2020版高考物理一轮复习 全程训练计划 课练8 牛顿运动定律(含解析).
高考物理一轮复习牛顿运动定律专项训练(附答案)
高考物理一轮复习牛顿运动定律专项训练（附答案）牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律，由艾萨克牛顿在1687年于«自然哲学的物理原理»一书中总结提出。
以下是力的分解与分解专项训练，请考生仔细练习。
一、选择题(此题共10小题，每题6分，共60分)1. [2021衡水中学调研]以下说法中正确的选项是()A. 牛顿第一定律提醒了一切物体都具有惯性B. 速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小C. 力是维持物体运动的缘由D. 做曲线运动的质点，假定将一切外力都撤去，那么该质点仍能够做曲线运动解析：牛顿第一定律提醒了一切物体都具有惯性，质量是惯性大小的量度，惯性与速度有关，选项A正确，选项B错误;力不是维持物体运动的缘由，力是发生减速度的缘由，选项C错误;做曲线运动的质点，假定将一切外力都撤去，那么该质点将做匀速直线运动，选项D错误。
答案：A2. 关于惯性，以下说法中正确的选项是()A. 磁悬浮列车能高速行驶是由于列车浮起后惯性小了B. 卫星内的仪器由于完全失重惯性消逝了C. 铁饼运发动在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼的惯性，使铁饼飞得更远D. 月球上物体的重力只要在空中上的1/6，但是惯性没有变化解析：惯性只与质量有关，与速度有关，A、C错误;失重或重力减速度发作变化时，物体质量不变，惯性不变，所以B 错误D正确。
答案：D3. 关于力和运动的关系，以下说法正确的选项是()A. 物体受力才会运动B. 力使物体的运动形状发作改动C. 中止用力，运动的物体就会中止D. 力是物体坚持运动或匀速直线运动形状的缘由解析：由牛顿第一定律可知，力的作用不是使物体运动，而是使物体的运动形状改动。
假设物体原来的形状是运动的，不受力仍将永远运动下去，即物体的运动不需求力来维持，因此A、C错误，B正确。
物体坚持运动或匀速直线运动形状，是物体不受力时的运动规律，并不是力作用的结果，因此D 错误。
全品复习方案2020届高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律听课正文含解析
一、牛顿第一定律考点一牛顿第一定律图6-1图6-2考点二图6-3图6-4图6-5图6-6 物体做匀减速直线运动.8m/s图6-7图6-8向下滑动考点三图6-9图6-10开始时停在用绳悬吊的质量为重力加速度为g,则此时木杆相对地面的加速度为一、动力学的两类基本问题考点一月选考]可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如图37°的倾斜冰面上,先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点企鹅在滑动过程中姿势保持不变).若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数.求:图7-1图7-2我国第五代制空战机歼.图7-3制作的大型纪录片,该片为了环保采用热气球进行拍摄摄影师扔掉一些压舱物使气球竖直向上做匀加速运动摄影师在4s时间内发现气球上升了图7-4 考点二牛顿第二定律与图像综合问题图像等.图7-5上端放有物块图7-6图7-7图7-8 考点三图7-9图7-10■题根分析本题通过受力分析和牛顿第二定律某人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图的正方向,则人对地板的压力()图7-11时最小图7-12的支持力小于重力,摩擦力水平向右的支持力等于重力,摩擦力水平向左考点一连接体问题图8-1 图8-2图8-3图8-4 考点二图8-5图8-6图8-7c之间用完全相同的轻弹簧图8-8mg考点三图8-9图8-10图8-11T热点一等时圆模型图Z3-1图Z3-2在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道图Z3-3其直径水平且与另一圆的底部相切于、COD、EOF,它们的两端分别位于上、下两圆的圆周上现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端图Z3-4AC=BC=l.AB为光滑钢丝图Z3-5 图Z3-6图Z3-7 热点三图Z3-8图Z3-9 ·湖南张家界三模]如图Z3-图Z3-10图Z3-11在确定研究对象并进行受力分析之后,首先判定摩擦力突变题型综述斜面体是高考考查的热点,综合性强,可以考查受力分析、临界条件、牛顿运动定律、运动图像、功能关系等多方面问题,所以,斜面体是一个非常重要的模型.图W3-2图W3-3 图W3-4.图W3-5。
2020浙江高考物理课后作业：牛顿运动定律含解析
