2012年高考牛顿运动定律整套复习学案
专题三牛顿运动定律
第一讲:牛顿第一定律、牛顿第三定律
知识讲解和能力形成:
1.牛顿第一定律:
(1)内容:一切物体总保持_______状态或______状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.
2.惯性
(1)定义:物体具有保持原来_______ 状态或_____状态的性质,叫做惯性.
(2)惯性的性质:惯性是一切物体都具有的性质,是物体的_______ ,与物体的运动情况和受力情况无关.
(3)惯性的量度:_______ 是惯性大小的唯一量度.
针对训练:
1.(单选)如图所示为伽利略的“理想实验”示意图,两个斜面对接,让小球从其中一个固定的斜面滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面的倾角逐渐减小直至为零.这个实验的目的是为了说明( )
A.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度
B.如果没有摩擦,小球运动时机械能守恒
C.维持物体做匀速直线运动并不需要力
D.如果物体不受到力,就不会运动
2.(双选)关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是()
A.牛顿第一定律是实验定律B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C.惯性定律与惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持
3.(单选)关于物体的惯性,下列说法中正确的是()
A.运动速度大的物体不能很快停下来,是因为物体速度越大,惯性也越大
B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止时物体惯性大的缘故
C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小的缘故
D.物体受到的外力大,则惯性小;受到的外力小,则惯性就大
2:牛顿第三定律:
(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是________、___________、作用在_________________.
(2)表达式:F 反=-F.
(3)牛顿第三定律的适用性:不仅适用于静止的物体之间,也适用于相对运动的物体之间,这种关系与作用力的性质、物体质量的大小、作用方式、物体的运动状态及参考系的选择均无关.
2.区分一对作用力和反作用力与一对平衡力
比较
一对平衡力一对作用力与反作用力
项目
不同点两个力作用在______物体上两个力分别作用在__________物体上
可以求合力,且合力一定为零不可以求合力
两个力的性质________相同两个力的性质_______相同
两个力共同作用的效果是使物体平衡,物体一定处于平衡状态两个力的效果分别表现在相互作用的两个物体上,两物体不一定处于平衡状态
一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力两个力一定同时产生、同时变化、同时消失
共同点大小___________,方向__________,作用在一条直线上
针对训练:
1.(单选)在春天,河水边上的湿地是松软的,人在这些湿地上行走时很容易下陷,此时( ) A.人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力
B.人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力
C.人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力
D.无法确定
2.(单选)如图课本放在水平桌面上,下列说法正确的是()
A.力F1和力F2是一对平衡力B.力F1就是课本的重力
C.力F1和力F2是一对作用力和反作用力D.力F1的大小大于力F2的大小
三、考查热点:
1.(单选)(2008 年广东卷)伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有( )
A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比
B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比
C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
2.(单选)(2010 年华师附中模拟)下列说法正确的是()
A.运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大
B.同一物体,放在地球上比放在月球上的惯性大
C.马能够把车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力
D.跳高运动员从地面上跳起时,地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力
3.(单选)(2010 年华师附中模拟)下列说法正确的是()
A.运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大
B.同一物体,放在地球上比放在月球上的惯性大
C.马能够把车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力
D.跳高运动员从地面上跳起时,地面给运动员的支持力大于运动员受到的重力
四、能力提升:
1.(单选)在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上,一运动员做立定跳远,若向各个方向都用相同的力,则( )
A.向北跳最远
B.向南跳最远
C.向东向西跳一样远,但没有向南跳远
D.无论向哪个方向都一样远惯性的应用
2.(单选)(广东五校 2011 届高三联考)一物体受到轻绳的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动,再改做减速运动,则下列说法中正确的是( )
A.加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B.减速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力
C.只有匀速前进时,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等
D.不管物体如何前进,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
3.(单选)物体静止在斜面上,以下几种分析中正确的是( )
A.物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力
B.物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力
C.物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力
D.物体受到的支持力的反作用力,就是物体对斜面的压力
4.(双选)如图3-1-1所示,重球系于线DC下端,重球下再系一根同样的线BA,
下面说法中正确的是( )
A.在线的A端慢慢增加拉力,结果CD线拉断
B.在线的A端慢慢增加拉力,结果AB线拉断
C.在线的A端突然猛力一拉,结果AB线拉断
D.在线的A端突然猛力一拉,结果CD线拉断
第二讲:牛顿第二定律
知识讲解和能力形成:
1、牛顿第二定律
(1)内容:物体与所受成正比,与物体的成反比,加速度的方向与相同.
(2)公式:
(3)物理意义:反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系,且这种关系是.合力为零,a=;合外力增大,a ;合外力减小,a 。
(4)适用范围:①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面或的参考系).
②牛顿第二定律只适用于物体(相对于分子、原子)、运动(远小于光速)的情况,不适用于 (接近光速)运动的微观粒子.
针对训练:
1.(单选)(惠州 2011 届高三调研)电梯内有一个物体,质量为m,用绳子挂在电梯的天花板上,当电梯以g/3 的加速度竖直加速下降时,细线对物体的拉力为()
A. mg
B. 2mg/3
C. 4mg/3
D. 5mg/3
2.(单选)在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体,当它所受的合力逐渐减小而方向不变时,物体的( )
A.加速度越来越大,速度越来越大 B.加速度越来越小,速度越来越小
C.加速度越来越大,速度越来越小 D.加速度越来越小,速度越来越大
3.(单选)如图所示,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( )
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,小球的加速度一直减小为零
4.(单选)如图3-2-2 所示,质量为m 的小球被水平绳AO和与竖直方向成θ角的轻弹簧系着处于静止状态,现用火将绳AO 烧断,在绳AO 烧断的瞬间,下列说法正确的是()
A.弹簧的拉力F=mg/cosθ
B.弹簧的拉力F=mgsin θ
C.小球的加速度为零
D.小球的加速度a=gsin θ
三、考查热点:
1.(单选)(2009 年广东理基)建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0 kg 的工人站在地面上,通过定滑轮将 20.0 kg 的建筑材料以 0.500 m/s2 的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g 取 10 m/s2)( ) A.510 N
B.490 N
C.890 N
D.910 N
2.(双选)(2010 年东莞一中模拟)所示,竖直向下的力F 作用在质量为M 的小球上,使球压紧轻质弹簧并静止,已知弹簧未超过弹性限度,小球没有与弹簧连接.现撤去力F,则下列说法正确的是()
A .刚撤去力 F 时,弹簧弹力大于小球重力
B .撤去力 F 后,小球加速度先增大后减小
C .撤去力 F 后,小球在上升过程中一定先加速后减速
D .撤去力 F 后,小球在上升过程中一定会脱离弹簧
1.如图所示,A 、B 质量均为m ,中间有一轻质弹簧相连,A 用绳悬于O 点,当突然剪断OA
绳时,关于A 物体的加速度,下列说法正确的是( ) A .0 B .g
C .2g
D .无法确定
3.如图所示,质量为m 的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a 向上减速运动,a 与水平方向的夹角为θ,求人受的支持力和摩擦力.
