【步步高】高考物理 考前三个月专题训练3 牛顿运动定律的应用 新人教版
人教版高中物理必修1精品学案：3. 3 牛顿第三定律(步步高)
3 牛顿第三定律『学习目标』 1.理解作用力和反作用力的概念，知道一对作用力与反作用力与一对平衡力的区别.2.理解牛顿第三定律，并会用其解决简单问题.3.能对一些简单的问题进行受力分析．一、作用力和反作用力1．力是物体对物体的作用．只要谈到力，就一定存在着受力物体和施力物体．2．两个物体之间的作用总是相互的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力．3．作用力和反作用力总是互相依赖、同时存在的．我们可以把其中任何一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力．二、牛顿第三定律1．实验探究：如图1所示，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A，结果发现两个弹簧测力计的示数是相等的．改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是相等的，方向相反．图12．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，作用在同一条直线上．三、“一对相互平衡的力”和“一对作用力和反作用力”的区别1．一对相互平衡的力作用在一个物体上，一对作用力和反作用力作用在两个物体上．(均选填“一个”或“两个”)2．一对作用力和反作用力一定是同一种类的力，而一对相互平衡的力不一定是同一种类的力．(均选填“一定”或“不一定”)判断下列说法的正误．(1)物体间可能只有作用力，而没有反作用力．(×)(2)两个物体只有接触才存在作用力和反作用力．(×)(3)物体间先有作用力，然后才有反作用力．(×)(4)物体间的作用力和反作用力等大、反向，可以抵消．(×)(5)物块静止放在水平桌面上，物块所受重力和桌面对物块的支持力是一对相互平衡的力．(√)(6)物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力．(×)一、对牛顿第三定律的理解导学探究1．鸡蛋去碰石头，鸡蛋会“粉身碎骨”，而石头却“安然无恙”，是不是就可以认为鸡蛋对石头的力小，而石头对鸡蛋的力大呢？『答案』不是．鸡蛋去碰石头，鸡蛋会“粉身碎骨”，是因为鸡蛋比较脆弱，在作用力大小相同的情况下，鸡蛋更容易破．2.如图2，一个物体在粗糙地面上以初速度v0向右做匀减速运动，请找出物体受到的支持力与摩擦力的反作用力，一对作用力和反作用力作用在几个物体上？这两对作用力和反作用力各是什么性质的力？图2『答案』物体受到的支持力的反作用力是物体对地面的压力，地面对物体的摩擦力的反作用力是物体对地面的摩擦力，一对作用力与反作用力作用在两个物体上，支持力与压力是弹力；后一对则都是摩擦力．知识深化作用力和反作用力的四个特征等值作用力和反作用力大小总是相等的反向作用力和反作用力方向总是相反的共线作用力和反作用力总是作用在同一条直线上同性质作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力)(2019·沈阳市高一教学质量检测)关于作用力与反作用力，下列说法中正确的是() A．物体相互作用时，先产生作用力，然后才产生反作用力B．作用力和反作用力的合力为零C．作用力和反作用力总是同时产生，同时消失，分别作用在两个物体上D．放在水平桌面上的书，所受重力和桌面对书的支持力为一对作用力与反作用力『答案』 C『解析』由牛顿第三定律可知，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，作用在两个物体上，力的性质相同，它们同时产生，同时变化，同时消失，故A错误，C正确；作用力和反作用力大小相等，方向相反，在同一条直线上，但作用在不同的物体上，故不能合成，故B错误；放在水平桌面上的书所受重力和桌面对书的支持力为一对平衡力，故D错误．如图3所示，一匹马拉着车前行，关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，下列说法中正确的是()图3A．马拉车的力总是大于车拉马的力B．马拉车的力总是等于车拉马的力C．加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力D．减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力『答案』 B『解析』马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，与运动状态无关．加速运动或者减速运动时，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，故A、C、D错误，B正确．正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义“总是”是强调对于任何物体，在任何情况下，作用力和反作用力的关系都成立．(1)不管物体的大小、形状如何，任意两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反．(2)不管物体的运动状态如何，例如，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反．(3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的．二、一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较导学探究如图4所示，木块静止在水平面上．图4(1)在图4画出木块受到的重力G和支持力F N的示意图．重力G和支持力F N属于一对什么力？作用在几个物体上？是同一性质的力吗？(2)在图5中，画出水平面对木块的支持力F N和木块对水平面的压力F N′.图5支持力F N和压力F N′属于一对什么力？分别作用在什么物体上？是同一性质的力吗？『答案』(1)如图所示．重力和支持力属于一对平衡力；作用在一个物体上；一个是重力，一个是弹力，不是同一性质的力．(2)如图所示．支持力F N和压力F N′属于一对作用力和反作用力；支持力F N作用在木块上，压力F N′作用在水平面上；两者都是弹力，是同一性质的力．知识深化一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较内容比较一对作用力和反作用力一对平衡力不同点作用对象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相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在叠加性两力作用效果不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零力的性质一定是同种性质的力可以是同种性质的力，也可以是不同种性质的力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上(2019·镇原二中高一期末)如图6所示，物体静止于水平桌面上，则()图6A．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，这两个力是同一种力D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力『答案』 A『解析』物体的重力是作用在物体上的力，支持力也是作用在这个物体上的力，这两个力大小相等、方向相反，且作用在同一直线上，所以这两个力是一对平衡力，故A正确，B错误；压力不是重力，它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同，故C错误；物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力为作用力与反作用力，不是平衡力，故D错误．针对训练如图7所示，人沿水平方向拉牛(可视为质点)，但没有拉动．下列说法正确的是()图7A．绳拉牛的力小于牛拉绳的力B．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力C．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力D．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是作用力与反作用力『答案』 C『解析』绳拉牛的力和牛拉绳的力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故A、B 错误；绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力，故C正确，D错误．三、物体受力的初步分析1．首先明确研究对象，即分析哪个物体所受的力．2．通常按重力、弹力、摩擦力的顺序来分析：(1)重力：任何物体都受重力，其方向竖直向下．(2)弹力：两个相互接触的物体相互挤压时就会产生弹力，其方向与接触面垂直．(3)摩擦力：当两个粗糙且相互挤压的接触面发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面处就会产生滑动摩擦力或静摩擦力，其方向与接触面平行．3．检查是否多分析力或漏分析力．(1)每一个力都能找到施力物体和受力物体．(2)当不确定某个力是否存在时，可用假设法来判断，假设有或没有这个力，物体能否保持现在的状态．