高中物理：由运动情况确定受力
高中物理：由运动情况确定受力
[探究导入] (1)在解决已知运动情况的动力学问题时，如何求解物体的加速度？ 提示：利用运动学基本公式或加速度的定义式求解．
(2)世界一级方程式锦标赛(简称为Fl)是当今世界最高水平的赛车
比赛，与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育”．Fl 赛车可
以在2.5 s 内从0加速到100千米/小时，Fl 赛车比赛规则规定赛车和
车手的总质量不可低于600 kg(可认为等于600 kg)．若均不考虑车子运动时的阻力，请你根据上述信息判断Fl 赛车的加速度和牵引力．
提示：Fl 赛车加速时的加速度a ＝Δv Δt
≈11.1 m/s 2，根据牛顿第二定律可计算牵引力F ＝ma ＝6 660 N.
1．基本思路：运动情况――→匀变速直线运动公式求a ――→F 合＝ma
受力情况 2．已知运动情况求受力的动力学问题一般解题步骤
(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图．
(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度．
(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力．
(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力．
[典例2] 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s 内通过8 m 的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s 停止，已知汽车的质量m ＝2×103 kg ，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：
(1)关闭发动机时汽车的速度大小；
(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；
(3)汽车牵引力的大小．
[解析] (1)汽车开始做匀加速直线运动x 0＝v 0＋02t 1
解得v 0＝2x 0t 1
＝4 m/s. (2)关闭发动机后汽车减速过程的加速度a 2＝0－v 0t 2
＝－2 m/s 2 由牛顿第二定律有－f ＝ma 2
解得f ＝4×103 N.
(3)设开始加速过程中汽车的加速度为a 1
x 0＝12
a 1t 21 由牛顿第二定律有：F －f ＝ma 1
解得F ＝f ＋ma 1＝6×103 N.
[答案] (1)4 m/s (2)4×103 N (3)6×103 N
[规律总结]
由运动情况确定受力的两点提醒
(1)由运动学规律求加速度，要特别注意加速度的方向，从而确定合外力的方向，不能将速度的方向和加速度的方向混淆．
(2)题目中所求的力可能是合力，也可能是某一特定的力，求合力时，则F 合＝ma ，求某一分力时根据力的合成或分解列式求解．
3．质量为0.8 kg 的物体在一水平面上运动，如图中a 、b 分别表示物体不受拉力作用和受到水平拉力作用时的v -t 图像，则拉力和摩擦力之比为( )
A ．9∶8
B ．3∶2
C ．2∶1
D ．4∶3
解析：由v -t 图像可知，图线a 为仅受摩擦力的运动，加速度大小a 1＝1.5 m /s 2；图线b 为受水平拉力和摩擦力的运动，加速度大小为a 2＝0.75 m/s 2；由牛顿第二定律列方程得ma 1＝f ，ma 2＝F －f ，解得F ∶f ＝3∶2，选项B 正确．
答案：B
4．如图所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，
其倾角θ＝30°.现木块上有一质量m ＝1.0 kg 的滑块从斜面下滑，测得
滑块在0.40 s 内速度增加了1.4 m /s ，且知滑块滑行过程中木块处于静止
状态，重力加速度g 取10 m/s 2，求：
(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小；
(2)滑块滑行过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向.
解析：(1)由题意可知，滑块滑行的加速度a ＝Δv Δt ＝1.40.40
m /s 2＝3.5 m/s 2.对滑块受力分析，如图甲所示，根据牛顿第二定律得mg sin θ－f ＝ma ，解得f ＝1.5 N.