四、能力提升:
1.(双选) (2011 年佛山一模) “儿童蹦极” 中,栓在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳.质量为 m 的小明如图静止悬挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为 mg ,若此时小明左侧橡皮绳在
腰间断裂,则小明此时( ) A .速度为零
B .加速度 a =g ,沿原断裂绳的方向斜向下
C .加速度 a =g ,沿未断裂绳的方向斜向上
D .加速度 a =g ,方向竖直向下
2.(2010年全国卷Ⅰ,15)如图,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2.重力加速度大小为g ,则有( )
A .a 1=g ,a 2=g
B .a 1=0,a 2=g
C .a 1=0,a 2=M m +M g
D .a 1=g ,a 2=M m +M
g
第三讲:牛顿运动定律的应用
二、知识讲解和能力形成:
1、动力学的两类基本问题
(1)已知物体的受力情况,求物体的运动情况.
其解题基本思路是:
(2)已知物体的运动情况,求物体的受力情况
其解题基本思路是:
针对训练:
1.(单选)一物体初速度v0=5 m/s,沿着倾角 37°的斜面匀加速向下运动,若物体和斜面间的动摩擦因数为 0.25,求 3 秒末的速度(斜面足够长)( )
A.12 m/s B.15 m/s C.17 m/s D.20 m/s
2.用一水平恒力将质量为 250 kg 的木箱由静止开始沿水平地面推行 50 m,历时 10 s,若物体受到阻力是物重的 0.1 倍,则外加的推力多大?(g 取 10 m/s2)
2.超重和失重
(1)超重和失重的定义
超重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_______物体所受重力的现象.
失重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_______物体所受重力的现象.
完全失重:物体对支持物的压力(或对悬绳的拉力)_______物体所受重力的现象.
(2)发生超重或失重现象的条件
发生超重现象的条件:具有向_____的加速度.如物体向上做______运动或向下做_____运动.发生失重现象的条件:具有向_____的加速度.如物体向上做______运动或向下做_____运动.针对训练:
1.(单选)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.物体处于超重或者失重状态时,其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了
D.物体处于超重或者失重状态时,其质量和受到的重力都没有发生变化
2.(单选)某同学站在体重计上,在他迅速下蹲的过程中体重计示数将( D )
A.始终变小 B.始终变大
C.先变大,后变小,最后等于他的重力 D.先变小,后变大,最后等于他的重力
3.应用牛顿运动定律的方法
1.正交分解法:
2.整体法和隔离法: 针对训练:
1.如图 3-3-2 所示,质量为 0.5 kg 的物体在与水平面成30°角的拉力F作用下,沿水平桌面向右做直线运动,经过0.5 m的距离速度由 0.6 m/s 变为 0.4 m/s,已知物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.1,求作用力F 的大小.( g=10 m/s2)
2.(单选)两个质量相同的物体 1 和 2 紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图所示.如果它们分别受到水平推力F1 和F2,且F1>F2,则 1 施于 2 的作用力的大小为( C )
A .F 1
B .F 2 C.21(F 1+F 2) D.21
(F 1-F 2)
三、考查热点:
1.(双选)(广东六校 2011 届高三联考)如图所示,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铁球,在电梯运行时,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量大了,这一现象表明( )
A .电梯一定是在下降
B .电梯可能是在上升
C .电梯的加速度方向一定是向下
D .乘客一定处在超重状态
2.(双选)(2010 年东莞一中模拟)如图 3-3-5 所示,A 、B 两物体质量分别为 mA 、mB ,紧靠着放在光滑水平面上,现用水平力 F 推 A ,用 FN 表示 A 对 B 的压力,以下判断正确的是( )
A .若 mA =m
B ,则 FN =F B .若 mA =mB ,则 FN C .若 mA>mB ,则 FN D .若 mA>mB ,则 FN>F 。 3.如图 3-3-7,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? 4.在 2008 年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探究上升过程中运动员与绳索和 吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员的质量为65 kg ,吊椅的质量为15 kg , 不计定滑轮与绳子间的摩擦.重力加速度取 g =10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度 a =1 m/s2 上升时,试求: 1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力. 四、能力提升: 1.一卡车拖挂一相同质量的车厢,在水平直道上以v0=12 m/s 的速度匀速行驶,其所受阻力可视为与车重成正比,与速度无关.某时刻,车厢脱落,并以大小为a=2 m/s2 的加速度减速滑行.在车厢脱落t=3 s后,司机才发觉并紧急刹车,刹车时阻力为正常行驶时的 3 倍.假设刹车前牵引力不变,求卡车和车厢都停下后两者之间的距离. 2.(2010 年广东六校联考)如图 3-2-6 为一滑梯的示意图,滑梯AB 的长度为L,倾角为θ. BC 段为与滑梯平滑连接的水平地面.一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下,离开B 点后在地面上滑行了s 后停下.小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ,不计空气阻力,重力加 第四讲:实验:验证牛顿运动定律 一、本讲知识点: 1、实验原理与方法: 2、实验器材 验证牛顿第二定律 3、实验步骤及数据处理 4、注意事项 5、数据处理及误差分析 二、知识讲解和能力形成: 1、实验原理与方法: 2、实验器材 3、实验步骤及数据处理 4、注意事项 5、数据处理及误差分析 针对训练: 1.对实验步骤及数据处理的考查 (2010年北京西城抽测)某同学采用如图(甲)所示的装置验证规律:“物体质量一定,其加速度与所受合力成正比”. a.按图(甲)把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车做匀速直线运动;b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重,接通电源,放开小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号; c.保持小车的质量M不变,多次改变配重的质量m,重复步骤b; d.算出每条纸带对应的加速度的值; e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F),作出aF 图象. (1)在步骤d中,该同学是采用v-t图象来求加速度的.图(乙)为实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B、C、D,相邻计数点之间还有4个计数点没有标出.打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上.打点计时器打C点时,小车的速度为______ m/s; (2)其余各点的速度都标在了vt坐标系中,如图(丙)所示.t=0.10 s时,打点计时器恰好打B点.请你将(乙)中所得结果标在图(丙)所示的坐标系中,并作出小车运动的v-t图线;利用图线求出小车此次运动的加速度a=______ m/s2. 2.