随之发生变化．

（３）当速度的大小、方向同时发生变化时，物体的运动状态也随之发生变化．

３．从运动的状态进行判断

只要不是静止或匀速直线运动状态，则物体的运动状态必定发生变化．

【例1】关于运动状态的改变，下列说法正确的是

（）A．速度方向不变，速度大小改变的物体，运动状态发生了变化

B．速度大小不变，速度方向改变的物体，运动状态发生了变化

C．速度大小和方向同时改变的物体，运动状态一定发生了变化

D．做匀速圆周运动的物体，运动状态没有改变【解析】运动状态是否改变是指速度是否改变.因为速度是矢量,既有大小,又有方向,只要大小和方向两个因素中有一个因素改变,速度就发生改变,运动状态就发生改变.故A、B、C项都正确.做匀速圆周运动的物体,速度的大小不变,而速度的方向时刻发生变化,故运动状态不断改变,所以D选项错误.

【答案】ABC

【点拨】判断物体运动状态是否发生变化就是要判

断物体的速度是否发生变化，而速度是矢量，因此只要是速度的大小变化或是速度的方向发生了变化，则物体的运动状态就发生了改变.

拓展

在以下各种情况中，物体运动状态发生了改变的有（）

A．静止的物体

B．物体沿着圆弧运动，在相等的时间内通过相同的路程

C．物体做竖直上抛运动，到达最高点过程D．跳伞运动员竖直下落过程，速率不变

【解析】只有静止或匀速直线运动的物体其运动状态不变，故A、D选项错误；除此之外的其它的运动其运动状态就一定改变，故B、C选项正确. 【答案】BC

二、对惯性的理解

1.惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况和运动状态无关．因此人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.

2.物体惯性的大小是由其质量决定的,凡是有关惯性的问题都要同质量联系起来，可以减少出错.

3.惯性不是力

4.惯性在不同的情况下,表现形式不同,当物体不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为维持物体运动状态不变,当物体所受合外力不为零时,其惯

【例2】如图3-1-1所示做匀速

直线运动的小车上水平放置

一密闭的装有水的水槽，水槽

内有一气泡，如图所示，当小

车突然停止运动时，气泡相对

于水槽怎么运动？

【解析】从惯性的角度去考虑

水槽内的气泡和水，显然同体积的水的质量远大于气泡的质量，故水的惯性比气泡的惯性大.当小车

突然停止运动时，水保持向前的运动趋势远大于气泡向前移动的趋势，于是水由于惯性继续向前运动并挤压气泡，使气泡相对水槽向后运动. 【答案】气泡相对水槽向后运动.

【点拨】一切物体都有惯性，它是物体的固有属性，只与物体的质量，因此凡是有关惯性的问题都要同质量联系起来，就会减少错误.

● 拓展

一天，下着倾盆大雨.某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了.列车进站过程中，他发现水面的现状如图3-1-2中的 （ ）

【解析】列车进站时要刹车，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C 一致. 【答案】C

三、对牛顿第三定律的理解和应用

应用牛顿第三定律时应注意的问题

1.定律中的“总是”二字说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的.

2.作用力与反作用力的关系与物体所处运动状态无关,与物体被作用的效果也无关.

? 易错门诊

【例3】关于马拉车时马与车的相互作用,下列说法中正确的是

A .马拉车而车未动,马向前拉车的力小于车向后拉马的力

B .马拉车只有匀速前进时,马向前拉车的力才等于车向后拉马的力

C .马拉车加速前进时,马向前拉车的力大于车向后拉马的力

D .无论车是否运动、如何运动,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力

【错解】C ；马拉车加速前进，就像拔河一样，甲方胜一定是甲方对乙方的拉力大，所以甲对乙的拉

力比乙对甲的拉力大，由此而得出结论:马向前拉车的力大于车向后拉马的力.

【错因】产生上述错解原因是学生凭主观想像，而不是按物理规律分析问题.按照物理规律我们知道物体的运动状态不是由哪一个力决定的而是由合外力决定的,车随马加速前进是因为马对车的拉力大于地面对车的摩擦力.

【正解】马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力.根据牛顿第三定律，物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故不管在什么情况下，马向前拉车的力都等于于车向后拉马的力,而与马车的运动状态无关,故A 、B 、C 错误；D 正确.

【点悟】生活中有一些感觉不总是正确的，不能把生活中的经验，感觉当成规律来用，要运用物理规

律来解决问题.

课堂自主训练

1.下面关于作用力和反作用力的说法中,正确的是 ( ) A ．先有作用力,后有反作用力

B 只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力

C 只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力

D ．两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力

【解析】作用力和反作用力同时产生，同时消失，A 错；作用力和反作用力与运动状态无关，也不需要相互接触，故B 、C 错；作用力与反作用力一定是同性质的力，故D 选项正确. 【答案】D

2．如图3-1-3所示在向右匀速行驶的车厢内，用细线悬挂一小球，其正下方为a 点， b 、c 两点分别在a 点的左右两侧，如图l 所示，烧断细绳，

球将落在 (不计空气阻力） A ．一定落在a 点 B ．可能落在b 点 C ．可能落在c 点 D ．不能确定 【解析】细绳烧断后,小球下落过程中,由于惯性水平方向速度不变,因此小球一定落在a 点,故A 选项正确. 【答案】A

3．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（ ）

图3-l-3

3-1-2

C

B D

A ．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用

B ．物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用

C ．物体朝什么方向运动，则这个方向上必受力的

作用

D ．物体的速度不变，则其所受合外力必为零 【解析】力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因．故B 、C 错，A 、D 正确. 【答案】AD

课后创新演练

1.火车在平直轨道上匀速行驶, 门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起, 发现仍落回车上原处, 这是因为 （ D ） A .人跳起后, 车厢内空气给他以向前的力, 带着他随同火车一起向前运动

B ．人跳起的瞬间, 车厢地板给他一个向前的力, 推动他随同火车一起向前运动

C ．人跳起后, 车在继续向前运动, 所以人落下后

必定偏后一些, 只是由于时间很短, 偏后距离太小, 不明显而已

D ．人跳起后直到落地, 在水平方向上人和车始终有相同的速度

2.列车沿东西方向直线运动,车里桌面上有一小球,乘客看到小球突然沿桌面向东滚动,则列车可能是 (CD) A ．以很大的速度向西做匀速运动 B ．向西做减速运动 C ．向西做加速运动

D ．向东做减速运动 3.如图3-1-4所示，一个劈形物体A ，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球B ，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（B ）

A ．沿斜面向下的直线

B ．竖直向下的直线

C ．无规则的曲线

D ．抛物线

4.如图3—1—5所示, 在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m 1、m 2的两小球（m 1> m 2）随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其它阻力，设车无限长，则

两个小球 (B) A ．一定相碰 B ．一定不相碰 C ．不一定相碰 D ．难以确定是否相碰 5．如图3-1-6所示,P 和Q 叠放在一起,静止在水平桌面上,下列各对力中属于作用力和反作用力的是 ( C ) A .P 所受的重力和Q 对P 的支持力 B .Q 所受的重力和Q 对P 的支持力 C .P 对Q 的压力和Q 对P 的支持力 D .P 所受的重力和P 对Q 的压力

6．伽利略理想实验将可靠的事实和抽象思维结合起来，能更深刻地反映自然规律．如图3-1-7所示，有关的实验程序内容如下：

（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，小球沿水平面做持续的匀速运动

请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是（括号内数字表示上述程序的号码）

（ C ）

A ．事实（2）→事实（1）→推论（3）→推论（4）

B ．事实（2）→推论（1）→推论（3）→推论（4）

C ．事实（2）→推论（3）→推论（1）→推论（4）

D ．事实（2）→推论（1）→推论（4）→推论（3）

7．以下说法中错误的是 （ B ） A ．力是使物体产生加速度的原因 B ．力是改变物体惯性大小的原因 C ．力是改变物体运动状态的原因 D ．力是使物体速度发生改变的原因

8.以下有关惯性的说法中正确的是 （ BD ） A ．在水平轨道上滑行的两节车厢质量相同，其中

图

3-1-4

图3-1-6

图3-1-7

行驶速度较大的不容易停下来，说明速度较大的物体惯性大

B ．在水平轨道上滑行的两节车厢速度相同，所受

阻力也相同，其中质量较大的车厢不容易停下来，说明质量大的物体惯性大

C ．推动原来静止在水平轨道上的车厢，比推另一

节相同的、正在滑行的车厢所需要的力大，说明静止的物体惯性大

D ．物体的惯性的大小与物体的运动情况及受力情况无关 9. 如图3-1-8所示，小球m 用细线悬挂在水平向左运动的火车车厢内，以下说法正确的是（AC ） A ．当火车向左匀速前 进，且小球m 相对车 厢静止不动时，悬线

沿竖直方向

B ．当火车向左加速前进，小球及悬线向位置1偏转

C ．当火车向左加速运动时，小球及悬线向位置2偏转

D ．当火车向左减速运动时，小球及悬线向位置2偏转

10.如图3—1—9所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，A 和C （包括支架）的总质量为M ，

B 为铁片，其质量为m ，整个装置用轻绳悬挂于O 点.当电磁铁通电，铁片B 被吸引而上升的过程中，轻绳拉力F 的大小为 (D )

A .F =mg

B .mg ＜F ＜(M +m )g

C .F =(M +m )g

D .F ＞(M +m )g 11．在天花板上悬挂一个重为G 的吊扇，当吊扇静止时，悬杆对吊扇的拉力为T ，当吊扇转动时悬杆对吊扇拉力为T '，则G 、T 与T '三者之间的大小关系如何？

【解析】T G T '

>= （1）吊扇静止时处于平衡状态G T =

（2）吊扇转动时，向下推动空气，空气对吊扇有向上的反作用力，所以G T <'．

12.如图3-1-10所示，质量为M 的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放，小球沿杆匀加速时，小球与杆间的摩擦力大小为F f ,．则在小球下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少？ 【解析】小球在竖直方向受一个重力和箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力F f ，如图3-1-11所示，由牛顿第三定律，小球对箱子的杆有一个竖直向下的摩擦力作用，故箱子的受力情况如图3-1-12所示，箱子受重力Mg ，小球对杆的摩擦力F f ′= F f , 地面对箱子的支持力F N ，箱子在这三力的作用下处于平衡状态，即面的压力为Mg +【答案】Mg +F f

第2课时 牛顿第二

定律 力学单位制

基础知识回顾

1.牛顿第二定律

（1）内容：物体的加速度与所受 合外力 成正比，与物体的 质量 成反比，加速度的方向与 合外力 的方向相同. （2）公式：F 合=ma

（3）意义：牛顿第二定律的表达式F =ma ，公式左边是物体受到的合外力，右边反映了质量为m 的物体在此合外力的作用下的效果是产生加速度a ，它突出了力是物体运动状态改变的原因，是物

体产生加速度的原因.

（4）对牛顿第二定律的理解要点

①同体性：牛顿第二定律的公式中F 、m 、a 三个量必须对应同一个物体或同一个系统.

②矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式，公式F 合=ma 不仅表示加速度与合外力的大小关系，还表示加速度与合外力的方向始终一致. ③瞬时性：牛顿第二定律反映了加速度与合外力的瞬时对应关系：

图3-1-8

图3-1-9

向，就可知道合外力的方向，反之亦然.解题时准确作出力的平行四边形，然后用几何知识求解即可.

友情提示：当物体受两个以上的力作用产生加速度时一般用正交分解法. 【例1】如图3-2-1所示，小车在水平面上做匀变速运动，在小车中悬线上挂一个小球，发现小球相对小车静止但悬线不在竖直方向上，则当悬线保持与竖直方向的夹角为θ时，小车的加速度是多少？试讨论小车的可能运动情况.

【解析】小车在水平方向上运动，即小车的加速度沿水平方向，小球与小车相对静止，则小球与小车有相同加速度，所以小球受到的合外力一定沿水平方向，对小球进行受力分析如图3-2-2所示，小球所受合外力水平向左，则小球和小车的加速度水平向左，加

速度的大小为a ，由牛顿第二定律得F =mgtan θ=ma ,得a =gtan θ.小车可以向左加速；也可以向右减速运动.