画出图8中物体A所受力的示意图，并写出力的名称和施力物体：(1)物体A静止，接触面光滑；(2)A沿固定粗糙斜面上滑；(3)A沿粗糙水平面滑行；(4)接触面光滑，A静止．图8『答案』见『解析』『解析』(1)物体A受重力G、推力F、地面的支持力F N、墙壁对A向左的弹力F N′，施力物体分别是地球、推A的物体、地面、墙壁；(2)物体A受竖直向下的重力G、垂直于斜面向上的支持力F N、沿斜面向下的滑动摩擦力F f，施力物体分别是地球、斜面、斜面；(3)物体A受重力G、支持力F N、滑动摩擦力F f，施力物体分别是地球、水平面、水平面；(4)物体A受重力G、拉力F T、弹力F N，施力物体分别是地球、绳子、墙壁．提示在分析受力时，只需画出研究对象受到的力，它对其他物体的力不能画出．1．(作用力和反作用力)对于作用力和反作用力的理解，下列说法中正确的是()A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的反作用力可以是摩擦力D．作用力和反作用力在任何情况下都不会平衡『答案』 D『解析』作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的，它们之间没有先后顺序，A错误；任何力都有反作用力，B错误；作用力和反作用力一定是同种性质的力，C错误；由于作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，因而它们在任何情况下都不会平衡，D正确．2．(作用力与反作用力)(2019·太原市高一上期末)火箭是世界上最先进的运载工具之一，它是利用喷射燃烧的气体获得动力的．若不计空气阻力，在火箭竖直加速升空时，下列叙述正确的是()A．喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力和反作用力B．喷出的气体对火箭的推力与火箭的重力是一对作用力与反作用力C．喷出的气体对火箭的推力大于火箭对喷出气体的推力D．喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力都作用在火箭上『答案』 A『解析』由牛顿第三定律可知，喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力是一对作用力和反作用力，所以喷出的气体对火箭的推力与火箭对喷出气体的推力大小相等，方向相反，作用在不同物体上，故A正确，B、C、D错误．3.(一对平衡力与作用力和反作用力的比较)电动滑板车是继传统滑板之后的又一滑板运动的新型产品形式，深受年轻人的喜爱．如图9所示，电动滑板车置于水平地面上，下列说法正确的是()图9A．人站在滑板车上保持静止时，人所受的重力和地面对滑板车的支持力是一对平衡力B．人站在滑板车上保持静止时，滑板车对人的支持力与滑板车对地的压力是一对作用力和反作用力C．人向上起跳时，滑板车对人的支持力等于人对滑板车的压力D．人向上起跳时，人所受的支持力大于人对滑板车的压力『答案』 C『解析』人站在滑板车上保持静止时，人所受的重力与滑板车对人的支持力是一对平衡力，滑板车对人的支持力与人对滑板车的压力是一对作用力和反作用力，A、B错误；滑板车对人的支持力与人对滑板车的压力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，C正确，D错误．4．(物体的受力分析)分别画出图10中小球的受力示意图．(图甲中小球用细绳悬挂着静止在光滑的斜面上，乙中小球用细绳拉着静止在桌角上，丙中小球固定在杆上)图10『答案』如图所示考点一作用力和反作用力1．(多选)关于作用力和反作用力，下列说法正确的是()A．作用力是摩擦力，反作用力可能是弹力B．作用力是弹力，反作用力可能是摩擦力C．作用力是摩擦力，反作用力一定是摩擦力D．作用力是弹力，反作用力一定是弹力『答案』CD『解析』作用力和反作用力的性质相同，摩擦力的反作用力一定是摩擦力，弹力的反作用力一定是弹力，故C、D正确，A、B错误．2.一根轻质弹簧在天花板上竖直悬挂一小球，弹簧和小球的受力情况如图1所示，下列说法正确的是()图1A．F1的施力物体是弹簧B．F2的反作用力是F3C．F3的施力物体是地球D．F4的反作用力是F1『答案』 B『解析』根据题意，F1的施力物体是地球，故选项A错误；F2的反作用力是F3，故选项B正确；F3的施力物体是小球，故选项C错误；F4的反作用力是弹簧对天花板的拉力，故选项D错误．考点二牛顿第三定律3．甲、乙两队拔河比赛，甲队获胜，这是因为()A．甲队对乙队的作用力大于乙队对甲队的作用力B．绳子对甲队的拉力小于地面对甲队向后的作用力C．地面对乙队向后的作用力大于绳子对乙队的拉力D．地面对甲队的作用力大于甲队对地面的反作用力『答案』 B『解析』甲队对乙队的作用力等于乙队对甲队的作用力，这是相互作用力，故A错误；甲队获胜，绳子对甲队的拉力小于地面对甲队向后的作用力，故B正确；甲队获胜，所以地面对乙队向后的作用力小于绳子对乙队的拉力，故C错误；地面对甲队的作用力等于甲队对地面的反作用力，故D错误．4．下列情景中，关于力的大小关系，说法正确的是()A．跳高运动员起跳时，地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力B．钢丝绳吊起货物加速上升时，钢丝绳对货物的拉力大于货物对钢丝绳的拉力C．鸡蛋撞击石头，鸡蛋破碎，石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力D．车轮受到地面的支持力大小始终等于地面受到车的压力大小，与汽车的运动状态无关『答案』 D『解析』运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力是作用力与反作用力，二者大小相等，A错误；钢丝绳对货物的拉力与货物对钢丝绳的拉力为作用力与反作用力，不管货物处于哪种状态，二者大小都相等，B错误；鸡蛋对石头的力和石头对鸡蛋的力是作用力与反作用力，二者大小相等，C错误；汽车受到的地面的支持力和地面受到的车的压力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，方向相反，与运动状态无关，D正确．5．(多选)(2019·长春外国语学校高一第一学期期末)如图2所示是利用计算机记录的卫星发射时火箭和卫星之间的作用力和反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是()图2A．作用力大时，反作用力小B．作用力和反作用力的大小总是相等的C．作用力和反作用力的方向总是相反的D．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的『答案』BC6．用锤头敲玻璃，玻璃被打碎，而锤头未碎，对于这一现象，下列说法正确的是() A．锤头对玻璃的作用力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂B．玻璃对锤头的作用力大于锤头对玻璃的作用力，只是由于锤头比玻璃能够承受更大的力才没有碎裂C．锤头和玻璃之间的作用力是等大的，只是由于锤头比玻璃能够承受更大的力才没有碎裂D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系『答案』 C『解析』锤头对玻璃的作用力与玻璃对锤头的作用力是一对作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在不同物体上，因物体的承受能力不同，所以产生的作用效果不同，故C正确，A、B、D均错误．考点三一对平衡力与一对作用力和反作用力的比较7.如图3所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是()图3A．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B．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C．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D．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『答案』 B8.(多选)如图4所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上，使其保持静止，下列说法中正确的是()图4A．水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B．物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力『答案』BD『解析』水平力F与墙壁对物体的弹力是一对平衡力，A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，这两个力是一对平衡力，B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力既不是平衡力，也不是相互作用力，C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力，D正确．9.(多选)(2020·湖南高一期末)如图5所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法正确的是()图5A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜『答案』BD『解析』甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，即不管谁获胜，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，甲才能获胜，故A、C错误，B、D正确．