实验误差的分析 (2009年上海卷)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度与力的关系”的实验装置. (1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持________不变,用钩码所受的重力作为________,用DIS测小车的加速度. (2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系 图线(如图所示). ①分析此图线的OA段可得出的实验结论是 _______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. ②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( ) A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态 C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大 3.实验原理及数据处理 【例题】 (综合题)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点. (1)如图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=________(保留三位有效数字). (2)回答下列两个问题: ①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有______.(填入所选物理量前的字母) A.木板的长度l B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t ②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是________________________________________________________________________.(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数________(填“偏大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个论据:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 针对训练: 1.(双选)(东莞五校2011 届高三联考)某同学设计了一个探究小车加速度a 与小车所受拉力F 及质量m 关系的实验,图3-4-3 为实验装置简图.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为下列哪两项说法是正确的是( AC ) A.要平衡摩擦力 B.实验时不需要平衡摩擦力 C.钩码的重力要远小于小车的总重力 D.实验进行时应先释放小车再接通电源 2.用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律,为消除摩擦力的影响,实验前必须平衡摩擦力. (1)某同学平衡摩擦力时是这样操作的:将小车静止地放在 水平长木板上,把木板不带滑轮的一端慢慢垫高,如图乙,直 到小车由静止开始沿木板向下滑动为止.请问这位同学的操作 是否正确?如果不正确,应当如何进行? 答:______________________________________________ _ (2)如果这位同学先如(1)中的操作,然后不断改变对小车的 拉力F,他得到M(小车质量)保持不变情况下的a—F 图线是 下图中的________(将选项代号的字母填在横线上). (3)打点计时器使用的交流电频率f=50 Hz.图3-4-5 是某同学在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E 每两点之间还有4 个点没有标出.写出用s1、s2、s3、s4 以及 f 来表示小车加速度的计算式:a=______________________________.根据纸带所提供的数据,算得小车的加速度大小为________m/s2(结果保留两位有效数字). 三、考 查热点: 1.(广东五校2011 届高三联考)某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 关系的实验,图3-4-6 为实验装置简图.(交流电的频率为50 Hz,打点时间间隔为 0.02 秒) (1)图3-4-7 为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小 车的加速度大小为________m/s2.(保留两位有效数字) 图 3-4-7 图 3-4-6 (2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量 m ,分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应的数据,如何利用这些数据才能比较直观地确定小车加速度 a 与质量 m 之间的关系呢? (3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,甲、乙两位同学根据实验数据分别作出了加速度 a 随合力 F 的变化图线如图3-4-8 所示.图 3-4-8 甲中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线,其主要原因是_______.图 3-4-6 乙中的图线不通过原点,其主要原是____________________________________. 图 3-4-8 2. (2011 年广州一模)用图 3-4-9 所示的实验装置来验证牛顿第二定律 图 3-4-9 (1)为清除摩擦力的影响,实验前平衡摩擦力的具体操作为:取下______,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车后,小车能沿木板做______运动. (2)某次实验测得的数据如下表所示.根据这些数据在坐标图中描点并作出a -m 1 图线,从a -m 1 图线求得合外力大小为________N(计算结果保留两位有效数字). 1/mKg -1 a/m.s -2 4.0 1.2 3.6 1.1 2.0 0.6 1.4 0.4 四、能力提升: 1. (2010年福建省质量检查)某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示.已知小车质量M =214.6 g ,砝码盘质量m0=7.5 g ,所使用的打点计时器交流电频率f =50 Hz.其实验步骤是 A .按图中所示安装好实验装置 B .调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动 C .取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m D .先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a ; E .重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复B ~D 步骤,求得小车在不同合外力 F 作用下的加速度 次数 1 2 3 4 5 砝码盘中砝码的质量m/g 10 20 30 40 50 砝码盘中砝码的重力G/N 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 小车的加速度a/m·s-2 0.77 1.44 1.84 2.38 2.75 回答以下问题: (1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?______(填“是”或“否”). (2)实验中打出的一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a =______ m/s2. 1.0 0.3 (3)某同学将有关数据填入他所设计的表格中,并根据表中的数据画出aF图象(如图).造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是________________________________________________________________________, 从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是______,其大小是________. 