(建议用时：40分钟)一、选择题1．下列说法正确的是()A．静止的物体一定不受力、受力的物体一定运动B．物体运动状态发生变化则物体一定受力的作用C．物体的运动不需要力来维持、但物体的运动速度越大时其惯性也越大D．物体运动状态不变时有惯性、运动状态改变时没有惯性答案：B2．20xx年1月3日、嫦娥四号探测器成功到达月球背面、第一次在月球背面留下了人类航天器的足迹．嫦娥四号携带的玉兔二号月球车在月球背面行驶时()A．处于完全失重状态B．不再满足牛顿运动定律C．受到的重力小于在地球上的重力D．具有的惯性小于在地球上的惯性答案：C3．(20xx·嘉兴一中模拟)对于一些实际生活中的现象、某同学试图从惯性角度加以解释、其中正确的是()A．采用了大功率的发动机后、某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度、这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B．“强弩之末势不能穿鲁缟”、这表明强弩的惯性减小了C．货运列车运行到不同的车站时、经常要摘下或加挂一些车厢、这会改变它的惯性D．自行车转弯时、车手一方面要适当控制速度、另一方面要将身体稍微向里倾斜、这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的答案：C4．水平路面上质量为30 kg的小车、在60 N水平推力作用下由静止开始以1.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动.2 s 后撤去该推力、则()A．小车2 s末的速度是4 m/sB．小车受到的阻力大小是15 NC．撤去推力后小车的加速度大小是1 m/s2D．小车运动的总时间为6 s解析：选B.小车2 s末的速度是：v＝at＝1.5×2 m/s＝3 m/s、故A错误；根据牛顿第二定律得：F－f＝ma、解得：f＝F－ma＝(60－30×1.5) N＝15 N、故B正确；撤去推力后、根据牛顿第二定律：f＝ma1、解得：a1＝0.5 m/s2、故C错误；撤去推力后运动的时间为：t1＝30.5 s＝6 s、所以小车运动的总时间为：t＝(2＋6) s＝8 s、故D错误．5.(20xx·浙江选考4月)如图所示、A、B、C为三个实心小球、A为铁球、B、C为木球．A、B两球分别连接在两根弹簧上、C球连接在细线一端、弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部、该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内．若将挂吊篮的绳子剪断、则剪断的瞬间相对于杯底(不计空气阻力、ρ木<ρ水<ρ铁)()A．A球将向上运动、B、C球将向下运动B．A、B球将向上运动、C球不动C．A球将向下运动、B球将向上运动、C球不动D．A球将向上运动、B球将向下运动、C球不动答案：D6.如图所示、当小车向右加速运动时、物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上、当车的加速度增大时()A．M受静摩擦力增大B．M对车厢壁的压力减小C．M仍相对于车厢静止D．M受静摩擦力减小解析：选C.分析M受力情况如图所示、因M相对车厢壁静止、有F f＝Mg、与水平方向的加速度大小无关、A、D错误．水平方向、F N＝Ma、F N随a的增大而增大、由牛顿第三定律知、B错误．因F N增大、物体与车厢壁的最大静摩擦力增大、故M相对于车厢仍静止、C正确．7．如图所示、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()A．物体从A到O加速运动、从O到B减速运动B．物体从A到O先加速后减速C．物体运动到O点时所受合力为零D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小答案：B8．我国高铁技术处于世界领先水平．动车组由动车和拖车组合而成、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、5节车厢为动车、其余为拖车、则该列车组()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1∶1C．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∶2解析：选D.设每节动车的功率为P、牵引力为F、每一节车厢的质量为m、阻力为kmg.启动时、加速度方向向前、根据牛顿第二定律、乘客受到车厢的作用力方向向前、与运动方向相同、故A错误．做加速运动时、有两节动力车厢、对整个车进行受力分析得：2F－8kmg ＝8ma、对6、7、8车厢进行受力分析得：F1－3kmg＝3ma.对7、8车厢进行受力分析得：F2－2kmg＝2ma、联立可得：F1F2＝32、故B错误．设进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离为s、则：－8kmgs＝0－12m v2、可知滑行的距离与速度不成正比、故C错误．当只有两节动车时、最大速率为v、则：2P＝8kmg·v、改为4节动车带4节拖车的动车组时：4P＝8kmg·v′、所以：v′＝2v、故D正确．9．如图所示、一只盛水的容器固定在一个小车上、在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球．