2024江苏高考物理第一轮章节复习--专题三 牛顿运动定律
专题三牛顿运动定律
基础篇
考点一牛顿运动定律的理解
1.(2022江苏,1,4分)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书,书与桌面间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2。若书不滑动,则高铁的最大加速度不超过() A.
2.0 m/s2 B.4.0 m/s2
C.6.0 m/s2
D.8.0 m/s2
答案B
2.(2022全国乙,15,6分)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距3
5
L时,它们加速度的大小均为()
A.5F 8m
B.2F
5m
C.3F
8m
D.3F
10m
答案A
3.(2022徐州一中期末,1)在日常生活中,我们经常会接触到一些民谚、俗语,它们都蕴含着丰富的物理知识,以下对它们的理解错误的是()
A.“泥鳅黄鳝交朋友,滑头对滑头”——泥鳅和黄鳝的表面都比较光滑,相互之间的摩擦力小
B.“一个巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用,一个巴掌要么拍另一个巴掌,要么拍在其他物体上才能产生力的作用,才能拍响
C.“鸡蛋碰石头,自不量力”——鸡蛋和石头相碰时,石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力
D.“人心齐,泰山移”——如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和
答案C
4.(2021海南,1,3分)公元前4世纪末,我国的《墨经》中提到“力,形之所以奋也”,意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示,正确的是() A.kg·m·s-1 B.kg·m·s-2
C.Pa·m2
D.J·m-1
答案B
5.(2022浙江6月选考,2,3分)下列说法正确的是()
A.链球做匀速圆周运动过程中加速度不变
B.足球下落过程中惯性不随速度增大而增大
C.乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变
D.篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关
答案B
6.(2020浙江7月选考,2,3分)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱子四周有一定空间。当公交车()
A.缓慢起动时,两只行李箱一定相对车子向后运动
B.急刹车时,行李箱a一定相对车子向前运动
C.缓慢转弯时,两只行李箱一定相对车子向外侧运动
D.急转弯时,行李箱b一定相对车子向内侧运动
答案B
考点二牛顿运动定律的应用
1.(2022南通四模,10)滑索是一项体育游乐项目。游客从起点利用自然落差加速向下滑行,越过钢索的最低点减速滑至终点。不考虑空气对人的作用力,选项中能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是()
A B
C D
答案C
2.(2021北京,13,3分)某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20 cm刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40 cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。下列说法正确的是
()
A.30 cm刻度对应的加速度为-0.5g
B.40 cm刻度对应的加速度为g
C.50 cm刻度对应的加速度为2g
D.各刻度对应加速度的值是不均匀的
答案A
3.(2022泰州泰兴中学期中,4)如图所示,电梯与水平地面成θ角,一人静止站在电梯水平梯板上,电梯以恒
,则定加速度a启动过程中,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为F N和F f。若电梯启动加速度减小为a
2
下面结论正确的是()
A.水平梯板对人的支持力变为F N
2
B.水平梯板对人的摩擦力变为F f
2
C.电梯加速启动过程中,人处于失重状态
D.水平梯板对人的摩擦力和支持力之比仍为F f
F N
答案B
综合篇
拓展一解决两类动力学问题的方法
1.(2020山东,1,3分)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用F N表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是()
A.0~t1时间内,v增大,F N>mg
B.t1~t2时间内,v减小,F N C.t2~t3时间内,v增大,F N D.t2~t3时间内,v减小,F N>mg 答案D 2.(2023届扬州高邮一中阶段检测,9)如图所示,在水平桌面上推物体压缩一个原长为L0的轻弹簧。桌面与物体之间有摩擦,放手后物体被弹簧弹开,则() A.物体与弹簧分离时加速度等于零,以后开始做匀减速运动 B.弹簧恢复到原长L0时物体的速度最大 C.弹簧恢复到原长L0以前一直做加速度越来越小的变加速运动 D.弹簧恢复到原长L0以前的某一时刻物体已经达到最大速度 答案D 3.(2023届扬州高邮一中阶段检测,15)如图所示,在倾角为37°的固定斜面上,一质量为10 kg的物块恰好沿斜面匀速下滑,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求: (1)物块与斜面间的动摩擦因数μ; (2)若用水平向右的力F作用于物块使其保持静止,求力F的最大值; (3)若斜面不固定,在水平向左的推力作用下,物块和斜面一起向左以a=1 m/s2的加速度做匀加速直线运动,求斜面对物块的支持力和摩擦力的大小。 答案(1)0.75(2)2 400 N(3)86 N52 N 7 4.(2020浙江7月选考,19,9分)如图1所示,有一质量m=200 kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的1 时开始计时,测得电机的牵引力随时间变 4 化的F-t图线如图2所示,t=34 s 末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力,g 取10 m/s2,求物件 (1)做匀减速运动的加速度大小和方向; (2)匀速运动的速度大小; (3)总位移的大小。 答案(1)0.125 m/s2竖直向下(2)1 m/s(3)40 m 5.(2022浙江6月选考,19,9分)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中,如图所示,倾斜滑轨与水平面成24°角,长度l1=4 m,水平滑轨长度可调,两滑轨间平滑连接。若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑, ,货物可视为质点(取cos 24°=0.9,sin 24°=0.4,重力加速度g=10 m/s2)。 其与滑轨间的动摩擦因数均为2 9 (1)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小; (2)求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小; (3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2 m/s,求水平滑轨的最短长度l2。 答案(1)2 m/s2(2)4 m/s(3)2.7 m 拓展二牛顿运动定律与图像的综合应用 1.(2022南京六校联考,6)如图甲所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度大小的二次方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g=10 m/s2。下列说法中正确的是() 甲乙 A.0~5 s内物块做匀减速运动 B.在t=1 s时刻,恒力F反向 C.恒力F大小为10 N D.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5 答案B 2.(2022常州高中期中,6)如图甲所示,可视为质点的质量m1=1 kg的小物块放在质量m2=2 kg的木板正中央位置,木板静止在水平地面上,连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37°。现对木板施加水平向左的拉力F=18 N,木板运动的v⁃t图像如图乙所示,sin 37°=0.6,g取10 m/s2,则下列说法中不正确的是() 甲乙 A.木板的长度为2 m B.木板的长度为1 m C.木板与地面间的动摩擦因数为0.5 D.物块与木板间的动摩擦因数为8 19 答案B 3.(2023届连云港灌南高级中学检测,6)电梯给人们的生活与工作带来了很多的便利。