(2)根据(1)问中的滑块受力示意图可得N＝mg cos θ.对木块受力分析，如图乙所示，根据牛顿第三定律有N′＝N，f′＝f，根据水平方向上的平衡条件可得f地＋f′cos θ＝N′sin θ，解得f地≈3.03 N，f地为正值，说明图中标出的方向符合实际，故摩擦力方向水平向左．答案：(1)1.5 N(2)3.03 N方向水平向左
构建物理模型方法在动力学问题中的应用——“滑板—滑块”模型问题
“滑板—滑块”模型的三个基本关系
(1)加速度关系：如果板块之间没有发生相对运动，可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度；如果板块之间发生相对运动，应采用“隔离法”求出板、块运动的加速度．应注意找出板块是否发生相对运动等隐含条件．
(2)速度关系：板块之间发生相对运动时，认清板块的速度关系，从而确定板块受到的摩擦力．应注意当板块的速度相同时，摩擦力会发生突变的情况．
(3)位移关系：板块叠放在一起运动时，应仔细分析板、块的运动过程，认清板块对地的位移和板块之间的相对位移之间的关系．
如图所示，有一块木板静止在光滑水平面上，质量M＝4 kg，
长L＝1.4 m．木板右端放着一个小滑块，小滑块质量m＝1 kg，其尺寸远小于L，小滑块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.4.(g取10 m/s2)
(1)现将一水平恒力F作用在木板上，为使小滑块能从木板上面滑落下来，则F大小的范围是多少？
(2)其他条件不变，若恒力F＝22.8 N，且始终作用在木板上，最终使得小滑块能从木板上滑落下来，则小滑块在木板上面滑动的时间是多少？
解析：(1)要使小滑块能从木板上滑下，则小滑块与木板之间应发生相对滑动，此时，
对小滑块分析得出μmg ＝ma 1，解得a 1＝4 m/s 2.
对木板分析得出F －μmg ＝Ma 2，
加速度a 1、a 2均向右，若小滑块能从木板上滑下，则需要满足a 2>a 1，解得F >20 N.
(2)当F ＝22.8 N 时，由(1)知小滑块和木板发生相对滑动，对木板有F －μmg ＝Ma 3，则a 3＝4.7 m/s 2.
设经时间t ，小滑块从木板上滑落，则
12a 3t 2－12a 1t 2＝L ，
解得t ＝－2 s(舍去)或t ＝2 s.
答案：(1)F >20 N (2)2 s
高一物理运动和力的关系单元练习(Word版 含答案)
一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难） 1．如图所示，在竖直平面内有ac 、abc 、adc 三个细管道，ac 沿竖直方向，abcd 是一个矩形。将三个小球同时从a 点静止释放，忽略一切摩擦，不计拐弯时的机械能损失，当竖直下落的小球运动到c 点时，关于三个小球的位置，下列示意图中可能正确的是（ ） A ． B ． C ． D ． 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 设ac d =，acb α∠=， 设小球沿ab 、bc 、ac 、ad 、dc 下滑的加速度分别为1a 、 2a 、3a 、4a 、5a 。 根据牛顿第二定律得 15sin sin mg a a g m α α=== sin(90) 24cos mg a a g m αα?-== = 3a g = 对ab 段有
2211111 sin sin 22 d a t g t αα= = 得 12d t g = 对ac 段有 2312 d gt = 得 32d t g = 对ad 段有 2244411cos cos 22 d a t g t αα= = 得 42d t g = 所以有 124t t t == 即当竖直下落的小球运动到c 点时，沿abc 下落的小球恰好到达b 点，沿adc 下落的小球恰好到达d 点，故ACD 错误，B 正确。 故选B 。 2．如图所示，倾角θ=60°、高为h 的粗糙斜面体ABC 固定在水平地面上，弹簧的一端固定在BC 边上距B 点 3 h 高处的D 点，可视为质点的小物块Q 与弹簧另一端相连，并静止于斜面底端的A 点，此时小物块Q 恰好不接触地面且与斜面间的摩擦力为0。已知小物块Q 与斜面间的动摩擦因数μ= 3 ，小物块Q 所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，下列说法正确的是（ ）
受力分析 知识点总结