【答案】gtanθ；向左加速或向右减速；

【点拨】用牛顿第二定律解力和运动的关系的问题，关键是求出物体受到的合外力，当物体受两个力产生加速度时，一般用平行四边形定则求合外力比较直接简单，注意合外力的方向就是加速度的方向.

拓展

如图3-2-3所示，质量为m 2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m l 的物体，与物体l 相连接的绳与竖直方向成θ角，则 （ ） A ．车厢的加速度为gsin θ B ．绳对物体1的拉力为m 1g/cos θ

C ．底板对物体2的支持力为(m 2一m 1)g

D ．物体2所受底板的摩擦力为m 2 g tan θ 【解析】小车在水平方向向右运动，由图可知小车的加速度沿水平向右，物体1与小车有相同加速

度，根据【例1】对物体1进行受力分析，由牛顿第二定律得F=mgtanθ=ma,得a=gtanθ，故A选项错误；且由图3-2-2可知绳对物体1的拉力为m1g/cosθ，底板对物体2的支持力为(m2g一m1g/cosθ)，故C错、B正确；物体2与小车也有相同加速度，由牛顿第二定律得，物体2所受底板的摩擦力为f=m2a=m2 g tanθ，即D选项正确.

【答案】BD

二、利用正交分解法求解

当物体受到三个或三个以上的力作用产生加速度时，根据牛顿第二定律的独立性原理，常用正交分解法解题，大多数情况下是把力正交分解在加速度的方向和垂直加速度的方向上.

友情提示：特殊情况下分解加速度比分解力更简单.

正交分解的方法步骤：

（1）选取研究对象；

（2）对研究对象进行受力分析和运动情况分析；（3）建立直角坐标系（可以选x方向和a方向一致）

（4）根据牛顿第二定律列方程∑F x=ma,(沿加速度的方向)；∑F y=0（沿垂直于加速度的方向）（5）统一单位求解

【例2】风洞实验中可产生水平方向的、大小可以调节的风力，先将一套有小球的细杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，如图3-2-4所示（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时所受风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆的动摩因数.

（2）保持小球所示风力不变，使杆与水平方向间夹角为37o并固定，则小球从静止出发在细杆上滑

下距离s的时间为多少（sin37

0=0.6,cos370

=0.8）【解析

】

（

1

）设小球所受的风力为F，支持力为

F N、摩擦力为F f、小球质量为m，作小球受力图，如图3-2-5所示，当杆水平固定，即θ=0时，由题意得：

F=μmg

∴μ=F/mg

=0.5mg/mg=0.5

（2）沿杆方向，

由牛顿第二定律

得：

F cosθ+mg sinθ-F f =ma①

在垂直于杆的方向，由共点力平衡条件得：

F N+F sinθ-mg cosθ=0 ②

又：F f =μF N③

联立①②③式解得：

a=

m

F

mg

F

f

-

+θ

θsin

cos

=

m

mg

F)

cos

sin

(

)

sin

cos

(θ

μ

θ

θ

μ

θ-

+

+

将F=0.5 mg代入上式得a=

4

3

g④

由运动学公式得：s=

2

1

at2 ⑤

由④⑤得：t=

4/

3

2

g

s

=

g

s

3

8

【答案】

g

S

3

8

【点拨】当物体有沿斜面的加速度时，我们建立沿斜面和垂直斜面的直角坐标系，然后将没有在这两个方向的力沿着两个方向正交分解，且沿斜面方向一定有∑F x=ma x，而沿垂直斜面的方向有∑F y=0，（即一对平衡力），然后联立求解可得.

拓展

如图3-2-6所示, 质量为m的人站在自动扶梯的水

平踏板上, 人的鞋底与踏板的动

摩擦因数为μ，扶梯倾角为θ, 若

人随扶梯一起以加速度a向上运

动，梯对人的支持力F N和摩擦力f

分别为（）

A. F N=ma sinθ

B. F N=m(g+a sinθ)

C. f=μmg

D.f=ma cosθ

【解析】物体受到重力mg、支持力F N、静摩擦力f 三个力作用，这三个力都在水平方向和竖直方向，如果要分解这三个力比较麻烦，根据力的独立作用

图3-2-6

图3-2-4

图3-2-5

原理，将加速度沿着两个方向分解，再在这两个方向用牛顿第二定律列方程比较简单，在水平方向有：∑F x =ma x , 即f =ma cos θ，故C 错D 选项正确；在竖直方向有：∑F y =ma y , 即F N -mg =ma sin θ，故A 错B 对. 【答案】BD

三、动力学的两类基本问题

1.已知受力情况求运动情况

方法：已知物体的受力情况，根据牛顿第二定律，可以求出物体的加速度；再知道物体的初始条件，根据运动学公式，就可以求出物体物体在任一时刻的速度和位置，也就求出了物体的运动情况.

2.已知物体的运动情况，求物体的受力情况

方法：根据物体的运动情况，由运动学公式可以求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律可确定物体的合外力，从而求出未知力或与力相关的某些量.

可用程序图表示如下：

【例3】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg 的运动员，从离水平网面3.2 m 高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 5.0 m 高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小.（g =10 m/s 2）

【解析】本题知道了物体的运动情况，应先由运动

学的知识求出加速度，再由牛顿第二定律求力的大小.选向上的方向为正方向，则运动员自由下落触网时速度为v 1=-12gh =-8m /s （方向

向下），

离网时速度为v 2=

22gh =10m /s （方向向

上），由加速度的定义得：21

v v a t

-=

=15m/s 2 由牛顿第二定律得：F -mg =ma 可得：

F =mg +ma =1.5×103 N . 【答案】1.5×103

N

【点拨】用牛顿第二定律解决力和运动的关系的问题，先要分析物体的受力情况和运动情况，并弄清楚是已知物体的受力情况还是已知物体的运动情况，但不管是哪一类问题，首先要解决物体的加速度，在这里加速度起着桥梁的作用.

拓展

在跳马运动中，运动员完成空中翻转的动作，能否稳住是一个得分的关键，为此，运动员在脚接触地面后都有一个下蹲的过程，为的是减小地面对人的冲击力.某运动员质量为m ，从最高处下落过程中在空中翻转的时间为t ，接触地面时所能承受的最大作用力为F （视为恒力），双脚触地时重心离脚的高度为h ，能下蹲的最大距离为s ，若运动员跳起后，在空中完成动作的同时，又使脚不受伤，则起跳后重心离地的高度H 的范围为多大？ 【解析】设人起跳后重心离地高度为H 1，为完成

空中动作，须有212

1gt h H =- 即212

1gt h H +=

设人起跳后从H 2高度下落，下蹲过程所受的力为重力和地面的支持力F ，人在这两个力作用下做匀变速直线运动，根据牛顿第二定律，得F -mg =ma

又根据运动学公式得s

v a 22

0=，)(222

0h H g v -=

故mg

Fs

s h H +

-=2 则H 的范围为21H H H ≤≤，

即mg

Fs

s h H gt h +

-≤≤+221 【答案】mg

Fs

s h H gt h +-≤≤+221

四、力和运动关系的定性分析

分析物体的运动情况主要从两个方面分析：先分析物体的初状态（即初速度），由牛顿第一定律

知物体具有维持原来的性质（即惯性），再分析物体的受力，由牛顿第二定律知力是产生加速度（即改变运动状态的原因）的原因.两者结合起来就能确定物体的运动情况.

易错门诊

【例4】如图3-2-7所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O 点并系住物体m ，现将弹簧压缩到A 点，然后释放，物体一直可以运动到B 点，如果物体受到的摩擦力恒定，则

A ．物体从A 到O 加速，从O 到

B 减速 B ．物体从A 到O 速度越来越小，从O 到B 加速

度不变

C ．物体从A 到O 间先加速后减速，从O 到B 一直减速运动

D ．物体运动到O 点时所受合力为零

【错解】A ；物体在O 点附近来回运动，因此物体在O 点的速度最大，则A 选项正确.

【错因】犯以上错误的客观原因是思维定势，好象是弹簧振子的平衡位置O 具有最大速度，这是盲目的模仿，主要是没有好的解题习惯，没有弄清楚力和运动的关系；另外有些同学是忽略了摩擦力. 【正解】在A 点，弹簧弹力F 大于摩擦力μmg ，合外力向右，物体加速运动；在O 点，弹簧弹力减小到零，只受摩擦力μmg ，方向向左，物体在A 到O 之间一定存在某点弹力等于摩擦力，此时物体所受到的合外力为零；速度最大.故从A 到O ，物体先加速后减速，加速度先减小后增大.从O 到B ，合外力向左，物体一直减速运动，加速度一直增大，故C 选项正确.

【点悟】要正确理解力和运动的关系，物体运动方向和合外力方向相同时物体做加速运动，当弹力减小到等于摩擦力即合外力为零时，物体的速度最大，小球的加速度大小决定于小球受到的合外力.

课堂自主训练

1. 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3-2-8所示．沿导弹飞行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，且弹簧处于自然长度．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O 点的距离为x ，则这段时间内导弹的加速度 ( ) A ．方向向左，大小为kx ／m B ．方向向右，大小为kx ／m C ．方向向左，大小为2kx ／m D ．方向向右，大小为2kx ／m

【解析】指针向左偏离O 点的距离为x ，则左边弹簧被压缩x ，右边弹簧被拉长x ，即两弹簧所受弹力都为kx ，方向都向右，由牛顿第二定律得出导弹的加速度大小为大小为2kx ／m 方向向右，故D 选项正确. 【答案】D

2．如图3-2-9所示，小车上固定一弯折硬杆ABC ，C 端固定一质量为m 的小球，已知α角恒定，当小车水平向左做变加速直线运动时，BC 杆对小球的作用力方向 （ ） A ．一定沿杆斜向上 B ．一定竖直向上 C ．可能水平向左 D ．随加速度大小的改变而改变

【解析】由于小球与车为连接体，小球所受合力由重力与ＢＣ杆的作用力构成，应是水平方向，加速度不同，合外力值也不同，故BC 杆的作用力应随加速度的值而变；选D . 【答案】D

课后创新演练

1. 在牛顿第二定律的数学表达式F ＝kmg 中,有关比例系数k 的说法正确的是 (D ) A ．在任何情况下k 都等于1 B ．因为k ＝１,所以k 可有可无

C ．k 的数值由质量、加速度和力的大小决定

D ．k 的数值由质量、加速度和力的单位决定 2．由牛顿第二定律的数学表达式可推出m =

a

F

，则物体质量 (CD) A ．在加速度一定时，与合外力成正比 B ．在合外力一定时，与加速度成反比

C ．在数值上等于它所受到的合外力跟它获得的加速度的比值

图3-2-9

图3-2-7

图

3-2-10 D ．与合外力及加速度无关

3．下列说法中，正确的是 （ BD ） A ．在力学单位制中，若采用cm 、g 、s 作为基本

单位，力的单位是N

B ．在力学单位制中，若力的单位是N ，则是采

用m 、kg 、s 为基本单位

C ．牛顿是国际单位制中的一个基本单位

D ．牛顿是力学单位制中采用国际单位制单位的

一个导出单位

4.在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物 体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则 （B ） A .物体同时具有加速度和速度 B .物体立即获得加速度，速度仍为零 C .物体立即获得速度，加速度仍为零 D .物体的速度和加速度均为零 5．如图3-2-10所示， 一小车放在水平地面 上，小车的底板上放 一光滑小球，小球通

过两根轻弹簧与小车两壁相连，当小车匀速运动时

两弹簧L 1、L 2恰处于自然状态．当发现L 1变长L 2变短时，以下判断正确的是 （BC ）

A ．小车可能向右做匀加速运动

B ．小车可能向右做匀减速运动

C ．小车可能向左做匀加速运动

D ．小车可能向左做匀减速运动

6．如图3-2-11所示，质量为m 的木块在推力F 作用下，沿竖直墙壁匀加速向上运动，F 与竖直方向的夹角为θ．已知木块与墙壁间的动摩擦因数为μ，则木块受到的滑动摩擦力大小是 （ D ） A ．μmg B ．F cos θ -mg C ．F cos θ+mg D ．μF sin θ

7．声音在某种气体中的速度表达式，可以只用气体的压强p 、气体的密度ρ和没有单位的比例常数k 表示，根据上述情况，判断下列声音在该气体中的速度表达式中肯定错误的是 （BCD ） A ．ρp k v = B ．p k v ρ=

C ．ρ

p k v = D ．p k v ρ= 8．如图3-2-12所示，轻弹簧下端固定在水平面上.一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落.在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是 （CD ） A ．小球刚接触弹簧瞬间速度最大

B ．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上

C ．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增

大后减小

D ．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大

【解析】小球的加速度大小决定于小球受到的合外力.从接触弹簧到达到最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大.因此加速度先减小后增大，当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球受到的弹力和重力大小相等时速度最大. 【答案】CD

9．某航空公司的一架客机在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直于飞机的气流的作用，使飞机在10 s 内高度下降1700 m ，使众多未系安全带的乘客和机组人员受到伤害，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，试计算并说明：

（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大？方向怎样？

（2）安全带对乘客的作用力是其重力的多少倍？（g 取10 m ／s 2 ）

（3）未系安全带的乘客，相对于机舱向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体什么部位？ （注：飞机上乘客所系的安全带是固定连接在

飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体）

【解析】（1）飞机原先是水平飞行，由于垂直气流的作用，飞机在竖直方向上的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，根据2

21at h =得22t

h a =， 将h =1700m ，t =10s 代入

得a =34m/s 2，方向竖直向下.

