第三章牛顿运动定律
第三章牛顿运动定律·动量守恒定律
习题解答
3.5.1质量为2kg的质点的运动方程为
r=(6t2-10)i+(3t2+3t+10)j（t为时间，单位为s;长度单位为m）求证质点受恒力而运动，并求力的大小方向．
解：运动学方程
为恒矢量。
3.5.2质量为m的质点在Oxy平面内运动，质点的运动方程为
r=acoswt i+bsinwt j
a,b,w为正常数，证明作用于质点的合力总指向原点．
解：运动学方程
则与方向相反指向原点。
3.5.3在脱粒机中往往装有振动鱼鳞筛,一方面由筛孔漏出谷粒,一方面逐出秸杆,筛面微微倾斜,是为了从较低的一边将知杆逐出,因角度很小,可近似看作水平,筛面与谷粒发生
相对运动才可能将谷粒筛出,若谷粒与得到面静摩擦系数为0.4,问得到沿水平方向的加速度至少多大才能使谷粒和得到面发生相对运动
.解：摩擦力满足μmg ≤ ma
则 a 至少为μg=0.4*9.8m/s2才能使它们发生相对运动。
3.5.4桌面上叠反放着两块木版，质量各为m1,m2,如图所示m2和桌面的摩察系数为μ2，m1和m2间的静摩察系数为μ1．沿水平方向用多大的力才能把下面的木版抽出来．
解：研究对象分别为
坐标系：o-xy
受力分析：
m1: m2: 列方程
坐标分量
式
①
②
③
④
联立解得：只有a2x≥ a1x 时,才能抽出。
3.5.5质量为m2的斜面可在光滑水平面上运动，斜面倾角为a，质量为m1的小球与斜面之间亦无摩察，求小球相对于斜面的加速度及其对斜面的压力．
解：研究对象分别为
坐标系：o-xy
受力分析：
m1:
m2:
列方程
坐标分量式①
②
③
④由相对运动：
投影：
解得：
3.5.6在图示的装置中两物体的质量各为m1,m2．物体之间及物体与桌面的间摩察系数都为μ．求在力F的作用下两物体加速度及其绳内张力．不计滑轮和绳的质量及轴承摩察，绳不可伸长．
解：研究对象分别为
坐标系：o-x
受力分析： m1:
m2:
列方程
坐标分量式①
②
③
3.5.7在图示的装置中,物体A,B,C 的质量各为m1,m2,m3且两两不相等,若物体A,B 与桌面间的摩擦系数均为μ,求三个物体的加速度及绳内的张力,不计绳和油轮质量,不计轴承摩擦.绳不可伸长.
解：研究对象分别为
m1:
m2:
m3:
列方程
T1= T1′= T2 = T2′= T 坐标分量式
①
②
③
辅助方程：（绳子的总长度一定）
3.5.8天平左端挂一定滑轮,一轻绳跨过滑轮,绳的两端分别系上质量为m1,m2的物体(m1≠m2).天平右端的托盘内放有砝码.问天平托盘和砝码共重若干诸能保持天平平衡?不计滑轮和绳的质量及轴承摩擦,绳不伸长.
解：研究对象分别为
坐标系：o-x
m1:
受力分析：
m2:
列方程
坐标分量式①
②
绳不伸长，
解得：
于是天平左端受力大小为 2T
右端的砝码和托盘重为：
3.5.9跳伞运动员初张伞时的速度为,阻力大小与速度平方成正比:,人伞总质量为m,求的函数(提示:积分时可利用式.)
解：
,积分时变为
则
则
则
3.5.10一巨石与斜面因地震而分裂,脱离斜面下滑至水平石面之速度为v0,求在水平面上巨石速度与时间的关系,摩擦系数为(注:不必求v 作为t的显函数).
解：在水平面上，t=0,
则
3.5.11棒球质量为0.14kg,用棒击棒球的力随时间的变化如图所示,设棒被击前后速度增量大小为70m/s.求力的最大值,打击时,不计重力.
