第三章牛顿运动定律 (1)

第三章牛顿运动定律

第一单元牛顿运动定律

第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律

要点一牛顿第一定律

1.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,是因为速度大时,惯性也大

B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的火车惯性大

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,则惯性大

答案C

要点二牛顿第三定律

2.一物体受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,绳拉物体的力小于物体拉绳的力

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

答案D

题型1 惯性的理解与应用

【例1】如图所示在瓶内装满水,将乒乓球用细线拴住并按入水中,线的另一端固定在瓶盖上.

盖上瓶盖并将瓶子翻转,乒乓球将浮在水中.用手托着瓶子在水平向右做加速直线运动,乒

乓球在瓶中的位置会如何变化?解释你所观察到的现象.

(1)若瓶中只有水,当瓶加速向右运动时,会发生什么现象?只有乒乓球呢?

答只有水时,由于惯性,水相对瓶向左侧移动.只有乒乓球时,乒乓球也会相对瓶向左移动.

(2)和乒乓球体积相同体积的水与乒乓球相比,谁的惯性大?

答因为水的质量大于乒乓球的质量,所以水的惯性大于乒乓球的惯性.

(3)若瓶中既有水又有球,当瓶向右加速会发生什么现象?

答由于水惯性大,当水相对瓶向左移动时,将挤压球,使球相对瓶向右移动.

题型2 牛顿第三定律的理解与应用

【例2】在天花板上用悬绳吊一重为G 的电风扇,电风扇静止时受几个力作用?如图所示,这些 力的反作用力是哪些力?这些力的平衡力是哪些力?如果电风扇在匀速转动呢?当电风扇转动 与静止时相比较,对天花板的拉力是变大还是变小?为什么? (1)画出电风扇静止和转动时的受力图.说明分别是什么力.

答对静止的电风扇受力分析如图甲所示,电风扇受两个力:重力G 、悬绳拉力F . 对匀速转动的电风扇受力分析如图乙所示,电风扇受三个力作用:重力G 、悬绳的 拉力F 1及空气对电风扇向上的作用力F 2.

(2)指出图甲中F 、G 的反作用力及它们的平衡力.

答根据牛顿第三定律可知,重力的施力物体是地球,那么G 的反作用力就是电风扇对地球的吸引力;F 的施力物体 是悬绳,F 的反作用力是电风扇对悬绳的拉力.电风扇受到的重力G 和悬绳的拉力F 正好是一对平衡力. (3)指出图乙中F 1、F 2、G 的反作用力及它们的平衡力.

答根据牛顿第三定律,重力的施力物体是地球,那么重力G 的反作用力就是电风扇对地球的吸引力;F 1的施力物体是悬绳,所以F 1的反作用力是电风扇对悬绳的拉力;F 2的施力物体是空气,所以F 2的反作用力是电风扇对空气向下的作用力.电风扇受到的重力G 与绳的拉力F 1和空气对电风扇向上的作用力F 2的合力是一对平衡力. (4)当电风扇静止时悬绳的拉力为多大?当电风扇转动呢? 答静止时F=G ,当转动时F 1+F 2=G,F 1=G-F 2. (5)电风扇静止和转动时,悬绳的拉力哪个大? 答静止时大.

题型3 生活物理

【例3】魔盘是游乐场中的一种大型游乐设施,它转动时,坐在上面的人可以体会到做离心运动的乐趣.在半径R = 5 m 的魔盘上,离其中心r =3m 处坐着一儿童,儿童从身旁轻轻释放一个光滑的小球,问:小球经多长时间可与盘边缘 相碰?(已知魔盘转动角速度ω=4 rad/s) 答案

3

1s 1.如图所示,重球系于易断的线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 线被拉断

B .在线的A 端慢慢增加拉力,结果AB 线被拉断

C .在线的A 端突然猛力一拉,结果AB 线被拉断

D .在线的A 端突然猛力一拉,结果CD 线被拉断 答案AC

2.用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验,点击实验菜单中“力的相互作用”.如图(a)所示,把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果如图(b)所示.观察分析两个力传感器的相互作 用力随时间变化的曲线,可以得到以下实验结论() A .作用力与反作用力时刻相等 B .作用力与反作用力作用在同一物体上

C .作用力与反作用力大小相等

D .作用力与反作用力方向相反 答案ACD

3.有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风扇,风扇运转时吹出的风全部 打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆受力而向前运动,如图所示.对于这种设 计,下列分析中正确的是()

A .根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行

B .根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行

C .这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律

D .这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律 答案D

4.请根据图中的情景,说明车子所处的状态,并对这种情景作出解释.

答案从图(1)可以看出,乘客向前倾,说明乘客相对车箱有向前运动的速度,所以汽车在减速.从图(2)可看出,乘客向后倾,说明乘客有相对车箱向右运动的速度,说明列车在加速.