（2）乘客受到重力和安全带的拉力作用，由牛顿第二定律得F +G =ma ，又a =3.4g

解得 F ＝2.4G .

（3）若乘客未系安全带，飞机向下的加速度为

图3-2-12

34m/s2，人向下的加速度为10m/s2（重力加速度），飞机向下的加速度大于人的加速度，所以人对机舱将向上运动，会使头部受到严重伤害.【答案】(1)a=34m/s2，方向竖直向下；（2）2.4倍；（3）人对机舱将向上运动，会使头部受到严重伤害.

第3课时牛顿第二定律的应用

基础知识回顾

牛顿第二定律的应用范围很广，在力学范围内高考对它的考察主要有：超重与失重问题，瞬时性问题，与弹簧弹力及摩擦力相关的问题，临界与极值问题，传送带类问题，连接体或多个物体的问题，牛顿第二定律与图象的综合等问题.

重点难点例析

一、牛顿第二定律的瞬时性问题

分析物体的瞬时问题，关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意两种基本模型的建立.

1.刚性绳（或接触面）：认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断（或脱离）后，其中弹力立即消失，不需要考虑形变恢复时间.一般题目所给细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理.

2.弹簧（或橡皮绳）：此类物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变

【例1】如图3-3-1所示，A、B两个质量均为m 的小球之间用一根轻弹簧（即不

计其质量）连接，并用细绳悬挂

在天花板上，两小球均保持静止.

若用火将细绳烧断，则在绳刚断

的这一瞬间，A、B两球的加速度

大小分别是

A．a A=g；a B=g

B．a A=2g；a B=g

C．a A=2g；a B=0

D．a A=0；a B=g

【解析】分别以A、B为研究对象，做剪断前和剪断时瞬间的受力分析.剪断前A、B静止，A球受三个力，细绳拉力T、重力mg和弹力F.B球受两个力，重力mg和弹力F′

对A球：T－mg－F = 0 ①

对B球：F′－mg = 0 ②由①②式解得T=2mg，F=mg

剪断时，A球受两个力，因为绳无弹性剪断瞬间拉力不存在，而弹簧有形变，瞬间形状不可改变，弹簧弹力不变，A球受重力mg、弹簧给的弹力F；同理B球受重力mg和弹力F′.

对A球：mg+F = ma A③

对B球：F－mg = ma B④

由式③解得a A=2g（方向向下）

由式④解得a B= 0

故C选项正确.

【答案】C

【点悟】（1）牛顿第二定律反映的是力与加速度的瞬时对应关系,合外力不变，加速度不变；合外力瞬间改变，加速度瞬间改变.本题中A球剪断瞬间合外力变化，加速度就由0变为2g，而B球剪断瞬间合外力没变，加速度不变.

(2)弹簧和绳是两个物理模型，特点不同.绳子不计质量但无弹性，瞬间就可以没有.弹簧不计质量，而弹簧因为有形变，不可瞬间发生变化，即形变不会瞬间改变，要有一段时间.

拓展

如图3-3-2a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．

（1）下面是某同学对该题的一种解法：

解：设l1线上拉力为T1，l2线

上拉力为T2，物体重力为mg，

物体在三力作用下保持平衡

T1cosθ＝mg，T1sinθ＝T2，T2

＝mgtanθ

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 tanθ＝ma，所

以加速度a＝g tanθ，方向在

T2反方向．

图3-3-2

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3-3-2b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 tanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由．

【解析】（1）这个结果不正确.这个同学的错误主要是认为剪断线l2的瞬间，细线l1上的拉力不变，把细线和弹簧的特点混为一谈；实际上，剪断线l2的瞬间，T2突然消失，且细线l1上的拉力也发生突变，这时相当于一个单摆从最高点由静止释放的瞬间，物体受重力mg和细线l1上的拉力T两个力的作用，将重力沿细线方向和垂直细线方向正交分解，则物体所受的合外力为F=mg sinθ，由牛顿第二定律得：mg sinθ=ma，即物体的加速度应为a=g sinθ.

(2)正确.若将图a中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，则剪断线l2的瞬间，T2突然消失，且细线l1上的拉力也不能发生突变，即T1不变，则物体即在T2反方向获得加速度．由mg tanθ＝ma，所以加速度a＝g tanθ，方向在T2反方向．【答案】（1）不正确，a=g sinθ；（2）正确.

二、用牛顿定律处理临界问题的方法

1.临界与极值问题是中学物理中的常见题型，结合牛顿运动定律求解的也很多，临界是一个特殊的转换状态，是物理过程发生变化的转折点，在这个转折点上，系统的某些物理量达到极值.临界点的两侧，物体的受力情况、变化规律、运动状态一般要发生改变.

2.处理临界状态的基本方法和步骤

①分析两种物理现象及其与临界相关的条件；

②用假设法求出临界值；

③比较所给条件和临界值的关系，确定物理现象，然后求解.

3．处理临界问题的三种方法

①极限法：在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，应把物理问题（或过程）推向极端，从而使临界现象（或状态）暴露出来，达到尽快求解的目的.

②假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类问题，一般用假设法.

③数学方法：将物理过程转化为数学公式根据数学表达式求解得出临界条件.

【例2】如图3-3-3所示，在

水平向右运动的小车上，有

一倾角为α的光滑斜面，质

量为m的小球被平行于斜

面的细绳系住并静止在斜

面上，当小车加速度发生变化时，为使球相对于车仍保持静止，小车加速度的允许范围为多大？【解析】当小车向左加速时，球相对于车保持

静止的临界状态是细绳的拉力刚好为零，小球

受重力mg和支持力F N，两个力作用，其合外

力水平向左，由牛顿第二定律得：

F合=mg tanα=ma max∴a max= gtanα，则小球（即

小车）的加速度范围为0＜a＜gtanα.

当小车向右加速时，小球在斜面上将分离

而未分离的临界状态是斜面对小球的支持力

刚好为零，小球此时受细绳对小球的拉力F与

本身重力mg两个力作用，其合外力水平，由

牛顿第二定律得：F合=mg cotα=ma max，∴a max=

g cotα则小球（即小车）的加速度范围为0＜a

＜g cotα。

【答案】a向左时，a≤g tanα；a向右时，a≤g cotα【点拨】解决临界问题，关键在于找到物体处于临界状态时的受力情况和运动情况，看临界状态时哪个力会为零，物体的加速度方向如何，然后应用牛顿第二定律求解.

拓展

如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P

处，细线的另一端拴一质量

为m的小球.试求（1）当

滑块至少以多大的加速度

向左运动时，小球对滑块的

压力等于零；（2）当滑块以

a=2g的加速度向左运动时

线中的拉力F T为多大？

【解析】本题中当滑块向左运动的加速度较小时，滑块对小球存在支持力；当滑块向左运动的加速度较大时，小球将脱离滑块斜面而“飘”起来.因此，本题存在一个临界条件：当滑块向左运动的加速度为某一临界值时，斜面对小球的

支持力恰好为零（小球将要离开

斜面而“飘”起来）.我们首先求

此临界条件.此时小球受两个

图

3-3-3

图3-3-4

力：重力mg；绳的拉力F T，如图3-3-5所示.根据牛顿第二定律的正交表示，有

F T·cosθ=ma,①

F T·sinθ-mg=0 ②

联立①②两式并解得a=g，

即当斜面体滑块向左运动的加速度为a=g时，小球恰好对斜面无压力.

当a>g时，小球将“飘”起来，当a=2g时，小球已“飘”起来了，此时小球的受力情况如图所示，故根据①

②两式并将a=2g代入，解得F T=5mg

此即为所求线中的拉力.【答案】5mg

三、牛顿运动定律与图象的结合

图象在中学物理中应用十分广泛，因为它具有以下优点：①能形象地表达物理规律；②能直观地描述物理过程；③能鲜明地表示物理量之间的依赖关系，因此理解图象的意义，自觉地运用图象表达物理规律很有必要.

要特别注意截距、斜率、图线所围面积、两图线交点的含义.很多情况下写出物理量的解析式与图象对照，有助于理解图象的物理意义.

【例3】（04全国2）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图3-3-6所示。取重力加速度g＝10m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为( )

A．m＝0.5kg，μ＝0.4 B．m＝1.5kg，μ＝

15

2 C．m＝0.5kg，μ＝0.2 D．m＝1kg，μ＝0.2 【解析】对比甲、乙两图可知，在4s―6s内物体是匀速运动，拉力F和摩擦力f的大小相等，则f=F=2N，又在2s—4s物体是匀加速直线运动，加速度a=2m/s2，由牛顿第二定律得：F-f=ma，代入数值解得物块的质量m=0.5kg，在4s―6s内，因f=F=μmg解得：μ=0.4，故A选项中正确.

【答案】A

【点拨】在应用图象解决问题的时候，关键是要先

看清图象坐标的含义，然后理解图象的物理意义，最后从图象中提取对我们分析问题有用的信息，去解决问题.图象问题所涉及的知识点可能较多，可

以有效地考查学生的基础知识和综合能力.

●拓展

质量为40kg的雪撬在倾角θ=37°的斜面上向下滑动（如图3-3-7甲所示），所受的空气阻力与速度成正比.今测得雪撬运动的v-t图象如图3-3-7乙所示，且AB是曲线的切线，B点坐标为（4，15），CD是曲线的渐近线.试求空气的阻力系数k和雪撬与斜坡间的动摩擦因数μ.

【解析】由牛顿运动定律得：

mg sinθ-μN-kv=ma

由平衡条件得：N=mg cosθ

由图象得：A点，v A=5m/s，加速度a A＝2.5m/s2；最终雪橇匀速运动时最大速度v m=10m/s，a＝0 代入数据解得：μ=0.125 k=20N·s/m

解决本题的关键是，先对雪橇进行受力分析，画出正确的受力图，然后由正交分解法列出牛顿第二定律的方程.从物理图像上分别读取初、末两个状态的速度和加速度值，代入方程组联立求解. 【答案】μ=0.125 k=20N·s/m

四、传送带类问题

传送带类分水平、倾斜两种，按转向又分顺时

针、逆时针转两种.

传送带问题的中心是皮带所传送物体所受的

摩擦力.其特点是不论是其大小的突变，还是其方

向的突变，都发生在物体的速度与传送带速度相等

的时刻.