2. 2010年山东理综,某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t. ①木板的加速度可以用d、t表示为a=______;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)______________________________________ ②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是( ) ③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是______. A.可以改变滑动摩擦力的大小 B.可以更方便地获取多组实验数据 C.可以比较精确地测出摩擦力的大小 D.可以获得更大的加速度以提高实验精度 高考物理专题汇编物理牛顿运动定律的应用(一)及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1.如图,质量为m =lkg 的滑块,在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上,离斜面末端B 的高度h =0. 2m ,滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失,传送带的运行速度为v 0=3m/s ,长为L =1m .今将水平力撤去,当滑块滑 到传送带右端C 时,恰好与传送带速度相同.g 取l0m/s 2.求: (1)水平作用力F 的大小;(已知sin37°=0.6 cos37°=0.8) (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ; (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量. 【答案】(1)7.5N (2)0.25(3)0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态,由平衡条件可知,水平推力F=mg tan θ, 代入数据得: F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑,到达斜面底端速度为v ,下滑过程机械能守恒, 故有: mgh = 212 mv 解得 v 2gh ; 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度,则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动; 根据动能定理有: μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得: μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ,则t 时间内传送带的位移为: x=v 0t 对物体有: v 0=v ?at ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为: △x =L?x 相对滑动产生的热量为: Q=μmg △x 代值解得: Q =0.5J 【点睛】 对滑块受力分析,由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小;根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度;由动能定理可求得动摩擦因数;热量与滑块和传送带间的相对位移成正比,即Q=fs ,由运动学公式求得传送带通过的位移,即可求得相对位移. 2.如图,质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H =25m 处,两球同时由静止开始向下运动,已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.两侧轻绳下端恰好触地,取g =10m/s 2,不计细绳与滑轮间的摩擦,求:, (1)A 、B 两球开始运动时的加速度. (2)A 、B 两球落地时的动能. (3)A 、B 两球损失的机械能总量. 【答案】(1)2 5m/s A a =27.5m/s B a = (2)850J kB E = (3)250J 【解析】 【详解】 (1)由于是轻绳,所以A 、B 两球对细绳的摩擦力必须等大,又A 得质量小于B 的质量,所以两球由静止释放后A 与细绳间为滑动摩擦力,B 与细绳间为静摩擦力,经过受力分析可得: 对A :A A A A m g f m a -= 对B :B B B B m g f m a -= A B f f = 0.5A A f m g = 联立以上方程得:2 5m/s A a = 27.5m/s B a = (2)设A 球经t s 与细绳分离,此时,A 、B 下降的高度分别为h A 、h B ,速度分别为V A 、V B ,因为它们都做匀变速直线运动 牛顿运动定律的应用学案 一.学习目标: 能用牛顿运动定律解决两类主要问题:已知物体的受力情况确定物体的运动情况、已知物体的运动情况确定受力情况。同时能够掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响,建立应用科学知识解决实际问题的意识。 二.重点难点 能够灵活的选择和应用解题方法来处理牛顿运动定律相关问题。 三.课前检测 1.牛顿第二定律的内容? 四.课堂练习习题 1.(多选)如图所示,表示某小球所受的合力与时间关系,各段的合力大小相同,作用时间相同, 设小球从静止开始运动,由此可以判定( ) A.小球向前运动,再返回停止 B.小球向前运动,再返回不会停止 C.小球始终向前运动 D.小球在4秒末速度为0 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,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示. 取重力加速度g=10 m/s2. 试利用两图线求 (1)物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小; (2)物块在3~6s的加速度大小; (3)物块与地面间的动摩擦因数. 3.一物体以初速度20m/s自倾角为37°的斜面向上滑动,2.5秒后速度为零, (1)求斜面与物体间的动摩擦因数。 (g=10m/s2) (2)若它又滑下,最终到达斜面底端,又要用去多长时间? 4.质量为m=4 kg的小物块在一个平行于斜面的拉力F=40N的作用下,从静止开始沿斜面向上滑动,如图8所示。已知斜面的倾角α=37°,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,斜面足够长,力F作用5s后立即撤去,求: (1)力F作用时合力和加速度为多少? (2)前5 s内物块的位移大小及物块在5 s末的速率;8 (3)撤去外力后向上滑行多长时间? (4)撤去外力F后4 s末物块的速度。 5.某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力,实验装置如图所示,已知斜面倾角为45°,光滑小球的质量m=3 kg,力传感器固定在竖直挡板上。求:(g=10 m/s2) (1)当整个装置静止时,力传感器的示数。 (3)当整个装置向右做匀加速直线运动时,力传 感器示数为36 N,此时装置的加速度大小。 (2)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时,加速度为10m/s2?力传感器示数为多少? 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 §4.1 《牛顿第一、第三定律》复习学案 【学习目标】 1.理解牛顿第一定律的内容和意义。 2.知道什么是惯性,会正确解释有关惯性问题。 3.知道作用力和反作用力的概念,理解牛顿第三定律的确切含义。 【课前复习】 一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持状态或状态,直到有迫使它改变这种状态为止。 2.牛顿第一定律的理解: (1)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律,它是牛顿以的理想实验为基础,在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律。