解：0 - 0.05s内：F=20Fmaxt
0.05-0.08s内：F=Fmax（8-100t）
冲量：
=0.025Fmax+0.015Fmax
=0.04 Fmax
动量的增量：
∴Fmax=245N
3.5.12沿铅直向上发射玩具火箭的推力随时间变化如图所示．火箭的质量为2kg，t=0时处于静止．求火箭发射后的最大速率和最大高度（注意，推力＞重力时才起动）．
解：由动量守恒：
F > mg 时才起动，
，t = 4 s 时
F = mg
时间应从t > 4 s 开始。
= 32mg
= mv
∴ v = 32 * 9.8 m/s = 313.6 m/s
3.5.13抛物线型弯管的表面光滑，绕铅直轴以匀角速率转动，抛物线方程为y=ax,a为正常数．小环套于弯管上．（1)弯管角速度多大，小环可在管上任意位置相对弯管静止？（2）若为圆形光滑弯管，情况如何？
解：惯性系：地面
坐标系：小环的轨迹是圆弧，沿小环的轨迹曲线建立自然坐标，法向由小环指向圆心，切向沿轨迹切向。
受力分析：
列方程：
投影：
得
由
∴
如果是圆形管，轨迹方程：
（y > a无意义）
3.5.14北京设有供实验用的高速列车环形铁路,回转半径为9km,将要建设的京沪铁路列车时速250km/h,若在环路上作此项列车实验且欲铁轨不受侧压力,外轨应比内轨高多少?设轨距1.435米.
解：以列车为研究对象
受力分析：
列方程：
投影：
则h = 0.076m
3.5.15汽车的质量为1.20kN ，在半径为100m 的水平圆形弯道上行驶．公路内外侧倾斜15°．沿公路取自然坐标，汽车运动学方程为s=0.5t3+20t(m),自t=5s 开始匀速运动．问路面作用于汽车与前进方向垂直的摩察力是由公路内侧指向外侧还是由外侧指向内侧？ 解：以汽车为研究对象
受力分析：
列方程：
投影：
t = 5 s 时，
= 57.5m/s
= 0.268
得μ= 0.01 代入后 f > 0 ,与假设方向相同。
3.5.16速度选择器原理如图，在平行板电容器间有匀强电场E=E j,又有与
之垂直的匀强磁场B=B k．现有带电粒子以速度v=v i进入磁场中，问具有
何种速度的粒子方能保持沿x轴运动．
此装置用于选出具有特定速度的粒子，并用量纲法则检验计算结果．
解：F库=Eq
F洛=Bqv,当F库=F洛时
粒子沿x轴运动
Eq=Bqv è v = E/B
量纲验证：场强单位：
N/C
磁感应强度单位：NS/Cm
速度单位：m/S
3.5.17带电粒子束经狭缝S1与S2之选择,然后进入速度选择器(习题3.5.16),其中电场强度和磁感应强度各为E和B,具有“合格”速度的粒子再进入与速度垂直的磁场B0中,并开始作圆周运动,经半周后打在荧光屏上,试证明粒子质量为m=qBB0r/E,r和q表示轨道半径和粒子电荷.该装置能检查出0.01%的质量差别,可用于分离同位素,检测杂质或污染物.
解：
3.5.18某公司欲开设太空旅馆,其设计用32m长的绳联结质量相同的两客舱。问客舱围绕两舱中点转动的角速度多大可使旅客感到和在地面上那样受重力作用，而没有失重的感觉
解：
3.5.20圆柱A重500N,半径RA=0.30m,圆柱B重1000N,半径RB=0.50m,都放置在宽度
l=1.20m的槽内.各接触点都是光滑的.求A.B柱间的压力及A.B柱与槽壁和槽底间的压力.