第2课时 牛顿第二定律 单位制

要点一 牛顿第二定律

1.下列对牛顿第二定律的表达式F=ma 及其变形公式的理解,正确的是()

A .由F=ma 可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成正比

B .由m =a F

可知,物体的质量与其所受合力成正比,与其运动的加速度成反比 C .由a =m F 可知,m 一定时物体的加速度与其所受合力成正比,F 一定时与其质量成反比

D .由m =a

F

可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出

答案CD

要点二 单位制

2.请把下列物理量与单位一一对应起来

(1)力A.kg·m2/s3

(2)压强B.kg·m/s2

(3)功C.kg·m2/s2

(4)功率D.kg/(s2·m)

答案(1)—B(2)—D(3)—C(4)—A

题型1 已知受力求动过情况

【例1】如图所示,传送带与地面夹角θ=37°,从A到B长度为16m,传送带以v0=10 m/s

的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5 kg的物体,它与传

送带间的动摩擦因数μ=0.5.求物体从A运动到B需要的时间.(sin37°=0.6, cos 37°

=0.8,取g=10 m/s2)

答案 2s

题型2 由运动求受力情况

【例2】如图所示,质量M=10 kg的木楔静止于粗糙的水平地面上,已知木楔与地面间的动摩

擦因数μ=0.02.在木楔倾角θ=30°的斜面上,有一质量m=1.0 kg的物体由静止开始沿斜

面下滑,至滑行路程s=1.4 m时,其速度v=1.4 m/s.在这一过程中木楔始终保持静止,求地面对木楔的摩擦力的大小

和方向(g取10 m/s2).

答案0.61 N,方向水平向左.

题型3 生活物理

【例3】如图所示,是建筑工地常用的一种“深穴打夯机”,电动机带动两个滚轮匀速转动将

夯杆从深坑提上来,当夯杆底端刚到达坑口时,两个滚轮彼此分开,将夯杆释放,夯杆只在重力

作用下运动,落回深坑,夯实坑底,且不反弹.然后两个滚轮再次压紧,夯杆被提到坑口,如此周

而复始.已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4 m/s,滚轮对夯杆的正压力N=2×104N,滚轮与夯

杆间的动摩擦因数μ=0.3,夯杆质量m=1×103 kg,坑深h=6.4 m,假定在打夯的过程中坑的深度变化不大可以忽略,g=10 m/s2.求:

(1)夯杆被滚轮压紧,加速上升至与滚轮速度相同时离坑底的高度.

(2)打夯周期是多少?

答案(1)4m(2)4.2 s

1.如图所示,在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B,m1>m2,

A、B间水平连接着一轻质弹簧秤.若用大小为F的水平力向右拉B,稳定后

B的加速度大小为a1,弹簧秤示数为F1;如果改用大小为F的水平力向左拉A,稳定后A的加速度大小为a2,弹簧秤示数为F2.则以下关系式正确的是()

A.a1=a2,F1>F2

B.a1=a2,F1

C.a1

D.a1>a2,F1>F2

答案A

2.如图所示,U形槽放在水平桌面上,物体M放于槽内静止,此时弹簧对物体的压力为3 N,物体的

质量为0.5 kg,与槽底之间无摩擦.使槽与物体M一起以6 m/s2的加速度向左水平运动时()

A.弹簧对物体的压力为零

B.物体对左侧槽壁的压力等于零

C.物体对左侧槽壁的压力等于3 N

D.弹簧对物体的压力等于6 N

答案B

3.(2009·资阳模拟)我国“神舟”5号飞船于2003年10月15日在酒泉航天发射场由长征—2F

运载火箭成功发射升空,若长征—2F运载火箭和飞船起飞时的总质量为1.0×105kg,火箭起飞

时推动力为3.0×106N,运载火箭发射塔高160 m(g取10 m/s2).求:

(1)假如运载火箭起飞时推动力不变,忽略空气阻力和火箭质量的变化,运载火箭经多长时间飞

离发射塔?

(2)这段时间内飞船中质量为65 kg的宇航员对座椅的压力多大?

答案(1)4 s(2)1.95×103N

4.京沪高速公路3月7日清晨,因雨雾天气导致一辆轿车和另一辆出现故障熄火停下来的卡车相撞.已知轿车刹车时产生的最大阻力为重力的0.8倍,当时的能见度(观察者与能看见的最远目标间的距离)约37 m,交通部门规定此种天气状况下轿车的最大行车速度为60 km/h.设轿车司机的反应时间为0.6 s,请你通过计算说明轿车有没有违反规定超速行驶?(g取10 m/s2)

答案轿车车速至少72 km/h是超速行驶

1.下列对运动的认识不正确

．．．的是()

A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动

B.伽利略认为力不是维持物体速度的原因

C.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动

D.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动

下去

答案A

2.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,这是因为()