(2)牛顿第一定律成立的条件是,是理想条件下物体所遵从的规律,在实际情况中,物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的。 (3)牛顿第一定律的意义在于 ①它揭示了一切物体都具有的一种基本属性惯性。 ②它揭示了运动和力的关系:力是的原因,而不是产生运动的原因,也不是维持物体运动的原因,即力是产生加速度的原因。 3.惯性 (1)定义:。 (2)对惯性的理解: ①惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关 ②是物体惯性大小的量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。 ③物体的惯性总是以保持“原状”和反抗“改变”两种形式表现出来:当物体不受外力作用时,惯性表现为保持原运动状态不变,即反抗加速度产生,而在外力一定时,质量越大运动状态越难改变,加速度越小。 ④惯性不是力,惯性是物体具有的保持或状态的性质,力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 二、牛顿第三定律 1.内容:。 2.理解 (1)物体各种形式的作用都是相互的,作用力与反作用力总是产生、变化,同时消失、无先后之分。 (2)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。 (3)作用力与反作用力是性质的力。 (4)作用力与反作用力是分别作用在物体上的,既不能合成,也不能抵消,分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。 牛顿第三定律:作用力与反作用力的特点 宇宙速度的计算 天体质量的计算 重力加速度g 随h 的变化 一、牛顿运动定律 1、重要知识点 (一)牛顿第一定律(即惯性定律) 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。 (1)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: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 第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提 出来 知识点思维导图 .牛顿第 一定律 动力学 牛顿第 牛顿运动定律 物体的固有属性 大小决定与物体的质量 内谷 静止 匀速直线运动 X F = 0 =>a = 0 公式 E F = ma 两个外力作用直接合成 三个及三个以上力作用:正交分解 (瞬时性:a 和F 瞬时对应 矢 量性:a 和F 同向 独立性:各力独立作用 应用* ‘直线运动中的处理方法 ,圆周运动中的处理方法 { 的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。 ④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。 (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做惯性。 ①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。 ②质量是物体惯性大小的量度。 ③惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 (二)牛顿第二定律 1. 定律容:物体的加速度a跟物体所受的合外力|F合成正比,跟物体的质量m成反比。 2. 公式:F合ma 理解要点: ①因果性:| F合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失; ②方向性:a与| F合都是矢量,方向严格相同; ③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,|F合是该时刻作用在该物体上的合外力。 (三)牛顿第三定律 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,公式可写为 F F' 1. 应用牛顿第二定律解题的一般步骤 ①确定研究对象; ②分析研究对象的受力情况画出受力分析图并找出加速度方向; ③建立直角坐标系,使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上,并将其余分解到两坐标轴上; ④分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程; ⑤统一单位,计算数值。 高考物理牛顿运动定律试题经典及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的图象如图所示取m/s2,求: (1)物体与水平面间的动摩擦因数; (2)水平推力F的大小; (3)s内物体运动位移的大小. 【答案】(1)0.2;(2)5.6N;(3)56m。 【解析】 【分析】 【详解】 (1)由题意可知,由v-t图像可知,物体在4~6s内加速度: 物体在4~6s内受力如图所示 根据牛顿第二定律有: 联立解得:μ=0.2 (2)由v-t图像可知:物体在0~4s内加速度: 又由题意可知:物体在0~4s内受力如图所示 根据牛顿第二定律有: 代入数据得:F=5.6N (3)物体在0~14s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积,则有: 【点睛】 在一个题目之中,可能某个过程是根据受力情况求运动情况,另一个过程是根据运动情况分析受力情况;或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析,因此在解题过程中要灵活 处理.在这类问题时,加速度是联系运动和力的纽带、桥梁. 2.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-= -, (物理)物理牛顿运动定律练习题20篇 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.如图甲所示,一倾角为37°,长L=3.75 m的斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC 相连,斜面与圆轨道相切于B处,C为圆弧轨道的最高点。t=0时刻有一质量m=1 kg的物块沿斜面上滑,其在斜面上运动的v–t图象如图乙所示。已知圆轨道的半径R=0.5 m。(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求: (1)物块与斜面间的动摩擦因数μ; (2)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小; (3)试通过计算分析是否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道,通过C点后恰好能落在A点。如果能,请计算出物块从A点滑出的初速度;如不能请说明理由。 【答案】(1)μ=0.5 (2)F'N=4 N (3) 【解析】 【分析】 由图乙的斜率求出物块在斜面上滑时的加速度,由牛顿第二定律求动摩擦因数;由动能定理得物块到达C点时的速度,根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小;物块从C到A,做平抛运动,根据平抛运动求出物块到达C点时的速度,物块从A到C,由动能定律可求物块从A点滑出的初速度; 【详解】 解:(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为 根据牛顿第二定律有: 解得 (2)设物块到达C点时的速度大小为v C,由动能定理得: 在最高点,根据牛顿第二定律则有: 解得: 由根据牛顿第三定律得: 物体在C点对轨道的压力大小为4 N (3)设物块以初速度v1上滑,最后恰好落到A点 物块从C到A,做平抛运动,竖直方向: 水平方向: 解得 ,所以能通过C 点落到A 点 物块从A 到C ,由动能定律可得: 解得: 2.如图所示,在光滑水平面上有一段质量不计,长为6m 的绸带,在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块A 、B ,现同时对A 、B 两滑块施加方向相反,大小均为F=12N 的水平拉力,并开始计时.