某单元的电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中,速度v随时间t变化的图像如图所示,下列说法中正确的是() A.在0~t1时间内,钢丝绳对轿厢的拉力做正功 B.在0~t2时间内,轿厢对人的支持力先增大后减小 C.在t2~t3时间内,轿厢处于失重状态 D.在t2~t3时间内,钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小 答案D 4.(2023届扬州高邮调研,8)如图甲所示,质量为m的小火箭由静止开始加速上升,加速度a与速度倒数1 v 的关系图像如图乙所示,火箭的速度为v1时对应的加速度为a1,不计空气阻力和燃料燃烧时的质量损失,重力加速度为g,下列说法正确的是() A.火箭以恒定的功率启动 B.a-1 v 关系图像的斜率为(a1-g)v1 C.火箭的功率为ma1v1 D.火箭运动过程中的最大速度为g (a1+g)v1答案A 5.(2023届连云港灌南高级中学检测,10)如图甲所示,一倾角θ=30°的足够长斜面体固定在水平地面上,一个物块静止在斜面上。现用大小为F=kt(k为常量,F、t的单位分别为N和s)的拉力沿斜面向上拉物块,物块受到的摩擦力F f随时间变化的关系图像如图乙所示,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。下列判断不正确的是() A.物块的质量为1 kg B.k的值为5 N/s C.物块与斜面间的动摩擦因数为√3 3 D.t=3 s时,物块的加速度大小为4 m/s2 答案C 拓展三动力学中的连接体问题 1.(2022南京金陵中学期末,6)我国高铁技术处于世界领先水平。“和谐号”动车组由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行的过程中阻力与车重成正比,某列动车组由8节车厢组成,其中第1节和第5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组() A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B.做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2 C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶4 答案B 2.(2020江苏单科,5,3分)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为() A.F B.19F 20C.F 19 D.F 20 答案C 3.(2021海南,7,3分)如图,两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后,轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为 m P=0.5 kg、m Q=0.2 kg,P与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2。则推力F的大小为() A.4.0 N B.3.0 N C.2.5 N D.1.5 N 答案A 4.(2023届连云港灌南高级中学检测,4)在水平面上放着两个质量分别为m=2 kg和M=3 kg的小铁块A 和B,它们之间用一原长为10 cm、劲度系数为100 N/m的轻弹簧相连,铁块与水平面之间的动摩擦因数 均为0.2。铁块B受到一大小为20 N的恒定水平外力F,两个铁块一起向右做匀加速直线运动,如图所示。这时两铁块之间弹簧的长度应为(重力加速度g取10 m/s2)() A.12 cm B.13 cm C.15 cm D.18 cm 答案D 5.(2023届连云港灌南高级中学检测,9)如图物体A叠放在物体B上,B置于水平面上。A、B质量分别为 m A=6 kg、m B=2 kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.2,B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1,F从零开始逐渐增加,重力加速度g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则() A.无论F多大,A都不会相对B滑动 B.当拉力F超过16 N时,A开始相对B滑动 C.当A的加速度为1.5 m/s2时,A、B已经发生相对滑动 D.若把F作用在B上,方向仍然水平向右,A、B刚好发生相对滑动的F大小与作用在A上相同 答案D 拓展四动力学中的临界极值问题 1.(2021全国甲,14,6分)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q 处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将() A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 答案D 2.(2023届连云港灌南高级中学检测,5)如图所示,在平直公路上行驶的厢式货车内,用轻绳AO、BO在O 点悬挂质量为5 kg的重物,轻绳AO、BO与车顶部夹角分别为30°、60°。在汽车加速行驶过程中,为保 持重物悬挂在O点位置不动,重力加速度为g,厢式货车的最大加速度为() A.g 2B.√3g 3 C.√3g 2 D.√3g 答案B 3.(2023届盐城响水中学开学考,14)运动员在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练,若在起动后的一小段时间内,运动员用两根轻绳拉着轮胎做匀速直线运动。如图所示,运动过程中保持两绳的端点A 、B 等高,两绳间的夹角恒为θ,所在平面与水平面夹角为α,已知轮胎重为G ,轮胎与地面间的动摩擦因数为μ。 (1)若未拉动轮胎,地面与轮胎间的静摩擦力为f ,求每根绳的拉力大小; (2)求运动员用轻绳拉着轮胎做匀速直线运动时,每根绳的拉力大小; (3)调节A 、B 的高度从而改变α角,使运动员可用最小拉力拉着轮胎做匀速直线运动,求每根绳的最小拉力大小。 答案 (1) f 2cos θ2 cosα (2) μG 2cos θ2 (cosα+μsinα) (3) 2√1+μ2 cos θ2 应用篇 模型一 传送带模型及其应用 1.(2022南京二十九中月考,4)一皮带传送装置如图所示,皮带的速度v 足够大,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m 的滑块,已知滑块与皮带之间存在摩擦,当滑块放在皮带上时,弹簧的轴线恰好水平,若滑块放到皮带上的瞬间,滑块的速度为零,且弹簧正好处于自然长度,则当弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中,滑块的速度和加速度的变化情况是 ( ) A.速度增大,加速度增大 B.速度增大,加速度减小 C.速度先增大后减小,加速度先增大后减小 D.速度先增大后减小,加速度先减小后增大 答案 D 2.(2022无锡天一中学月考,7)如图甲所示的水平传送带AB 逆时针匀速转动,一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑,以某一初速度从传送带左端滑上,在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示(图中取向左为正方向,以物块刚滑上传送带时为计时起点)。已知传送带的速度保持不变,重力加速度g 取10 m/s 2。关于物块与传送带间的动摩擦因数μ及物块在传送带上运动第一次回到传送带左端的时间t ,下列计算结果正确的是 ( ) 甲 乙 A.μ=0.4 B.μ=0.2 C.t =4 s D.t =3 s 答案B 3.(2021辽宁,13,11分)机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示,以恒定速率v1=0.6 m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°,转轴间距L=3.95 m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6 m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求: (1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a; (2)小包裹通过传送带所需的时间t。 答案(1)0.4 m/s2(2)4.5 s 4.(2020课标Ⅲ,25,20分)如图,相距L=11.5 m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg的载物箱(可视为质点),以初速度v0= 5.0 m/s自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数μ=0.10,重力加速度取 g=10 m/s2。 (1)若v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带所需的时间; (2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度; (3)若v=6.0 m/s,载物箱滑上传送带Δt=13 s后,传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平 12 台运动的过程中,传送带对它的冲量。 答案(1)2.75 s(2)4√3 m/s√2 m/s(3)见解析 解析(1)传送带的速度为v=4.0 m/s时,载物箱在传送带上先做匀减速运动,设其加速度大小为a,由牛顿第二定律有μmg=ma①设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s1,由运动学公式有 v2-v02=-2as1②联立①②式,代入题给数据得 s1=4.5 m③ 因此,载物箱在到达右侧平台前,速度先减小至v,然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1,做匀减速运动所用的时间为t1',由运动学公式有 v=v0-at1'④ ⑤t1=t1'+L−s1 v 联立①③④⑤式并代入题给数据得 t1=2.75 s⑥ (2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时,到达右侧平台时的速度最小,设为v1;当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时,到达右侧平台时的速度最大,设为v2。由动能定理有 -μmgL =12m v 12−12m v 02 ⑦ μmgL =12m v 2 2 − 12 m v 02 ⑧ 由⑦⑧式并代入题给条件得 v 1=√2 m/s ,v 2=4√3 m/s ⑨ (3)传送带的速度为v =6.0 m/s 时,由于v 0 ⑩ v 2-v 02=2as 2 11 联立①⑩11式并代入题给数据得 t 2=1.0 s12 s 2=5.5 m13 因此载物箱加速运动1.0 s 、向右运动5.5 m 时,达到与传送带相同的速度。此后载物箱与传送带共同匀 速运动(Δt -t 2)的时间后,传送带突然停止。设载物箱匀速运动通过的距离为s 3,有s 3=(Δt -t 2)v 14 由①121314式可知,1 2mv 2>μmg (L -s 2-s 3),即载物箱运动到右侧平台时速度大于零,设为v 3。由运动学公式有 v 32-v 2=-2a (L -s 2-s 3) 15 设载物箱通过传送带的过程中,传送带对它的冲量为I ,由动量定理有I =m (v 3-v 0) 16 联立①1213141516式并代入题给数据得I =0 17 特殊说明 本题解析为官方标准答案,第(3)问结果为I =0。实际上因题干中未说明,应考虑竖直向上冲量。载物箱在 传送带上运动的总时间t'=25 12 s ,竖直方向上的冲量I'=F N t'=mgt'= 6253 kg ·m ·s -1 ,方向竖直向上。 模型二 板块模型及其应用 1.(2016江苏单科,9,3分)(多选)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中 ( ) A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大 D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面 答案 BD 2.(2023届连云港赣榆智贤中学调研,3)如图所示,水平面上有一足够长的木板C ,C 上静止地放有物块A 和B ,A 、B 、C 的质量之比m A ∶m B ∶m C =3∶2∶1,所有接触面间的动摩擦因数相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一大小未知的水平恒力F 拉动A 、B 、C ,下列现象可能出现的是 ( ) A.F 拉动A ,则可能A 、C 一起运动,B 与C 发生相对滑动 B.F 拉动B ,则可能A 、B 、C 一起运动 第 11 页 共 11 页 C.F 拉动C ,则可能A 的加速度大于B 的加速度 D.F 拉动C ,A 与B 的加速度大小总相等 答案 D 3.(2019江苏单科,15,16分)如图所示,质量相等的物块A 和B 叠放在水平地面上,左边缘对齐。A 与B 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A ,A 立即获得水平向右的初速度,在B 上滑动距离L 后停下。接着敲击B ,B 立即获得水平向右的初速度,A 、B 都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g 。求: (1)A 被敲击后获得的初速度大小v A ; (2)在左边缘再次对齐的前、后,B 运动加速度的大小a B 、a B '; (3)B 被敲击后获得的初速度大小v B 。 答案 (1)√2μgL (2)3μg μg (3)2√2μgL 4.(2023届盐城响水中学开学考,15)如图所示,光滑水平面上有一质量为2 kg 、长度为1 m 的木板甲,其上表面粗糙、下表面光滑。质量为1 kg 的物块乙放在木板甲的最左端,两者均处于静止状态。现用F =2 N 的水平恒力将物块乙从木板甲的左端拉到右端,直至两者分离。已知物块乙与木板甲间的动摩擦因数为0.1,g =10 m/s 2,求: (1)乙运动的加速度大小; (2)该过程中甲的位移大小; (3)要使物块乙在木板甲上相对滑动,水平恒力应满足的条件。 答案 (1)1 m/s 2 (2)1 m (3)大于1. 5 N 练案[7]第三章牛顿运动定律 第1讲牛顿三定律的理解 一、选择题(本题共12小题，1～9题为单选，10～12题为多选) 1．(2023·湖北应城市模拟预测)牛顿运动定律与日常生活息息相关，下列有关牛顿运动定律的说法正确的是( B ) A．牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零情况下的特例 B．尾部喷气使火箭加速的过程，可用牛顿第二定律和牛顿第三定律解释 C．我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律有矛盾 D．根据牛顿第二定律，运动物体的速度方向必定与其所受合力的方向相同 [解析]牛顿第一定律又称惯性定律，是指任何物体都有保持原有运动状态的特性，是普遍规律，不是牛顿第二定律在合外力为零下的特例，A错误；火箭向后喷出气体，根据牛顿第三定律，气体就会给火箭以大小相等的反作用力来推动火箭前进，该力大于火箭重力，根据牛顿第二定律，火箭将加速。B正确；我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，是因为提箱子的力太小，此时箱子受到拉力，地面对箱子的支持力以及箱子的重力，三个力的合力为0，根据牛顿第二定律，加速度为0，物体仍保持静止状态，C错误；根据牛顿第二定律，运动物体的加速度方向必定与其所受合力的方向相同，而不是速度方向，D 错误。 2．(2023·广东佛山模拟预测)“神舟十三号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空，如图所示为“长征二号”运载火箭，下列关于它在竖直方向加速起飞过程的说法，正确的是( C ) A．火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力 B．保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动 C．火箭喷出的热气流对火箭的作用力大小等于火箭对热气流的作用力 D．燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空 [解析]火箭加速上升时，航天员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力，A错误；保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落时，由于惯性，有向上的速度，所以做竖直上抛运动，B错误；火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力与反作用的关系，大小相等，C正确；火箭受到重力、空气阻力以及内部燃料喷出时的作用力， 专题三牛顿运动定律 基础篇 考点一牛顿运动定律的理解 1.(2022江苏,1,4分)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书,书与桌面间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2。若书不滑动,则高铁的最大加速度不超过() A. 2.0 m/s2 B.4.0 m/s2 C.6.0 m/s2 D.8.0 m/s2 答案B 2.