?易错门诊

【例4】如图3-3-8，有一水平传送带以2m/s的

图3-3-7

乙

甲

速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，则传送带将该物体传送10m 的距离所需时间为多少？ 【错解】由于物体轻放在传送带上，所以v 0=0，物体在竖直方向合外力为零，在水平方向受到滑动摩擦力（传送带施加），做v 0=0的匀加速运动，位移为10m .

据牛顿第二定律F = ma 有f =μmg =ma ，a =μg =5m /s 2

据2

21at S =

得a

s t 2==2s 【错因】上述解法的错误出在对这 一物理过程的认识，传送带上轻放 的物体的运动有可能分为两个过程， 一是在滑动摩擦力作用下作匀加速直

线运动；二是达到与传送带相同速度后，无相对运动，也无摩擦力，物体开始作匀速直线运动，关键问题应分析出什么时候达到传送带的速度，才好对问题进行解答.

【正解】以传送带上轻放物体为研究对象，如图3-3-9在竖直方向受重力和支持力，在水平方向受滑动摩擦力，做v 0=0的匀加速运动. 据牛顿第二定律：F = ma 水平方向：f = ma ① 竖直方向：N －mg = 0 ② 又：f =μN ③ 由式①，②，③解得a = 5m /s 2

设经时间t l ，物体速度达到传送带的速度，据匀加速直线运动的速度公式 v t =v 0+at 1 ④

解得t 1= 0.4s 时间t 1内的位移212

1at S =

=21

×5×0.42=0.4m

物体位移为0.4m 时，物体的速度与传送带的速度相同，物体0.4s 后无摩擦力，开始做匀速运动 则：S 2= v 2t 2 ⑤

因为S 2=S －S 1=10-0.4 =9.6（m ），v 2=2m/s 代入式⑤得t 2=4.8s

则传送10m 所需时间为t = 0.4＋4.8=5.2s. 【点悟】本题涉及了两个物理过程，这类问题应抓住物理情景，带出解决方法，对于不能直接确定的问题可以采用试算的方法，如本题中错解求出一直做匀加速直线运动经过10m 用2s ，可以拿来计算一下，2s 末的速度是多少，计算结果v =5×2=10

（m/s ），已超过了传送带的速度，这是不可能的.当物体速度增加到2m/s 时，摩擦力就不存在了,这样就可以确定第2个物理过程.

课堂自主训练

1. 地面上有一个质量为M 的重物，用力F 向上提它，力F 的变化将引起物体加速度的变化．已知物体的加速度a 随力F 变化的函数图像如图3-3-10所示，则（ ）

A ．当F 小于F 0时，物体的重力Mg 大于作用力F

B ．当F ＝F 0时，作用力F 与重力Mg 大小相等

C ．物体向上运动的加速度与作用力F 成正比

D ．a ′的绝对值等于该地的重力加速度g 的大小 【解析】以重物为研究对象，由牛顿第二定律可得：F -Mg =Ma ，结合图象，当a =0时，F =Mg ，此时F =F 0，故A 、B 选项正确；由于图线不过原点，则加速度与作用力F 不成正比，故C 错；由图，纵轴截距的物理意义是当F =0时，物体只受到重力作用，加速度为a ′=-g ，故D 选项正确.

【答案】ABD

2.皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处的.如图3-3-11所示，已知传送带与水平面的倾角为θ＝37°,以4m ／s 的速率向上运

行,在传送带的底端A 处无初速地放上一质量为0.5kg 的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.8.若传送带底端A 到顶端B 的长度为25m ,则物体从A 到B 的时间为多少? （取g ＝10 m ／s 2

，sin 37°＝0.6）

【解析】货物在沿斜面上升的过程中受重力mg 、支持力F N 、滑动摩擦力f 三个力作用，如图3-3-12所示货物在摩擦力的作用下先匀加速运动，其加速度的方向沿斜面向上，将重力沿斜面和垂直与斜面的方向分解，根据牛顿第二定律列方程∑F x =ma x

，即

f-mgsinθ=ma；①

∑F y=0，F N=m g cosθ，②

又因为f=μmg ③

联解①②③可得：a=μg cosθ-g sinθ=0.4m/s2

设货物的速度达v=4m/s后所需的时间为t1，由运动学的公式得：v=at1解得t1=10s

在这段时间内货物发生的位移是：s=(1/2)at12=20m 之后货物随皮带一起以速度v匀速运动的时间为t2=(s－s1)/v=1.25s，t=t1+t2=11.25s

【答案】11.25s

课后创新演练

1．质点受到在一条直线上的两个力F1和F2的作用，F1、F2随时间的变化规律如图3-3-13所示，力的方向始终在一条直线上且方向相反.已知t=0时质点的速度为零.在如图3-3-13所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，

哪一时刻质点的

速率最大？（ B ）

A．t1 B．t2

C．t3 D．t4

2.如图3-3-14所示，一粗糙的水平传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动，传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速度v2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带，下列说法正确的是（CD）

A.物体从右端滑到左端所须的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间

B.若v2

C.若v2

D.若v2

m／s2）

( D )

A．10m B．30m

C．40m

D．50m

4.如图3-3-16所示，质量为

8kg的物体A栓在一个被水

平拉伸的弹簧一端，弹簧的

拉力为6N时，物体A处于静

止状态，现沿水平向右的方

向对小车施加一作用力F，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零开始逐渐增大到1m/s2，然后以1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，则下列说法正确的是（g=10m/s2）(ABC) A.物体A相对小车仍然静止，弹簧对物体的作用力

始终没有改变

B.物体A受到的摩擦力先减小，后增大，方向先向

左，后向右

C.当小车的加速度为0.75m/s2时，物体不受摩擦力

作用

D.小车以1m/s2加速度向右做匀加速直线运动时，

物体受到的摩擦力为8N

5．如图3-3-17所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M．N固定与杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M瞬时，小球加速度的大小为12m/s2.若不拔去销钉M而拔去销钉N 瞬间，小球的加速度可能是

( BC )

A.22m/s2,竖直向上

B.22m/s2,竖直向下

C.2m/s2,竖直向上

D.2m/s2,竖直向下

6.水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，

如图3-3-18所示为一水平传送带装置示意图.紧绷的传送带AB始终保

持恒定的速率

1m/s，行李与传

送带的动摩擦

因数为μ=0.1，

A、B间的距离L=2m，g取10m/s2.

（1）求行李刚开始运动时加速度的大小；

（2）求行李做匀加速直线运动的时间；

（3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处，求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。

图3-3-18

M

N

图3-3-17

【解析】（1）滑动摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律有：μmg =ma ，得a =μg =1m/s 2

（2）行李达到与传送带相同速率后不再加速，v =at 1得t 1=1s

（3）行李始终匀加速运行时间最短，加速度仍为a =1m/s 2，由v 2=2aL ，得v m =2m/s 所以传送带的最小运行速率为v m =2m/s ， 行李最短运行时间t 2=v m /a =2s

【答案】（1）a =1m/s 2（2）t =1s （3）2s ；v m =2m/s 7. 如图3-3-19所示，在光滑水平面上有一小车A ，其质量为m A =2.0kg ，小车上放一个物体B ，其质量为m B =1.0kg ，如图3-3-19所示.给B 一个水平推力F ，当F 增大到稍大于3.0N 时，A 、B 开始相对滑动.如果撤去F ，对A 施加一水平推力F ′，如图3-3-19所示，要使A 、B 不相对滑动，求F ′的最大值F m

【解析】左图中，设A 、B 间的静摩擦力达到最大值f 时，系统的 加速度为a.

F =(m A +m B )a ① 对A 有：f =m A a ②

代入数值联立解得：f =2.0N ③

右图中，设A 、B 刚开始滑动时系统的加速度a '，

根据牛顿第二定律有：

a m f B '= ④ a m m F B A m '+=)( ⑤

联立解得：F m =6.0N

8.质量为m =20kg 的物体，在恒定的水平外力F 的作用下，沿水平面做直线运动.0～2.0s 内F 与运动方向相反，2.0～4.0s 内F 与运动方向相同，物体的速度—时间图象如图3-3-20所示，已知g 取10m /s 2

.求物体与水平面间的动摩擦因数. 【解析】由图象可知 0～2.0s 内物体做匀 减速直线运动，加速 度大小为a 1=5m/s 2， 由牛顿第二定律得

m

f F a +=

1

2～4s 为a 2=1m /s 2

，由牛顿第二定律得:m

f

F a -=

2 又f =μmg

由以上各式解得:μ=0.2

第4课时 超重与失重 整体法和隔离法

基础知识回顾

1.超重与失重

（1）物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 大于物体所受的重力的现象，称为超重现象.

（2）物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 小

于物体所受的重力的现象，称为失重现象. 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 为零的现象，称为完全失重.

（3）不论是超重，还是失重或完全失重，物体所受的

重力 没有发生 改变，发生超重、失重或完全失重与物体运动的速度 无关，仅决定于物体运动的 加速度.

在完全失重的状态下，平时一切由重力产生的

物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力,液体柱不再产生向下的压强等.

友情提示：超重、失重规律揭示了系统“物重”与“视重”的定性大小关系，是牛顿第二定律的具体应用.

2.整体法和隔离法

（1）概念

①研究物理问题时把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为 整体法.

②研究物理问题时把所研究的对象从整体中隔离出来进行独立研究，最终得出结论的方法称为 隔离法. ③外力和内力：如果以物体系统为研究对象，受到系

-2

统之外的物体的作用力，这些力是物体受到的外力，而系统内各物体间的相互作用了为内力.应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力，如果把某物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转化为隔离体的外力. （2）规律方法

①采用整体法时，不仅可以把几个物体作为整体，也可以把几个物理过程作为一个整体，采用整体法时各物体具有相同的加速度，并且不要求计算系统中各运动物体之间的相互作用力，可以避免对整体内部进行繁琐的分析，常常使问题解答更简单、明了.

②当研究的对象涉及到多个物体组成的系统，要求解物体间的相互作用力，就必须将物体从系统中隔离出来，对该物体应用牛顿第二定律求解；采用隔离法能排除与研究对象无关的因素，使事物的特征明显地显示出来，从而进行有效的处理.

③整体法和隔离法是相对统一、相辅相成的，应用牛顿运动定律解决链接体问题的过程中，采用的一般原则是先用整体法来求物体的加速度，再用隔离法求物体之间的内部作用力.

重点难点例析

一、对超重和失重的理解

1.超重和失重产生的原因

超重和失重产生的原因是系统在竖直方向有了加速度.无论超重还是失重都是由竖直方向的加速度的方向决定的，与物体速度方向无关.

2.对超重和失重现象的定量分析

①超重

物体具有向上的加速度，根据牛顿第二定律有：F-mg=ma可解得F=m(g+a)>mg

②失重

物体具有向下的加速度，根据牛顿第二定律有：mg-F=ma可解得F=m(g-a)

【例1】轻质弹簧的上端固定在电梯

的天花板上，弹簧下端悬挂一个小物

块，电梯中有质量50kg的乘客，如

图3-4-1所示，在电梯运行时乘客发

现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时

轻质弹簧伸长量的一半，这一现象表

明（g=10m/s2）（）

A．电梯此时可能正以1m/s2大小的

加速度加速上升，也可能是以1m/s2大小的加速度减速下降

B．电梯此时不可能以1m/s2大小的加速度减速上升，

只能是以5m/s2大小的加速度加速下降

C．电梯此时正以5m/s2大小的加速度加速上升，也可能是以5m/s2大小的加速度减速下降

D．无论电梯此时是上升还是下降，也不论电梯是加速还是减速，乘客对电梯地板的压力大小一定是250N

【解析】乘客发现轻质弹簧的伸长量是电梯静止时轻质弹簧伸长量的一半，说明此时弹簧的拉力为物块重力的一半，系统处于失重状态，有向下的加速度a，由牛顿第二定律得：mg-F=ma，解得a=5m/s2，电梯此时可能以5m/s2大小的加速度加速下降，也可能是以5m/s2大小的加速度减速上升，故A、B、C错；对乘客而言，由牛顿第二定律：mg-F N=ma，则F= mg-ma=250N，故D选项正确.