已知A 滑块的质量mA=2kg ,B 滑块的质量mB=4kg ,A 、B 滑块与绸带之间的动摩擦因素均为μ=0.5,A 、B 两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计绸带的伸长,求: (1)t=0时刻,A 、B 两滑块加速度的大小; (2)0到3s 时间内,滑块与绸带摩擦产生的热量. 【答案】(1)2 2 121,0.5m m a a s s ==;(2)30J 【解析】 【详解】 (1)A 滑块在绸带上水平向右滑动,受到的滑动摩擦力为A f , 水平运动,则竖直方向平衡:A N mg =,A A f N =;解得:A f mg μ= ——① A 滑块在绸带上水平向右滑动,0时刻的加速度为1a , 由牛顿第二定律得:1A A F f m a -=——② B 滑块和绸带一起向左滑动,0时刻的加速度为2a 由牛顿第二定律得:2B B F f m a -=——③; 联立①②③解得:211m /s a =,2 20.5m /s a =; (2)A 滑块经t 滑离绸带,此时A B 、滑块发生的位移分别为1x 和2x 1221 122221212L x x x a t x a t ? +=?? ?=?? ?=?? 代入数据解得:12m x =,21m x =,2s t = 2秒时A 滑块离开绸带,离开绸带后A 在光滑水平面上运动,B 和绸带也在光滑水平面上 第十五讲 牛顿运动定律应用(2) 姓名 班级 学号 例题1:如图所示,将质量为m 的小球用轻绳挂在倾角θ的光滑斜面上。求:当斜面以加速度a 水平向右匀加速运动时,求绳子的张力。 例题2:一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB 边重合。如图所示。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。先突然以恒定的加速度a 将桌布抽离桌面,加速度的方向是水平的且垂直于AB 边。若 圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a 满足的条件是什 么?(以g 表示重力加速度) B 例题3:如图所示,B A 是竖直平面内的光滑园弧面,一小物体从A 点静止释放,它滑上静止不动的水平皮带后,从C 点离开皮带做平抛运动,落在水平地面上的D 点,现使皮带轮转动,皮带的上表面以某一速率向左或向右匀速这运动,小物体 仍从A 点静止释放,则小物体可能落在地面上: ( ) A.、D 点右边的M 点 B 、D 点 C.、D 点左边的N 点 D 、右皮带轮边缘正下方的O 点 例题4:如图所示,传送带装置保持1 m/s 的速度水平向右平移,现将一质量m =0.5kg 的物体从离皮带很近的a 点,轻轻的放上,设物体与皮带间的摩擦因数μ=0.1,a 、b 间的距离L=2.5m ,则物体从a 点运动到b 点所经历的时间为 (g 取10m/s 2 ): ( ) A 、5 s B 、 ( ) 16-s C 、3s D 、2.5s 例题5:如图所示,小物块从光滑斜面距底边0.8m 高处由静止下滑,经一与斜面相切的小圆弧滑上足够长正在匀速运转的水平传送带,传送带的速度为v,方向如图。经过一定时间后,物块从传送带上返回又冲上斜面。当v=3m/s 时物块能冲上斜面的高度h 1= m ,当v=5m/s 时物块能冲上斜面的高度h 2= m 。 M O N 牛顿运动定律专题 知识达标: 1、牛顿第一定律内容:一切物体总保持 状态或 状态,直到有 迫使它改变这种状态为止。 2、运动状态的改变:(1)含义:是指速度的改变,若速度的大小,方向其中有一种发生改变或两种都发生改变,则物体运动状态发生改变。(2)原因:有 作用。 3、牛顿第二定律内容:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的 成反比;加速度的方向与合外力的 ;公式: 。 4、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 ,方向 ,作用在一条直线上。作用力与反作用力作用在 不同物体上。 5、超重和失重: (1)超重:当物体具有 的加速度时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象。 (2)失重:当物体具有 的加速度时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象。 (3)完全失重:当物体以向下的加速度a= 运动时,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象。 注意:超重和失重与物体的速度 直接关系。 6、质量是物体 的量度,它是唯一的量度吗? 质量越大, 越大,力不是 物体速度的原因,而是 物体速度的原因。 经典题型: 1、关于惯性下列说法中正确的是…………………………………………( ) A.物体不受力或所受的合外力为零才能保持匀速直线运动状态或静止状态,因为只有此时物体才有惯性 B.物体加速度越大,说明它的速度改变的越快,因此加速度大的物体惯性小; C.行驶的火车速度大,刹车后向前运动距离长,这说明物体速度越大,惯性越大 D.物体惯性的大小仅由质量决定,与物体的运动状态和受力情况无关 2、如图,一个楔形物体M 放在固定的粗糙斜面上,上表面成水平,在其上表面上放一光滑小球m ,楔形物体从静止开始释放,则小球在斜面前的运动轨迹是…………( ) A. 沿斜面方向的直线 B.竖直秘下的直线 C.无规则的曲线 D.抛物线 3、如图,AC 、BC 为位于竖直平面内的两根光滑细杆,A 、B 、C 恰好位于同一圆周上,C 为最低点,a 、b 、c 为套在细杆上的两个小环,当两环同时从A 、B 两点由静止开始自由下滑时,下面正确的是……………………………………………………………( ) A. a 环先到c 点 B. b 环先到c 点 C. 两环同时到达c 点 D.无法确定 最新高考物理牛顿运动定律练习题 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.如图所示,质量2kg M =的木板静止在光滑水平地面上,一质量1kg m =的滑块(可 视为质点)以03m/s v =的初速度从左侧滑上木板水平地面右侧距离足够远处有一小型固定挡板,木板与挡板碰后速度立即减为零并与挡板粘连,最终滑块恰好未从木板表面滑落.已知滑块与木板之间动摩擦因数为0.2μ=,重力加速度210m/s g =,求: (1)木板与挡板碰撞前瞬间的速度v ? (2)木板与挡板碰撞后滑块的位移s ? (3)木板的长度L ? 【答案】(1)1m/s (2)0.25m (3)1.75m 【解析】 【详解】 (1)滑块与小车动量守恒0()mv m M v =+可得1m/s v = (2)木板静止后,滑块匀减速运动,根据动能定理有:2102 mgs mv μ-=- 解得0.25m s = (3)从滑块滑上木板到共速时,由能量守恒得:220111 ()22 mv m M v mgs μ=++ 故木板的长度1 1.75m L s s =+= 2.如图,光滑固定斜面上有一楔形物体A 。A 的上表面水平,A 上放置一物块B 。已知斜面足够长、倾角为θ,A 的质量为M ,B 的质量为m ,A 、B 间动摩擦因数为μ(μ<), 最大静擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g 。现对A 施加一水平推力。求: (1)物体A 、B 保持静止时,水平推力的大小F 1; (2)水平推力大小为F 2时,物体A 、B 一起沿斜面向上运动,运动距离x 后撒去推力,A 、B 一起沿斜面上滑,整个过程中物体上滑的最大距离L ; (3)为使A 、B 在推力作用下能一起沿斜面上滑,推力F 应满足的条件。 【答案】(1) (2) (3) 专题:牛顿运动定律的应用导学案 二、两类动力学问题 1、已知受力求运动 例题1:(2019学考)一个质量m=4Kg的木箱静止放置在水平地面上,某同学用F=18N的水平推力推动木箱做匀加速直线运动,已知木箱与地面之间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g=10m/s2。求: (1)木箱受到的滑动摩擦力大小; (2)木箱运动的加速度大小; (3)木箱在2s末的速度大小。 变式1:上题若将力F改为20N,求:木箱在5s末的位移大小。 2、已知运动求受力 例题2:(2019学考)某人驾驶一辆新型电动汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动,汽车行驶了5s时速度达到10m/s。若人与汽车的总质量m=800kg,汽车所受阻力为F阻=160N。