容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态．当容器随小车突然向右运动时、两球的运动状况是(以小车为参考系)()A．铁球向左、乒乓球向右B．铁球向右、乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左D．铁球和乒乓球都向右解析：选A.因为小车突然向右运动、铁球和乒乓球都有向右运动的趋势、但由于与同体积的“水球”相比、铁球质量大、惯性大、铁球的运动状态难改变、即速度变化慢、而同体积的水球的运动状态容易改变、即速度变化快、而且水和车一起加速运动、所以小车加速运动时铁球相对小车向左运动．同理、由于乒乓球与同体积的“水球”相比、质量小、惯性小、乒乓球相对小车向右运动．10.一轻质弹簧、一端固定在墙上、另一端连一小物块、小物块放在动摩擦因数为μ的水平面上、弹簧处在自然状态、小物块位于O处．现用手将小物块向右移到A 处、然后从静止释放小物块、小物块开始运动、则( )A ．小物块一定停在O 点B ．小物块停止以后所受的摩擦力必不为0C ．小物块无论停在O 点的左边还是右边、停前所受的摩擦力方向和停后所受摩擦力的方向两者可能相同、也可能相反D ．小物块在由右边最远处回到O 点的过程中、速度的大小总是增大解析：选C.小球从A 向O 运动过程中、由于不知道接触面给物块的摩擦力相对于物块质量的大小、因此小物块停下来的位置有可能在O 点左侧、右侧、甚至是O 点都有可能、因此选项A 、B 均错；从A 到O 过程中、先加速、当弹力小于阻力则开始减速、选项D 错；无论是停在O 点左边或右边、停止前的摩擦力方向和停止后的摩擦力方向有可能相同、有可能相反、选项C 对．二、非选择题11.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H ＝1.8 m 的平台上、如图所示．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.则物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？解析：物品在达到与传送带速度v ＝4 m/s 相等前、有：F ＋μmg cos 37°－mg sin 37°＝ma 1解得a 1＝8 m/s 2、由v ＝a 1t 1、得t 1＝0.5 s 、位移x 1＝12a 1t 21＝1 m 随后有：F －μmg cos 37°－mg sin 37°＝ma 2、解得a 2＝0、即物品随传送带匀速上升、位移x 2＝H sin 37°－x 1＝2 m 、t 2＝x2v＝0.5 s 、总时间t ＝t 1＋t 2＝1 s. 答案：见解析12．如图甲所示、光滑水平面上的O 点处有一质量为m ＝2 kg 的物体．物体同时受到两个水平力的作用、F 1＝4 N 、方向向右、F 2的方向向左、大小如图乙所示．物体从静止开始运动、此时开始计时．求：(1)当t ＝0.5 s 时、物体的加速度大小；(2)物体在t ＝0至t ＝2 s 内、何时加速度最大？最大值为多少？(3)物体在t ＝0至t ＝2 s 内、何时速度最大？最大值为多少？解析：(1)当t ＝0.5 s 时、F 2＝(2＋2×0.5) N ＝3 NF 1－F 2＝maa ＝F1－F2m ＝4－32m/s 2＝0.5 m/s 2. (2)物体所受的合外力为F 合＝F 1－F 2＝4－(2＋2t )＝2－2t (N)作出F 合－t 图如图1所示从图1中可以看出、在0～2 s 范围内当t ＝0时、物体有最大加速度a 0.F 0＝ma 0a 0＝F0m ＝22m/s 2＝1 m/s 2 当t ＝2 s 时、物体也有最大加速度a 2.F 2＝ma 2a 2＝F2m ＝－22m/s 2＝－1 m/s 2 负号表示加速度方向向左．(3)由牛顿第二定律得：a ＝F 合m＝1－t (m/s 2) 画出a －t 图象如图2所示由图2可知t ＝1 s 时速度最大、最大值等于上方三角形的面积．v ＝12×1×1 m/s ＝0.5 m/s. 答案：(1)0.5 m/s 2(2)t ＝0或t ＝2 s 时加速度最大 1 m/s 2(3)t ＝1 s 时速度最大 0.5 m/s[课后作业(五)](建议用时：40分钟)一、选择题1.如图所示、两个物体A 、B 叠放在一起、接触面粗糙、现将它们同时以相同的速度水平抛出、不计空气阻力、在空中运动的过程中、物体B ( )A ．只受重力B ．受重力和A 对它的压力C ．受重力和A 对它的摩擦力D ．受重力、A 对它的压力和摩擦力解析：选A.两个物体A 、B 同时以相同的速度水平抛出、由于不计空气阻力、两个物体都处于完全失重状态、故在空中运动的过程中、物体A 、B 都只受到重力、B 、C 、D 错误、A 正确．2．在水平的足够长的固定木板上、一小物块以某一初速度开始滑动、经一段时间t 后停止、现将该木板改置成倾角为45°的斜面、让小物块以相同的初速度沿木板上滑、若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ、则小物块上滑到最高位置所需时间与t 之比为( )A.2μ1＋μB.