【答案】D

【点拨】超重和失重现象只是一种表面现象，它是指支持物对物体的支持力（或悬挂物对物体的拉力）大于或小于物体的重力，并非物体的所受的重力增大或减小，其实质是物体具有向上或向下的加速度，因此，先根据题目所给的表面现象得出物体的加速度，再用牛顿第二定律求解即可.

拓展

如图3-4-2所示，小球的密度小于杯中水的密度，弹簧两端分别固定在杯底和小球

上．静止时弹簧伸长△x．若全套装置

自由下落，则在下落过程中弹簧的伸

长量将（）

A.仍为△x

B.大于△x

C.小于△x，大于零

D.等于零

【解析】当全套装置自由下落时，系统处于完全失重状态，弹簧与连接物之间无相互作用力，即弹簧恢复到原长，故D选项正确.

【答案】D

二、运用隔离法解题的基本步骤

1.明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象.

2.将研究对象从系统中隔离出来，或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来.

3.对隔离出的研究对象进行受力分析，注意只分析

其它物体对研究对象的作用力.

4.寻找未知量与已知量之间的关系，选择适当的物理规律列方程求解.

【例2】如图3-4-3所示，

图

3-4-2 图3-4-1

图3-4-5

质量为M 的框架放在水平地面上，定在框架上，下端固定一个质量为m 下振动时，框架始终没有跳起.的瞬间，小球的加速度大小为 （ A .g B ．g m

m M -

C ．0

D ．g m

m M +

【解析究对象，框架受重力Mg 和弹簧的弹力F 外力为零F 1=Mg ，①

以小球为研究对象，受力情况如图3-4-4顿第二定律，有

mg +F 2=ma ② 且F 1=F 2 ③ 由①、②、③式得

a =

g m

m

M + 【答案】D

【点拨解.

● 拓展

如图3-4-5所示，猴子的质量为m 用绳悬吊的质量为M 的木杆下端， 当绳子断开瞬时，猴子沿木杠以加速 度a （相对地面）向上爬行，则此时 木杆相对地面的加速度为（ ） A ．g B ．g m

M

C ．)(a g M

m g ++ D ．a M

m g +

【解析，由牛顿第二定律得F 1-mg =ma ，得F 1=mg +ma ，由牛顿第三定律得猴子对杆向下的作用力大小F 2=F 1=ma ，再以杆为研究对象，设杆向下的加速度为a 0律得F 2+Mg =Ma 0，得a 0=)(a g M

m g ++

【答案】C

三、整体法与隔离法结合

的方法.隔离法是根本，但有时较烦琐；但无法求解系统内物体间相互作用力.所以只有两种方法配合使用，才能有效解题.故二者不可取其轻重.

? 易错门诊

【例3】如图3-4-6，m 和M

保持相对静止，一起沿倾角为 θ的光滑斜面下滑，则M 和m 间的摩擦力大小是多少？ 【错解】以m 为研究对象，如 图3-4-7物体受重力mg 、支持 力F N 、摩擦力f ，如图建立坐标 有沿斜面方向有： mg sin θ-f =ma ① 垂直斜面的方向： F N -mg cos θ=0 ②

再以m 和M 为研究对象分 析受力，如图3-4-8所示， （m ＋M ）g sin θ=（M ＋m ）a ③ 据式①，②，③解得f =0 所以m 与M 间无摩擦力.

【错因】造成错解主要是没有好的解题习惯，只是盲目的模仿，似乎解题步骤不少，但思维没有跟上.要分析摩擦力就要找接触面，摩擦力方向一定与接触面相切，这一步是堵住错误的起点.犯以上错误的客观原因是思维定势，一见斜面摩擦力就沿斜面方向.归结还是对物理过程分析不清.

【正解】因为m 和M 保持相对静止，所以可以将（m ＋M ）整体视为研究对象.受力如图3-4-8，受重力（M 十m ）g 、支持力N ，沿斜面的方向有加速度a ，根据牛顿第二定律列方程. (M +m )g sin θ=(M +m )a 解得a =g sin θ ①

沿斜面向下.因为要求m 和M 间

的相互作用力，再以m 为研究对象，受力如图3-4-9所示

将加速度a 沿水平方向和竖直方向分解，根据牛顿第二定律列方程

f =ma cos θ ②

由①②解得f = mg sin θ·cos θ

方向沿水平方向，m 受向左的摩擦力，M 受向右的摩擦力.

【点悟】连接体问题对在解题过程中选取研究对象很重要.有时以整体为研究对象，有时以单个物体为研究对象.整体作为研究对象可以将不知道的相互作用力

F N

f

mg

图3-4-9

A

图3-4-12

个物体进行隔离分析和求解．F =ma ，要注意质量m 析，不要形成只分解力的认识 1.如图3-4-10力不计，则下列说法正确的是 A ．易拉罐上升的过程中，洞 中射出的水的速度越来越快 B ．易拉罐下降的过程中，洞 中射出的水的速度越来越快 C ．易拉罐上升、下降的过程 D 【解析状态，水都不会从洞中射出，项正确.

【答案】D

2.如图3-4-11θ=37o，长方体木块A 的MN 质量m =1.5kg 的小球B 通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直．木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.50．现将木块由静止释放，木块将沿斜面

力大小．（取g =10m/s 2

，sin37o【解析量为M ，下滑的加速度为a 第二定律有：

（M ＋m ）g sin37o－μ（M ＋m 解得：a =g （sin37o－μ以小球B 和MN 根据牛顿第二定律有：

mg sin37o－F N =ma

解得：F N =mg sin37o－ma 由牛顿第三定律得，小球对木块MN 面的压力大小为6N ．

【答案】6N ．

课后创新演练

1．下列关于超重和失重的说法中，正确的是 (D ) A ．物体处于超重状态时，其重力增加了 B ．物体处于完全失重状态时，其重力为零 C ．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了

D ．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重

力都没有变化

2.原来做匀速直线运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的．具有一定质量的物体A 静止在地板上，如图3-4-12所示.现发现A 突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是 ( BC ) A ．加速上升 B ．减速上升

C ．加速下降

D ．减速下降

3.一质量为m 的人站在电梯中， 电梯加速上升，加速度大小为g /3，g 为重力加速度.

人对电梯底部的压力为 (D ) A ．mg /3 B ．2 mg C ．mg D ．4mg /3 4．如图3-4-13所示物体B 放在物体A 上，A 、B 的上下表面均与斜面平行，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动时，下列说法正确的是 ( C )

A ．A 受到

B 的摩擦力沿斜面方向向上 B ．A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向下

C ．A 、B 之间的摩擦力为零

D ．A 、B 之间是否存在摩擦力取决于A 、B 表面的性质

5．如图3-4-14所示，并排放在光滑水平面上的两物体的质量分别为m 1和m 2，且m 1=2m 2。在用水平推力F 向右推m 1时，两物体间的相互压力的大小为N 1；在用大小也为F 的水平推力向左推m 2时，两物体间相互作用的压力大小为N 2，则 (A) A ．2N 1=N 2 B ．N 1=N 2=2

1F

1发力 2下蹲支撑 3起立 图

3-4-18

图3-4-15

C ．N 1=2N 2

D ．N 1=N 2=F

6．如图3-4-15所示，在密闭的盒子内装有一个质量为m 的金属球，球刚好能在盒内自由活动．若将盒子竖直向上抛出，抛出后在上升和下降过程中，下列说法中正确的是 （ B ） A ．不计空气阻力的情况下， 上升、下降时均对盒顶有作用力 B ．不计空气阻力的情况下，上 升、下降对盒均无压力 C ．计空气阻力的情况下，上升、下降时均对盒顶有作

用力

D ．计空气阻力的情况下，上升、下降对盒均无压力 7. 如图3-4-16所示，A 、B 两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力F 拉A ，使A 、B 一起沿光滑水平面做匀加速直线运动，这时弹簧长度为L 1；若将A 、B 置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F 拉A ，使A 、B 一起做匀加速直线运动，此时弹簧长度为L 2。若A 、B 与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是 A ．L 2＜L 1 B ．L 2＞L 1 C ．L 2＝L 1 D ．由于A B 质量关系未知，故无法确定L 1、L 2

的大小关系

【解析】利用整体法和隔离法，分别对AB 整体和物体B 分别由牛顿第二定律列式求解，即得C 选项正确.本题容易错选A 或D ，草率地认为A 、B 置于粗糙水平面上时要受到摩擦力的作用，力F 的大小不变，因此L 2应该短一些，或认为由于A 、B 质量关系未知，故L 1、L 2的大小关系无法确定.

【答案】C 8．如图3-4-17所示，容器置于倾角为θ的光滑固定斜面上时，容器顶面恰好处于水平状态，容器顶部有竖直侧壁，有一小球与右端竖直侧壁恰好接触．今让系统从静止开始下滑，容器质量为M ，小球质量为m ，所有摩擦不计．求m 对M 侧壁压力的大小． 【解析】容器与小球组成连接体，其加速度为a =g sin θ，方向沿斜面，侧壁对小球的弹力F N 产生水平的加速度分量，由牛顿第二定律得：

sin 2cos sin cos 2

N mg F ma mg θθθθ===

m 对M 侧壁压力sin 22

N mg F F θ

==

【答案】m 对M 侧壁压力sin 22N mg F F θ==

9.举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目.就“抓举”而言，其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤，如图3-4-18所示表示了其中的几个状态.在“发力”阶段，运动员对杠铃施加恒力作用，使杠铃竖直向上加速运动；然后运动员停止发力，杠铃继续向上运动，当运动员处于“下蹲支撑”处时，杠铃的速度恰好为零.从运动员开始“发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s ，杠铃升高0.6m ，该杠铃的质量为150kg .求运动员发力时，对杠铃的作用力大小.(g 取10m ／s 2)

【解析】设杠铃在题述过程中的最大速度为v m ，则有 t v h m 2

1

=

，解得v m =1.5m /s 杠铃匀减速运动的时间为:

s g

v t m

15.0==

'杠铃匀加速运动的加速为:2/3.2s m t t v a m

='

-=

根据牛顿第二定律有:F - mg = ma 解得F =1845N 【答案】184

图3-4-17

高中物理思维导图图解全集

高中物理思维导图图解全 集 Newly compiled on November 23, 2020

高中物理思维导图图解1：运动的描述 高中物理思维导图图解2：相互作用 高中物理思维导图图解3：重力基本相互作用 高中物理思维导图图解4：力的合成与分解 高中物理思维导图图解5：牛顿第一、三定律 高中物理思维导图图解6：牛顿运动定律 高中物理思维导图图解7：摩擦力 高中物理思维导图图解8：圆周运动 高中物理思维导图图解9：运动的合成与分解等 高中物理思维导图图解10：弹力 高中物理思维导图图解11：万有引力与航天 高中物理思维导图图解12：牛顿第二定律及其应用 高中物理思维导图图解13：曲线运动 高中物理思维导图图解14：静电场 高中物理思维导图图解15：机械能守恒定律能量守恒定律高中物理思维导图图解16：电势能电势电势差 高中物理思维导图图解17：电荷守恒定律库仑定律 高中物理思维导图图解18：宇宙航行 高中物理思维导图图解19：机械能守恒定律 高中物理思维导图图解20：功功率 高中物理思维导图图解21：势能动能及动能定理 高中物理思维导图图解22：电场电场强度

高中物理思维导图图解23：静电场中的导体电容器电容高中物理思维导图图解24：气体 高中物理思维导图图解25：磁场 高中物理思维导图图解26：交变电流 高中物理思维导图图解27：电磁感应现象楞次定律 高中物理思维导图图解28：法拉第电磁感应定律及其应用高中物理思维导图图解29：带电粒子在电场中的运动 高中物理思维导图图解30：磁场磁感应强度 高中物理思维导图图解31：电磁感应 高中物理思维导图图解32：电磁感应与现代生活 高中物理思维导图图解33：恒定电流 高中物理思维导图图解34：焦耳定律闭合电路的欧姆定律 高中物理思维导图图解35：欧姆定律电阻定律 高中物理思维导图图解36：安培力洛伦兹力等 高中物理思维导图图解37：分子动理论 高中物理思维导图图解38：力与机械 高中物理思维导图图解39：动量守恒定律 高中物理思维导图图解40：热力学定律

牛顿运动定律练习题经典习题汇总.