3.5.21图表示哺乳动物的下颌骨,假如肌肉提供的力和均与水平方向成45度，食物
作用于牙齿的力为F，假设F、和共点.求、的关系以及与F的关系。F沿铅直方向。
解：
3.5.22四根等长且不可伸长的轻工线端点悬于水平面正方形的四个顶点处.另一端固结于一处悬挂重物,重量为W.线与铅垂线夹角为α,求各线内张力,若四根均不等长,知诸线之方向的余弦.能算出线内张力吗? 解：
则
知道方向余弦，不足以确定线内张力。
3.6.1小车以匀加速度a 沿倾角为a 的斜面向下运动，摆锤相对于小车保持静止，求悬线与竖直方向的夹角（分别自惯性系和非惯性系中求解）。 在惯性系和非惯性系中求解： 惯性系：地面研究对象：
列方程：
投影：
非惯性系：<车>研究对象：
列方程：相
投影：
3.6.2升降机A内有一装置如图所示。悬挂的两物体的质量各为m1,m2且m1=m2。若不计滑轮质量，不计轴承处擦，绳不可伸长，求当升降机以加速度a（方向向下）运动时，两物体的加速度各是多少？绳内张力是多少？
解：参考系：升降机（直线加速非惯性系）
研究对象分别为
坐标系：o-x
受力分析： m1:
m2:
列方程相
相
坐标分量式相①
相②
绳不伸长，a1相= - a2相
则相
a1相 =
=
3.6.3图示柳比莫夫摆,框架上悬挂小球随即摆动起来,(1),当小球摆到最高位置时,释放框架使它沿导轨自由下落,如图(a).问框架自由下落时,摆锤相对于框架如何运动?(2).当小球摆至平衡位置时,释放框架,如图(b),小球相对于框架如何运动?小球质量比框架小的多.
答：（1）静止
（2）匀速圆周运动
3.6.4摩托车选手在竖直位置旋转圆筒壁内在水平面内旋转.筒内壁半径为3.0m.轮胎与壁面静摩擦系数为0.6 ,求摩托车最小线速度(取非惯性系作).
解：匀速转动非惯性系
3.7.1就下面两种受力情况：
（1）F=2t i+2j，（2）F=2t i+（1-t）j．
（力：Ｎ，时间：ｓ）分别求出ｔ＝0,0.25,0.5,0.75,1时的力并用图表示；再求t=0至t=1时间内的冲量,也用图表示.
（1）
t = 0 , 1/4 , 1/2 , 3/4, 1 时
（1）
（2）
3.7.2一个质量为m的质点在O-xy平面上运动,其位置矢量为r=acosωti+bsinωtj求质点的动量.
解：
3.7.3自动步枪连发时每分钟可射出120发子弹,每颗子弹质量为7.9g出口速率为735m/s.求射击是所需的平均力
解：由
即
3.7.4棒球质量为0.14kg,棒球沿水平方向以速率50m/s投来,经棒击球后,球沿与水平方向成30度飞出,速率为80m/s,球与棒接触时间为0.02s,求棒击球的平均力.
解：
3.7.5质量为M的滑块与水平台间的静摩擦系数为μ0,质量为m的滑块与M均处于静止.声不可伸长,绳与滑块伸长,绳与滑轮的质量可不计不计滑轮轴摩擦.问将m托起多高,松手后可利用绳对M冲力的平均力拖动M?设当m下落h后经过极短的时间△t后与绳的铅直部分相对静止.
解：由
3.7.6质量m1=1kg,m2=2kg ,m3=3kg ,和m4=4kg;m1,m2和m4四质点形成的质心坐标顺次为(x,y)=(-1,1),(-2,0),和(3,-2). 质心位于(x,y)=(1,-1),求m3的位置.
解：
所以 m3的坐标为（1，-1）
3.8.1质量为1500kg的汽车在静止的驳船上在5s内自静止加速至5m/s.问缆绳作用于驳船的平均力有多大？
解：
（1）根据质心运动定理：
（2）根据质点系动量定理：
3.8.2若上题中驳船的质量为6000kg.当汽车相对船静止时,由于船尾螺旋桨的转动,使船载着汽车以加速度0.2m/s2前进.若正在前进时,汽车自静止开始相对船以加速度0.5m/s2与船前进相反方向行驶,船的加速度如何? 解：
研究对象：《船和车》 沿船的运动方向建坐标系：o-x 受力分析：
浮，
水
根据质心运动定理列方程：
由
投影：
根据质点系动量定理：
投影：
由相对运动：
3.8.3气球下悬软梯,总质量为M,软梯上站一质量为m的人,共同在气球所受浮力F作用下加速上升.一人以相对于软梯的加速度a上升,问气球的加速度如何?