(2022全国乙,15,6分)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距3 5 L时,它们加速度的大小均为() A.5F 8m B.2F 5m C.3F 8m D.3F 10m 答案A 3.(2022徐州一中期末,1)在日常生活中,我们经常会接触到一些民谚、俗语,它们都蕴含着丰富的物理知识,以下对它们的理解错误的是() A.“泥鳅黄鳝交朋友,滑头对滑头”——泥鳅和黄鳝的表面都比较光滑,相互之间的摩擦力小 B.“一个巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用,一个巴掌要么拍另一个巴掌,要么拍在其他物体上才能产生力的作用,才能拍响 C.“鸡蛋碰石头,自不量力”——鸡蛋和石头相碰时,石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力 D.“人心齐,泰山移”——如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和 答案C 4.(2021海南,1,3分)公元前4世纪末,我国的《墨经》中提到“力,形之所以奋也”,意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示,正确的是() A.kg·m·s-1 B.kg·m·s-2 C.Pa·m2 D.J·m-1 答案B 5.(2022浙江6月选考,2,3分)下列说法正确的是() A.链球做匀速圆周运动过程中加速度不变 B.足球下落过程中惯性不随速度增大而增大 C.乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变 D.篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关 答案B 6.(2020浙江7月选考,2,3分)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱子四周有一定空间。当公交车() 专题：牛顿第二定律 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。 例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？ 问题2：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。 牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效 果—产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma 对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。 例2、如图2（a ）所示，一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、 L 2的两根细线上，L 1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ， L 2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L 2线剪断，求剪断瞬时物体 的加速度。 （l ）下面是某同学对该题的一种解法： 分析与解：设L 1线上拉力为T 1，L 2线上拉力为T 2，重力为mg ， 物体在三力作用下保持平衡,有 T 1cos θ＝mg ， T 1sin θ＝T 2， T 2＝mgtan θ 剪断线的瞬间，T 2突然消失，物体即在T 2反方向获得加速度。 因为mg tan θ＝ma ，所以加速度a ＝g tan θ，方向在T 2反方向。 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2(a)中的细线L 1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图2(b)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 tan θ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。 问题3：必须弄清牛顿第二定律的独立性。 当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的 结果。那个方向的力就产生那个方向的加速度。 例3、如图3所示，一个劈形物体M 放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球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 图2(b) 图 2(a) 图3 图1 课时3 牛顿运动定律的综合应用 1.如图所示,两个相同的木盒置于同一粗糙的水平面上。木盒1中固定一质量为m的砝码,在木盒2上持续加竖直向下的恒力F(F=mg)。现给它们一相同的初速度,木盒1,2滑行的最远距离分别为x1,x2。关于x1与x2的大小,下列说法正确的是( C ) A.x1 C.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4 D.6～9 s内物块的加速度的大小为2 m/s2 解析:从图可知,物块与木板之间的静摩擦力最大值为 4 N,滑动摩擦力大小为 3 N。结合拉力和摩擦力的大小可判断物块的运动规律:在0～4 s物块静止,4～5 s物块做加速度逐渐增大的变加速直线运动, 5 s以后物块做匀加速直线运动。0～4 s物块静止,拉力对物体不做功,但是4～5 s物块运动,拉力对物体做正功,故A错误;4 s末,物块所受的合力由0突变为1 N,故B错误;物块与木板之间的动摩擦因数μ===0.3,故C错误;6～9 s内,物块的加速度a== m/s2= 2 m/s2,故D正确。 4.(多选)如图所示,在一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是( AD ) A.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动 解析:对小球受力分析可知小球在水平方向受到向右的弹簧弹力F,由牛顿第二定律可知,小球必定具有向右的加速度,小球与小车相对静止,故小车可能向右加速运动也可能向左减速运动。 5.如图所示,弹簧一端固定在天花板上,另一端连一质量M=2 kg的秤盘,盘内放一个质量m=1 kg 的物体,秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止,F=30 N,当突然撤去外力F的瞬间,物体对秤盘的压力大小为(g=10 m/s2)( C ) A.10 N B.15 N C.20 N D.40 N 解析:由于外力F撤去之前秤盘和物体均保持静止,系统受力平衡,当F撤去瞬间,合力向上,对 单元质检三牛顿运动定律 (时间:45分钟满分:100分) 一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求) 1.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重,一个可乘十多个人的环形座舱套在竖直柱子上,由升降机先送上几十米的高处,然后让座舱自由落下,落到一定位置,制动系统启动,到地面时刚好停下,整个过程中() A.一直处于失重状态 B.先失重后超重 C.一直处于超重状态 D.先超重后失重 2.如图所示,两个质量分别为m1=0.75 kg、m2=2 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用外壳质量为 m=0.25 kg的弹簧测力计连接如图,弹簧的质量忽略不计,弹簧外壳恰好与地面接触,两个大小分别为F1=2 N,F2=8 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则下列说法不正确的是() A.弹簧测力计的示数是6 N B.在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度大小为2 m/s2 C.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度大小为4 m/s2 D.在突然撤去F2的瞬间,m1的加速度大小为2 m/s2 3.在军事演习中,空降兵从悬停在空中的直升机上跳下沿竖直方向运动的v-t图像如图甲所示,空降兵与自身装备总质量为64 kg,当速度减为零时空降兵恰好落到地面。降落伞用8根对称的绳悬挂空降兵,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图乙所示。不计空降兵所受的空气阻力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2,则() A.空降兵前10 s处于超重状态 B.空降兵从175 m高处开始跳下 C.空降兵在整个运动过程中的平均速度大小为7.5 m/s D.