A.系好完全带可以减小惯性

B.是否系好安全带对人和车的惯性没有影响

C.系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害

D.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害

答案D

3.物体静止在水平桌面上,则()

A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力

B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力

C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力

D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力

答案 A

4.在平直轨道上,匀速向右行驶的封闭车厢内,悬挂着一个带滴管的盛油容器,滴管口正对车厢地

板上的O点,如图所示,当滴管依次滴下三滴油时,设这三滴油都落在车厢的地板上,则下列说

法中正确的是()

A.这三滴油依然落在OA之间,而且后一滴比前一滴离O点远些

B.这三滴油依然落在OA之间,而且后一滴比前一滴离O点近些

C.这三滴油依然落在OA之间同一位置上

D.这三滴油依然落在O点上

答案D

5.一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论,正确的是()

A.车速越大,它的惯性越大

B.质量越大,它的惯性越大

C.车速越大,刹车后滑行的路程越长

D.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大

答案BC

6.如图甲所示,小车上固定着硬质支架,杆的端点固定着一个质量为m的小球.

杆对小球的作用力的变化如图乙所示,则关于小车的运动,下列说法中正确

的是(杆对小球的作用力由F1变化至F4)()

A.小车向右做匀加速运动

B.小车由静止开始向右做变加速运动

C.小车的加速度越来越大

D.小车的加速度越来越小

答案C

7.一个重500 N的木箱放在大磅秤上,木箱内有一个质量为50 kg的人,站在小磅秤上.如图所

示,如果人用力推木箱顶部,则小磅秤和大磅秤上的示数F1、F2的变化情况为()

A .F 1增大、F 2减小

B .F 1增大、F 2增大

C .F 1减小、F 2不变

D .F 1增大、F 2不变 答案D

8.如图所示,底板光滑的小车放在水平地面上,其上放有两个完全相同且量程均为20 N 的弹簧 秤,甲、乙系住一个质量为1 kg 的物块.当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10 N. 则当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8 N ,这时小车运动的加速度大小是() A .2 m/s 2

B .4 m/s 2

C .6 m/s 2

D .8 m/s 2

答案B

9.如图所示,三个完全相同物块1、2、3放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦 因数都相同.现用大小相同的外力F 沿图示方向分别作用在1和2上,用

2

1F 的外力沿水平方向作用在3上,使三者都做加速运动.令a 1、a 2、a 3分别表示物块1、2、3的加速度,则() A .a 1=a 2=a 3B .a 1=a 2,a 2＞a 3C .a 1＞a 2,a 2＜a 3D .a 1＞a 2,a 2＞a 3 答案C

10.有一仪器中电路如右图所示,其中M 是质量较大的金属块,将仪器固定在一辆

汽车上,汽车启动时和急刹车时,发现其中一盏灯亮了,试分析是哪一盏灯 亮了.

答案汽车启动时绿灯亮,急刹车时红灯亮

11.如右图所示,长L =75 cm 的质量为m =2 kg 的平底玻璃管底部置有一玻璃小球,玻璃管从静止开始受到一竖

直向下的恒力F =12 N 的作用,使玻璃管竖直向下运动,经一段时间t ,小球离开管口.空气阻力不计,取 g =10 m/s 2

.求:时间t 和小球离开玻璃管时玻璃管的速度的大小.

答案0.5 s8 m/s

12.用如右图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是

在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻 弹簧夹着一个质量为2.0 kg 的滑块,滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在．．

传 感器a 、b 上,其压力．．大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b 在前,传感器a 在后.汽车静止时,传感器a 、b 的示数均为10 N .(取g =10 m/s 2

)

(1)若传感器a 的示数为14 N 、b 的示数为6.0 N ,求此时汽车的加速度大小和方向. (2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a 的示数为零？ 答案(1)4 m/s 2

(2)10 m/s

2

13.(2007·上海·19B )如右图所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,

小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动,推力F 与小环速度v 随时间变化规律如下图所示, 取重力加速度g =10 m/s 2

.求: (1)小环的质量m . (2)细杆与地面间的倾角α. 答案(1)1 kg(2)30°

第二单元 牛顿运动定律应用（一）

第3课时 瞬时问题与动态分析 超重与失重

要点一 瞬时问题

1.如图所示,物体甲、乙质量均为m ,弹簧和悬线的质量可忽略不计.当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加 速度数值应为()

A .甲是0,乙是g

B .甲是g ,乙是g

C .甲是0,乙是0

D .甲是2

g ,乙是g

答案B

要点二 动态分析

2.如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O 点,另一端连接小物体,弹簧自由伸长到B 点,让小 物体m 把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止,物体与水平地面间的动摩擦 因数恒定,试判断下列说法正确的是()

A .物体从A 到

B 速度越来越大,从B 到

C 速度越来越小 B .物体从A 到B 速度越来越小,从B 到C 加速度不变 C .物体从A 到B 先加速后减速,从B 到C 一直减速运动

D .物体在B 点受合外力为零 答案C

要点三 超重与失重

3.下列关于超重和失重现象的描述中正确的是()

A .电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于超重状态

B .磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,列车上的乘客处于超重状态

C .荡秋千时秋千摆到最低位置时,人处于失重状态

D .“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时,飞船内的宇宙员处于完全失重状态 答案D

题型1 瞬时问题

【例1】如图如图(a)所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.