一、选择题 1．下列关于力和运动关系的说法中，正确的是 （ ） A ．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现 B ．物体受力越大，运动得越快，这是符合牛顿第二定律的 C ．物体所受合外力为0，则速度一定为0；物体所受合外力不为0，则其速度也一定不为0 D ．物体所受的合外力最大时，速度却可以为0；物体所受的合外力为0时，速度却可以最大 2．升降机天花板上悬挂一个小球，当悬线中的拉力小于小球所受的重力时，则升降机的运动情况可能是 （ ） A ．竖直向上做加速运动 B ．竖直向下做加速运动 C ．竖直向上做减速运动 D ．竖直向下做减速运动 3．物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合力方向的关系是 （ ） A ．速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的 B ．速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同 C ．速度方向总是和合力方向相同，而加速度方向可能和合力相同，也可能不同 D ．速度方向与加速度方向相同，而加速度方向和合力方向可以成任意夹角 4．一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面，在此过程中，木箱所受的合力（ ） A ．等于人的推力 B ．等于摩擦力 C ．等于零 D ．等于重力的下滑分量 5．物体做直线运动的v-t 图象如图所示，若第1 s 内所受合力为F 1，第2 s 内所受合力为F 2，第3 s 内所受合力为F 3，则（ ） A ．F 1、F 2、F 3大小相等，F 1与F 2、F 3方向相反 B ．F 1、F 2、F 3大小相等，方向相同 C ．F 1、F 2是正的，F 3是负的 D ．F 1是正的，F 1、F 3是零 6．质量分别为m 和M 的两物体叠放在水平面上如图所示，两物体之间及M 与水平面间的动摩擦因数均为μ。现对M 施加一个水平力F ，则以下说法中不正确的是（ ） A ．若两物体一起向右匀速运动，则M 受到的摩擦力等于F B ．若两物体一起向右匀速运动，则m 与M 间无摩擦，M 受到水平面的摩 擦力大小为μmg C ．若两物体一起以加速度a 向右运动，M 受到的摩擦力的大小等于F -M a D ．若两物体一起以加速度a 向右运动，M 受到的摩擦力大小等于μ（m+M ）g+m a 7．用平行于斜面的推力，使静止的质量为m 的物体在倾角为θ的光滑斜面上，由底端向顶端做匀加速运动。当物体运动到斜面中点时，去掉推力，物体刚好能到达顶点，则推力的大小为 （ ） A ．mg(1-sin θ) B ．2mgsin θ C ．2mgcos θ D ．2mg(1+sin θ) 8.从不太高的地方落下的小石块，下落速度越来越大，这是因为 ( ) A ．石块受到的重力越来越大 B ．石块受到的空气阻力越来越小 C ．石块的惯性越来越大 D ．石块受到的合力的方向始终向下 9.一个物体，受n 个力的作用而做匀速直线运动，现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零，而其他的力保持不变，则物体的加速度和速度 ( ) A ．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越快 B ．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越慢 C ．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越快 D ．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越慢 10.下列关于超重和失重的说法中，正确的是 ( ) A ．物体处于超重状态时，其重力增加了 B ．物体处于完全失重状态时，其重力为零 C ．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了 D ．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化 11.如图所示，一个物体静止放在倾斜为θ的木板上，在木板倾角逐渐增大到某一角 t/s 0 2 2 1 3 -2 v/ms -1 第 5 题 F 第 6 题

牛顿运动定律测试题

《牛顿运动定律》测试题 一、选择题（每小题给出的四个选项中至少有一项是正确的，将正确选项填入括号内，每题4分，共48分。） 1、关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是（） A、物体运动的速率不变，其运动状态就不变 B、物体运动的加速度不变，其运动状态就不变 C、物体运动状态的改变包括两种情况：一是由静止到运动，二是由运动到静止 D、物体的运动速度不变，我们就说它的运动状态不变 2、关于惯性的大小，下列说法中正确的是（） A、质量相同的物体，在阻力相同情况下，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大 B、上面两个物体既然质量相同，那么惯性就一定相同 C、推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以静止的物体惯性大 D、在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小 3、关于物体运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是（） A、物体受到恒定外力作用时，它的运动状态一定不变 B、物体受到的合力不为零时，一定做变速运动 C、物体受到的合外力为零时，一定处于静止状态 D、物体的运动方向就是物体受到的合外力的方向 4、物体静止于水平桌面上，则下列说法中正确的是（） Ａ、桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力 Ｂ、物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力 Ｃ、物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力 Ｄ、物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力 5、下列说法正确的是（） A、体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B、蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D、游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 6、设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和速度v成正比．则雨滴的运动情况（） A、先加速后减速，最后静止 B、先加速后匀速 C、先加速后减速直至匀速 D、加速度逐渐减小到零 1，g为重力加速度。人对电梯7、一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速大小为g 3

牛顿运动定律试题及标准答案

高一物理牛顿运动定律测试 一、选择题：（每题5分，共50分）每小题有一个或几个正确选项。 1．下列说法正确的是 A．力是物体运动的原因B．力是维持物体运动的原因 C．力是物体产生加速度的原因D．力是使物体惯性改变的原因 2．下列说法正确的是 A．加速行驶的汽车比它减速行驶时的惯性小 B．静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为火车静止时惯性大 C．已知月球上的重力加速度是地球上的1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6 D．为了减小机器运转时振动，采用螺钉将其固定在地面上，这是为了增大惯性 3．在国际单位制中，力学的三个基本单位是 A．kg 、m 、m / s2 B．kg 、 m / s 、 N C．kg 、m 、 s D．kg、 m / s2 、N 4．下列对牛顿第二定律表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的是（）A．由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比 B．由m=F/a可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动加速度成反比 C．由a=F/m可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比 D．由m=F/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得 5．大小分别为1N和7N的两个力作用在一个质量为1kg的物体上，物体能获得的最小加速度和最大加速度分别是 A．1 m / s2和7 m / s2 B．5m / s2和8m / s2 C．6 m / s2和8 m / s2 D．0 m / s2和8m / s2 6．弹簧秤的秤钩上挂一个物体，在下列情况下，弹簧秤的读数大于物体重力的是A．以一定的加速度竖直加速上升B．以一定的加速度竖直减速上升 C．以一定的加速度竖直加速下降D．以一定的加速度竖直减速下降 7．一物体以 7 m/ s2的加速度竖直下落时，物体受到的空气阻力大小是 ( g取10 m/ s2 ) A．是物体重力的0.3倍 B．是物体重力的0.7倍 C．是物体重力的1.7倍 D．物体质量未知，无法判断

2019-2020年高考物理一轮复习单元训练金卷第三单元牛顿运动定律A卷(含解析)

1 第三单元 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．力是物体与物体之间的相互作用，若把其中一个力称为作用力，则另一个力为反作用力。下列与此相关的说法中，正确的是( ) A ．先有作用力，后有反作用力 B ．作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，物体因它们的合力等于零而处于平衡状态 C ．如果作用力的性质是弹力，则反作用力的性质也一定是弹力 D ．成人与小孩手拉手进行拔河比赛，因为成人拉小孩的力大于小孩拉成人的力，所以成人胜 2．下列关于惯性的说法中，正确的是( ) A ．速度越快的汽车刹车时车轮在地面上的擦痕就越长，说明物体的运动速度越大，其惯性也越大 B ．出膛的炮弹是靠惯性飞向远处的 C ．坚硬的物体有惯性，如投出去的铅球；柔软的物体没有惯性，如掷出的鸡毛 D ．只有匀速运动或静止的物体才有惯性，加速或减速运动的物体都没有惯性 3．爱因斯坦曾把物理一代代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中的警员破案。下列说法符合物理史实的是( ) A ．著名物理学家亚里士多德曾指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向 B ．与伽利略同时代的科学家笛卡儿通过“斜面实验”得出推断：若没有摩擦阻力，球将永远运动下去 C ．科学巨人牛顿在伽利略和笛卡儿的工作基础上，提出了动力学的一条基本定律，那就是惯性定律 D ．牛顿在反复研究亚里士多德和伽利略实验资料的基础上提出了牛顿第二定律 4．完全相同的两小球A 和B ，分别用可承受最大拉力相等的两根细线相连接悬挂在天花板下， 如图所示。下列说法中正确的有( ) A ．若用手握住B 球逐渐加大向下的拉力，则上面一根细线因线短会先断 B ．若用手握住B 球突然用力向下拉，则上面一根细线因多承受一个小球的拉力会先断 C ．若用手托着B 球竖直向上抬起一段距离(上面一根细线始终处于绷紧状态)，然后突然撤开，则先断的是上面一根细线 D ．若用手托着B 球竖直向上抬起一段距离(上面一根细线始终处于绷紧状态)，然后突然撤开，则先断的是下面一根细线 5．智能化电动扶梯如图所示，乘客站上扶梯，先缓慢加速，然后再匀速上升，则( ) A ．乘客始终处于超重状态 B ．加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v 相同 C ．电梯对乘客的作用力始终竖直向上 D ．电梯匀速上升时，电梯对乘客的作用力竖直向上 6．如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M 点，与竖直墙壁相切于A 点。竖直墙壁上另一点B 与M 的连线和水平面的夹角为60°，C 是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻a 、b 两球分别由A 、B 两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM 、BM 运动到M 点，c 球由C 点自由下落到M 点。则( ) A ．a 球最先到达M 点 B ．b 球最先到达M 点 C ．c 球最先到达M 点 D ．b 球和c 球都可能最先到达M 点 7．在水平路面上向右匀速行驶的车厢里，一质量为m 的球被一根轻质细线悬挂在车厢后壁上，如图甲所示。则下列说法正确的是( ) A ．如果车改做匀加速运动，此时悬挂球的细线所受张力一定不变 B ．如果车改做匀加速运动，此时球有可能离开车厢后壁 C ．如果车改做匀减速运动，此时球有可能对车厢后壁无压力 D ．如果车改做匀减速运动，此时悬挂球的细线所受张力一定减小 8．如图所示，光滑的水平地面上有三个木块a 、b 、c ，质量均为m ，a 、c 之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力F 作用在b 上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面，系统仍做匀加速运动且始终没有相对滑动。在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是( ) A ．无论橡皮泥粘在哪个木块上面，系统的加速度都不变 B ．若粘在b 木块上面，绳的张力和a 、b 间摩擦力一定都减小 C ．若粘在a 木块上面，绳的张力减小，a 、b 间摩擦力不变 D ．若粘在c 木块上面，绳的张力和a 、b 间摩擦力都增大 9．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时刻物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F 作用在物体上， 使物体开始向上做匀加速运动，