落地前瞬间降落伞的每根绳对空降兵的拉力大小为220 N 4.(2021山东省实验中学高三月考)如图甲,MN是倾角θ=37°传送带的两个端点,一个质量m=5 kg的物块(可看作质点),以4 m/s的初速度自M点沿传送带向下运动。物块运动过程的v-t图像如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是() 2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练 第三部分牛顿运动定律 专题3.3．牛顿第三定律 一．选择题 1.（2020年4月浙江三地市质检）在2020 年的春节晚会上，杂技《绽放》 表演了花样飞天，如图是女演员举起男演员的一个场景，两位杂技演员处于静止状 态。下列说法正确的是 A．水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和 B．水平地面对女演员的摩擦力水平向右 C.女演员对男演员的作用力大于男演员对女演员的作用力 D.女演员对男演员的作用力小于男演员对女演员的作用力 2.（2020年1月浙江选考）如图所示，一对父子瓣手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为F1， 儿子对父亲的力记为F2，则 A. F1>F2 B.F1和F2大小相等 C.F1先于F2产生 D.F1后于F2产生 3.（2020北京第二次学业水平考试）2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆，这是人类制造的探测器第一次登陆月球背面．如图所示，当着陆后的“嫦娥四号”探测器静止在月球表面时，下列说法正确的是（） A. 探测器对月球表面的压力大于月球表面对探测器的支持力 B. 探测器对月球表面的压力小于月球表面对探测器的支持力 C. 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力大小相等 D. 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力方向相同 4. (2019浙江台州模拟)冰上表演刚开始时，甲、乙两人都静止不动，如图（甲）所示，随着优美的音乐响起， 他们在相互猛推一下对方后分别向相反方向运动如图（乙）所示。假定两人的冰鞋与冰面的动摩擦因数相同，甲的质量小于乙的质量，则下列说法中正确的是（） A．两人刚分开时，甲的速度比乙的速度大 B．两人分开后，甲的加速度比乙的加速度大 C．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力 D．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间 5.（2019湖南永州二模）如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是（） A．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力 B．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力 C．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力 D．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力 6.（6分）（2019吉林长春四模）在班级清扫卫生的劳动中，某同学用水平方向的力推桌子，桌子没动，下 列说法中正确的是（） 第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律 一、牛顿第一定律惯性 1．内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2．意义 (1)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 (2)揭示了运动和力的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。 3．惯性 (1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 (2)普遍性：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关。 (3)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 二、牛顿第三定律 1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。 2．内容：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，作用在同一条直线上。 3．表达式：F＝－F′。 情境创设 一辆货车在公路上行驶时，司机发现前面有异常情况，紧急刹车。货车在公路上又运行了较长一段距离才停下来。 微点判断 (1)由于惯性，货车有保持匀速直线运动状态的趋势，所以刹车后，货车没有立即停下来，而是又向前运行了一段距离。(√) (2)货车承载的货物越重，惯性越大。(√) (3)刹车时，货车做减速运动是因为地面对货车的摩擦力大于货车对地面的摩擦力。(×) (4)地面对货车的支持力与货车对地面的压力是一对平衡力。(×) (5)车头拉货箱的力一定大于货箱拉车头的力。(×) (一) 牛顿第一定律(固基点) [题点全练通] 1．[对力与运动关系的理解](2023·福建泉州五校联考)关于力与运动的关系，下列说法中正确的是( ) A．必须有力的作用物体才能运动 B．牛顿第一定律可以用实验直接验证 C．理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因” D．牛顿第二定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大 解析：选C 力是改变物体运动状态的原因，物体不受力时也能保持匀速直线运动，故A错误；牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论，不能直接通过实验得出，但能经住实践的检验，故B错误；伽利略通过理想斜面实验说明，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C正确；惯性的大小由物体的质量决定，与物体受力的大小无关，与是否受力也无关，故D错误。 2．[对牛顿第一定律的理解]如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间。当公交车( ) A．缓慢起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动 B．急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动 C．缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动 D．急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动 解析：选B 缓慢起动的公交车具有向前的加速度，但加速度较小，两只行李箱所受的摩擦力可能小于最大静摩擦力，则行李箱可以相对公交车静止，A错误；急刹车时，a、b 行李箱由于惯性，要保持原来的运动状态，但a行李箱与底面的摩擦为滚动摩擦，摩擦力较 第三章牛顿运动定律 1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考察考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析解决运动和力的问题；理解超重和失重现象，掌握牛顿第二定律的验证方法和原理． 2．高考命题中有关本章内容的题型有选择题、计算题．高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规律进展考察，考题中注重及电场、磁场的渗透，并常常及生活、科技、工农业生产等实际问题相联系． 3．本章是中学物理的根本规律和核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，仍将为高考命题的重点和热点，考察和要求的程度往往层次较高. 1.理解牛顿第一定律的内容和惯性，会分析实际问题. 2.理解牛顿第三定律的内容，会区分相互作用力和平衡力． 一、牛顿第一定律 1．内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态． 2．意义 (1)指出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，即力是产生加速度的原因． (2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律． 3．