受力分析 1.物体的运动状态和运动状态的变化。 ⑴物体的运动状态是通过哪些物理量描述？速度-----（是矢量，既有大小又有方向） ⑵运动状态的变化有哪些？ 速度-----大小变化，方向变化，大小和方向都变化 2.物体的变形。 在外界作用下物体的形变或体积发生变化就说物体发生了形变。 物体的运动状态和形变的改变的原因？ 1.力的概念： ⑴物体与物体之间的相互作用。 ⑵力是矢量，既有大小又有方向。 ⑶高中物理主要解决①重力，②弹力，③摩擦力 2.力的作用效果： ⑴改变物体的运动状态-------速度变化 ⑵改变物体的形状--------------形变 对重力，弹力，摩擦力的重点分析 重力一定有，弹力看接触，分析摩擦力。 1.重力：是由于地球的吸引产生的，他的方向竖直向下，重力的作用点称重心。 2.弹力：产生条件是直接接触发生弹性形变。 3.摩擦力：相互接触的物体间发生相对运动或具有相对运动趋势，在接触面处产生阻碍物 体间相对运动或相对运动趋势。 对弹力的重点分析
A B C 1. 物体与物体间的连接方式主要有： ⑴ 细绳-----只能有拉力 ⑵ 轻杆-----压力和拉力 ⑶ 轻弹簧—压力和拉力 2. 物体受弹力性质分析方法：（易错点） ⑴ 假设法：假设没有所受力物体看运动趋势。 例：分析下面俩个图小球所受斜面做给的弹力方向？ 假设没有斜面看小球运动趋势 ⑵ 替换法：用细绳替换装置中的杆件，看能不能维持原来的力学状态 例：在下图中肥西AB ，AC ，杆对点A 的弹力的方向，不计AB ，AC 的重力。 解析：用绳替换AB 原装置不变所以AB 所受的是拉力，用绳子替换AC ，A 有向左运动趋势，所以AC 所受压力。 ⑶ 根据物体运动状态分析弹力。 由运动状态分析弹力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依据物体的运动状态由二力平衡或牛顿第二定律列方程，求解物体间的弹力。 对摩擦力的分析 1. 摩擦力的分类： ① 摩擦力：物体没有相对运动，大小为使物体有运动趋势的力的大小，方向跟力的方
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案) 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．地震发生后，需要向灾区运送大量救灾物资，在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带.已知某传送带与水平面成37θ=o 角，皮带的AB 部分长 5.8L m =，皮带以恒定的速率4/v m s =按图示方向传送，若在B 端无初速度地放置一个质量50m kg =的救灾物资
(P 可视为质点)，P 与皮带之间的动摩擦因数0.5(μ=取210/g m s =，sin370.6)=o ， 求： ()1物资P 从B 端开始运动时的加速度． ()2物资P 到达A 端时的动能． 【答案】()1物资P 从B 端开始运动时的加速度是()2 10/.2m s 物资P 到达A 端时的动能 是900J ． 【解析】 【分析】 （1）选取物体P 为研究的对象，对P 进行受力分析，求得合外力，然后根据牛顿第三定律即可求出加速度； （2）物体p 从B 到A 的过程中，重力和摩擦力做功，可以使用动能定律求得物资P 到达A 端时的动能，也可以使用运动学的公式求出速度，然后求动能． 【详解】 （1）P 刚放上B 点时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用，sin mg F ma θ+=； cos N F mg θ=N F F μ=其加速度为：21sin cos 10/a g g m s θμθ=+= （2）解法一：P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 根据动能定理：()()2211sin 22 A mg F L s mv mv θ--=- 到A 端时的动能2 19002 kA A E mv J = = 解法二：P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用， P 的加速度2 2sin cos 2/a g g m s θμθ=-= 后段运动有：2 22212 L s vt a t -=+， 解得：21t s =， 到达A 端的速度226/A v v a t m s =+=
受力分析知识点总结
受力分析 1. 物体的运动状态和运动状态的变化。 ⑴ 物体的运动状态是通过哪些物理量描述？ 速度??一（是矢量，既有大小又有方向） ⑵ 运动状态的变化有哪些? 速度…??大小变化，方向变化，大小和方向都变化 2. 物体的变形。 在外界作用下物体的形变或体积发生变化就说物体发生了形变。 物体的运动状态和形变的改变的原因? 1.力的概念: ⑴物体与物体之间的相互作用0 ⑵力是矢量，既有大小又有方向。 ⑶高中物理主要解决①重力?②弹力，③摩擦力 2.力的作用效果: ⑴改变物体的运动状态——速度变化 对重力，弹力，摩擦力的重点分析 重力一定有，弹力看接触，分析摩擦力. 重力：是由于地球的吸引产生的，他的方向竖直向下，重力的作用点称重心。 摩擦力：相互接触的物体间发生相对运动或具有相对运动趋势，在接触面处产生阻碍物 体间柑对运动或相对运动趋势。 ⑵改变物体的形状 形变 1. 2. 弹力：产生条件是宜接接触发生弹?性形变3 3.