解：质心运动定理：
《牛顿运动定律的运用》教案
牛顿运动定律的应用 教学目标 一、 知识目标 1. 知道运用牛顿运动定律解题的方法 2. 进一步学习对物体进行正确的受力分析 二、 能力目标 1. 培养学生分析问题和总结归纳的能力 2. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力 三、 德育目标 1. 培养学生形成积极思维，解题规范的良好习惯 教学重点 应用牛顿运动定律解决的两类力学问题及这两类问题的基本方法 教学难点 应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法 教学方法 实例分析发归纳法讲练结合法 教学过程 一、 导入新课 通过前面几节课的学习，我们已学习了牛顿运动定律，本节课我们就来学习怎样运用牛顿运动定律解决动力学问题。 二、 新课教学 （一）、牛顿运动定律解答的两类问题 1.牛顿运动定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的受力情况和运动情况联系起来，由此用牛顿运动定律解决的问题可分为两类： a.已知物体的受力情况，确定物体的运动情况。 b.已知物体的运动情况，求解物体的受力情况 2.用投影片概括用牛顿运动定律解决两类问题的基本思路 已知物体的受力情况???→?=ma F 据 求得a ?→?据t v v s as v v at v v at v s t t t ......2210202020可求得???? ?????=-?→?+=+= 已知物体的运动情况???→?????→?=???????=-+=+=ma F as v v at v s at v v a t t 据据求得2221022 00求得物体的受力情况 3.总结 由上分析知，无论是哪种类型的题目，物体的加速度都是核心，是联结力和运动的桥梁。 （二）已知物体的受力情况，求解物体的运动情况
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
高中物理牛顿运动定律的应用模拟试题含解析
高中物理牛顿运动定律的应用模拟试题含解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．某智能分拣装置如图所示，A为包裹箱，BC为传送带．传送带保持静止，包裹P 以初速度v0滑上传送带，当P滑至传送带底端时，该包裹经系统扫描检测，发现不应由A收纳，则被拦停在B处，且系统启动传送带轮转动，将包裹送回C处．已知v0=3m/s，包裹P 与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，传送带与水平方向夹角θ=37o，传送带BC长度L=10m，重力加速度g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8，求： （1）包裹P沿传送带下滑过程中的加速度大小和方向； （2）包裹P到达B时的速度大小； （3）若传送带匀速转动速度v=2m/s，包裹P经多长时间从B处由静止被送回到C处；（4）若传送带从静止开始以加速度a加速转动，请写出包裹P送回C处的速度v c与a的关系式，并画出v c2-a图象． 【答案】（1）0.4m/s2 方向：沿传送带向上（2）1m/s（3）7.5s （4） 2 2 2 200.4/ 80.4/ c a a m s v a m s ?< =? ≥ ? （） （） 如图所示： 【解析】 【分析】 先根据牛顿第二定律求出包裹的加速度，再由速度时间公式求包裹加速至速度等于传送带速度的时间，由位移公式求出匀加速的位移，再求匀速运动的时间，从而求得总时间，这是解决传送带时间问题的基本思路，最后对加速度a进行讨论分析得到v c2-a的关系，从而画出图像。 【详解】
（1）包裹下滑时根据牛顿第二定律有：1sin cos mg mg ma θμθ-= 代入数据得：2 10.4/a m s =-，方向：沿传送带向上； （2）包裹P 沿传送带由B 到C 过程中根据速度与位移关系可知：220 L=2v v a - 代入数据得：1/v m s =； （3）包裹P 向上匀加速运动根据牛顿第二定律有：2cos sin mg mg ma μθθ-= 得2 20.4/a m s = 当包裹P 的速度达到传送带的速度所用时间为：12250.4 v t s s a = == 速度从零增加到等于传送带速度时通过的位移有：2245220.4 v x m m a = ==? 因为x 第四章牛顿运动定律 全章概述 本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。 本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。 为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。 物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用。新课标要求 1、通过实验，探究加速度与质量、物体受力之间的关系。 2、理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。 3、通过实验认识超重和失重。 4、认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。 新课程学习 4.1 牛顿第一定律 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。 2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。 3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度． （二）过程与方法 1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系． 2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯． 3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。 （三）情感、态度与价值观 1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。 2、培养科学研究问题的态度。 3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。 4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。 ★教学重点 1、理解力和运动的关系。 2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。 ★教学难点 惯性与质量的关系。 ★教学方法 1、对比实验、自主探索、合理推理。 2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。 ★教学用具： 多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。 ★教学过程 【物理】物理牛顿运动定律的应用练习题 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，有一质量为M=2kg的平板车静止在光滑的水平地面上，现有质量均为m=1kg的小物块A和B（均可视为质点），由车上P处开始，A以初速度=2m/s向左运动，同时B 以=4m/s向右运动，最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车，两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1，取，求： （1）开始时B离小车右端的距离； （2）从A、B开始运动计时，经t=6s小车离原位置的距离。 【答案】（1）B离右端距离（2）小车在6s内向右走的总距离： 【解析】(1)设最后达到共同速度v，整个系统动量守恒，能量守恒 解得：， A离左端距离，运动到左端历时，在A运动至左端前，木板静止 ，， 解得 B离右端距离 (2)从开始到达共速历时，，， 解得 小车在前静止，在至之间以a向右加速： 小车向右走位移 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， 牛顿运动第一定律 教学目的： 1．知道亚里士多德、伽利略等对力和运动的关系的不同认识，了解伽利略的理想实验及其推理和结论，认识理想实验是科学研究的重要方法； 2．理解牛顿第一定律的内容和意义； 3．掌握惯性的概念，会应用惯性解释自然现象； 4．通过问题的分析和研究感悟科学研究的方法和规律。 重点难点：牛顿第一定律的理解和应用 教材处理：将教材第一节部分内容渗透到牛顿运动第一定律的教学过程中，并且在本章的教学过程中不断渗透其思想方法，通过不断深入的理性思维引导，提升感悟认识。 课型：规律建立课 教学方法：以讲授为主，调动学生观察与思维体验 手段：利用手边的钥匙做演示实验，多媒体辅助教学 教学过程 引入: 公共汽车急剎车, 一位男士踩到了一位女士, 女士很生气说:”瞧你这德性.”男士回答:”不是德性, 是惯性.”老师提问:”什么是惯性呢?” 教师演示实验，学生观察实验——引导学生体会、思考力与运动的关系：使一串钥匙：竖直上抛、使其摆动、使其圆周运动， 提出思考问题：为什么小球的运动过程不一样？ 学生观察后绝大多数答案：小球受力情况不同。 教师变换条件，演示实验，学生观察实验——引导学生思考，感悟力不是决定具体运动形式唯一因素。 使同一串钥匙落体、上抛、平抛、斜抛 问题：小球受力情况是否相同？ 答案：均只受重力 问题：为什么小球的运动过程不一样？ 学生对比两次实验，深刻思考反思，有学生说到有惯性！ 教师肯定，并且强调初始状态不同。 教师引出新课题： 运动学（kinematics） ——只研究物体怎样运用而不涉及运用与力的关系的理论； 动力学(dynamics) ——研究运动和力的关系的理论。 教师调动学生： 让我们走进牛顿的世界 《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 教材分析案例——牛顿运动定律1 【地位和作用】 本部分讲述牛顿运动定律及其简单的应用，属于力学的重点知识要求。以牛顿运动定律为基础的经典力学对人类的生产和生活产生了深远的影响。从地面上一般物体的运动到航天飞机的飞行，无不留下了牛顿运动定律的印象。掌握好牛顿运动定律及其应用对学生正确认识、解释和探索客观世界，形成正确的世界观具有重要的现实意义。 【知识结构】 在牛顿运动定律这一章，教学内容可以分为四个单元。 第一单元:第一节，介绍人类对力和运动关系的认识，讲述牛顿第一定律。知道什么是惯性。 第二单元:第二节至第四节，讲解牛顿第二定律：理解力与运动的关系；知道力的独立作用原理；会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题。 第三单元:第五节，讲牛顿第三定律：能区分平衡力和作用力、反作用力。 第四单元:第六节，介绍力学单位制：理解基本单位和导出单位；单位制在物理计算中的作用。 【重点难点分析和疑难点解析】 本章着重介绍三个牛顿运动定律，从人类对力和运动的关系的认识历史引入，强调对定律本身的理解，以期学生对定律有全面、清楚的认识。 1.力和物体运动的关系，是动力学研究的基本问题。人类正确认识它，经历了漫长的过程。同样，学生在认识这一问题时，也有许多错误直觉的干扰。第一节从人类认识的历史讲起，也是希望引起学生的共鸣和充分注意。并由此让学生正确理解牛顿第一定律的内容和认识它的重要意义。知道伽利略和亚里士多德对运动和力的关系的不同论点，知道伽利略理想实验的基本思路、主要推理过程和结论。知道伽利略理想实验的方法是科学研究的重要方法。 2.研究加速度跟力的关系的实验，有多种做法，教材中所用的装置比较简单，课堂演示也比较可靠。只是在分析小车受到的水平拉力时，要注意不使学生产生错误概念，书中用了“可以认为等于砝码所受重力的大小”，并在页末加了标注：这是一个连接体问题，只有小车的质量远大于砝码和盘的总质量时，才“可以认为小车所受的水平拉力等于砝码所受重力的大小”而在此处尚无法进行严格讨论。但要让学生知道，并在第七章中给以证明。 3.教材中牛顿第二定律是从实验总结出来的，根据大量的实验归纳出规律是人们认识客观规律的重要方法，教材分三节由实验得出牛顿第二定律，就是想让学生通过这一过程对此有所认识。因此，认真做好演示和学生实验十分重要。 1．