惯性 (1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质． (2)量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小． (3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，及物体的运动情况和受力情况无关． 误区提醒 1.物体运动状态改变了，误认为惯性消失了.2.速度越大，误认为惯性越大.3.误认为惯性和惯性定律是一回事． 二、牛顿第三定律 1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这个物体施加了力．力是物体及物体间的相互作用，物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力和反作用力．2．内容：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、作用在同一条直线上． 考点一牛顿第一定律的理解及应用 1．明确了惯性的概念 牛顿第一定律提醒了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质． 2．提醒了力的本质 牛顿第一定律对力的本质进展了定义：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，物体的运动并不需要力来维持． 3．提醒了不受力作用时物体的运动状态 牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受外力的合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时一样，物体都将保持静止状态或匀速直线运动状态不变． ★重点归纳★ 1、惯性和惯性定律的区别 (1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，及物体是否受力、受力的大小无关． (2)惯性定律(牛顿第一定律)那么反映物体在一定条件下的运动规律． 2、对牛顿第一定律的几点说明 (1)明确惯性的概念：牛顿第一定律提醒了一切物体所具有的一种固有属性——惯性，即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质． 第2讲牛顿第二定律两类动力学问题授课提示：对应学生用书第44页 一、牛顿第二定律及单位制 1．牛顿第二定律 (1)内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 (2)表达式：F＝ma。 (3)适用范围 ①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对地面静止或做匀速直线运动的参考系。 ②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。 2．单位制 (1)单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。 (2)基本单位：基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间和长度，它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m)。 (3)导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 二、动力学两类基本问题 1．动力学的两类基本问题 第一类：已知物体的受力情况求运动情况； 第二类：已知物体的运动情况求受力情况。 2．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解，具体逻辑关系如 图： 授课提示：对应学生用书第45页 命题点一对牛顿第二定律的理解自主探究1．牛顿第二定律的5个性质及其局限性 2．合力、加速度、速度间的决定关系 (1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。 (2)合外力与速度同向，物体加速；合外力与速度反向，物体减速。 (3)a＝Δv Δt 是加速度的定义式，a与v、Δv无直接关系；a＝ F m 是加速度的决定式。 1．(多选)下列说法正确的是( ) A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度 B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用 专题三牛顿运动定律 【5年高考】 考点一牛顿运动定律 1.(2020浙江1月选考,2,3分)如图所示,一对父子掰手腕,父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为F 1,儿子对父亲的力记为F 2,则() A.F 2>F 1 B.F 1和F 2大小相等 C.F 1先于F 2产生 D.F 1后于F 2产生 答案B 2.(2018课标Ⅰ,15,6分)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P ,系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F 作用在P 上,使其向上做匀加速直线运动。以x 表示P 离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F 和x 之间关系的图像可能正确的是() 答案A 考点二牛顿运动定律的综合应用 1.(2020课标Ⅰ,16,6分)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m ,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg 。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s ,此时每根绳子平均承受的拉力约为() A.200N B.400N C.600N D.800N 答案B 2.(2020江苏单科,5,3分)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F 。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为() A.F B.19F 20 C.F 19 D.F 20 答案C 3.(2019课标Ⅲ,20,6分)(多选)如图(a ),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。t =0时,木板开始受到水平外力F 的作用,在t =4s 时撤去外力。细绳对物块的拉力f 随时间t 变化的关系如图(b )所示,木板的速度v 与时间t 的关系如图(c )所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s 2 。由题给数据可以得出() 图(a ) 图(b )图(c ) A.木板的质量为1kg B.2s ~4s 内,力F 的大小为0.4N C.0~2s 内,力F 的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 答案AB 4.(2016江苏单科,9,4分)(多选)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中() A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 2024高考物理一轮复习100考点100讲 第三章牛顿运动定律 第3.6讲动力学中的连接体问题 【知识点精讲】 1．连接体的分类 根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类。 (1)绳(杆)连接：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起； (2)弹簧连接：两个物体通过弹簧的作用连接在一起； (3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。 2．连接体的运动特点 轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。 轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平均速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。 轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速率不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。 【特别提醒】 (1)“轻”——质量和重力均不计。 (2)在任何情况下，绳中张力的大小相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力大小也相等。 