μ1＋2μC.μ2＋μD.1＋μ2μ解析：选 A.木板水平时、物块的合力是滑动摩擦力、以初速度方向为正方向、根据牛顿第二定律得出：小物块的加速度为a 1＝－μg 、设滑行初速度为v 0、则滑行时间为t ＝－v0－μg ＝v0μg；木板改置成倾角为45°的斜面后、对物块进行受力分析如图所示．小滑块的合力F合＝－(mg sin 45°＋μmg cos 45°)、小物块上滑的加速度a 2＝－（mgsin 45°＋μmgcos 45°）m＝－（1＋μ）2g 2、滑行时间t ′＝－v0a2＝2v0（1＋μ）2g 、因此t′t ＝a1a2＝2μ1＋μ、故选项A 正确、B 、C 、D 错误． 3.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、先沿光滑水平面、再沿粗糙的水平面运动、则在这两个阶段的运动中、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 ．由大变小再变大解析：选C.在光滑的水平面上运动时、设细线上的张力为F 1、加速度为a 1、由牛顿第二定律得F 1＝m 1a 1① F ＝(m 1＋m 2)a 1②联立①②解得：F 1＝m1F m1＋m2在粗糙的水平面上运动时、设细线的张力为F ′1、加速度为a 2、由牛顿第二定律得： F ′1－μm 1g ＝m 1a 2、③ F －μ(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)a 2 ④联立③④解得：F′1＝m1F m1＋m2综上可得、无论在光滑的水平面上还是在粗糙的水平面上运动时、细线上的张力都是m1Fm1＋m2、故C正确．4.质量为2 kg的物体在粗糙的水平地面上运动、当运动的速度为10 m/s时、给物体施加一个水平恒力、在此恒力的作用下物体做直线运动、其速度随时间的变化如图所示、则下列说法中错误的是(g取10 m/s2)()A．恒力的大小为6 NB．前4 s内摩擦产生的热量为48 JC．恒力方向始终与摩擦力方向相同D．物体与地面间的动摩擦因数为0.2解析：选C.由图可知、0～2 s物体做匀减速运动、2～6 s 反向做匀加速运动．可知0～2 s时恒力方向与运动方向相反、与摩擦力方向相同；2～6 s时恒力方向与运动方向相同、与摩擦力方向相反、C错误；根据牛顿第二定律：减速时F＋f＝ma1、加速时F－f＝ma2、而a1＝5 m/s2、a2＝1 m/s2、联立解得F＝6 N、f＝4 N、故A正确；0～2 s内、物体的位移大小为x1＝12×10×2 m＝10 m、2～4 s内、物体的位移大小为x2＝12×2×2 m＝2 m、摩擦产生的热量Q＝f(x2＋x1)＝4×(10＋2) J＝48 J、故B正确；由f＝μmg得、μ＝0.2、故D正确．5．(20xx·宁波慈溪中学期中)电梯的顶部挂有一个弹簧秤、秤下端挂了一个重物、电梯做匀速直线运动时、弹簧秤的示数为10 N．电梯做匀变速运动、在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N、关于电梯的运动、以下说法正确的是(g取10 m/s2)()A．电梯可能向上加速运动、加速度大小为4 m/s2B．电梯可能向下加速运动、加速度大小为4 m/s2C．电梯可能向上减速运动、加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动、加速度大小为2 m/s2答案：C6.(20xx·嘉兴一中模拟)一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮、绳的一端系一质量M ＝15 kg 的重物、重物静止于地面上、有一质量m ＝10 kg 的猴从绳子另一端沿绳向上爬、如图所示、不计滑轮摩擦、在重物不离开地面条件下、猴子向上爬的最大加速度为(g 取10m/s 2)( )A ．25 m/s 2B ．5 m/s 2C ．10 m/s 2D ．15 m/s 2答案：B7.(20xx·温州平阳二中期中)如图所示、一个箱子放在水平地面上、箱内有一固定的竖直杆、在杆上套着一个环、箱和杆的质量为M 、环的质量为m 、已知环以某一初速度沿着杆匀减速下滑、设环的加速度大小为a 、则在环下滑过程中箱对地面的压力F 为( )A ．F ＝(M ＋m )gB ．F ＝Mg ＋m (g ＋a )C ．Mg <F <(m ＋M )gD ．F ＝Mg ＋m (g －a )答案：B8．(多选)如图所示、光滑水平桌面上放置一长木板、长木板上表面粗糙、上面放置一小铁块、现有一水平向右的恒力F 作用于铁块上、以下判断正确的是( )A ．铁块与长木板都向右运动、且两者一定保持相对静止B ．若水平力足够大、铁块与长木板间有可能发生相对滑动C ．若两者保持相对静止、运动一段时间后、拉力突然反向、铁块与长木板有可能发生相对滑动D ．若两者保持相对静止、运动一段时间后、拉力突然反向、铁块与长木板仍将保持相对静止解析：选BD.