10．(2019·重庆市高一月考)人在沙滩上行走时容易下陷，则下陷过程中()A．人对沙滩的压力大于沙滩对人的支持力B．人对沙滩的压力小于沙滩对人的支持力C．人对沙滩的压力大小等于沙滩对人的支持力大小D．人对沙滩的压力大小一定等于人的重力大小『答案』 C『解析』人对沙滩的压力和沙滩对人的支持力是作用力和反作用力，二者大小相等，方向相反，故A、B错误，C正确；人受重力、沙滩的支持力，人在沙滩上行走时容易下陷说明人向下的重力大于向上的支持力，故D错误．11.(2019·上海市高一期末)如图6所示，船夫站在水平甲板上撑竿使船离岸，该过程中()图6A．船夫和船之间存在摩擦力B．岸对竿的作用力大于竿对岸的作用力C．竿的弯曲是由竿对岸的作用力引起的D．船夫对竿的力和岸对竿的力是一对相互作用力『答案』 A『解析』船夫和船之间有相对运动趋势，则存在摩擦力，选项A正确；岸对竿的作用力与竿对岸的作用力是一对作用力和反作用力，则岸对竿的作用力等于竿对岸的作用力，选项B 错误；竿的弯曲是由岸对竿及人对竿的作用力引起的，选项C错误；船夫对竿的力和岸对竿的力都作用在竿上，不是相互作用力，选项D错误．12．(2019·天津一中高一期末)如图7所示，光滑水平面上静止着一辆小车，酒精灯及试管固定在小车支架上构成小车整体，在酒精灯燃烧一段时间后塞子喷出．下列说法正确的是()图7A．由于塞子的质量小于小车的质量，喷出时塞子受到的冲击力将大于小车受到的冲击力B．由于塞子的质量小于小车的质量，喷出时塞子受到的冲击力将小于小车受到的冲击力C．塞子喷出瞬间，小车对水平面的压力等于水平面对小车的支持力D．若增大试管内水的质量，则小车整体惯性不变『答案』 C『解析』根据牛顿第三定律可知，喷出时塞子受到的冲击力和小车受到的冲击力大小相等，方向相反，故A、B错误；塞子喷出瞬间，小车对水平面的压力与水平面对小车的支持力是作用力与反作用力，大小相等，故C正确；若增大试管内水的质量，则小车整体惯性增大，因为惯性只与质量有关，故D错误．13．(2019·广东实验中学高一期中)在日常生活中小巧美观的冰箱贴使用广泛，一个磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，则()A．冰箱贴受到的磁力大于受到的弹力B．冰箱贴受到的弹力是由于冰箱贴发生形变之后要恢复原状而产生的C．冰箱贴受到的磁力和受到的弹力是一对作用力与反作用力D．冰箱贴受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力『答案』 D『解析』冰箱贴静止不动，受力平衡，它受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力，大小相等，故A、C错误，D正确；冰箱贴受到的弹力是由于冰箱发生形变之后要恢复原状而产生的，故B错误．14．证明静止在水平地面上的物体(如图8)，对地面压力等于物体的重力．图8『答案』见『解析』『解析』物体对地面的压力与支持力为作用力与反作用力F压＝F N①又因为物体静止，重力与支持力是一对平衡力所以F N＝G②由①②得F压＝G.15．(多选)如图9所示，三个木块A、B、C，质量均为m，在水平推力F作用下静止靠在竖直的墙面上．已知A的左侧是光滑的，重力加速度为g，下列说法正确的是()图9A．A对B的摩擦力竖直向下，大小是mgB．B对C的摩擦力竖直向下，大小是2mgC．C对B的摩擦力竖直向上，大小是mgD．墙对C的摩擦力竖直向上，大小是3mg『答案』ABD『解析』对A受力分析，B对A的摩擦力与A的重力平衡，所以B对A的摩擦力竖直向上，大小是mg，由牛顿第三定律知，A正确；对A、B、C组成的整体受力分析，墙对C的摩擦力与整体的重力平衡，所以墙对C的摩擦力竖直向上，大小是3mg，D正确；对A、B 组成的整体受力分析，C对B的摩擦力与整体的重力平衡，所以C对B的摩擦力竖直向上，大小是2mg，根据牛顿第三定律知，B对C的摩擦力竖直向下，大小是2mg，B正确，C错误．。
新步步高考前3个月物理(通用版)三轮冲刺考前抢分必做计算题专练(八)含答案.doc
计算题专练(八)1.如图1甲所示，滑块与足够长的木板叠放在光滑水平面上，开始时均处于静止状态.作用于滑块的水平力F随吋间，变化图彖如图乙所示，t=2.0 s 撤去力F,最终滑块打木板间无相对运动.已知滑块质Mm = 2kg,木板质量M = 1 kg,滑块与木板间的动摩擦因数“=0.2,取g= 10 m/s?.求：n—I M 166F/Niii i —ii i i ii✓zzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzzz1•f/s O0.5 2.0甲乙图1⑴f=0.5s时滑块的速度人小；(2)0〜2.0 s内木板的位移大小；(3)整个过程中因摩擦而产牛:的热量.答案见解析解析(1)木板M的最大加速度^ = ^? = 4m/s2 ,滑块与木板保持相对静止时的最大拉力F m = (M + tn)a m= 12N即F为6 N时，M与加一起向右做匀加速运动对整体分析有：F = (M + m)aiV\=a l t i代入数据得：可二1 m/s(2)对AY ：0 ~ 0.5 s ,兀］二^ci\t\0.5 ~ 2 s ,艸g = Ma21 2则0 ~ 2 s内木板的位移x = xi+x2 = 6.25 m(3)对滑块：0.5 ~ 2 s , F ・屮ng = ma2' 0~2s时滑块的位移"=x】+(叩2 +如2’ ti)在0 ~ 2 s内加与M相对位移Axj =x z・x二2.25 m/ = 2 s 时木板速度v2 = Vi + a2t2 = 7 m/s滑块速度V2 -V\ + a2' t2 = 10 m/s撤去F 后,对M ：屮ng = May对m : - fimg = ma3'当滑块与木板速度相同时保持相对静止，即6 + G曲二血‘ +如’ 6 解得t\ = 0.5 s该段时间内，M位移X3 =切3 +严3『相对位移Ax?二兀3'・*3二0.75 m整个过程中滑块在木板上滑行的相对位移心二心| +心2二3 m系统因摩擦产生的热量Q == 12 J.2.如图2所示，以O为圆心、半径为R的圆形区域内存在垂直圆面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一粒了源位于圆周上的M点，可向磁场区域内垂肓磁场沿各个方向发射质量为加、电荷量为一9的粒子，不计粒子重力，N为圆周上另一点，半径OM和ON间的夹角为0,且0满足tan^=0.5.(1)若某一粒子以速率3=警，沿与MO成60。
【步步高】高三物理一轮复习 专题突破(3)牛顿运动定律的应用(1) 新人教版
专题3 牛顿运动定律的应用(一) 导学目标 1.掌握超重、失重概念，会分析有关超重、失重问题.2.学会分析牛顿第二定律中的瞬时对应关系.3.学会分析临界与极值问题．考点一 超重与失重 考点解读12.超重与失重的理解(1)当出现超重、失重时，物体的重力并没变化．(2)物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度方向向上还是向下，而与速度方向无关．(3)物体超重或失重的大小是ma .(4)当物体处于完全失重状态时，平常一切由于重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等． 典例剖析例1 在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为m 的物体．当电梯静止时，弹簧被压缩了x ；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了x 10.则电梯运动的情况可能是( )A ．以大小为1110g 的加速度加速上升 B ．以大小为110g 的加速度减速上升 C ．以大小为110g 的加速度加速下降 D ．以大小为110g 的加速度减速下降图1图2图3 方法突破 高考中对超重和失重的考查多为定性分析题，一类是分析生活中的一些现象；另一类是台秤上放物体或测力计下悬挂物体，确定示数的变化．分析这些问题时应注意以下三方面思维误区：(1)认为超重、失重取决于物体运动的速度方向，向上就超重，向下就失重．(2)认为物体发生超重、失重时，物体的重力发生了变化．(3)对系统的超重、失重考虑不全面，只注意运动物体的受力情况而忽视周围物体的受力情况．跟踪训练1 (2010·浙江理综·14)如图1所示，A 、B 两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是( )A ．在上升和下降过程中A 对B 的压力一定为零B ．上升过程中A 对B 的压力大于A 物体受到的重力C ．下降过程中A 对B 的压力大于A 物体受到的重力D ．在上升和下降过程中A 对B 的压力等于A 物体受到的重力考点二 瞬时问题 考点解读牛顿第二定律的表达式为F ＝ma ，其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，瞬时对应关系是指物体受到外力作用的同时产生加速度，外力恒定，加速度也恒定，外力变化，加速度也立即变化，外力消失，加速度也立即消失．题目中常伴随一些如“瞬时”、“突然”、“猛地”等词语． 典例剖析例2 如图2所示，质量为m 的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30°的光滑木板AB 托住，小球恰好处于静止状态．当木板AB 突然向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为 ( )A ．0 B.2 33g C ．