【方法归纳】 整体与隔离法在动力学中的应用技巧 1．整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。 2．隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。 3．整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度，后隔离求内力”。 涉及加速度相同的连接体问题时，整体法与隔离法往往交叉使用，一般思路是： (1)求内力时，先用整体法求加速度，再用隔离法求物体间的作用力。 (2)求外力时，先用隔离法求加速度，再用整体法求整体受到的外加作用力。 【最新高考题精练】 1．（2022·全国理综甲卷·19）如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（） μ A．P的加速度大小的最大值为2g μ B．Q的加速度大小的最大值为2g C．P的位移大小一定大于Q的位移大小 D．P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小 【参考答案】AD 【命题意图】本题考查受力分析、牛顿运动定律和图像法分析等。 【解题思路】在拉力作用下，PQ做匀速运动，弹簧弹力T=μmg。撤去拉力F瞬间，P 受到向后的弹力T和摩擦力μmg，由牛顿第二定律，T+μmg=ma P，解得a P=2μg，选项A正确。Q受到向前的弹力T和向后的摩擦力μmg，由牛顿第二定律，T-μmg=ma Q，解得a Q=0，选项B错误。撤去拉力F后，P做加速度逐渐减小的减速运动，Q做加速度逐渐增大的减速运动，画出PQ的速度图像，如图。可知P的位移大小一定小于Q的位移大小，P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小，选项C错误D正确。 【思路点拨】通过分析PQ的运动情景，画出速度图像，一目了然，事半功倍。 阶段综合检测（一） ［考查范围直线运动 相互作用 牛顿运动定律］ (本试卷满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动(如图甲)，为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板(如图乙)。下列说法错误的是 ( ) A ．油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧 B ．油罐车在设置挡板后，减小了油的惯性，使油不容易发生涌动 C ．油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，挡板可以减弱油向前剧烈涌动 D ．油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡板油也几乎不会涌动 解析：选B 由于惯性油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧，故A 正确；惯性取决于物体的质量，故B 错误；油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，由于惯性油向前剧烈涌动，设置挡板并不能改变油的惯性，但能减弱油向前剧烈涌动，故C 正确；油罐车在平直道路上匀速前进时，由牛顿第一定律可知，即使没有挡板油也几乎不会涌动，故D 正确。 2．某公路有一段道路实行区间测速，平均速率的最高限制为70 km/h ，交管部门在这段区间的两端各置一个自动计时点，用来确定两端点间的平均速率是否超限。有一辆汽车驶入这段长为4.2 km 的区间，该车司机注意到通过第一个计时点时的瞬时速率为66 km/h ，汽车匀加速行驶36 s 后瞬时速率达到74 km/h ，紧接着以此速率行驶60 s ，然后匀减速行驶。将汽车视为质点，为使该车在这个区间测速段的平均速率不超过最高限制70 km/h ，该车通过第二个计时点时的最大瞬时速率为( ) A ．60 km/h B ．62 km/h C ．66 km/h D ．68 km/h 解析：选B 若区间限速段平均速度恰为v －＝70 km/h 。全程历时t ＝x v ＝0.06 h ，在t 1＝0.01 h 内x 1＝v 1＋v 22t 1，在t 2＝160 h 内x 2＝v 2t 2，在t 3＝t －t 1－t 2内，x 3＝x －x 1－x 2，x 3＝v 2＋v 32t 3，联立以上解得v 3＝2x －x 1－x 2t －t 1－t 2 －v 2，代入数据解得v 3＝62 km/h ，故选B 。 [方法点拨]整体法、隔离法交替运用的原则:若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力，可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”． 1．质量均为5 kg的物块1、2放在光滑水平面上并用轻质弹簧秤相连，如图1所示，今对物块1、2分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20 N、F2＝10 N,则弹簧秤的示数为（) 图1 A．30 N B．15 N C．20 N D．10 N 2．（多选）如图2所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下,在水平面上做匀加速直线运动，若水平面光滑，物块A的加速度大小为a1,物块A、B间的相互作用力大小为F N1；若水平面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为F N2，则以下判断正确的是（）图2 A．a1＝a2B．a1〉a2 C．F N1＝F N2D．F N1 A．g B.错误!g C．0 D。错误!g 4．一倾角为α的斜劈放在水平地面上，一物体沿斜劈匀速下滑．现给物体施加如图4所示的力F,F与竖直方向夹角为β，斜劈仍静止，则此时地面对斜劈的摩擦力() 图4 A．大小为零B．方向水平向右 C．方向水平向左D．无法判断大小和方向 5．如图5所示，A、B两物块放在粗糙水平面上，且它们与地面之间的动摩擦因数相同．它们之间用轻质细线相连,两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角相同，先后对B施加水平力F1和F2，两次细线上的力分别为F T1、F T2，则下列说法正确的是(） 图5 A．若两种情况下，A、B一起向右运动,则必有F1＝F2 B．两种情况下,只有A、B一起向右匀速运动，才可能F1＝F2 C．若两种情况下,A、B一起向右运动，则可能F T1＝F T2 D．若两种情况下，A、B一起向右匀速运动,则F T1＞F T2 6．(多选)如图6所示为一根质量为m、长度为L、质量均匀分布的粗绳AB.在粗绳上与B端距离为x的某位置有一质量不计的力传感器，可读出该处粗绳中的张力．粗绳在水平外力F的作用下，沿水平面做匀加速直线运动,由力传感器读数和已知条件() 第3讲牛顿运动定律的综合应用 [A组基础题组] 一、单项选择题 1．质量为m＝60 kg的同学，双手抓住单杠做引体向上，他的重心的速率随时间变化的图象如图所示。取g＝10 m/s2。由图象可知( ) A．t＝0.5 s时，他的加速度为3 m/s2 B．t＝0.4 s时，他处于超重状态 C．t＝1.1 s时，他受到单杠的作用力的大小是620 N D．t＝1.5 s时，他处于超重状态 解析：根据速度图象的斜率表示加速度可知，t＝0.5 s时他的加速度为0.3 m/s2，选项A错误。t＝0.4 s时他向上加速运动，加速度方向向上，他处于超重状态，选项B正确。t＝1.1 s 时他的加速度为0，他受到单杠的作用力的大小等于重力600 N，选项C错误。t＝1.5 s时他向上做减速运动，加速度方向向下，他处于失重状态，选项D错误。 答案：B 2．(2020·高考江苏卷)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( ) A．F B.19F 20 C.F 19 D. F 20 解析：设列车的加速度为a，每节车厢的质量为m，每节车厢受的阻力为f，对后38节车厢，由牛顿第二定律得F－38f＝38ma；设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，对后 2节车厢，由牛顿第二定律得F1－2f＝2ma，联立解得F1＝F 19 ，故C正确。 答案：C 3．(2021·安徽皖江名校联盟高三联考)质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点，圆弧槽的半径为R，OA与水平线AB成60°角。 阶段性训练（一） 考察内容（运动的描述匀变速直线运动相互作用牛顿运动定律） 一．选择题 1．下列全部用来测量国际单位制中规定的基本物理量的仪器是（） A．米尺、弹簧测力计、秒表 B．量筒、天平、秒表 C．米尺、测力计、打点计时器 D．米尺、天平、秒表 2．关于质点。下列说法正确的是（） A．体积、质量极小的物体才能看成质点 B．研究火车过桥所用的时间，火车可看成质点 C．研究地球绕太阳公转的周期，地球可看成质点 D．