(1)现将图(a)中L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度.

(2)若将图(a)中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图(b)所示,求剪断L2瞬间物体的加速度.

答案(1)g sinθ(2)g tanθ

题型2 程序法分板牙动态问题

【例2】一个小球(小球的密度小于水的密度)从较高的位置落下来,落入足够深的水池中,在小球从静止下落,直到在水中下落到最大深度的过程中,下列小球速度随时间变化的图线可能正确的是()

答案A

题型3 超重与失重观点解题

【例3】如图所示,在台秤的托盘上,放着一个支架,支架上挂着一个电磁铁A,电磁铁的正下方有一铁块B,电磁铁不通电时,台秤的示数为G.当接通电路,在铁块被电磁铁吸起的过程中,

台秤的示数将()

A.不变

B.变大

C.变小

D.忽大忽小

答案B

题型4运动建模

【例4】一科研火箭从某一无大气层的行星的一个极竖直向上发射,由火箭传来的无线电信息表明:从火箭发射时的一段时间t内(火箭喷气过程),火箭上所有物体对支持物的压力或对其悬挂装置的拉力是火箭发射前的1.8倍,除此之外,在落回行星表面前的所有时间内,火箭里的物体处于失重状态,问从火箭发射到落回行星表面经过多长时间? (行星引力大小随距行星表面高度的变化可忽略不计)

答案3t

1.如图所示,物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动,与一个右端固定的轻质弹簧

相撞,并被弹簧反向弹回.若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律,那么在P与弹簧发生

相互作用的整个过程中()

A.P的加速度大小不断变化,方向也不断变化

B.P的加速度大小不断变化,但方向只改变一次

C.P的加速度大小不断改变,当加速度数值最大时,速度最小

D.有一段过程,P的加速度逐渐增大,速度也逐渐增大

答案C

2.某同学把一体重秤放在电梯的地板上,他站在体重秤上随电梯运动并观察体重秤示数的变化情况.下表记录了几个特定时刻体重秤的示数.(表内时间不表示先后顺序)

时间 t 0 t 1 t 2 t 3 体重秤示数/kg

45.0

50.0

40.0

45.0

若已知t 0时刻电梯静止,则下列说法错误的是()

A .t 1和t 2时刻该同学的质量并没有变化,但所受重力发生变化

B .t 1和t 2时刻电梯的加速度方向一定相反

C .t 1和t 2时刻电梯的加速度大小相等,运动方向不一定相反

D .t 3时刻电梯可能向上运动 答案A

3.(2009·贵阳模拟)细绳拴一个质量为m 的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球 与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如图所示.(已知cos53°=0.6,sin53° =0.8)以下说法正确的是()

A .小球静止时弹簧的弹力大小为53mg

B .小球静止时细绳的拉力大小为5

3

mg

C .细线烧断瞬间小球的加速度立即为g

D .细线烧断瞬间小球的加速度立即为5

3g 答案D

4.如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端固定,下端 悬空.为了研究学生沿杆的下滑情况,在杆顶部装有一拉力传感器,可显 示杆顶端所受拉力的大小.现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始 滑下,5s 末滑到杆底时速度恰好为零.以学生开始下滑时刻为计时起点, 传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示,g 取10m/s 2

.求: (1)该学生下滑过程中的最大速率. (2)滑杆的长度.

答案(1)2.4 m/s (2)6.0 m

第4课时 专题：二力合成法与正交分解法

要点一 二力合成法

1.一辆小车在水平面上行驶,悬挂的摆球相对于小车静止,并且悬绳与竖直方向成θ角,如图所示, 下列关于小车的运动情况正确的是()

A .加速度方向向左,大小为g tan θ

B .加速度方向向右,大小为g tan θ

C .加速度方向向左,大小为g sin θ

D .加速度方向向右,大小为g sin θ 答案A

要点二 正交分解法

2.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.请用两种建立坐标系的方法分别求解. 答案m (g-a sin θ),方向竖直向上ma cos θ,方向水平向左

题型1 根据二力合成法确定物体的加速度

【例1】如图所示,小车在斜面上沿斜面向下运动,当小车以不同的加速度运动时,系在小车顶 部的小球分别如图中①②③所示三种状态.①中细线呈竖直方向,②中细线垂直斜面,③中细 线水平.试分别求出上述三种状态中小车的加速度.(斜面倾角为θ) 答案①a =0②a=g sin θ,方向沿斜面向下③a =

sin g ,方向沿斜面向下

题型2正交分解法的应用

【例2】风洞实验室中可产生水平方向的、大小可以调节的风力,现将一套有小球的细直杆 放入风洞实验室中,小球孔径略大于细杆直径(如图所示).