g D.33g 方法突破 分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析物体在瞬时前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．此类问题应注意两种模型的建立．(1)中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型，具有以下几个特性：①轻：其质量和重力均可视为等于零，且一根绳(或线)中各点的张力大小相等，其方向总是沿绳且背离受力物体的方向．②不可伸长：即无论绳受力多大，绳的长度不变，由此特点可知，绳中的张力可以突变．刚性杆、绳(线)和接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断(或脱离)后，其中弹力立即消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型来处理．(2)中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有以下几个特性：①轻：其质量和重力均可视为等于零，同一弹簧两端及其中间各点的弹力大小相等．②弹簧既能承受拉力，也能承受压力；橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力．③由于弹簧和橡皮绳受力时，恢复形变需要一段时间，所以弹簧和橡皮绳中的力不能突变．跟踪训练2 “儿童蹦极”中，拴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3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，则图4小明此时 ( )A ．速度为零B ．加速度a ＝g ，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C ．加速度a ＝g ，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D ．加速度a ＝g ，方向竖直向下考点三 传送带问题 考点解读传送带问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题．(1)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断．判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x (对地)的过程中速度是否和传送带速度相等．物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻，这样就可以确定物体运动的特点和规律，然后根据相应规律进行求解．(2)倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定是否受到滑动摩擦力作用．如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况．当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变． 典例剖析例3 如图4所示，倾角为37°，长为l ＝16 m 的传送带，转动速度为v＝10 m/s ，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A 处无初速度地释放一个质量为m ＝0.5 kg 的物体．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10m/s 2.求：(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间；(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间．方法突破 分析处理传送带问题时需要特别注意两点：一是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析；二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析．例4 如图5甲所示，水平传送带长L ＝6 m ，两个传送皮带轮的半径都是R ＝0.25 m ．现有一可视为质点的小物体以水平速度v 0滑上传送带．设皮带轮沿顺时针方向匀速转动，当转动的角速度为ω时，物体离开传送带B 端后在空中运动的水平距离为s .若皮带轮以不同角速度重复上述转动，而小物体滑上传送带的初速度v 0始终保持不变，则可得到一些对应的ω值和s 值．把这些对应的值在平面直角坐标系中标出并连接起来，就得到了图乙中实线所示的s －ω图象．(g 取10 m/s 2)(1)小明同学在研究了图甲的装置和图乙的图象后作出了以下判断：当ω<4 rad/s 时，小物体从皮带轮的A 端运动到B 端过程中一直在做匀减速运动．他的判断正确吗？请你再指出当ω>28 rad/s 时，小物体从皮带轮的A 端运动到B 端的过程中做什么运动．(只写结图7图8 论，不需要分析原因)(2)求小物体的初速度v 0及它与传送带间的动摩擦因数μ.(3)求B 端距地面的高度h.图5跟踪训练3 如图6所示，传送带的水平部分ab ＝2 m ，斜面部分bc ＝4 m ，bc 与水平面的夹角α＝37°.一个小物体A 与传送带的动摩擦因数μ＝0.25，传送带沿图示的方向运动，速率v ＝2 m/s.若把物体A 轻放到a 处，它将被传送带送到c 点，且物体A 不会脱离传送带．求物体A 从a 点被传送到c 点所用的时间．(已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2)图67.用极限法分析临界问题例5 如图7所示，质量为m ＝1 kg 的物块放在倾角为θ＝37°的斜面体上，斜面质量为M ＝2 kg ，斜面与物块间的动摩擦因数为μ＝0.2，地面光滑．现对斜面体施一水平推力F ，要使物块m 相对斜面静止，试确定推力F 的取值范围．(g ＝10 m/s 2)方法提炼 巧用极限法分析解决临界问题在利用牛顿第二定律解决动力学问题的过程中，当物体的加速度不同时，物体有可能处于不同的运动状态，当题中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象，此时要用极限法，看物体加速度不同时，会有哪些现象发生，找出临界点，求出临界条件．临界问题一般都具有一定的隐蔽性，审题时应尽量还原物理情境，利用变化的观点分析物体的运动规律，利用极限法确定临界点，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向．跟踪训练4 一弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面的底端，另一端拴住质量为m 1＝4 kg 的物块P ，Q 为一重物，已知Q 的质量为m 2＝8 kg ，弹簧的质量不计，劲度系数k ＝600 N/m ，系统处于静止，如图8所示．现给Q 施加一个方向沿斜面向上的力F ，使图11它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s 时间内，F 为变力，0.2 s 以后，F 为恒力，求：力F 的最大值与最小值．(sin 37°＝0.6，g ＝10 m/s 2)A 组 超重与失重1．用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动．如图9所示中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则 ()图9A ．钩码的重力约为4 NB ．钩码的重力约为2 NC ．A 、B 、C 、D 四段图线中，钩码处于超重状态的是A 、D ，失重状态的是B 、CD ．A 、B 、C 、D 四段图线中，钩码处于超重状态的是A 、B ，失重状态的是C 、D2．如图10图10是我国“美男子”长征火箭把载人神舟飞船送上太空的情景．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是 ( )A ．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态B ．飞船加速下落时，宇航员处于失重状态C ．飞船落地前减速，宇航员对座椅的压力大于其重力D ．火箭上升的加速度逐渐减小时，宇航员对座椅的压力小于其重力B 组 瞬时问题3．如图11所示，A 、B 两木块间连一轻质弹簧，A 、B 质量相等，一起静止地放在一块光滑木板上，若将此木板突然抽去，在此瞬间，A 、B 两木块的加速度分别是 ( )A ．a A ＝0，aB ＝2g B ．a A ＝g ，a B ＝g图12 图13图14C ．a A ＝0，a B ＝0D ．a A ＝g ，a B ＝2g4．如图12所示，质量为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中拉力大小为F 1，Ⅱ中拉力大小为F 2，当仅剪断Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬间时，球的加速度a应是 ( )A ．若断Ⅰ，则a ＝g ，方向竖直向下B ．若断Ⅱ，则a ＝F 2m，方向水平向左C ．若断Ⅰ，则a ＝F 1m ，方向沿Ⅰ的延长线D ．若断Ⅱ，则a ＝g ，方向竖直向上C 组 传送带问题5．如图13所示，绷紧的传送带与水平面的夹角θ＝30°，皮带在电动机的带动下，始终保持以v 0＝2 m/s 的速率运行．