一轮船以4m/s的速度沿垂直于河岸方向匀速渡河，行驶中发动机突然熄火，轮船牵引力随之消失，此后轮船随波逐流。试求此后轮船速度的最小值。已知河水各处水流速度都相同，其大小为3m/s。 2．一木筏以垂直于河岸的速度离开河岸边的点驶向河中心，河中各处河水流速均为 ，木筏无动力，其出发后的航行轨迹如图所示。离岸2min 后，木筏到达图中的点，试用作图法确定木筏离岸后4min 时的位置。 3．在一竖直面内有一圆环（半径为、圆心为及一点（位于环外，且在的斜上方），如图所示。今有一质点自点由静止出发沿一光滑斜面滑至环上，问此斜面应沿何方向架设可 使质点滑行的时间最短？ 4．有一些问题你可能不会求解,但你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性。 举例如下:如图所示,质量为、倾角为的滑块放在水平地面上,把质量为的滑块放在的斜面上,忽略一切摩擦,有人求得相对地面的加速度 ,式中g为重力加速度。 对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题,他 进一步利用特殊条件对该解做了四项分析和判断,所得结论都是“解可能是正确的”,但是其中有一项是错误的,请你指出该项() A.当=0°时,该解给出= 0,这符合常识,说明该解可能对的 B.当=90°时,该解给出,这符合实验结论,说明该解可能对的 C.当时,该解给出≈g,这符合预期的结果,说明该解可能对的 D.当时,该解给出≈,这符合预期的结果,说明该解可能对的 5．使半径=10cm、质量=10kg的均匀实心圆柱体以角速度10rad/s绕中心轴转动，然后将此匀速转动的圆柱体轻轻放在粗糙水平面上。设圆柱体与水平面间的动摩擦因数和静摩擦因数均为=0.1，求经过多长时间后此圆柱体的运动变为纯滚动？ 6．如图所示，为放在光滑水平桌面上的长方形物块，在它上面放有物块和。、、的质量分别为、、，、与之间的静摩擦因数和滑动摩擦因数皆为0.1。为轻滑轮，绕过连接、的轻细绳都处于水平位置。现用沿水平方向的恒定外力拉滑轮，使的加速度为0.2g（g为重力加速度）。在这种情况下，、之间沿水平方向的作用力大小为多少？、之间沿水平方向的作用力大小为多少？外力的大小为多少？ 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 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 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 【关键字】情况、设想、方法、质量、认识、问题、要点、自主、继续、快速、持续、保持、建立、提出、研究、规律、位置、理想、地位、基础、作用、水平、反映、速度、关系、分析、保证 第一节牛顿第一定律 【学习目标】 1．知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法．2．理解牛顿第一定律的内容及意义． 3．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象． 【自主学习】 1.对力和运动关系的看法（认真阅读教材p68页完成下列问题） 代表人物对力和运动关系的看法 亚里士多德 伽利略 笛卡儿 2.牛顿第一定律： 惯性：； 任何物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。牛顿第一定律又叫做。 4. 是物体惯性大小的量度。 【课堂探究】 知识点一、对力和运动的关系的认识 （1）静止的物体若没有力的作用就运动不起来； （2）运动的物体若去掉推力，就会停下来，但是不 是去掉推力，物体就立即停下来？ （3）设想：若果接触面光滑，物体将会怎么样？ 2.伽利略的理想实验 ①（实验事实）两个斜面，小球从一个斜面的某一高度滚下，将到达另 一个斜面的某一高度 ②（科学推想）若另一个斜面光滑，则小球一定会滚到另一斜面的 高度 ③（科学推想）若降低另一个斜面的坡度，则小球高度， 不过，在另一个斜面上将滚得更远 ④（科学推想）若把另一个斜面改成光滑的水平面，则物体 将。 理想实验是建立在可靠的基础上的一种科学方法。 练习1：伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映规律，有关的实验程序内容如下： （1）减小第二个斜面的角度，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度。（2）两个对接的光滑斜面，使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，小球将上升到释放的高度。（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它处于水平位置，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，下列选项中正确的是：( ) 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4C．事实2→推论3→推论1→推论4 D．事实2→推论1→推论4知识点二、牛顿第一定律 1、牛顿的总结：一切物体总保持状态或状态，除非 迫使它改变这种状态，这就是牛顿第一定律。 ①牛顿第一定律反映了力不是，力是。 ②牛顿第一定律不是实验定律，是在可靠的实验事实的基础上，利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不能用实验直接验证。 ③提出了惯性的概念，它在牛顿运动定律中有极其重要的地位。 知识点三、惯性 1、物体的性质，叫做惯性。惯性是物体的，与物体的运动状态、物体是否受力均无关；是惯性大小的量度，越大，惯性就越大；越小，惯性就越小。 ①任何物体都有惯性，任何状态下都有惯性（错误的说法：只有在匀速 《金版新学案》高三物理一轮物理课下作业第3章第三讲实验四：验证牛顿运动定律新人教版必修1 1．