(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,这时小球所受 的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆之间的动摩擦因数.

(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s 所需时间 为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8) 答案(1)0.5(2)

g

s 38 题型3传送带上的物理问题

【例3】如图所示,传送带与水平面的夹角为θ=37°,其以4 m/s 的速度向上运行,在传送 带的底端A 处无初速度地放一个质量为0.5 kg 的物体,它与传送带间动摩擦因数μ=0.8, AB 间(B 为顶端)长度为25 m.试回答下列问题: (1)说明物体的运动性质(相对地球).

(2)物体从A 到B 的时间为多少？(g =10 m/s 2

)

答案(1)由题设条件知tan37°=0.75,μ=0.8,所以有tan37°＜μ,这说明物体在斜面(传送带)上能处于静止状态,物体开始无初速度放在传送带上,起初阶段:对物体受力分析如右图所示. 根据牛顿第二定律可知: f 滑-mg sin37°=ma ① f 滑=μN ② N=mg cos37°③

求解得a=g (μcos37°-sin37°)=0.4 m/s 2

④

设物体在传送带上做匀加速直线运动时间t 1及位移s 1,因 v 0=0⑤ a =0.4 m/s 2

⑥

v t =4 m/s ⑦

根据匀变速直线运动规律得: v t =at 1⑧ s 1=

2

2

1at ⑨ 代入数据得: t 1=10 s ⑩ s 1=20 m ＜25 m

说明物体将继续跟随传送带一起向上匀速运动,物体在第二阶段匀速运动时间t 2: t 2=

1.25s 4

2025=-=?v s 所以物体运动性质为:物体起初由静止起以a =0.4 m/s 2

做匀加速直线运动,达到传送带速度后,便以传送带速度做匀 速运动. (2)11.25 s

1.如图所示,动力小车上有一竖杆,杆顶端用细绳拴一质量为m 的小球.当小车沿倾角为30° 的斜面匀加速向上运动时,绳与杆的夹角为60°,小车的加速度为() 答案B

2.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的 人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其体重的() A .

41倍B .31倍C .45倍D .3

4倍 答案B

3.如图所示,质量为m 的物体放在倾角为α的斜面上,物体和斜面间的动摩擦因数为μ,如沿水平方向 加一个力F ,使物体沿斜面向上以加速度a 做匀加速直线运动,则F 为多少?

答案

α

μααμαsin cos )

cos sin (-++g g a m

4.如图所示,传送带以恒定的速度v =10 m/s 运动,传送带与水平面的夹角θ为37°,PQ =16 m, 将一小物块无初速地放在传送带上P 点,物块与此传送带间的动摩擦因数μ=0.5,g =10 m/s 2

. 求当传送带顺时针转动时,小物块运动到Q 点的时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8) 答案4 s

1.如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之间用轻弹簧相连,在拉

力F 作用下,以加速度a 做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度为a 1和a 2,则() A .a 1=a 2=0B .a 1=a ,a 2=0 C .a 1=

a m m m a a m m m 212

2211,+=+D .a 1

=a ,a 2

a m m －2

1

答案D

2.如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中, 下列叙述中正确的是()

A .小球的速度一直减小

B .小球的加速度先减小后增大

C .小球加速度的最大值一定大于重力加速度

D .在该过程的位移中点上小球的速度最大 答案BC

3.如图所示,水平面绝缘且光滑,弹簧左端固定,右端连一轻质绝缘挡板,空间存在着水平方 向的匀强电场,一带正电小球在电场力和挡板压力作用下静止.若突然将电场反向,则小球 加速度的大小随位移x 变化的关系图象可能是下图中的() 答案A

4.如图所示,在一个盛有水的容器内静止一木块,当容器由静止开始以加速度g 下降,则在此 过程中木块相对于水面()

A .上升

B .下降

C .不变

D .无法判断 答案C

5.(2009·日照一中月考)在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m 1的木块,木块 和车厢通过一根水平轻弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k .在车厢的顶部用一根细线悬 挂一质量为m 2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ,在这段时间内木

块与车厢也保持相对静止,如图所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变量为()

答案A

6.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,此时弹簧秤读数为() A .大于mgB .小于2mgC .等于2mgD .无法判断 答案C

7.引体向上是同学们经常做的一项健身运动.该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上拉时,下颚须超过单杠面,下放时,两臂放直,不能曲臂(如图所示).这样上拉下放,重复 动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的.关于做引体向上动作时人的受力, 以下判断正确的是()