现把一质量为m ＝10 kg 的工件(可视为质点)轻轻放在皮带的底端，经时间1.9 s ，工件被传送到h ＝1.5 m 的高处，g 取10 m/s2.求工件与皮带间的动摩擦因数．6．传送带在工农业生产中有着广泛的应用，如图14所示就是利用传送带将货物“搬运”到大卡车上的示意图．已知传送带的AB 段长为L 1，与水平面间夹角为θ，BC 段水平且长为L 2. 现将货物轻放在传送带A 端，货物与传送带间的动摩擦因数为μ，且μ>tan θ.当货物到达传送带水平部分的C 点时，恰好与传送带保持相对静止(假设货物经过B 点瞬间速度大小不变，且不脱离传送带)．求传送带匀速运动的速度是多少？图2图3图4 课时规范训练(限时：60分钟)一、选择题1．如图1所示，图1一人站在电梯中的体重计上，随电梯一起运动．下列各种情况中，体重计的示数最大的是 ( )A ．电梯匀减速上升，加速度的大小为1.0 m/s 2B ．电梯匀加速上升，加速度的大小为1.0 m/s 2C ．电梯匀减速下降，加速度的大小为0.5 m/s 2D ．电梯匀加速下降，加速度的大小为0.5 m/s 22．如图2所示，一个箱子中放有一物体．已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上底面刚好接触．现将箱子以初速度v 0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态．则下列说法正确的是( )A ．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小B ．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大C ．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力可能越来越大D ．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力可能越来越小3．如图3所示，倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a 加速转动时，小物体A 与传送带相对静止，重力加速度为g .则( )A ．只有a >g sin θ，A 才受沿传送带向上的静摩擦力作用B ．只有a <g sin θ，A 才受沿传送带向上的静摩擦力作用C ．只有a ＝g sin θ，A 才受沿传送带向上的静摩擦力作用D ．无论a 为多大，A 都受沿传送带向上的静摩擦力作用4．如图4所示，小车板面上的物体质量为m ＝8 kg ，它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力为6N ．现沿水平向右的方向对小车施以作用力，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零逐渐增大到1 m/s 2，随即以1 m/s 2的加 速度做匀加速直线运动．以下说法正确的是 ( )A ．物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终没有发生变化图6图7图8B ．物体受到的摩擦力一直减小C ．当小车加速度(向右)为0.75 m/s 2时，物体不受摩擦力作用D ．小车以1 m/s 2的加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8 N5．如图5所示，轮子的半径均为R ＝0.20 m ，且均由电动机驱动以角速度ω＝8.0 rad/s 逆时针匀速转动，轮子的转动轴在同一水平面上，轴心相距d ＝1.6 m ．现将一块均匀木板轻轻地平放在轮子上，开始时木板的重心恰好在O 2轮的正上方，已知木板的长度L >2d ，木板与轮子间的动摩擦因数均为μ＝0.16，则木板的重心恰好运动到O 1轮正上方所需要的时间是 ()图5A ．1 sB ．0.5 sC ．1.5 sD ．条件不足，无法判断6．在静止的升降机中有一天平，将天平左边放物体，右边放砝码，调至平衡，则下列说法中正确的是 ( ) ①如果升降机匀加速上升，则天平右倾 ②如果升降机匀加速上升，则天平仍保持平衡 ③如果升降机匀加速下降，则天平左倾 ④如果升降机匀减速下降，则天平仍保持平衡A ．①②B ．③④C ．②④D ．①③7．如图6所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板与物块间粗糙．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 ( )A ．物块先向左运动，再向右运动B ．物块向左运动，速度逐渐变小，直到为零C ．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D ．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零8.传送机的皮带与水平方向的夹角为α，如图7所示，将质量为m 的物体放在皮带传送机上，随皮带一起向下以加速度a (a >g sin α)匀加速直线运动，则 ( )A ．小物体受到的静摩擦力的方向一定沿皮带向上B ．小物体受到的静摩擦力的方向一定沿皮带向下C ．小物块受到的静摩擦力的大小可能等于mg sin αD ．小物块受到的静摩擦力的大小可能等于零9．在升降电梯内的地面上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50 kg.电梯运动过程中，某图9一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图8所示，在这段时间内下列说法中正确的是( ) A ．晓敏同学所受的重力变小了B ．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C ．电梯一定在竖直向下运动D ．电梯的加速度大小为g /5，方向一定竖直向下二、非选择题10．传送带以恒定速度v ＝4 m/s 顺时针运行，传送带与水平面的夹角θ＝37°.现将质量m ＝2 kg 的小物品轻放在其底端(小物品可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力F ＝20 N 拉小物品，经过一段时间物品被拉到离地面高为H ＝1.8 m 的平台上，如图9所示．已知物品与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩 擦力，g 取10 m/s 2，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.问：(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？(2)若在物品与传送带达到同速瞬间撤去恒力F ，求物品还需多少时间离开传送带？11．如图10甲所示，质量为m ＝1 kg 的物体置于倾角为θ＝37°的固定斜面上(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的恒力F ，作用时间t 1＝1 s 时撤去拉力，物体运动的部分v －t 图象如图乙所示，取g ＝10 m/s 2.试求：甲 乙图10(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F 的大小；(2)t ＝6 s 时物体的速度，并在图乙上将t ＝6 s 内物体运动的v －t 图象补画完整，要求标明有关数据．复习讲义课堂探究例1 D跟踪训练1 A例2 B跟踪训练2 AB例3 (1)4 s (2)2 s例4 (1)正确匀加速运动(2)5 m/s 0.2 (3)1.25 m 跟踪训练3 2.4 s例5 14.3 N≤F≤33.6 N跟踪训练4 最大值72 N，最小值36 N分组训练1．AC 2.BC 3.A 4.AB5.3 26.2(μg cos θ－g sin θ)L1＋2μgL2课时规范训练1．B2．C3．B4．AC5．C6．C7．C 8.BC9．D10．(1)1 s (2)(2－2) s11．(1)F＝30 N μ＝0.5 (2)见解析解析 (2)加速上滑的时间t1＝1 s，撤去拉力时的速度为v＝20 m/s.设再经过t2速度减至0.由0＝v－a2t2得t2＝2 s.在最高点时，因mg sin 37°>μmg cos 37°，故物体将沿斜面加速下滑，设加速度大小为a3.据牛顿第二定律得mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma3解得a3＝2 m/s2再经过3 s物体的速度大小为6 m/s，方向沿斜面向下，补画完整后的图线及有关数据如图所示．。
步步高高考物理一轮复习(新课标)同步测试：第3章 牛顿运动定律 章末