对弹力的S点分析
1.物体与物体间的连接方式主要有: (1)细绳一??只能有拉力 ⑵ 轻杆?一??压力和拉力 ⑶ 轻惮簧一压力和拉力 2,物体受弹力性质分析方法；(易错点〉 ⑴假设法：假设没有所受力物体看运动趋势。 例：分析下面俩个图小球所受斜而做给的惮力方向? 假设没有斜而看小球运动趋势 ⑵替换法：用细绳替换装苣中的杆件，看能不能维持原来的力学状态 例：在下图中肥西AB, AC,杆对点A的弹力的方向，不计AB. AC的重力。B A 解析：用绳替换AB原装置不变所以AB所受的是拉力，用绳子替换AC, A有向左 运动趋势，所以AC所受压力。 ⑶根据物体运动状态分析艸力。 由运动状态分析惮力，即物体的受力必须与物体的运动状态相符合，依摒物体的运动状态由二力平衡或牛顿第二定律列方程，求解物体间的惮力。 对摩擦力的分析 1.摩擦力的分类: ① 摩擦力：物体没有相对运动，大小为使物体有运动趋势的力的大小.方向跟力的方
高中物理-牛顿运动的典型试题
应用牛顿运动定律解决几类典型问题 学习目标: 1.学会分析含有弹簧的瞬时问题. 2.应用整体法和隔离法解决简单的连接体问题. 3.掌握临界问题的分析方法． 课前预习： 1．牛顿第二定律的表达式F＝_____，其中加速度a与合力F存在着_______对应关系，a与F同时产生、___________、同时消失；a的方向与_________的方向始终相同．2．解决动力学问题的关键是做好两个分析：__________分析和__________分析，同时抓住受力情况和运动情况联系的桥梁——________． 学习·探究区 一、瞬时加速度问题 根据牛顿第二定律，加速度a与合外力F存在着瞬时对应关系：合外力恒定，加速度恒定；合外力变化，加速度变化；合外力等于零，加速度等于零．所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体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．应注意两类基本模型的区别： (1)刚性绳(或接触面)模型：这种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离) 后，弹力立即改变或消失，形变恢复几乎不需要时间． (2)弹簧(或橡皮绳)模型：此种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是不变的． 例1图中小球M处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ，烧断BO绳的瞬间，试求小球M的加速度大小和方向． 二、动力学中的临界问题分析 若题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般都有临界状态出现．分析时，可用极限法，即把问题(物理过程)推到极端，分析在极端情况下可能出现的状态和满足的条件． 在某些物理情景中，由于条件的变化，会出现两种不同状态的衔接，在这两种状态的分界处，某个(或某些)物理量取特定的值，例如具有最大值或最小值． 1
高中物理必修一 第四章 运动和力的关系 训练题 (16)0812(含答案解析)
必修一第四章运动和力的关系训练题 (16) 一、单选题（本大题共6小题，共24.0分） 1.一个质量为m的物体以a=g 4 的加速度竖直向下做匀加速直线运动，重力加速度为g。在物体下降h高度的过程中物体的() A. 重力势能减少了mg? 4B. 动能增加了mg? 4 C. 重力做功为3mg? 4D. 合力做功为3mg? 4 2.弹簧秤用细线系两个质量都为m的小球，现让两小球在同一水平面内做匀速 圆周运动，两球始终在过圆心的直径的两端，如图所示。此时弹簧秤读数() A. 大于2mg B. 等于2mg C. 小于2mg D. 无法判断 3.如图所示，以角速度ω匀速转动的圆锥形斜面上放 着两个物体a、b(视为质点)，转动过程中两个物 体没有相对圆锥滑动，其中?a=2?b，下列说法 正确的是() A. a、b两物体的线速度相等 B. a、b两物体的角速度之比是1：2 C. a、b两物体的向心加速度之比是2：1 D. a、b两物体的向心力之比是2：1 4.关于物体的惯性，下列说法正确的是() A. 物体的速度越大，惯性越大 B. 物体的质量越大，惯性越大 C. 物体在月球上惯性变小 D. 做自由落体运动的物体没有惯性 5.一辆质量为m的小汽车，以某一速率经过拱形路面的最高点，车对拱形路面顶部的压力大小为 F，则下列关系正确的是() A. F
高中物理必修一知识讲解 力与运动的两类问题 提高(两篇)
力与运动的两类问题 【学习目标】 1.明确用牛顿运动定律解决的两类问题; 2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法． 【要点梳理】 要点一、根据运动情况来求力 运动学有五个参量0v 、v 、t 、a 、x ，这五个参量只有三个是独立的。 运动学的解题方法就是“知三求二”。所用的主要公式： 0v v at =+ ①——此公式不涉及到位移，不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式 201 2x v t at =+ ②——此公式不涉及到末速度，不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式 21 2x vt at =- ③——此公式不涉及到初速度，不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式 02 v v x t += ④——此公式不涉及到加速度，不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式 22 02v v x a -= ⑤——此公式不涉及到时间，不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式 根据运动学的上述5个公式求出加速度，再依据牛顿第二定律F ma =合，可以求物体所受的合力或者某一个力。 要点二、根据受力来确定运动情况 先对物体进行受力分析，求出合力，再利用牛顿第二定律F ma =合，求出物体的加速度，然后利用运动学公式 0v v at =+ ① 2012x v t at =+ ② 2 12x vt at =-③ 02 v v x t +=④ 22 02v v x a -= ⑤ 求运动量（如位移、速度、时间等） 要点三、两类基本问题的解题步骤 1.根据物体的受力情况确定物体运动情况的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，画出物体的受力图． ②求出物体所受的合外力． ③根据牛顿第二定律，求出物体加速度． ④结合题目给出的条件，选择运动学公式，求出所需的物理量． 2.根据物体的运动情况确定物体受力情况的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出受力图． ②选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． ③根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力． ④根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力． 要点四、应注意的问题 1.不管是根据运动情况确定受力还是根据受力分析物体的运动情况，都必须求出物体的加速度。