设木板质量为M 、小铁块的质量为m 、它们之间的最大静摩擦力为F f 、当铁块受到的摩擦力达到最大静摩擦力时、两者之间相对滑动、根据牛顿第二定律知、此时加速度a ＝Ff M 、对木板和小铁块整体、有F ＝(M ＋m )a ＝（M ＋m ）Ff M 、则F >（M ＋m ）Ff M时、两者发生相对滑动、选项A 错误、B 正确；若两者保持相对静止、则两者之间的摩擦力小于最大静摩擦力、当拉力反向时、两者摩擦力的大小不变、方向改变、仍然保持相对静止、选项C 错误、D 正确．9.(原创)绰号“威龙”的第五代制空战机歼-20具备高隐身性、高机动性能力、为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥、歼-20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大9倍重力加速度．假设某次垂直飞行测试实验中、歼-20加速达到50 m/s 后离地、而后开始竖直向上飞行试验．该飞机在10 s 内匀加速到 3 060 km/h 、匀速飞行一段时间后到达最大飞行高度18.5 km.假设加速阶段所受阻力恒定、约为重力的 0.2.已知该歼-20质量为20吨、声速为340 m/s 、忽略战机因油耗等导致质量的变化．则下列说法正确的是( )A ．本次飞行测试的匀速阶段运行时间为26.5 sB ．加速阶段系统的推力为1.84×106 NC ．加速阶段时飞行员有晕厥可能D ．飞机在匀速阶段时爬升高度为14.25 km解析：选B.加速阶段初速度v 0＝50 m/s 、末速度v ＝3 060 km/h ＝850 m/s 、根据v ＝v 0＋at 、加速度a ＝80 m/s 2＝8g 、飞行员不会晕厥、C 选项错误；根据牛顿第二定律F －f －mg ＝ma 、推力F ＝f ＋ma ＋mg ＝1.84×106 N 、B 选项正确；加速阶段上升的高度x ＝v 0t ＋12at 2＝4 500 m 、即匀速上升14 km 、D 选项错误；匀速飞行时间t ＝s v ＝14 000850s ＝16.47 s 、A 选项错误． 二、非选择题10．(20xx·绍兴一中期中)斜面ABC 中AB 段粗糙、BC 段长为1.6 m 且光滑、如图甲所示．质量为1 kg 的小物块以初速度v 0＝12 m/s 沿斜面向上滑行、到达C 处速度恰好为零、小物块沿斜面上滑的v －t 图象如图乙所示．已知在AB 段的加速度是BC 段加速度的两倍、g 取10 m/s 2.(v B 、t 0未知)求：(1)小物块沿斜面向上滑行通过B 点处的速度v B 的大小；(2)斜面AB 段的长度；(3)小物块沿斜面向下滑行通过BA 段的时间．解析：(1)小物块沿斜面向上滑行的初速度v 0＝12 m/s由a AB ＝2a BC 可得：12－vB t0＝2vB t0解得：v B ＝4 m/s.(2)在上滑过程中：对AB 段有v 2B －v 20＝2a AB s AB在上滑过程：对BC 段有v 2C －v 2B ＝2a BC s BC由以上两式解得：s AB ＝6.4 m.(3)上滑时a AB ＝2a BC由牛顿第二定律可知：f ＋mg sin θ＝2mg sin θ、即f ＝mg sin θ所以下滑通过AB 段时小物块做匀速运动、其速度为v B ＝4 m/s因此t BA ＝sAB vB ＝6.44s ＝1.6 s. 答案：(1)4 m/s (2)6.4 m (3)1.6 s11．(20xx·浙江选考4月)可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏．如图所示、有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上、先以加速度a ＝0.5 m/s 2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”、t ＝8 s 时、突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行、最后退滑到出发点、完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变)．若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ＝0.25、已知sin 37°＝0.6、cos 37°＝0.8.求：(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小；(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小；(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小．(计算结果可用根式表示)解析：(1)在企鹅向上奔跑过程中：x ＝12at 2、 解得：x ＝16 m.(2)在企鹅卧倒以后将进行两个过程的运动、第一个过程是从卧倒到最高点、第二个过程是从最高点滑到最低点、两次过程由牛顿第二定律分别有：mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma 1mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma 2解得：a 1＝8 m/s 2、a 2＝4 m/s 2.(3)企鹅卧倒滑到最高点的过程中、做匀减速直线运动、设时间为t ′、位移为x ′；t ′＝at a1、x ′＝12a 1t ′2、解得：x ′＝1 m. 企鹅从最高点滑到出发点的过程中、设末速度为v t 、初速度为0、则有：v 2t －02＝2a 2(x ＋x ′)解得：v t ＝234 m/s.答案：(1)16 m (2)8 m/s 2 4 m/s 2 (3)234 m/s。