第三章章末检测1.如图1所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则()．图1A．物体从A到O先加速后减速B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动C．物体运动到O点时所受合力为0D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小解析首先有两个问题应搞清楚，①物体在A点所受弹簧的弹力大于物体与地面之间的摩擦力(因为物体能运动)．②物体在O点所受弹簧的弹力为0.所以在A、O之间有弹簧的弹力与摩擦力大小相等的位置，故物体在A、O之间的运动应该是先加速后减速，A选项正确、B选项不正确；O点所受弹簧的弹力为0，但摩擦力不是0，所以C选项不正确；从A到O的过程加速度先减小、后增大，故D选项错误．答案 A2．弹簧测力计挂在升降机的顶板上，下端挂一质量为2 kg的物体．当升降机在竖直方向运动时，弹簧测力计的示数始终是16 N．如果从升降机的速度为3 m/s时开始计时，则经过1 s，升降机的位移可能是(g取10 m/s2)()．A．2 m B．3 m C．4 m D．8 m解析对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律可得加速度为2 m/s2，方向竖直向下，由于初速度方向未知，所以应分两种情况进行计算，解得升降机的位移为2 m或4 m.答案AC3．如图2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.若电梯启动加速度减小为a2，则下面结论正确的是()．图2A．水平梯板对人的支持力变为F N 2B．水平梯板对人的摩擦力变为f 2C．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为f F N解析将人的加速度分解，水平方向a x＝a cos θ，竖直方向a y＝a sin θ.对于人根据牛顿第二定律，在水平方向有f＝ma x，在竖直方向有F N－mg＝ma y，人处于超重状态，C错误；当加速度由a变为a2时，摩擦力变为原来的一半，但支持力不为原来的一半，则它们的比值也发生变化，故A、D错误，B正确．答案 B2．如下图所示，将一台电视机静止放在水平桌面上，则以下说法中正确的是()A．桌面对它支持力的大小等于它所受的重力，这两个力是一对平衡力B．它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．它对桌面的压力就是它所受的重力，这两个力是同一种性质的力D．它对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对平衡力解析电视机处于静止状态，桌面对它的支持力和它所受的重力的合力为零，是一对平衡力，故A正确，B错误；电视机对桌面的压力和桌面对它的支持力是作用力和反作用力，故D错误；压力和重力式两个性质不同的力，故C 错误。
高考物理专题03牛顿定律备考强化训练7牛顿运动定律的应用一新人教版
高考物理专题03牛顿定律备考强化训练7牛顿运动定律的应用一新人教版牛顿运动三定律是力学的核心内容之一，也是历年高考物理命题的热点内容之一。
本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。
其主要目的在于进一步理解和掌握牛顿运动定律。
能熟练地运用牛顿第二、三运动定律解决力-动关系问题、超失重问题以及较简单的连接体问题。
重点是训练和考查对牛顿三定律的理解和运用牛顿第二定律解答动力学问题的能力。
一、破解依据㈠牛顿定律1.第一运动定律(惯性定律）：物体具有惯性，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。
2.第二运动定律：⑴大小：或，其中F 、Fx 、Fy 分别表示物体所受合力及其分力；即“a 与v 成正比，a 与m 成反比”。
ma F =y y x x ma F ma F ==,⑵方向：以上各式中力、加速度的方向均时刻保持一致。
即“a 与F 方向一致”。
注：若或,则或，牛二律转化为平衡条件。
0=a 0,0==y x a a ,0=F 0,0==y x F F3.第三运动定律F= -F´ 负号表示方向相反,F 、F´各自作用在对方。
即“等大、反向、异点、共线”。
㈡运动学公式（请见前文）㈢常见的力（弹力 ；滑动摩擦力 ；介质阻力 或；浮力 等等）。
kx F -=N F f μ=kv f =2kv f =ghS gV F ρρ==㈣超、失重问题⑴，加速度向上；⑵ ，加速度向下。
)(a g m F N +=a )(a g m F N -=a二、 精选习题㈠选择题（每小题5分，共40分）⒈（17新课标I ）一质点做匀速直线运动。
现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则（ ）A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D.质点单位时间内速率的变化量总是不变A ．B ．C ．D 2.（15时间t 变化的图线如图-1所示，以竖直向上为a 的正方向，则人对地板的压力A ．t=2s 时最大B ．t=2s 时最小C ．t=8.5s 时最大D ．t=8.5s 时最小3. （17海南）（5分）如图-2，水平地面上有三个靠在一起的物块P 、Q 和R ，质量分别为m 、2m 和3m ，物块与地面间的动摩擦因数都为μ．用大小为F 的水平外力推动物块P ，记R 和Q 之间相互作用力与Q 与P 之间相互作用力大小之比为k ．下列判断正确的是。
【步步高】高考物理考前三个月专题 学案3 牛顿运动定律的应用课件 新人教
最终 A 和 B 的速度相等，大小为 6 m/s
关
答案 (1)2 6 m/s
(2)没有脱离 A 和 B 的速度都为 6 m/s
考题3
【点拨提升】
1．加速度是联系动力学两类基本问题的桥梁，因此牛顿第
本 学
二定律的正确应用是解决问题的关键．
案
栏 2．在利用牛顿第二定律求解加速度时，一定要对物体进行
目
开
弹力不能发生突变，但当弹簧或橡皮筋被剪断时，其所受
的弹力立即消失.
考题1
【突破练习】
1．(2012·江西重点中学协作体联考 15 题)手提一根不计质量、
下端挂有物体的弹簧上端，竖直向上做加速运动．当手突
本
学 案
然停止运动后的极短时间内，物体将
(B )
栏 目
A．立即处于静止状态 B．向上做加速运动
开
案 栏
从B的最左端开始运动，则A能否与B脱离？最终A和B的
目
开
速度各是多大？
关
考题3
解析 (1)A 在 B 上向右匀减速运动，加速度大小
a1＝μ1g＝3 m/s2，
本 学
木板 B 向右匀加速运动 a2＝μ1mg－mμ2·2mg＝1 m/s2，
案 栏
由题意知，A 刚好没有从 B 上滑下来，则 A 滑到 B 最右端
再受浮力作用等．
考题2
4．对系统处于超重、失重的判定不能只看某一物体，要综
合分析某一物体的加速运动会不会引起其他物体运动状
本
学
态的变化，如台秤上放一盛水容器，水中一细线一端拴一
案
栏 目
木球，另一端拴于盛水容器的底部，剪断细线，木球加速
开 关
上升同时有相同体积的水以相同加速度在加速下降，综合
步步高高考物理一轮复习(新课标)同步测试：3-3牛顿运动定律的综合应用
第3讲牛顿运动定律的综合应用1．关于超重和失重的下列说法中，正确的是()．A．超重就是物体所受的重力增大了，失重就是物体所受的重力减小了B．物体做自由落体运动时处于完全失重状态，所以做自由落体运动的物体不受重力作用C．物体具有向上的速度时处于超重状态，物体具有向下的速度时处于失重状态D．物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在且不发生变化解析物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，超重和失重并非物体的重力发生变化，而是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，综上所述，A、B、C均错，D正确．答案 D2．2012年9月19日凌晨3时10分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将第14和15颗北斗导航卫星发射升空并送入预定轨道．相关图片如图1所示．则下列说法不正确的是()．图1A．火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力B．发射初期，火箭处于超重状态，但它受到的重力却越来越小C．高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等D．发射的两颗卫星进入轨道正常运转后，均处于完全失重状态解析由作用力与反作用力大小相等，可知A错误；火箭发射初期，因为火箭向上加速运动，故处于超重状态，随着火箭距地越来越远，所受的重力也越来越小，B正确；由作用力与反作用力的关系可知C正确；卫星进入轨道正常运转后，所受的万有引力充当向心力，此时各卫星均处于完全失重状态，D正确．答案 A3．如图2所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的斜面，现将一个重为4 N的物体放在斜面上，让它自由下滑，那么测力计因4 N物体的存在而增加的读数不可能是()．图2A．4 N B．2 3 NC．2 N D．3 N解析当斜面光滑时，物体沿斜面下滑时有竖直向下的分加速度a y，处于失重状态，托盘测力计增加的示数为ΔF＝mg－ma y，而a y＝a sin θ，又因mg sin θ＝ma，所以ΔF＝mg－mg sin2θ＝3 N；当斜面粗糙时，物体有可能匀速下滑，此时托盘测力计增加的示数为ΔF＝mg＝4 N，而当物体沿斜面加速下滑时，托盘测力计增加的示数应满足3 N≤ΔF≤4 N，所以选C.答案 C4．如图3在水平面上的箱子内，带异种电荷的小球a、b用绝缘细线分别系于上、下两边，处于静止状态．地面受到的压力为F N，球b所受细线的拉力为F.剪断连接球b的细线后，在球b上升过程中地面受到的压力()图3A．小于F N B．等于F NC．等于F N＋F D．大于F N＋F解析：剪断连接球b的细线后，b球会向上加速，造成两球之间的静电力F增大，剪断前由整体法F N＝Mg＋m a g＋m b g，F电＝m b g＋F.剪断后对箱和a 电球有F N′＝Mg＋m a g＋F电′＝F N－m b g＋F电′，由于F电′＞F电，所以F N′＞F N＋F，故选D.答案：D5．