牛顿运动定律测试题及解析

牛顿运动定律测试题及解析 1.(2020·福建六校联考)如图所示，质量分别为m 和2m 的两物体P 和Q 叠放在倾角θ＝30°的固定斜面上，Q 与斜面间的动摩擦因数为μ，它们从静止开始沿斜面加速下滑，P 恰好能与Q 保持相对静止，设P 与Q 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则P 与Q 间的动摩擦因数为 ( ) A.μ4 B.μ2 C ．μ D ．2μ 解析：选C 对P 、Q 整体，由牛顿第二定律有(m ＋2m )g sin 30°－μ(m ＋2m )g cos 30°＝(m ＋2m )a ，设P 与Q 之间的动摩擦因数为μ′，P 恰好与Q 保持相对静止，静摩擦力恰好达到最大，对P ，由牛顿第二定律有mg sin 30°－μ′mg cos 30°＝ma ，联立解得μ′＝μ，选项C 正确。 2.[多选]如图所示，水平方向的传送带顺时针转动，传送带速度大小恒为v ＝2 m /s ，一物块从B 端以初速度v 0＝4 m/s 滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，g 取10 m/s 2，下列判断正确的是 ( ) A ．如果物块从A 端离开传送带，两端A 、 B 间距离可能为3 m B ．如果物块从B 端离开传送带，两端A 、B 间距离可能为3 m C ．如果A 、B 间距离为4 m ，物块离开传送带时的速度大小为2 m/s D ．如果A 、B 间距离为4 m ，物块离开传送带时的速度大小为4 m/s 解析：选BC 物块刚开始做匀减速直线运动，若传送带足够长，由于v 0>v ，物块先向左做匀减速直线运动，后向右做匀加速直线运动，最后做匀速直线运动，物块在传送带上的加速度大小为a ＝μg ＝4 m/s 2。若物块向左匀减速从A 端离开，设物块运动到A 端速度恰好减为零，则根据0－v 02＝－2ax 得x ＝2 m ，AB 最长为2 m ，故A 错误；若从B 端离开，只要传送带长度大于2 m 即可，故B 正确；若A 、 B 间距为4 m ，则物块向左匀减速2 m ，然后向右开始匀加速运动，物块匀加速运动的距离为x ＝v 2 2a ＝0.5 m<2 m ，物块速度达到2 m /s 后，与传送带一起向右以2 m/s 的速度运动直到离开传送带，故C 正确，D 错误。 3．(2019·昆明4月质检)如图所示，质量为M 的滑块A 放置在光滑 水平地面上，左侧面是圆心为O 、半径为R 的光滑四分之一圆弧面，当 用一水平恒力F 作用在滑块A 上时，一质量为m 的小球B (可视为质点) 在圆弧面上与A 保持相对静止，此时小球B 距轨道末端Q 的竖直高度 为H ＝R 3 ，重力加速度为g ，则F 的大小为( ) A.53Mg B.52Mg C.53(M ＋m )g D.52 (M ＋m )g 解析：选D 连接OB ，设OB 连续与竖直方向的夹角为θ，由几何

牛顿运动定律测试题及答案详解

（三）牛顿运动定律测验卷 一.命题双向表 二. 期望值：65 三. 试卷 （三）牛顿运动定律测验卷 一．选择题(每道小题 4分共 40分 ) 1．下面关于惯性的说法正确的是（） A．物体不容易停下来是因为物体具有惯性 B．速度大的物体惯性一定大 C．物体表现出惯性时，一定遵循惯性定律 D．惯性总是有害的，我们应设法防止其不利影响 2.一个物体受到多个力作用而保持静止，后来物体所受的各力中只有一个力逐渐减小到零后 又逐渐增大，其它力保持不变，直至物体恢复到开始的受力情况，则物体在这一过程中A．物体的速度逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到零 B．物体的速度从零逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到另一数值 C．物体的速度从零开始逐渐增大到某一数值 D．以上说法均不对 3.质量为m1和m2的两个物体，分别以v1和v2的速度在光滑水平面上做匀速直线运动， 且v1

图-1 图 3-3-7 A ．力F 与v1、v2同向，且m1>m2 B ．力F 与v1、v2同向，且m1m2 D ．力F 与v1、v2反向，且m1 2a 1 D a 2 = 2a 1 9、质量为m 1和m 2的两个物体,由静止从同一高度下落,运动中所受的空气阻力分别是F 1和Ｆ2.如果发现质量为m 1的物体先落地,那么 A. m 1＞m 2 B. F 1＜F 2 C. F 1／m 1＜F 2／m 2 D. F 1／m 1＞F 2／m 2 10、如图所示，将质量为m =0.1kg 的物体用两个完全一样的竖直轻弹簧固定在升降机内，当升降机和物体以4m/s 2的加速度匀加速向上运动时，上面的弹簧对物体的拉力为0.4N ，当升降机和物体以8m/s 2的加速度向上运动 时，上面弹簧的拉力为 A 、0.6N B 、0.8N C 、1.0N D 、 1.2N

牛顿运动定律的应用(李文化)说课稿

《牛顿运动定律的应用》说课教案（第1课时）各位老师，我说课的题目是牛顿运动定律的应用（第1学时），课题选自高一物理第三章第五节，下面我从教材分析，学情分析，教法分析、学法分析、教学程序、板书设计六个方面进行说课。 一、教材分析 1、地位和作用 A、牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础；本节是探究利用力的知识，运动学知识和牛顿运动定律分析解决动力学问题的一般思路和方法，为学生学好整个物理学奠定基础。 B、本节课是前面所学知识的综合应用，是培养学生良好逻辑推理能力、规范分析问题、解决题能力的良好素材。 2、教学目标： （1）知识与技能目标：掌握利用牛顿运动定律对“已知受力情况求解运动情况”问题的逻辑推理顺序，形成一套科学的分析方法，进而学会规范的解答能力。 （2）过程与方法目标：

A、通过实例与理论相结合，培养学生由已知到未知或由未知到已知的分析推理能力。 B、培养学生发散思维和合作学习的能力，方法应用的迁移能力。 C、通过例题示范让学生学会画受力分析图和过程示意图，培养学生分析物理情景构建物理模型的能力。 （3）情感态度与价值观： A、通过问题探究培养学生主动自主学习，受到科学方法的训练，养成积极思维，解题规范的良好习惯； B、让学生体会到生活中处处蕴含着物理知识，从生活走向物理，再从物理走向生活，从而进一步培养学生学习物理的兴趣。 3、重、难点 本节为习题课，重点是建立起利用牛顿运动定律对“已知受力情况求运动情况”问题的分析求解的逻辑思维程序。同时学会规范的解答。本节的难点是对不在一条直线上的受力情形，如何合理建立坐标系并通过正交分解求出合力。 二、学情分析

牛顿运动定律练习题含答案

, 牛顿运动定律练习题含答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示，一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。某时刻速度为v 0＝2m/s ，此时一质量与木板相等的小滑块（可视为质点）以v 1＝4m/s 的速度从右侧滑上木板，经过1s 两者速度恰好相同，速度大小为v 2＝1m/s ，方向向左。重力加速度g ＝10m/s 2 ，试求： （1）木板与滑块间的动摩擦因数μ1 （2）木板与地面间的动摩擦因数μ2 （3）从滑块滑上木板，到最终两者静止的过程中，滑块相对木板的位移大小。 / 【答案】（1）0.3（2）1 20 （3）2.75m 【解析】 【分析】 （1）对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解； （2）对木板分析，先向右减速后向左加速，分过程进行分析即可； （3）分别求出二者相对地面位移，然后求解二者相对位移； 【详解】 （1）对小滑块分析：其加速度为：2221114 /3/1 v v a m s m s t --= ==-，方向向右 { 对小滑块根据牛顿第二定律有：11mg ma μ-=，可以得到：10.3μ=； （2）对木板分析，其先向右减速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到： 1212v mg mg m t μμ+?= 然后向左加速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到： 2 122 2v mg mg m t μμ-?= 而且121t t t s +== 联立可以得到：21 20μ=，1 0.5s t =，20.5t s =； （3）在 1 0.5s t =时间内，木板向右减速运动，其向右运动的位移为： 1100.52 v x t m += ?=，方向向右； 【

《全国100所名校单元测试示范卷》高三物理(人教版 东部)一轮复习：第三单元 牛顿运动定律(教师用卷)

全国100所名校单元测试示范卷·高三·物理卷(三) 第三单元牛顿运动定律全国东部（教师用卷） (90分钟100分) 第Ⅰ卷(选择题共40分) 选择题部分共10小题。在每小题给出的四个选项中,1~6小题只有一个选项正确,7~10小题有多个选项正确;全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。 1.力是物体与物体之间的相互作用,若把其中一个力称为作用力,则另一个力为反作用力。下列与此相关的说法中,正确的是 A.先有作用力,后有反作用力 B.作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,物体因它们的合力等于 零而处于平衡状态 C.如果作用力的性质是弹力,则反作用力的性质也一定是弹力 D.成人与小孩手拉手进行拔河比赛,因为成人拉小孩的力大于小孩拉成人的力,所以成人胜 解析:根据牛顿第三定律可知,作用力和反作用力是同种性质的力,同时产生同时消失,不分先后,选项A错误、C正确;作用力和反作用力分别作用在两个物体上,这两个力不能合成,选项B错误;成人与小孩之间的相互作用属于作用力和反作用力,大小相等,方向相反,造成成人胜利的原因是成人与地面之间的最大静摩擦力大于小孩与地面之间的最大静摩擦力,选项D错误。 答案:C 2.下列关于惯性的说法中,正确的是 A.速度越快的汽车刹车时车轮在地面上的擦痕就越长,说明物体的运动速度越大,其惯性也越大 B.出膛的炮弹是靠惯性飞向远处的 C.坚硬的物体有惯性,如投出去的铅球;柔软的物体没有惯性,如掷出的鸡毛 D.只有匀速运动或静止的物体才有惯性,加速或减速运动的物体都没有惯性 解析:物体的质量是描述物体惯性的唯一物理量,物体惯性的大小与运动速度大小、形态和是否运动无关,选项A、C、D错误;由于惯性,炮弹离开炮筒后继续向前飞行,选项B正确。 答案:B 3.爱因斯坦曾把物理一代代科学家探索自然奥秘的努力,比作福尔摩斯侦探小说中的警员破案。下列说法符合物理史实的是 A.著名物理学家亚里士多德曾指出,如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向 B.与伽利略同时代的科学家笛卡儿通过“斜面实验”得出推断:若没有摩擦阻力,球将永远运动下去 C.科学巨人牛顿在伽利略和笛卡儿的工作基础上,提出了动力学的一条基本定律,那就是惯性定律 D.牛顿在反复研究亚里士多德和伽利略实验资料的基础上提出了牛顿第二定律

高中物理牛顿运动定律基础练习题

牛顿运动定律 第一课时牛顿运动定律 一、基础知识回顾： 1、牛顿第一定律 一切物体总保持，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 注意：（1）牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动（物体速度）的原因，而是物体运动状态（物体速度）的原因，换言之，力是产生的原因。（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验“为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的。 2、惯性 物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。 3、对牛顿第一运动定律的理解 （1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。 （2）它定性地揭示了运动与力的关系，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。 （3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。 （4）牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。 4、对物体的惯性的理解 （1）惯性是物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，是物体的固有属性，不能克服和避免。 （2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动，是否受力无关。任何物体无论它运动还是静止，无论运动状态是改变还是不改变，物体都有惯性，且物体质量不变惯性不变。质量是物体惯性的唯一量度。 （3）物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性（质量）大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，反之物体的运动状态易改变。（4）惯性不是力。 5、牛顿第二定律的内容和公式 物体的加速度跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。公式是：a=F合/ m 或F合 =ma 6、对牛顿第二定律的理解 （1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。反过来，知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况，在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。 （2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。（3）牛顿第二定律公式：F合=ma是矢量式，F、a都是矢量且方向相同。 （4）牛顿第二定律F合=ma定义了力的单位：“牛顿”。 7、牛顿第三定律的内容 两个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 8、对牛顿第三定律的理解 （1）作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生同时变化，同时消失，不是先有作

牛顿运动定律测试卷

牛顿运动定律 (时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题（本题共12小题。在给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项符合要求，每第7-10题有多项符合要求，每个小题5分。共50分） 1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ） A ．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证 B ．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点 C ．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比 D ．亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快 2．人用手托着质量为m 的物体，从静止开始沿水平方向加速运动（物体与手始终相对静止），物体与手掌之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（ ） A ．手对物体的作用力方向竖直向上 B ．手对物体的作用力方向水平向前 C ．手对物体作用力方向斜向前上方 D ．物体所受摩擦力大小为mg μ 3．如图所示，位于水平地面上的质量为M 的物体，在大小为F ，与水平方向成的拉力作用下沿地面作加速运动，已知物体与地面间的动摩擦系数为，则物体的加速度为（ ） θμ

A ．F/M B ． C ． D ． 4．在地面上以初速度v 0 竖直向上抛出一小球，经过2t 0时间小球落回抛出点， 其速率为v 1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率v 随时间 t 的变化规律可能是（ ） 5．如图所示，不计滑轮的质量和摩擦及绳的质量，一个质量为m 的人拉着绳子使质量为M 的物体匀减速下降，已知人对地面的压力大小为F ，则物体下降的加速度大小为（ ） A ．M mg F Mg -+ B C D 6．如图所示，传送带与水平地面的倾角为=37°，AB 的长度为64m ，传送带以20m/s 的速度沿逆时针方向转动，在传送带上端A 点无初速度地放上一个质量为8 kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5，则物体从A 点运动到B 点所用的时间为(sin37°=0.6，cos37°=0. 8，=10m/s 2) （ ） M F /cos θ()M Mg F /cos μθ-()[]M F Mg F /sin cos θμθ--θg