求: (1)汽车的加速度大小a; (2)汽车的牵引力大小F; (3)汽车牵引力的反作用作用在哪个物体上? 变式2:上题5s时撤除牵引力(汽车所受阻力不变),求: (1)汽车加速度大小; (2)汽车经多长时间停止运动? (3)撤去牵引力后汽车的还能运动多远? 小结: 课后巩固练习: 1、(2019学)一个质量m=10kg的物体静止在水平地面上,在F=20N的水平恒力作用下开始运动,重力加速度g=10m/s2。 (1)若水平面光滑,求物体加速度大小和2秒末的速度大小; (2)若水平面粗糙,且物体与水平面间的动摩擦因数为0.1,求物体加速度大小。 2、(2019学)一个滑雪者,质量m=70kg,从静止开始沿山坡匀加速滑下,已知滑雪者运动的加速度大小为4m/s2,山坡可看成充足长的斜面。 (1)求滑雪者在2s末的速度大小v; (2)求滑雪者受到的合力大小; 牛顿运动定律经典练习题 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 ( ) 第 5 题 第 6 题 第3讲 牛顿运动定律综合应用 主干梳理 对点激活 知识点 连接体问题 Ⅱ 1.连接体 多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的□01物体系统称为连接体。 2.外力与内力 (1)外力:系统□ 02之外的物体对系统的作用力。 (2)内力:系统□03内各物体间的相互作用力。 3.整体法和隔离法 (1)整体法:把□ 04加速度相同的物体看做一个整体来研究的方法。 (2)隔离法:求□05系统内物体间的相互作用时,把一个物体隔离出来单独研究的方法。 知识点 临界极值问题 Ⅱ 1.临界或极值条件的标志 (1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,即表明题述的过程存在着□01临界点。 (2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语,表明题述的过程存在着“起止点”,而这些起止点往往对应□ 02临界状态。 (3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点。 (4)若题目要求“最终加速度”“稳定速度”等,即是求收尾加速度或收尾速度。 2.四种典型的临界条件 (1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离,临界条件是□03弹力F N =0。 (2)相对滑动的临界条件:两物体相接触且相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是□ 04静摩擦力达到最大值。 (3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于□05它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是□06F T =0。 (4)加速度变化时,速度达到最值的临界条件:速度达到最大的临界条件是□07a =0,速度为0的临界条件是a 达到□ 08最大。 知识点 多过程问题 Ⅱ 1.多过程问题 很多动力学问题中涉及物体有两个或多个连续的运动过程,在物体不同的运动阶段,物体的□01运动情况和□02受力情况都发生了变化,这类问题称为牛顿运动定律中的多过程问题。 高考二轮复习专题三:牛顿运动定律 (一)牛顿第一定律(即惯性定律) 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。 (1)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: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第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。 ④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。 (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做惯性。 ①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。 ②质量是物体惯性大小的量度。 ③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a 和由万有引力定律定义的引力质量mF r G M =2 /严格相等。 ④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 (二)牛顿第二定律 1. 定律内容 物体的加速度a 跟物体所受的合外力F 合成正比,跟物体的质量m 成反比。 2. 公式:F m a 合= 理解要点: ①因果性:F 合是产生加速度a 的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失; ②方向性:a 与F 合都是矢量,方向严格相同; ③瞬时性和对应性:a 为某时刻某物体的加速度,F 合是该时刻作用在该物体上的合外力。 (三)力的平衡 1. 平衡状态 指的是静止或匀速直线运动状态。特点:a =0 。 2. 平衡条件 共点力作用下物体的平衡条件是所受合外力为零,即∑=F 0。 3. 平衡条件的推论 (1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中的一个力与余下的力的合力等大反向; (2)物体在同一平面内的三个不平行的力作用下,处于平衡状态,这三个力必为共点力; (3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,图示这三个力的有向线段必构成闭合三角形。 (四)牛顿第三定律 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,公式可写为F F =-'。 (五)力学基本单位制:k g m s 、、(在国际制单位中) 1. 作用力与反作用力的二力平衡的区别 内容 作用力和反作用力 二力平衡 受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖关系 同时产生,同时消失相互依存,不可单独存在 无依赖关系,撤除一个、另一个可依 然存在,只是不再平衡 叠加性 两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力 两力运动效果可相互抵消,可叠加, 可求合力,合力为零;形变效果不能 抵消 力的性质 一定是同性质的力 可以是同性质的力也可以不是同性质 的力 2. 应用牛顿第二定律解题的一般步骤 ①确定研究对象; ②分析研究对象的受力情况画出受力分析图并找出加速度方向; ③建立直角坐标系,使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上,并将其余分解到两坐标轴上; ④分别沿x 轴方向和y 轴方向应用牛顿第二定律列出方程; ⑤统一单位,计算数值。 高考物理牛顿运动定律练习题及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1.如图所示,在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m 的极薄平板 AB ,在薄平板的上端A 处放一质量m =1kg 的小滑块(视为质点),将小滑块和薄平板同时无初速释放。已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s 2。求: (1)释放后,小滑块的加速度a l 和薄平板的加速度a 2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t 。 【答案】(1)24m/s ,21m/s ;(2)1s t = 【解析】 【详解】 (1)设释放后,滑块会相对于平板向下滑动, 对滑块m :由牛顿第二定律有:0 11sin 37mg f ma -= 其中0 1cos37N F mg =,111N f F μ= 解得:002 11sin 37cos374/a g g m s μ=-= 对薄平板M ,由牛顿第二定律有:0 122sin 37Mg f f Ma +-= 其中00 2cos37cos37N F mg Mg =+,222N f F μ= 解得:2 21m/s a = 12a a >,假设成立,即滑块会相对于平板向下滑动。 