受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v t图线如图4所示，则()．图4A．在0～t1时间内，外力F大小不断增大B．在t1时刻，外力F为零C．在t1～t2时间内，外力F大小可能不断减小D．在t1～t2时间内，外力F大小可能先减小后增大解析0～t1时间内，物体做加速度减小的加速运动，由F1－f＝ma1，a1减小，可知外力不断减小，A错；由图线斜率可知t1时刻的加速度为零，故外力大小等于摩擦力大小，B错；t1～t2时间内，物体做加速度增大的减速运动，若外力方向与物体运动方向相同，由f－F2＝ma2，a2增大，可知外力逐渐减小，若外力方向与物体运动方向相反，由f＋F3＝ma2，a2增大，可知外力逐渐增大，又由于在t1时刻，外力F大小等于摩擦力f的大小，所以F可能先与物体运动方向相同，大小逐渐减小，减小到0后再反向逐渐增大，故C、D对．答案CD6．物体由静止开始做直线运动，则上下两图对应关系正确的是(图中F表示物体所受的合力，a表示物体的加速度，v表示物体的速度)()．解析由F＝ma可知加速度a与合外力F同向，且大小成正比，故Ft图象与at图线变化趋势应一致，故选项A、B均错误；当速度与加速度a同向时，物体做加速运动，加速度a是定值时，物体做匀变速直线运动，故选项C正确，D错误．答案 C7．用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图5所示，g＝10 m/s2，则可以计算出()．图5A．物体与水平面间的最大静摩擦力B．F为14 N时物体的速度C．物体与水平面间的动摩擦因数D．物体的质量解析由aF图象可知，拉力在7 N之前加速度都是0，因此可知最大静摩擦力为7 N ，选项A 正确；再由图象可知，当F ＝7 N 时，加速度为0.5 m/s 2，当F ＝14 N 时，加速度为4 m/s 2，即F 1－μmg ＝ma 1，F 2－μmg ＝ma 2，可求得动摩擦因数及物体的质量，选项C 、D 正确；物体运动为变加速运动，不能算出拉力为14 N 时物体的速度，选项B 错误．答案 ACD8．如图6所示，不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦，物体A 的质量为M ，水平面光滑．当在绳的B 端挂一质量为m 的物体时，物体A 的加速度为a 1，当在绳的B 端施以F ＝mg 的竖直向下的拉力作用时，A 的加速度为a 2，则a 1与a 2的大小关系是( )图6A ．a 1＝a 2B ．a 1>a 2C ．a 1<a 2D ．无法确定解析 当在绳的B 端挂一质量为m 的物体时，将它们看成整体，由牛顿第二定律：mg ＝(m ＋M )a 1，故a 1＝mg m ＋M.而当在绳的B 端施以F ＝mg 的竖直向下的拉力作用时，mg ＝Ma 2，a 2＝mg M ，a 1<a 2.C 正确．答案 C9．如图7所示，一个箱子中放有一个物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力，且物体与箱子上表面刚好接触．现将箱子以初速度v 0竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比，且箱子运动过程中始终保持图示姿态．则下列说法正确的是( )．图7A．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小B．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大C．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越大D．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越小解析对箱子和物体整体受力分析，当物体与箱子上升时，如图甲所示，由牛顿第二定律可知，Mg＋k v＝Ma，则a＝g＋k vM，又整体向上做减速运动，v减小，所以a减小；再对物体单独受力分析，如图乙所示，因a>g，所以物体受到箱子上底面向下的弹力F N，由牛顿第二定律可知mg＋F N＝ma，则F N ＝ma－mg，而a减小，则F N减小，所以上升过程中物体对箱子上底面有压力且压力越来越小．同理，当箱子和物体下降时，物体对箱子下底面有压力且压力越来越大．答案 C10．质量为0.3 kg的物体在水平面上做直线运动，图8中a、b直线分别表示物体受水平拉力和不受水平拉力时的v－t图象，则求：(取g＝10 m/s2)图8(1)物体受滑动摩擦力多大？(2)水平拉力多大？解析 (1)由题图知图线a 的加速度为a 1＝－13 m/s 2图线b 的加速度为a 2＝－23 m/s 2根据牛顿第二定律得，摩擦力F f ＝ma 2＝－0.2 N ，方向与运动方向相反(2)根据牛顿第二定律得：F ＋F f ＝ma 1＝－0.1 N所以F ＝0.1 N ，方向与运动方向相同．答案 见解析11．如图9所示，倾角为37°，长为l ＝16 m 的传送带，转动速度为v ＝10 m/s ，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A 处无初速度地释放一个质量为m ＝0.5 kg 的物体．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2.求：图9(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间；(2)传送带逆时针转动时，物体从顶端A 滑到底端B 的时间．解析 (1)传送带顺时针转动时，物体相对传送带向下运动，则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，相对传送带向下匀加速运动，根据牛顿第二定律有 mg (sin 37°－μcos 37°)＝ma则a ＝g sin 37°－μg cos 37°＝2 m/s 2，根据l ＝12at 2得t ＝4 s.(2)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时，物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下，设物体的加速度大小为a 1，由牛顿第二定律得mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma 1则有a 1＝mg sin 37°＋μmg cos 37°m＝10 m/s 2 设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t 1，位移为x 1，则有t 1＝v a 1＝1010 s ＝1 s ，x 1＝12a 1t 21＝5 m<l ＝16 m 当物体运动速度等于传送带速度瞬间，有mg sin 37°>μmg cos 37°，则下一时刻物体相对传送带向下运动，受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变．设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a 2，则a 2＝mg sin 37°－μmg cos 37°m＝2 m/s 2 x 2＝l －x 1＝11 m又因为x 2＝v t 2＋12a 2t 22，则有10t 2＋t 22＝11，解得：t 2＝1 s(t 2＝－11 s 舍去)所以t 总＝t 1＋t 2＝2 s.答案 (1)4 s (2)2 s12．如图10所示，长为L ＝2 m 、质量为M ＝8 kg 的木板，放在水平地面上，木板向右运动的速度v 0＝6 m/s 时，在木板前端轻放一个大小不计，质量为m ＝2 kg 的小物块．木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ＝0.2，g ＝10 m/s 2.求：图10(1)物块及木板的加速度大小．(2)物块滑离木板时的速度大小． 解析 (1)物块的加速度a m ＝μg ＝2 m/s 2， 对木板有：μmg ＋μ(M ＋m )g ＝Ma M ， 解得a M ＝3 m/s 2.(2)设物块经时间t 从木板滑离，则：L ＝v 0t －12a M t 2－12a m t 2解得t 1＝0.4 s 或t 2＝2 s(因物块已滑离木板，故舍去) 滑离木板时物块的速度：v ＝a m t 1＝0.8 m/s. 答案 (1)2 m/s 2 3 m/s 2 (2)0.8 m/s。
高三物理一轮总复习 专题3.3 牛顿运动定律的综合应用(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题3.3 牛顿运动定律的综合应用课前预习● 自我检测1、判断正误，正确的划“√〞，错误的划“×〞(1)超重就是物体的重力变大的现象。
(×)(2)失重时物体的重力小于mg。
(×)(3)加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。
(×)(4)减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力。
(×)(5)加速上升的物体处于超重状态。
(√)(6)物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。
(√)(7)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。
(×)(8)物体处于超重或失重状态，完全由物体加速度的方向决定，与速度方向无关。
(√)(9)整体法和隔离法是指选取研究对象的方法。