研究百米跑运动员的起跑动作，运动员可看成质点 3．110多年前，京张铁路打破了“中国人不能自建铁路”的断言。如今，京张高铁在“人”字上加一横，如图所示，实现了跨越百年的“大”飞跃．京张高铁正线由北京北站至张家口站，全长174km，设10个车站。最高设计速度350km/h，小明乘坐京张高铁从北京北站出发，历时1h到达张家口站。 上述材料提及的“174km”和“1h”分别是指（） A．路程、时刻B．路程、时间间隔 C．位移的大小、时刻D．位移的大小、时间间隔 4．汽车的百公里加速时间（车辆从静止加速到100km/h所需的时间）是衡量汽车性能的重要指标。 某款新能源汽车百公里加速时间仅需要3.9s，若将其加速过程看作匀加速直线运动，该车的加速度为（） A．7.12m/s2B．8.35m/s2C．25.6m/s2D．28.5m/s2 5．用频闪相机的同一张底片对着单向运动小球的路径每隔1 10 s曝光一次，得到的照片如图所示，则 小球在1～6cm过程中的平均速度以及在3.5cm处的瞬时速度分别是（） A．0.25m/s，0.17m/s B．0.17m/s，0.25m/s C．0.17m/s，0.17m/s D．0.17m/s，无法确定 6．伽利略从斜面实验外推到自由落体运动的情景模型如图所示，下列说法符合史实的是（） A．伽利略先猜想下落物体的速度随时间均匀增加，然后通过斜面实验直接得出v∝t B．伽利略通过斜面实验得出：从静止开始小球必须沿光滑的斜面运动才有s∝t2 C．伽利略通过对自由落体运动的研究，进行合理外推得出小球在斜面做匀变速运动 D．伽利略发现，改变斜面的倾角，s正比于t2依然成立，斜面的倾角越大，s t2 越大7．下列叙述正确的是（） A．物体重心的建立采用的物理方法是放大法 B．由v=Δx Δt可知，Δx越大，v就越大 C．牛顿在总结前人经验的基础上，提出了牛顿第一定律 D．由a=F m可知，合力越大，加速度就越大 8．解压玩具“捏捏乐”很受年轻人喜爱，如图所示，某人用手悬空捏住一个“捏捏乐”玩具，该玩具始终保持静止状态，下列说法正确的是（） 考点15 牛顿运动定律的基本应用(含瞬时问题)——练基础 1. [2023·江苏扬州联考]质量为m 的翼装飞行者从高空跳下，通过调整身体实现飞行并控制方向，如图所示，当他斜向上以加速度g 减速直线飞行时，所受空气作用力( ) A ．大小等于mg B ．大小等于1 2mg C ．方向竖直向上 D ．方向垂直于AB 向上 2. 某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”．如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺．不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20 cm 刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40 cm 刻度处．将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度．取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g .下列说法正确的是( ) A ．30 cm 刻度对应的加速度为－0.5g B ．40 cm 刻度对应的加速度为g C ．50 cm 刻度对应的加速度为2g D ．各刻度对应加速度的值是不均匀的 3. 如图，两物块P 、Q 用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P 静止在水平桌面上．将一个水平向右的推力F 作用在P 上后，轻绳的张力变为原来的一半．已知P 、Q 两物块的质 量分别为m p ＝0.5 kg 、m Q ＝0.2 kg ，P 与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g ＝10 m/s 2 .则推力F 的大小为( ) A ．4.0 N B ．3.0 N C ．2.5 N D ．1.5 N 4．[2023·辽宁沈阳模拟]如图甲、乙所示，细绳拴着一个质量为m 的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平．已知重力加速度为g ，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.下列结论正确 2024年高考物理第一轮复习课件(共64张PPT)：第三章第2讲牛顿运动定律的应 用 (共64张PPT) 第三章运动和力的关系 第2讲牛顿运动定律的应用 [自主落实] 一、动力学两类基本问题 1．动力学的两类基本问题 第一类：已知物体的受力情况求________； 第二类：已知物体的运动情况求________。 运动情况 受力情况 2．解决两类基本问题的方法 以______为“桥梁”，由运动学公式和____________列方程求解，具体逻辑关系如图： 加速度 牛顿第二定律 二、超重与失重 1．实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态____，在地球上的同一位置是____的。 (2)视重 ①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的____称为视重。 ②视重大小等于弹簧测力计所受物体的____或台秤所受物体的____。 无关 不变 示数 拉力 压力 2．超重、失重和完全失重的比较 超重现象失重现象完全失重 概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)____物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)______的现象 产生条件物体的加速度方向____ 物体的加速度方向____ 物体的加速度方向____，大小为a＝g 大于 小于 等于零 向上 向下 向下 超重现象失重现象完全失重 原理方程F－mg＝ma F＝m(g＋a) mg－F＝ma F＝m(g－a) mg－F＝mg F＝0 状态运动加速上升或________ 加速下降或________ 无阻力的抛体运动；绕地球的匀速圆周运动 减速下降 减速上升 续表 [自我诊断] 一、判断题 (1)研究动力学两类问题时，做好受力分析和运动分析是关键。( ) (2)超重就是物体的重力变大的现象。( ) (3)失重时物体的重力小于mg。( ) (4)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态。( ) (5)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。( ) 高考物理基础知识综合复习： 阶段检测卷(三) 牛顿运动定律综合应用 (时间:60分钟满分:100分) 一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分) 1.下列仪器中不能直接测量出国际单位制中对应的三个力学基本物理量的是() 2.关于物理学史及单位制,下列表述正确的是() A.伽利略首先提出惯性概念,并提出了牛顿第一定律 B.重力单位牛顿是国际制基本单位 C.牛顿、千克、秒属于力学中的基本单位 D.如果物理量均采用国际单位制单位,则牛顿第二定律可以写作F=ma 3.在空气阻力不计的情况下,地球上有一物块以某一初速度在粗糙的水平桌面上向前滑行位移x1后静止;在月球上,相同的物块以相同的初速度在相同的水平桌面上向前滑行位移x2后静止,则() A.x1=x2 B.x1>x2 C.x1 速为108 km/h(即30 m/s),从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s,安全带及安全气囊对乘客的作用力大约为() A.300 N B.420 N C.600 N D.800 N 6.如图所示为一架小型四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。无人机的质量m=2 kg,运动过程中所受空气阻力大小恒为F f=4 N。无人机在地面上从静止开始,以最大升力F=36 N竖直向上做匀加速直线运动(g取10 m/s2),则它的加速度大小为() A.20 m/s2 B.18 m/s2 C.16 m/s2 D.6 m/s2 7.如图所示,重20 N的物体向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,若外加一水平向左的力F=4 N,则此时物体的加速度大小为() A.0.2 m/s2 B.0.4 m/s2 C.2 m/s2 D.4 m/s2 (第4题图) (第5题图) (第6题图) (第7题图) 8.若忽略空气阻力,则小张同学在跳高比赛过程中,下列说法正确的是() A.小张在下降过程中重力消失了 B.小张离地上升过程中处于失重状态新教材适用2024版高考物理一轮总复习练案7第三章牛顿运动定律第1讲牛顿三定律的理解
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