在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时，下列说法中正确的是( ) A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上 B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行 C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动 D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车 解析：本题考查实验过程中应注意的事项，选项A中平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)通过细绳拴在小车上，A错；选项B、C、D符合正确的操作方法，B、C、D对． 答案：BCD 2．(2011·南通质检)“验证牛顿运动定律”的实验，主要的步骤有： A．将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在光滑的水平长木板上 B．打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，夹上夹子，让它们同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小C．分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系D．在小车的后端也分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳 E．在小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着数目不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量．分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量 上述实验步骤，正确的排列顺序是________． 解析：此题考查的是实验步骤，对于实验的一些常识，必须牢记于心，结合本实验的实验步骤，不难排列出正确的顺序． 答案：AEDBC 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。 专题12 牛顿运动定律的综合应用 【基础回顾】 考点内容:牛顿运动定律及其应用；超重与失重 考纲解读： 1.掌握超重、失重的概念，会分析有关超重、失重的问题。 2.学会分析临界与极值问题。 3.会进行动力学多过程问题的分析。 考点一超重与失重 1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了．在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）发生了变化（即“视重”发生变化）． 2．只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关． 3．尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态． 4．物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于ma. 考点二动力学中的临界极值问题分析 1．当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件．用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键． 2．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，明显表明题述的过程存在着临界点；（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”，而这些起止点往往就是临界状态； （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”、“稳定加速度”等，即是要求收尾加速度或收尾速度． 考点三动力学中的图象问题 物理公式与物理图象的结合是一种重要题型，也是高考的重点及热点． 1．常见的图象有：v－t图象，a－t图象，F－t图象，F－a图象等． 物理牛顿运动定律的应用练习及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图所示，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B ．质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l ．用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°．松手后，小球运动到与A 、B 相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°=0.8，cos53°=0.6．求： （1）小球受到手的拉力大小F ； （2）物块和小球的质量之比M :m ； （3）小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T 【答案】（1）53F Mg mg =- （2） 65M m = （3）()85mMg T m M =+（4855 T mg =或8 11T Mg = ） 【解析】 【分析】 【详解】 （1）设小球受AC 、BC 的拉力分别为F 1、F 2 F 1sin53°=F 2cos53° F +mg =F 1cos53°+ F 2sin53°且F 1=Mg 解得5 3 F Mg mg = - （2）小球运动到与A 、B 相同高度过程中 小球上升高度h 1=3l sin53°，物块下降高度h 2=2l 机械能守恒定律mgh 1=Mgh 2 解得 65 M m = （3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时AC 方向的加速度大小为a ，重物受到的拉力为T 牛顿运动定律Mg –T =Ma 小球受AC 的拉力T ′=T 牛顿运动定律T ′–mg cos53°=ma 解得85mMg T m M = +（）（488 5511 T mg T Mg = =或） 【点睛】牛顿运动定律
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