(√)(10)站在台秤上的人下蹲过程，台秤示数减小．(×)2. 如下列图，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面始终保持水平，如下说法正确的答案是( )A．在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零B．上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力C．下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力D．在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力【答案】A3. 如下列图，质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在一轻质弹簧的两端，弹簧的原长为L，劲度系数为k。
现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上有一水平拉力F，使两球一起做匀加速运动，如此此时两球间的距离为〔〕A.F 3kB.F 2k C ．L ＋F 3k D ．L ＋F 2k【答案】C【解析】两个小球一起做匀加速直线运动，加速度相等，对系统受力分析，由牛顿第二定律可得：F ＝(m ＋2m )a ，对质量为m 的小球作水平方向受力分析，由牛顿第二定律和胡克定律，可得：kx ＝m a ，如此此时两球间的距离为L ＋F 3k，选项C 正确。
4. 如下列图，光滑水平面上放置着质量分别为m 、2m 的A 、B 两个物体，A 、B 间的最大静摩擦力为μmg ，现用水平拉力F 拉B ，使A 、B 以同一加速度运动，如此拉力F 的最大值为〔 〕A ．μmgB ．2μmgC ．3μmgD ．4μmg【答案】C5. (多项选择) 如下列图，水平传送带A 、B 两端点相距x ＝4 m ，以v 0＝2 m/s 的速度(始终保持不变)顺时针运转。
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训练3 牛顿运动定律的应用
一、单项选择题
1．(2012·广东汕头市质检14题)宇航员在火箭发射、飞船运行和回收过程中，要承受超重或失重的考验，下列说法正确的是( ) A．火箭加速上升时，宇航员处于失重状态
B．飞船在绕地球匀速运行时，宇航员处于超重状态
C．飞船在落地前减速，宇航员处于失重状态
D．飞船在落地前减速，宇航员处于超重状态
2．(2012·天津市第三次六校联考5题)如图1所示，物块A、B叠放在水平桌面上，装沙的小桶C通过细线牵引A、B一起在水平桌面上向右加速运动，设A、B间的摩擦力为f1，B与桌面间的摩擦力为f2，若增大C桶内沙的质量，而A、B仍一起向右运动，则摩擦力f1和f2的变化情况是( )
图1
A．f1、f2都变大B．f1、f2都不变
C．f1不变，f2变大D．f1变大，f2不变
3．(2012·河南焦作市第一次模拟17题)如图2所示，一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行．现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端，木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹．下列说法中正确的是( )
图2
A．黑色的径迹将出现在木炭包的左侧
B．木炭包将相对于传送带向右运动
C．木炭包的质量越大，径迹的长度越短
D．木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短
4．(2012·安徽江南十校联考19题)如图3(a)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，拉力F 与物体位移s 的关系如图(b)所示(g ＝10 m/s 2)，则下列结论正确的是 ( )
图3
A ．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B ．弹簧的劲度系数为7.5 N/cm
C ．物体的质量为3 kg
D ．物体的加速度大小为5 m/s 2
二、双项选择题
5．(2012·辽宁实验中学、东北师大附中、哈师大附中第二次联考21题)如图4所示，小
车内有一质量为m 的物块，一轻弹簧与小车和物块相连，处于压缩状态且在弹性限度内．弹簧的劲度系数为k ，形变量为x ，物块和车之间的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动过程中，物块和小车始终保持相对静止．下列说法正确的是
( )
图4
A ．若μmg 小于kx ，则车的加速度方向一定向左
B ．若μmg 小于kx ，则车的加速度a 最小值为kx －μmg m
，且车只能向左加速运动 C ．若μmg 大于kx ，则车的加速度方向可以向左也可以向右
D ．若μmg 大于kx ，则加速度最大值为kx ＋μmg m ，加速度的最小值为μmg －kx m
6．(2012·广东梅州市模拟)如图5所示，一水平传送带以恒定的速度v 0匀速运动，通过传
送带把静止于其左端A 处的工件运送到右端B 处．已知A 、B 之间的距离为L ，工件与传送带之间的动摩擦因数μ为常数，工件经过时间t 0从A 处运动到B 处，则下列关于工件的速度随时间变化的关系图象中，可能的是 ( )
图5
7．(2012·山东淄博市第二次模拟19题)一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图6所示，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2.结合图象可以判断以下说法正确的是( )
图6
A．该运动员质量为450 kg
B．运动员达到最大加速度时对蹦床的压力为2 150 N
C．运动员离开蹦床能够上升的最大高度为3.2 m
D．在4.2～4.8 s内，该运动员处于完全失重状态
8．(2012·广东省广州市模拟)如图7所示，一名消防员在模拟演习训练中，沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管向下滑．已知这名消防队员的质量为60 kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零．如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3 s，g取10 m/s2，那么该消防队员( )
图7
A．下滑过程中的最大速度为4 m/s
B．加速与减速过程的时间之比为1∶2
C．加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1∶7
D．加速与减速过程的位移之比为1∶4
三、简答题
9．(2012·海南琼海市高考模拟15题)如图8所示，两套完全相同的小物块和轨道系统，轨道固定在水平桌面上．物块质量m＝1 kg，轨道长度l＝2 m，物块与轨道之间的动摩擦因数μ＝0.2.现用水平拉力F1＝8 N、F2＝4 N同时拉两个物块，分别作用一段距离后撤去，使两物块都能从静止出发，运动到轨道另一端时恰好停止．(g＝10 m/s2)求：
图8
(1)在F1作用下的小物块加速度a1多大？
(2)在F1作用下的小物块位移s多大？
(3)从两物块运动时开始计时直到都停止，除了物块在轨道两端速度都为零之外，另有
某时刻t两物块速度相同，则t为多少？
10．如图9所示，在高出水平地面h＝1.8 m的光滑平台上放置一质量M＝2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度l1＝0.2 m且表面光滑，左段表面粗糙．在A 最右端放有可视为质点的物块B，其质量m＝1 kg.B与A左段间的动摩擦因数μ＝0.4.
开始时二者均静止，现对A施加F＝20 N水平向右的恒力，待B脱离A(A尚未露出平台)后，将A取走．B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x＝1.2 m．(取g＝10 m/s2)求：
图9
(1)B离开平台时的速度v B；
(2)B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间t B和位移s B；
(3)A左段的长度l2.
11．(2012·湖北省八校第二次联考24题)某研究小组利用如图10甲所示装置探究物块在方向始终平行于斜面、大小为F＝8 N的力作用下加速度与斜面倾角的关系．木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，已知物块的质量m＝1 kg，通过DIS实验，得到如图乙所示的加速度与斜面倾角的关系图线．假定物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.试问：
甲乙
图10
(1)图乙中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2，木板处于该两个角度时物块所受摩擦力指向何方？
(2)如果木板长L＝3 m，倾角为30°，物块与木板间的动摩擦因数为
3
15
，物块在F的作
用下由O点开始运动，为保证物块不冲出木板顶端，力F最多作用多长时间？
答案
1．D 2．D 3．D 4．D 5．AC 6．CD 7．BC 8．BC
9．(1)6 m/s2(2)0.5 m (3)0.816 s
10．(1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m
11．(1)沿斜面向下沿斜面向上(2)1.5 s。