设滑块滑离时间为t ,由运动学公式,有:21112x a t =,2221 2 x a t =,12x x L -= 解得:1s t = 2.如图1所示,在水平面上有一质量为m 1=1kg 的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2=2kg 的木块,木块和木板之间的动摩擦因数μ1=0.3,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等?现给木块施加随时间t 增大的水平拉力F =3t (N ),重力加速度大小g =10m/s 2 牛顿运动定律习题课 【学习目标】 能够用牛顿三大定律解释相关现象和处理相关问题 【学习重点】:理解、熟练掌握牛顿第二定律及应用。 【学习难点】:(1)准确理解力和运动的关系。 (2)通过运动情况判断物体受力。 (3)熟练应用牛顿定律 【方法指导】自主探究、交流讨论、自主归纳 学习过程:自主学习:(看书回答) 一、基础知识1、牛顿第一定律: ,牛顿第一定律定义了力:物体的运动不需要力来维持,力是改变运动状态的原因。 2、牛顿第二定律: ,牛顿第二定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的运动情况与物体的受力情况联系起来。 3、牛顿第三定律: ,牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系,把相互作用的几个物体联系起来了。 二、基本题型: 类型一:从物体的受力情况确定物体的运动情况 已知物体的受力情况,能够由牛顿第二定律求出物体的________,再通过_______规律确定物体的运动情况。 类型二:从运动情况确定受力情况 已知物体的运动情况,根据________公式求出物体的加速度,于是就能够由牛顿第二定律确定物体所受的___________。 类型三:平衡类问题 可先对物体实行受力分析,根据__力的合成___法则,可转化成二力模型、三力模型、四力模型来处理。 合作探究一 三、解题要点:(1)分析流程图 强调:抓住 力 和 运动 之间的桥梁——加速度,受力分析和运动分析是基础, (2)基本步骤: 四、基本方法:正交分解、整体法、隔离法、三角形法等 五、典型例题 合作探究二 力的合成分解 受力情况 F 1、F 2…… F 合 a 受力情况 v 0、v t 、s 、t F 合=ma 运动学公式 7.14作业一牛顿第一定律、牛顿第三定律 看书:《大一轮》第一讲 基础热身 1.2012·模拟用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图K12-1所示,下列说确的是( ) B.F2的反作用力是F3 C.F3的施力物体是地球 D.F4的反作用力是F1 2.2011·模拟关于惯性,下列说法中正确的是( ) A.在月球上物体的重力只有在地面上的1 6 ,但是惯性没有变化 B.卫星的仪器由于完全失重,惯性消失了 C.铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼惯性,使其飞得更远 D.磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了 3.2011·模拟跳高运动员蹬地后上跳,在起跳过程中( ) A.运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小 B.运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小 C.运动员所受的支持力和重力相平衡 D.运动员所受的支持力小于重力 4.2011·海淀模拟物体同时受到F1、F2、F3三个力的作用而保持平衡状态,则以下说确的是( ) A.F1与F2的合力一定与F3大小相等,方向相反 B.F1、F2、F3在某一方向的分量之和可能不为零 C.F1、F2、F3中的任何一个力变大,则物体必然做加速运动 D.若突然撤去F3,则物体一定沿着F3的反方向做匀变速直线运动 技能强化 5.就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是( ) A.采用了大功率的发动机后,某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了 C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性 D.摩托车转弯时,车手一方面要控制速度适当,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到急转弯的目的 6.2011·模拟计算机已经应用于各个领域.如图K12-2所示是利用计算机记录的某作用力和反作用力变化图线,根据图线可以得出的结论是( ) 图K12-2 A.作用力大时,反作用力小 B.作用力和反作用力的方向总是相反的 C.作用力和反作用力是作用在同一个物体上的 D.牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用 7.我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因 《牛顿运动定律》复习学案 一.选择题 1.?以下关于物体运动状态的改变的说法,正确的是 A.?速度大小不变,运动状态就不变 B.?速度方向不变,运动状态就不变 C.?只有速度的大小和方向都变了,才能说运动状态改变了 D.?只要速度的大小或方向有一个变了,运动状态就发生了改变 2.?下面作个说法中正确的是 A.当物体的运动状态发生变化时,它一定受到外力作用 B.?静止或作匀速直线运动的物体,一定不受外力的作用 C.?当物体的速度等于零时,它一定处于平衡状态 D.物体的运动方向一定是它所受的合外力的方向 3.?下列说法中正确的是 A.子弹离开枪口飞出时速度大,力很大,飞行一段时间后速度小,力也就小了 B.作匀速直线运动的物体,所受的合外力一定是零 C.?运动得很快的汽车不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大 D.子弹在空中飞行时受到三个力作用:重力、空气阻力、向前运动的力 4.?关于作用力和反作用力,下列说法中正确的是 A.地球对重物的作用力比重物对地球的作用力大 B.两个物体都外于平衡状态时,作用力与反作用力的大小才相等 C.一个作用力和它的反作用力的合力为零 D.作用力与反作用力总相同性质的力 5.当书本A静止于桌面B上时,下列说法中正确的是 A.A对B的正压力等于A的重力,这两个力是平衡力 B.?B对A的支持力等于A的重力,这两个力是作用力与反作用力 C.?B对A的支持力等于A的重力,这两个力是平衡力 D.?B对A的支持力等于A的重力,这两个力是平衡力 6.马拉车加速前进,则 A.?马拉车的力一定大于车拉马的力B.?马拉车的力可能小于车拉马的力 C.?马拉车的力一定等于车拉马的力 D.?马拉车的力等于车拉马的力跟地面与车的摩擦力之和 7.有关超重和失重,以下说法中正确的是() A.物体处于超重状态时,所受重力增大,处于失重状态时,所受重力减小 B.斜上抛的木箱中的物体处于完全失重状态 C.在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时,升降机必定处于下降过程 D.在月球表面行走的人处于失重状态 8.如图2所示,一个自由下落的小球,从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短 的过程中,小球的速度和所受合外力的变化情况为() A、速度一直变小直到零 B、速度先变大,然后变小直到为零 C、合外力一直变小,方向向上 D、合外力先变小后变大,方向先向下后向上 图2高考物理专题汇编物理牛顿运动定律的应用(一)及解析
牛顿运动定律的应用学案
牛顿运动定律练习题经典习题汇总.
牛顿运动定律学案一
上海高考复习牛顿运动定律
高考物理牛顿运动定律试题经典及解析
(物理)物理牛顿运动定律练习题20篇
高二物理 第十五讲 牛顿运动定律应用(2)复习学案(无答案)
高考复习4-牛顿运动定律
最新高考物理牛顿运动定律练习题
导学案:牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律-经典习题汇总
2020高考物理一轮复习第三章第3讲牛顿运动定律综合应用学案(含解析)
高考二轮复习专题(物理-牛顿运动定律)
高考物理牛顿运动定律练习题及解析
牛顿运动定律习题课导学案
牛顿运动定律经典例题(含解析)
高中牛顿运动定律复习学案教案