高中物理牛顿运动定律提高训练含解析
高中物理牛顿运动定律提高训练含解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示为工厂里一种运货过程的简化模型，货物(可视为质点质量4m kg =，以初速度010/v m s =滑上静止在光滑轨道OB 上的小车左端，小车质量为6M kg =，高为 0.8h m =。在光滑的轨道上A 处设置一固定的障碍物，当小车撞到障碍物时会被粘住不 动，而货物继续运动，最后恰好落在光滑轨道上的B 点。已知货物与小车上表面的动摩擦因数0.5μ=，货物做平抛运动的水平距离AB 长为1.2m ，重力加速度g 取210/m s 。 ()1求货物从小车右端滑出时的速度； ()2若已知OA 段距离足够长，导致小车在碰到A 之前已经与货物达到共同速度，则小车 的长度是多少？ 【答案】(1)3m/s ；(2)6.7m 【解析】 【详解】 ()1设货物从小车右端滑出时的速度为x v ，滑出之后做平抛运动， 在竖直方向上：2 12 h gt = ， 水平方向：AB x l v t = 解得：3/x v m s = ()2在小车碰撞到障碍物前，车与货物已经到达共同速度，以小车与货物组成的系统为研 究对象，系统在水平方向动量守恒， 由动量守恒定律得：()0mv m M v =+共， 解得：4/v m s =共， 由能量守恒定律得：()2201122 Q mgs mv m M v μ==-+共相对， 解得：6s m =相对， 当小车被粘住之后，物块继续在小车上滑行，直到滑出过程，对货物，由动能定理得： 22 11'22 x mgs mv mv 共μ-= -， 解得：'0.7s m =， 车的最小长度：故L ' 6.7s s m =+=相对；
高中物理：由运动情况确定受力
高中物理：由运动情况确定受力 [探究导入] (1)在解决已知运动情况的动力学问题时，如何求解物体的加速度？ 提示：利用运动学基本公式或加速度的定义式求解． (2)世界一级方程式锦标赛(简称为Fl)是当今世界最高水平的赛车 比赛，与奥运会、世界杯足球赛并称为“世界三大体育”．Fl 赛车可 以在2.5 s 内从0加速到100千米/小时，Fl 赛车比赛规则规定赛车和 车手的总质量不可低于600 kg(可认为等于600 kg)．若均不考虑车子运动时的阻力，请你根据上述信息判断Fl 赛车的加速度和牵引力． 提示：Fl 赛车加速时的加速度a ＝Δv Δt ≈11.1 m/s 2，根据牛顿第二定律可计算牵引力F ＝ma ＝6 660 N. 1．基本思路：运动情况――→匀变速直线运动公式求a ――→F 合＝ma 受力情况 2．已知运动情况求受力的动力学问题一般解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图． (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力． (4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力． [典例2] 一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开始沿直线运动，4 s 内通过8 m 的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s 停止，已知汽车的质量m ＝2×103 kg ，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求： (1)关闭发动机时汽车的速度大小； (2)汽车运动过程中所受到的阻力大小； (3)汽车牵引力的大小． [解析] (1)汽车开始做匀加速直线运动x 0＝v 0＋02t 1 解得v 0＝2x 0t 1 ＝4 m/s. (2)关闭发动机后汽车减速过程的加速度a 2＝0－v 0t 2 ＝－2 m/s 2 由牛顿第二定律有－f ＝ma 2 解得f ＝4×103 N. (3)设开始加速过程中汽车的加速度为a 1
高一物理牛顿运动定律测试题
（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m1 【例1】如图所示，一根弹性杆的一端固定一质量为m 的小球，另一端固定在质量为M 的物体上，而物体M 又放在倾角为θ的斜面上，则（ ） A 、若斜面光滑，物体M 沿斜面自由下滑时，弹性杆对小球m 的弹力方向竖直向上 B 、若斜面光滑，物体M 沿斜面自由下滑时，弹性杆对小球m 的弹力方向垂直于斜面向上 C 、若斜面不光滑，且物体与斜面间的动摩擦因数μ满足μ＞θtan ，则弹性杆对小球m 的弹力方向竖直向上 D 、若斜面不光滑，且物体与斜面间的动摩擦因数μ满足μ＜θtan ，则弹性杆对小球m 的弹力方向可能沿斜面向上 试解： （做后再看答案，效果更好） 解析：若斜面光滑，对于小球m 和物体M 组成的整体而言，沿斜面下滑的加速度 θsin g a =，此时小球受杆的弹力一定是垂直于斜面向上，如图甲所示，否则，弹力与重力的合力使小球产生的加速度将会大于或小于θsin g ，故选项A 错、B 对；若斜面不光滑，且μ＞θtan ，则小球m 和物体M 组成的整体将静止在斜面上，此时小球所受的弹力一定与重平衡，故选项C 正确；若斜面不光滑，且μ＜θtan ，则小球m 和物体M 组成的整体沿斜面下滑的加速度a ＜θsin g ，则此时杆对小球的弹力N F 必须有沿斜面向上的分量，如图乙所示，由图可知，小球m 的加速度a 将是重力分力和弹力分力的合力所产生的，另一方面，弹力N F 也必须有垂直于斜面向上的分量用来平衡重力的分力，从这两个角度讲，弹性杆对小球m 的弹力方向一定不能沿斜面向上，选项D 是错误的。 