2020新亮剑高考物理总复习讲义：第三单元 牛顿运动定律 课时3 Word版含解析

第三单元牛顿运动定律 课时3　牛顿运动定律的综合应用 见《自学听讲》P41 1.超重 (1)定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。 (2)超重的特点:物体具有竖直向上的加速度。 2.失重 (1)定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。 (2)失重的特点:物体具有竖直向下的加速度。 3.完全失重 (1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零的状态。 (2)完全失重的特点:加速度a=g,方向竖直向下。 1.(2018宁夏银川开学检测)关于失重与超重,下列实例中的说法正确的是( )。 A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态 B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态 C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态 D.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态 B 2.(2018安徽合肥一模)合肥市滨湖游乐场里有一种大型娱乐器械,可以让人体验超重和失重。其环形座舱套在竖直柱子上,先由升降机送上70多米的高处,然后让座舱由静止无动力落下,落到离地30米高的位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下。若舱中某乘客重力为500 N。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )。

A.当座舱落到离地面45米高的位置时,该乘客对座位的压力为0 B.当座舱落到离地面45米高的位置时,座位对该乘客有支持力 C.当座舱落到离地面20米高的位置时,该乘客对座位的压力为0 D.当座舱落到离地面20米高的位置时,座位对该乘客的支持力小于500 N A 1.(2018浙江4月选考,8)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作,下列F-t图象能反应体重计示数随时间变化的是( )。 对人的运动过程分析可知,人下蹲的过程可以分成两段:人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度, ,此时人对传感器的压力小于人的重力;在减速下蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重力,故C项正确,A、B、D三项错误。 C 2.(2018全国卷Ⅲ,19)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程,( )。 A.矿车上升所用的时间之比为4∶5 B.电机的最大牵引力之比为2∶1 C.电机输出的最大功率之比为2∶1 D.电机所做的功之比为4∶5

高一物理牛顿运动定律综合测试题 试卷及参考答案

高一物理牛顿运动定律综合测试题 1 一．本题共10小题；每小题4分，共40分. 在每小题给出的四个选项中，有的小 题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.把答案填在答题卷的表格内。 1．下面单位中是国际单位制中的基本单位的是 （ ） A ．kg Pa m B ．N s m C ．摩尔 开尔文 安培 D ．牛顿 秒 千克 2．一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路 程的讨论正确的是 （ ） A ．车速越大，它的惯性越大 B ．质量越大，它的惯性越大 C ．车速越大，刹车后滑行的路程越长 D ．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大 3．一质量为m 的人站在电梯中，电梯减速下降，加速度大小为g 3 1（g 为重力加速 度）。人对电梯底部的压力大小为 （ ） A ．mg 31 B ．2mg C ．mg D ．mg 3 4 4．一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm ．再将重物向下拉1cm ，然后放手，则在刚释放的瞬间重物的加速度是 （ ） A ．2.5 m/s 2 B ．7.5 m/s 2 C ．10 m/s 2 D ．12.5 m/s 2 5．如图所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F 、 方向如图所示的力去推它，使它以加速度a 右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小，则 （ ） A ．a 变大 B ．不变 C ．a 变小 D ．因为物块的质量未知，故不能确定a 变化的趋势 6．如图所示，两物体A 和B ，质量分别为，m 1和m 2，相互接触放在水平面上．对 物体A 施以水平的推力F ，则物体A 对物体B 的作用力等于 （ ） A ． F m m m 211+ B ．F m m m 2 12 + C ．F D ． F m m 1 2 7．在升降机内，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20％，于是他做出了 下列判断中正确的是 （ ） A ．升降机以0.8g 的加速度加速上升 B ．升降机以0.2g 的加速度加速下降

牛顿运动定律测试题

牛顿运动定律习题 一、单项选择题 1. 关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是 ( ) A ．物体运动的速率不变，其运动状态就不变 B ．物体运动的加速度不变，其运动状态就不变 C ．物体运动状态的改变包括两种情况：一是由静止到运动，二是由运动到静止 D ．物体的运动速度不变，我们就说它的运动状态不变 2.下列说法正确的是 ( ) A 、物体所受合外力减小，速度可能增大 B 、只要有力作用在物体上，加速度就不为零 C 、物体所受合外力的大小不变，其加速度也一定不变 D 、一个物体不论处于什么运动状态，合外力相同，加速度就相同 3.一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是 ( ) A ．车速越大，它的惯性越大 B ．质量越大，它的惯性越大 C ．车速越大，刹车后滑行的路程越长 D ．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大 4.如图所示，一个劈形物体M ，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一个光滑小球m 。劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 ( ) A ．沿斜面向下的直线 B ．竖直向下的直线 C ．无规则曲线 D ．抛物线 5.一个物体受到的重力10N ，将该物体竖直上抛，运动中受到的空气阻力大小恒为2N ，则上升、下降过程中的加速度大小之比是 ( ) A. 1:1 B. 3:2 C. 2:3 D. 4:1 6.如图2所示，质量为M 的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量m 的小球，小球上下振动时框架始终没有跳起，当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速大小为 （ ） A ．g B ．m g m M /)(- C ．m Mg / D ．m g m M /)(+ 二、多项选择题 7.一个物体受几个力的作用而处于静止状态，若保持其余几个力不变，而将其中一个力F 逐渐减小到零，然后又逐渐增大到F （方向不变），在这个过程中，物体的 （ ） A.加速度始终增大 B.加速度先增大，后减小 C.速度先增大，后减小 D.速度始终增大直到一定值 8.在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m 的游戏者身系一根长为L 、弹性优良的轻质柔软的橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L 时达到最低点，若不计空气阻力，则在弹性绳从原长达最低点的过程中，以下说法正确的是 （ ） A.速度先减小后增大 B.加速度先减小后增大 C.速度先增大后减小 D.加速度先增大后减小 图 2 m M θ

高中物理：第三单元牛顿运动定律

第三单元牛顿运动定律 本单元知识由牛顿的三个运动定律、国际单位制、牛顿对经典力学的贡献以及经典力学的局限性组成。其中牛顿第二定律是本单元的重点。 本单元的核心规律是牛顿第二定律，它揭示了运动和力的关系。在本单元的学习中，应注意与前两个单元知识的联系，在对物体进行运动状态分析和受力分析的基础上，用牛顿第二定律解决涉及运动和力的问题，提高综合运用力学知识的能力。本单元内容与力学、电学等知识联系紧密，在分析、演绎、理论计算等方面有较高的要求。 本单元的学习要特别注重实验研究的方法，在牛顿第一定律的学习中，感悟理想化实验的重要意义；在牛顿第二定律的学习中，运用控制变量的方法设计实验。通过学习牛顿第三定律在火箭原理中的重要作用，以及我国火箭发展史，了解有关神舟六号载人飞船和“嫦娥工程”系列成功发射的事迹。在学习经典力学的适用范围和局限性的同时，领略科学家的科学态度和创新精神。 学习要求 内容 1．牛顿第一定律。 2．牛顿第二定律。 3．牛顿第三定律。 4．国际单位制。 5．牛顿对科学的贡献。 6．经典力学的局限性。 7．爱因斯坦对科学的贡献。 8．学生实验：用DIS研究加速度与力的关系，加速度与质量的关系。 要求 1．理解牛顿第一定律理解惯性，知道惯性是一切物体固有的属性，知道质量是惯性大小的量度；知道伽利略理想实验，通过伽利略斜面理想实验，认识理想实验的科学方法，感悟理想实验的科学方法对人类思想产生了的深远影响；理解牛顿第一定律，能用牛顿第一定律和惯性概念解释一些简单的实际现象。 2．掌握牛顿第二定律在理解力是使物体运动状态变化的原因的基础上，理解牛顿第二定律的内容及其表达式。能根据实验目的，选择合适的实验器材，运用控制变量等方法，设计用DIS探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验方案，并能根据实际情况修正探究方案，完成实验。能按照正确的方法和步骤，用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。通过“牛顿定律与交通”等专题的学习，激发社会责任感。 3．理解牛顿第三定律知道力的作用总是相互的，有作用力必定有反作用力；在较简单的相互作用中能分析作用力和反作用力，并画出示意图；理解牛顿第三定律及其表达式，包括作用力与反作用力的大小、方向、作用线、作用点的关系等；知道作用力和反作用力的性质总是相同的；通过观察DIS研究作用力与反作用力的大小、方向等关系的过程，感受从图象中收集有效信息的方法，从DIS动态显示作用力与反作用力关系的图线，感受物理图象的美感。 4．知道国际单位制知道基本单位、导出单位、单位制；能规范地表达物理量的单位，并能正确进行换算。

高考物理牛顿运动定律基础练习题

高考物理牛顿运动定律基础练习题 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示，质量M=0．4kg 的长木板静止在光滑水平面上，其右侧与固定竖直挡板问的距离L=0．5m ，某时刻另一质量m=0．1kg 的小滑块(可视为质点)以v 0=2m ／s 的速度向右滑上长木板，一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0．2，重力加速度g=10m ／s 2，小滑块始终未脱离长木板。求： (1)自小滑块刚滑上长木板开始，经多长时间长木板与竖直挡板相碰； (2)长木板碰撞竖直挡板后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。 【答案】（1）1.65m （2）0.928m 【解析】 【详解】 解：(1)小滑块刚滑上长木板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒： 解得： 对长木板： 得长木板的加速度： 自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度： 解得： 长木板位移： 解得： 两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板 解得： (2)长木板碰竖直挡板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒： 最终两者的共同速度： 小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离： 2．某物理兴趣小组设计了一个货物传送装置模型，如图所示。水平面左端A 处有一固定挡板，连接一轻弹簧，右端B 处与一倾角37o θ=的传送带平滑衔接。传送带BC 间距 0.8L m =，以01/v m s =顺时针运转。两个转动轮O 1、O 2的半径均为0.08r m =，半径

O 1B 、O 2C 均与传送带上表面垂直。用力将一个质量为1m kg =的小滑块（可视为质点）向左压弹簧至位置K ，撤去外力由静止释放滑块，最终使滑块恰好能从C 点抛出（即滑块在C 点所受弹力恰为零）。已知传送带与滑块间动摩擦因数0.75μ=，释放滑块时弹簧的弹性势能为1J ，重力加速度g 取210/m s ，cos370.8=o ，sin 370.6=o ，不考虑滑块在水平面和传送带衔接处的能量损失。求： （1）滑块到达B 时的速度大小及滑块在传送带上的运动时间 （2）滑块在水平面上克服摩擦所做的功 【答案】（1）1s （2）0.68J 【解析】 【详解】 解：(1)滑块恰能从C 点抛出，在C 点处所受弹力为零，可得：2 v mgcos θm r = 解得： v 0.8m /s = 对滑块在传送带上的分析可知：mgsin θμmgcos θ= 故滑块在传送带上做匀速直线运动，故滑块到达B 时的速度为：v 0.8m /s = 滑块在传送带上运动时间：L t v = 解得：t 1s = (2)滑块从K 至B 的过程，由动能定理可知：2f 1 W W mv 2 -=弹 根据功能关系有： p W E =弹 解得：f W 0.68J = 3．如图所示.在距水平地面高h =0.80m 的水平桌面一端的边缘放置一个质量m =0.80kg 的木块B ，桌面的另一端有一块质量M =1.0kg 的木块A 以初速度v 0=4.0m/s 开始向着木块B 滑动，经过时间t =0.80s 与B 发生碰撞，碰后两木块都落到地面上，木块B 离开桌面后落到地面上的D 点．设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知D 点距桌面边缘的水平距离s =0.60m ，木块A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度取g =10m/s 2．求：