A .上拉过程中,人受到两个力的作用

B .上拉过程中,单杠对人的作用力大于人的重力

C .下放过程中,单杠对人的作用力小于人的重力

D .下放过程中,在某瞬间人可能只受到一个力的作用 答案AD

8.如图所示,天平左盘上放着盛水的杯子,杯底用细绳系着一木质小球,右盘上放着砝码, 此时天平处于平衡状态,若细绳断裂小球加速上升过程中,天平平衡状态将发生怎样的 变化()

A .仍然平衡

B .右盘上升,左盘下降

C .左盘上升,右盘下降

D .无法判断 答案C

9.如图所示,小车沿水平面向右做加速直线运动,车上固定的硬杆和水平面的夹角为θ,杆的顶端固 定着一个质量为m 的小球.当车运动的加速度逐渐增大时,杆对小球的作用力(F 1至F 4变化)的受 力图形(OO ′沿杆方向)可能是下图中的() 答案C

10.如图所示,弹簧S 1的上端固定在天花板上,下端连一小球A ,球A 与球B 之间用线相连.球B 与球C 之 间用弹簧S 2相连.A 、B 、C 的质量分别为m A 、m B 、m C ,弹簧与线的质量均不计.开始时它们都处在静止 状态.现将A 、B 间的线突然剪断,求线刚剪断时A 、B 、C 的加速度.

答案

g m m m A C B +,方向向上g m m m A

C

B +,方向向下0

11.如图所示,质量为m =1 kg 的小球穿在倾角为θ=30°的斜杆上,球恰好能在杆上匀速

下滑.若球受到一个大小为F =20 N 的水平推力作用,可使小球沿杆向上加速滑动(g

取10 m/s 2

).求:

(1)小球与斜杆间的动摩擦因数μ的大小. (2)小球沿杆向上加速滑动时的加速度大小.

答案(1)

3

3

(2)1.55 m/s 2

12.如图所示,某同学在竖直上升的升降机内研究升降机的运 动规律.他在升降机的水平地板上安放了一台压力传感器(能 及时准确显示压力大小),压力传感器上表面水平,上面放置了 一个质量为1 kg 的木块,在t =0时刻升降机从地面由静止开始

上升,在t =10 s 时上升了H ,并且速度恰好减为零.他根据记录的压力数据绘制了压力随时间变化的关系图象.请你根据题中所给条件和图象信息回答下列问题.(g 取10 m/s 2

) (1)题中所给的10 s 内升降机上升的高度H 为多少?

(2)如果上升过程中某段时间内压力传感器显示的示数为零,那么该段时间内升降机是如何运动的? 答案 (1)28 m(2)做加速度大小为g 的匀减速运动

13.(2009·西昌模拟)如图所示,P 为位于某一高度处的质量为m 的物 块,B 为位于水平地面上的质量为M 的特殊长平板,m /M =1/10,平板 与地面间的动摩擦因数μ=2.0×10-2

.在板的上表面上方,存在一定厚

度的“相互作用区域”,如图中画虚线的部分,当物块P 进入相互作用区时,B 便有竖直向上的恒力F 作用于P ,F =

αmg ,α=51.F 对P 的作用使P 刚好不与B 的上表面接触;在水平方向P 、B 之间没有相互作用力.已知物块P 开

始自由落下的时刻,板B 向右的速度为v 0=10.0 m/s,P 从开始下落到刚到达相互作用区所经历的时间为T 0=2.00 s.设B 板足够长,保证物块P 总能落入B 板上方的相互作用区,取重力加速度g =9.80 m/s 2

.问:当B 开始停止运动那一时刻,P 已经回到过初始位置几次? 答案11次

第三单元 牛顿运动定律应用（二）

第5课时 专题：整体法和隔离法解决连接体问题

要点一 整体法

1.光滑水平面上,放一倾角为θ的光滑斜木块,质量为m 的光滑物体放在斜面上,如图所示, 现对斜面施加力F .

(1)若使M 静止不动,F 应为多大?

(2)若使M 与m 保持相对静止,F 应为多大?

答案(1)

2

1

mg sin2θ(2)(M+m )g tan θ 要点二 隔离法

2.如图所示,质量为M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球,开始时 小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的1/2,即a=g /2,则小 球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少? 答案

g m

M 2

2 题型1 隔离法的应用

【例1】如图所示,薄平板A 长L =5 m,质量M =5 kg,放在水平桌面上,板右端与桌边缘相齐.在 A 上距其右端s =3 m 处放一个质量m =2 kg 的小物体B ,已知A 与B 之间的动摩擦因数μ1=0.1,

A 、

B 两物体与桌面间的动摩擦因数μ2=0.2,最初系统静止.现在对板A 向右施加一水平恒力F ,将A 从B 下抽出(设B 不会翻转),且恰使B 停在桌面边缘,试求F 的大小(取g =10 m/s 2

).