答案：BC 误区警示：此题对不同情况下的弹性杆对小球的弹力方向作了具体的分析，说明了一个道理就是“杆对物体的弹力方向不一定沿杆或其它的哪个方向，要根据具体情况下的受力分析，由物体所处的状态来决定”。此题中，若斜面的倾角θ、物体和小球的质量m 和M 、 第四章力与运动单元检测 （时间：60分钟满分：100分） 一、选择题（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） 1．下列一组单位中，哪一组中各单位都是国际单位制中的基本单位（） A．米、牛顿、秒B．米、千克、秒 C．千克、焦耳、秒D．米、千克、帕斯卡 2．关于物体的惯性，以下说法中正确的是（） A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大 B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平衡，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性 C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大 D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已 3．下列说法正确的是（） A．物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大 B．物体所受到的合外力不变（F合≠0），其运动状态就不改变 C．物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化 D．物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大 4．如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于A的正方形空腔的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法正确的是（） A．若不计空气阻力，在上升过程中，A对B有向上的支持力 B．若不计空气阻力，在下落过程中，B对A没有压力 C．若考虑空气阻力，在下落过程中，B对A的压力向下 D．若考虑空气阻力，在上升过程中，A对B的压力向下 5．下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前运动的汽车的运动情况作出的判断，其中正确的是（） A．汽车一定做匀加速直线运动 B．汽车一定做匀速直线运动 C．汽车可能是突然减速 D．汽车可能是突然加速 6．如图所示，用平行于斜面的力F把质量为m的物体沿粗糙斜面上拉，斜面与水平面 的夹角θ＝30°，物体与斜面的动摩擦因数μ＝ 3 6 ，并使其加速度大小等于该物体放在斜面 上沿斜面下滑时的加速度大小，则F的大小是（） 牛顿运动定律典型精练 基础知识回顾 1、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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 对牛顿第一定律的理解要点：（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，即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属性——惯性；（4）不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律；（5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。 2、牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F=ma. 对牛顿第二定律的理解要点：（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研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础；（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）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示， F x =ma x ,F y =ma y ,F z =ma z ;（4）牛顿第二定律F=ma 定义了力的基本单位——牛顿（定义使质量为1kg 的物体产生1m/s 2 的加速度的作用力为 1N,即1N=1kg.m/s 2 . 3、牛顿第三定律：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，作用在同一直线上。 对牛顿第三定律的理解要点：(1)作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提；（2）作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性质的力；（4）作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。 4.物体受力分析的基本程序：（1）确定研究对象；（2）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；（3）按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后分析其他场力；（4）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。 5.超重和失重：（1）超重：物体有向上的加速度称物体处于超重。处于失重的物体的物体对支持面的压力F （或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，即F=mg+ma.；（2）失重：物体有向下的加速度称物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力F N （或对悬挂物的拉力）小于物体的重力mg ，即F N =mg －ma ，当a=g 时，F N =0,即物体处于完全失重。 6、牛顿定律的适用范围：（1）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系；（2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；（3）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。 二、解析典型问题 问题1：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。 牛顿第二定律F=ma 是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。 练习1、如图1所示，电梯与水平面夹角为300 ,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？ 分析与解：对人受力分析，他受到重力mg 、支持力F N 和摩擦力F f 作用，如图1所示.取水平向右为x 轴正向， 竖直向上为y 轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：F f =macos300, F N -mg=masin300 因为 56=mg F N ，解得5 3 =mg F f . 练习2．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a ，如图3-1-15所示．在物体始终相对于斜 面静止的条件下，下列说法中正确的是（ ） A ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小 B ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大 C ．当a 一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小 D ．当a 一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小 练习3．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于在水平面上加速运动的小车中，加速度为a ，如图3—1-16所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（） A ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越大 B ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大 C ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小 D ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越小 问题2：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。 1．物体运动的加速度a 与其所受的合外力F 有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力．若合外力的大小或方向改变，加速度的大小或方向也立即(同时)改变;或合外力变为零，加速度也立即变为零(物体运动的加速度可以突变)． 2．中学物理中的“绳”和“线”，是理想化模型，具有如下几个特性: A ．轻:即绳(或线)的质量和重力均可视为等于零，由此特点可知，同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张力大小相等． 30a F m g F f 图1 x y x a a 图图 一、第四章运动和力的关系易错题培优（难） 1．如图所示，四个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，将四个质量相同的物块放在斜面顶端，因物块与斜面的摩擦力不同，四个物块运动情况不同．A物块放上后匀加速下滑，B物块获一初速度后匀速下滑，C物块获一初速度后匀减速下滑，D物块放上后静止在斜面上．若在上述四种情况下斜面体均保持静止且对地面的压力依次为F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系是（） A．F1=F2=F3=F4B．F1＞F2＞F3＞F4C．F1＜F2=F4＜F3D．F1=F3＜F2＜F4 【答案】C 【解析】 试题分析：当物体系统中存在超重现象时，系统所受的支持力大于总重力，相反，存在失重现象时，系统所受的支持力小于总重力．若系统的合力为零时，系统所受的支持力等于总重力， 解：设物体和斜面的总重力为G． 第一个物体匀加速下滑，加速度沿斜面向下，具有竖直向下的分加速度，存在失重现象，则F1＜G； 第二个物体匀速下滑，合力为零，斜面保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F2=G． 第三个物体匀减速下滑，加速度沿斜面向上，具有竖直向上的分加速度，存在超重现象，则F3＞G； 第四个物体静止在斜面上，合力为零，斜面保持静止状态，合力也为零，则系统的合力也为零，故F4=G．故有F1＜F2=F4＜F3．故C正确，ABD错误． 故选C 【点评】本题运用超重和失重的观点分析加速度不同物体动力学问题，比较简便．通过分解加速度，根据牛顿第二定律研究． 2．沿平直公路匀速行驶的汽车上，固定着一个正四棱台，其上、下台面水平，如图为俯视示意图。在顶面上四边的中点a、b、c、d沿着各斜面方向，同时相对于正四棱台无初速释放4个相同小球。设它们到达各自棱台底边分别用时T a、T b、T c、T d，到达各自棱台底边时相对于地面的机械能分别为E a、E b、E c、E d（取水平地面为零势能面，忽略斜面对小球的摩擦力）。则有（） 专题训练一、力和运动一．选择题 1．物体在几个力的作用下处于平衡状态，若撤去其中某一个力而其余力 的个数和性质不变，物体的运动情况可能是（） A．静止 B．匀加速直线运动 C．匀速直线运动 D．匀速圆周运动 14.如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC水平，AC边竖直，∠ABC=α，AB及AC两边上分别套有细线连着的铜环，当它们静止时，细线跟AB所成的角θ的大小为（细线长度小于BC） A.θ=α B.θ＞ 2 π C.θ＜α D.α＜θ＜ 2 π 2．一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量M=15kg的重物，重物静止于地面上。有一质量m=10kg的猴子，从绳的另一端沿绳向上爬，如图1-1所示。