答案26 N

题型2 整体法与隔离法交替应用

【例2】如图所示,质量m =1 kg 的物块放在倾斜角θ=37°的斜面上,斜面体的质量M =2 kg, 斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.2,地面光滑.现对斜面体施加一水平推力F ,要使物体m 相对斜面静止,F 应为多大?(设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10m/s 2

) 答案14.34 N ≤F ≤33.6 N

题型3 临界问题

【例3】如图所示,有一块木板静止在光滑足够长的水平面上,木板的质量为M =4 kg,长度为L = 1 m;木板的右端停放着一个小滑块,小滑块的质量为m =1 kg,其尺寸远远小于木板长度,它与木 板间的动摩擦因数为μ=0.4,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:

(1)为使木板能从滑块下抽出来,作用在木板右端的水平恒力F 的大小应满足的条件. (2)若其他条件不变,在F =28 N 的水平恒力持续作用下,需多长时间能将木板从滑块下抽出. 答案(1)F >20 N(2)1 s

1.如图所示,滑轮的质量不计,已知三个物体的质量关系是m 1=m 2+m 3,这时弹簧秤的读数为T .若把物 体m 2从右边移到左边的物体m 1上,弹簧秤的读数T 将() A .增大B .减小C .不变D .无法确定 答案B

2.如图所示,斜面体ABC 置于粗糙的水平地面上,小木块m 在斜面上静止或滑动时,斜面体均保

持静止不动.下列哪种情况,斜面体受到地面向右的静摩擦力() A .小木块m 静止在BC 斜面上B .小木块m 沿BC 斜面加速下滑 C .小木块m 沿BA 斜面减速下滑D .小木块m 沿AB 斜面减速上滑 答案BC

3.如图所示,在平静的水面上,有一长l =12 m 的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的 总质量为m 1=200 kg,质量为m 2=50 kg 的人立于木船左端,开始时木船与人均静止.若人匀加

速向右奔跑至船的右端并立即抱住桅杆,经历的时间是2 s,船运动中受到水的阻力是船(包括人)总重的0.1倍,g 取10 m/s 2

.求此过程中船的位移大小. 答案0.4 m

4.如图所示,在长为L 的均匀杆的顶部A 处,紧密套有一小环,它们一起从某高处做自由落体运动, 杆的B 端着地后,杆立即停止运动并保持竖直状态,最终小环恰能滑到杆的中间位置.若环在杆 上滑动时与杆间的摩擦力大小为环重力的1.5倍,求从杆开始下落到环滑至杆的中间位置的全 过程所用的时间.

答案g

L 23

第6课时 专题:图象 临界与极值

要点一 动力学图象问题

1.静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用,该力随时间变化的关系如图所 示,则()

A .物体将做往复运动

B .2 s 内的位移为零

C .2 s 末物体的速度最大

D .3 s 内,拉力做的功为零 答案A

要点二 临界与极值问题

2.（2009·重庆模拟）如图所示,把质量m 1=4 kg 的木块叠放在质量m 2=5 kg 的木块上.m 2放在光滑的水平面上,恰好使m 1相对m 2开始滑动时作用于木块

m 1上的水平拉力F 1=12 N.那么,至少应用多大的水平拉力F 2拉木块m 2,才能恰好使m 1相对m 2开始滑动? 答案15 N

题型1 利用牛顿定律进行图象转换问题

【例1】一个质量为4 kg 的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因

数μ=0.1.从t =0开始,物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F 作用,力F 随时间的变化规律如图所示.求83秒内物体的位移大小(g 取10 m/s 2

). 答案167 m

题型2摩擦力产生的临界问题

【例2】如图所示,一质量m =500 kg 的木箱放在质量M =2 000 kg 的平板车的后部,木箱到驾 驶室的距离L =1.6 m.已知木箱与平板间的动摩擦因数μ=0.484,平板车在运动过程中所受阻

力是车和箱总重的0.20倍.平板车以v 0=22.0 m/s 的恒定速度行驶,驾驶员突然刹车,使车做匀减速直线运动,为了不让木箱撞击驾驶室,g 取10 m/s 2

.试求:

(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间? (2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多大? 答案(1)4.4 s(2)7 420 N

题型3程序法的应用

【例3】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.现突然以恒定

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)

答案a ≥

g 12

2

12μμμμ+

1.石丽同学在由静止开始向上运动的电梯里,将一测量加速度的小探头固定在质量为1 kg 的手提包上,到达某一楼层 停止,采集数据并分析处理后列表如下:

运动规律 匀加速直线运动

匀速直线运动 匀减速直线运动 时间段/s 0～2.5 2.5～11.5

11.5～14.0 加速度/m ·s -2

0.40

0.40

石丽同学在计算机上绘出如下图象,设F 为手对提包的拉力.请你判断下图中正确的是() 答案AC

2.如图所示,不计滑轮和绳的质量及一切摩擦阻力,已知m B =3 kg,要使物体C 有可能处于平衡 状态,那么m C 的可能值为() A .3 kg B .9 kg C .27 kg D .30 kg 答案AB

3.如图所示,小车上有一竖直杆,小车和杆的总质量为M ,杆上套有一块质量为m 的木块,杆与木块

间的动摩擦因数为μ,小车静止时木块可沿杆自由滑下.问:必须对小车施加多大的水平力让车在 光滑水平面上运动时,木块才能匀速下滑.

答案

1(m+M )g

4.一质量为m =40 kg 的小孩在电梯内的体重计上,电梯从t =0时刻由静止开始上升, 在0到6 s 内体重计示数F 的变化如图所示.问:在这段时间内电梯上升的高度是 多少?(取重力加速度g =10 m/s 2

) 答案9 m

1.(2009·西安模拟)如图所示,在光滑水平面上叠放着A 、B 两物体,已知m A =6 kg 、m B =2 kg, A 、B 间动摩擦因数μ=0.2,在物体A 上系一细线,细线所能承受的最大拉力是20 N,现水平 向右拉细线,g 取10 m/s 2

,则() A .当拉力F <12 N 时,A 静止不动 B .当拉力F >12 N 时,A 相对B 滑动

C .当拉力F =16 N 时,B 受A 的摩擦力等于4 N

D .无论拉力F 多大,A 相对B 始终静止 答案CD

2.如图所示,在升降机内的弹簧下端吊一物体A ,其质量为m ,体积为V ,全部浸在水中.当升降机由静 止开始以加速度a (a

3.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹回到原高度.小孩在从高处下落到 弹回的整个过程中,他的运动速度随时间变化的图象如图所示,图中Oa 段和cd 段是直线. 根据此图象可知,小孩跟蹦床相接触的时间为() A .t 1～t 4B .t 2～t 4C .t 1～t 5D .t 2～t 5 答案C

4.如图所示,质量为m 1和m 2的两个物体用细线相连,在大小恒定的拉力F 作用下,先沿水平面, 再沿斜面(斜面与水平面成θ角),最后竖直向上运动.则在这三个阶段的运动中,细线上张力 的大小情况是()

A .由大变小

B .由小变大

C .始终不变

D .由大变小再变大 答案C

5.先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行地沿水平方向拉同一质量为m 的物块,且每次使橡

皮条的伸长量均相同,物块m 在橡皮条的拉力作用下所产生的加速度a 与所拉橡皮条的数

目n 的关系如图所示.若更换物块所在水平面的材料,再重复这个实验,则图中直线与水平轴间的夹角θ将() A .变大B .不变C .变小D .与水平面的材料有关 答案B

6.（2009·洛阳模拟）如图所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量分别为m 1和m 2的物体, m 1放在地面上,当m 2的质量发生变化时,m 1的加速度a 的大小与m 2的关系图象大体图中的() 答案 D

7.如图所示,质量m 的球与弹簧Ⅰ和水平细线Ⅱ相连,Ⅰ、Ⅱ的另一端分别固定于P 、Q . 球静止时,Ⅰ中拉力大小T 1,Ⅱ中拉力大小T 2,当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间,球的加 速度a 应是()

A .若断Ⅰ,则a=g ,方向水平向右

B .若断Ⅱ,则a=

m T 2

,方向水平向左 C .若断Ⅰ,则a =m

T

1,方向沿Ⅰ的延长线

D .若断Ⅱ,则a=g ,竖直向上 答案B

8.如图所示,在光滑水平桌面上有一链条,共有(P+Q )个环,每一个环的质量均为m ,链条右端 受到一水平拉力F .则从右向左数,第P 个环对第(P +1)个环的拉力是()

A .F

B .(P +1)F

C .

Q

P QF +D .

Q

P PF +

答案C

9.如图所示,当车厢向前加速前进时,物体M 静止于竖直车厢壁上,当车厢加速度增加时,则() ①静摩擦力增加②车厢竖直壁对物体的弹力增加

③物体M 仍保持相对于车厢的静止状态④物体的加速度也增加 A .①②③B .②③④C .①②④D .①③④ 答案 B

10.在一正方形小盒内装一小圆球,盒与球一起沿倾角为θ的光滑斜面下滑,如图所示.若不计 摩擦,当θ角增大时,下滑过程圆球对方盒前壁压力N 及对方盒底面的压力N ′将如何变化() A .N ′变小,N 变小B .N ′变小,N 为零 C .N ′变小,N 变大D .N ′不变,N 变大