不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g=10m/s2）A．25m/s2 B．5m/s2 C．10m/s2 D．15m/s2（） 3．小木块m从光滑曲面上P点滑下，通过粗糙静止的水平传送带落于地面上的Q点，如图1-2所示。现让传送带在皮带轮带动下逆时针转 动，让m从P处重新滑下，则此次木块的落地点将 A．仍在Q点 B．在Q点右边（） C．在Q点左边 D．木块可能落不到地面 4．物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为μ=0.2，从t=0开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，则捅反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像的是图1-3中的哪一个（取向右为正方向，g=10m/s2）（） 5．把一个重为G的物体用水平力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的墙面上，则从t=0开始物体受到的摩擦力f随时间变化的图象是下图中的 图1-1 P m Q 图1-2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 图1-3 运动和力（讲义） 一、考点分析 考点一：力学概念及辨析 1．力的定义：力是物体对物体的作用。 2．力的性质： （1）物质性：力不能脱离物体（施力、受力物体）而存在 （2）相互性：物体间力的作用是___________； 一个物体是施力物体的同时也是受力物体； 相互作用力：A对B的力与B对A的力。 3．力的三要素：________、_______、_____________。 4．力的作用效果：使物体发生_______、______物体的运动状态。考点二：重力和弹力 1．重力的定义：由于__________________而使物体受到的力。 大小：________；方向：___________；作用点：_________。2．弹力的定义：由于物体发生___________而产生的力。 大小：在弹性限度内，物体的弹性形变量越大，弹力越大。 考点三：运动和力的关系及辨析 1．力是_______物体运动状态的原因；而不是维持物体运动状态的原因。 2．牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持________状态或__________________状态。 3．惯性：一切物体都有保持_______________不变的性质。 注：惯性是所有物体都具有的一种______，不是_____； 惯性的大小只与物体的_______有关； 惯性的大小表征了物体保持原来运动状态的能力大小；或者说改变物体运动状态的难易程度。 4．平衡状态：___________或_________________状态。 平衡力平衡状态 平衡力作用在一个物体上大小相等、方向相反、 作用在同一条直线上相互作用力A对B，B对A 考点四：摩擦力的产生及方向 1．摩擦力的产生条件：①两物体相互接触并挤压； ②接触面______；③两物体间有_________或_____________。2．方向：与__________或_______________方向相反； 与物体对地运动方向无必然关系； 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 一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难） 1．A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（ ） A ．A 、 B 的质量之比为1︰3 B ．A 、B 所受弹簧弹力大小之比为3︰2 C ．快速撤去弹簧的瞬间，A 、B 的瞬时加速度大小之比为1︰2 D ．悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为1︰2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A ．对A B 两个物体进行受力分析，如图所示，设弹簧弹力为F 。 对物体A A tan 60m g F = 对物体B B tan 45m g F = 解得 A B 3 m m 故A 错误； B ．同一根弹簧弹力相等，故B 错误； C ．快速撤去弹簧的瞬间，两个物体都将以悬点为圆心做圆周运动，合力为切线方向。 对物体A A A A sin 30m g m a = 对物体B sin 45B B B m g m a = 联立解得 A B 2 a a = 故C 正确； D ．对物体A ，细线拉力 A cos60F T = 对物体B ，细线拉力 cos 45 B F T = 解得 A B 2T T = 故D 错误。 故选C 。 【点睛】 快速撤去弹簧瞬间，细线的拉力发生突变，故分析时应注意不能认为合外力的大小等于原弹簧的弹力。 2．传送带广泛的应用于物品的传输、分拣、分装等工作中，某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣，传送带以6m/s 的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是1m ，且与水平方向的夹角均为37?。现有两方形煤块A 、B （可视为质点）从传送带顶端静止释放，煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是（ ） A ．煤块A 、 B 在传送带上的划痕长度不相同 B ．煤块A 、B 受到的摩擦力方向都与其运动方向相反 C ．煤块A 比煤块B 后到达传送带底端 D ．煤块A 运动至传送带底端时速度大小为2m/s 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 B ．煤块A 开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下，与运动方向相同，煤块B 下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上，与运动方向相反，选项B 错误； CD ．对煤块A 根据牛顿第二定律可得高中物理运动和力
粤教版高中物理必修一第四章 力与运动单元检测
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