2020年高考物理一轮复习限时训练——牛顿运动定律的综合应用(一)(解析版)
23 A 错误；分析小球 A 受力，由平衡条件可得： Fcos α ＝ mgsin α ＋ kx，解得： F＝ 3 mg，B 错误；撤去 F
的瞬间， 弹簧弹力不变， 故 B 球的加速度为零， 由 mgsin α ＋kx＝ maA 可得：小球 A 此时的加速度为 aA＝g，
C 正确。
4． 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
2020 年高考物理一轮复习限时训练
专题 08 牛顿运动定律的综合应用（一）
( 限时： 45min)
一、 选择题（本大题共 6 小题） 1．如图 1 所示，一夹子夹住木块，在力
F 作用下向上提升。夹子和木块的质量分别为
块两侧间的最大静摩擦力均为 f 。若木块不滑动，力 F 的最大值是 (
)
m、M，夹子与木
50 kg ，
电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图
4 所示，在这段时间内下列说法中正确的是
()
图4
A．晓敏同学所受的重力变小了 C．电梯一定在竖直向下运动
B ．晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力 g
D ．电梯的加速度大小为 5，方向一定竖直向下
【答案】 D 【解析】：晓敏在这段时间内处于失重状态，是由于晓敏对体重计的压力变小了，而晓敏的重力没有改
F－ 2f － mg＝ ma，
再以 M为研究对象，进行受力分析，根据牛顿第二定律可知：
2f － Mg＝Ma，
2f m＋ M
两式联立可解得 F＝
M
， A 正确。
2. 如图 2，滑块以初速度 v0 沿表面粗糙且足够长的固定斜面， 从顶端下滑，直至速度为零。 对于该运动
过程，若用 h、 s、v、 a 分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，
2020高考物理一轮复习精选题辑课练8牛顿运动定律-精装版
教学资料范本2020高考物理一轮复习精选题辑课练8牛顿运动定律-精装版编辑：__________________时间：__________________【精选】20xx最新高考物理一轮复习精选题辑课练8牛顿运动定律1．(20xx·黑龙江双鸭山一中期末)亚里士多德在其著作《物理学》中写道：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的“非自然运动”称之为“受迫运动”．伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法，建立了新物理学；新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”．下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是( ) A．一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动B．作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C．竖直向上抛出的物体，受到了重力，却没有立即反向运动，而是继续向上运动一段距离后才反向运动，是由于物体具有惯性D．可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的答案：D解析：根据惯性的定义可知A、B、C正确；绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的，故D错误．2．(20xx·江西丰城中学二诊)如图所示，物体静止在一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是( )A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力D．物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力答案：C解析：物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上，但是这两个力作用在两个物体上，所以应为作用力和反作用力，所以A错误．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力，垂直于斜面向下的分力不是对斜面的压力，因为作用点不同，对斜面的压力作用点应在斜面上，而垂直于斜面向下的分力作用点在物体上，所以B错误．斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力和摩擦力的合力，与物体的重力平衡，所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力，C正确．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力，物体所受斜面的摩擦力与重力沿斜面的分力为平衡力，所以D错误．3．(20xx·湖北天门期末联考)很多教室里都安装有吊扇，下列关于吊扇对悬挂点的作用力的判断正确的是( )A．不转动与正常转动时相比，吊扇对悬挂点的拉力相等B．不转动与正常转动时相比，不转动时吊扇对悬挂点的拉力要小一些C．不转动与正常转动时相比，不转动时吊扇对悬挂点的拉力要大一些D．在不转动与正常转动的实际情况下，吊扇对悬挂点可能存在拉力、压力或没有作用力三种情况答案：C解析：吊扇不转动时，吊扇对悬挂点的拉力大小等于吊扇的重力大小，吊扇旋转时要向下扇风，即对空气有向下的压力，根据牛顿第三定律，空气也对吊扇有一个向上的反作用力，使得吊扇对悬挂点的拉力变小，故C正确，A、B错误；在实际的情况下，一般是不会出现空气对吊扇的作用力大于等于其重力的，故D错误．4．(20xx·山东潍坊中学月考)物块A放在斜面体的斜面上，和斜面体一起水平向右做加速运动，如图所示，若物块与斜面体保持相对静止，物块A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力的方向可能是( )A．斜向右上方 B．水平向右C．斜向右下方 D．竖直向上答案：A解析：物块A受到竖直向下的重力，而加速度水平向右，即A受到的合力水平向右，所以只能再受到斜向右上方的作用力，即物块A 受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力的方向可能斜向右上方，A正确．5．(20xx·浙江绍兴一中期末)如图所示，一幼儿园小朋友在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起，受到老师的表扬．下列说法正确的是( )A．石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力B．石块b对a的支持力一定等于a受到的重力C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力D．石块c对b的作用力一定竖直向上答案：D解析：石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力，跟a受到的重力是平衡力，故A、B错误；以三个石块作为整体研究，则石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；选取a、b作为整体研究，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与a、b的总重力平衡，则石块c对b的作用力一定竖直向上，故D正确．6.(20xx·湖北黄冈中学模考)(多选)如图所示，三个质量均为m 的物块a、b、c，用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上，处于静止状态．现将b、c之间的轻绳剪断，下列说法正确的是( ) A．在刚剪断轻绳的瞬间，b的加速度大小为gB．在刚剪断轻绳的瞬间，c的加速度大小为2gC．剪断轻绳后，a、b下落过程中，两者一直保持相对静止D．剪断轻绳后，a、b下落过程中加速度相等的瞬间，两者之间的轻弹簧一定处于原长状态答案：BD解析：剪断轻绳的瞬间，绳的弹力立即消失，而弹簧弹力瞬间不变；对b根据牛顿第二定律可得mab＝2mg，解得ab＝2g，方向向下；c上面的弹簧在绳子剪断前的弹力等于三个物块的总重力，即3mg，剪断轻绳后，对c根据牛顿第二定律可得3mg－mg＝mac，解得ac＝2g，方向向上，所以A错误，B正确；剪断轻绳后，a、b下落过程中，二者在开始的一段时间内加速度不同，所以两者不会保持相对静止，两者之间的轻弹簧长度一定会发生变化，C错误；剪断轻绳后，a、b下落过程中，a、b加速度相等的瞬间，两者之间的轻弹簧一定处于原长状态，此时二者的加速度都为g，D正确．7．(20xx·湖南株洲一诊)一质量为m的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中(如图甲所示)，某时刻剪断细线，铝球开始在油槽中下沉，通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图象如图乙所示，已知重力加速度为g，下列说法正确的是( )A．铝球刚开始运动的加速度a0＝gB．铝球下沉的速度将会一直增大C．铝球下沉过程所受到油的阻力f＝ma0vv0D．铝球下沉过程机械能的减少量等于克服油的阻力所做的功答案：C解析：刚开始释放时，铝球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用，即a0＝＝g－<g，A错误；由图乙可知铝球做加速度减小的加速运动，速度越来越大，当a＝0时，铝球下沉的速度达到最大，之后匀速运动，B错误；刚开始释放时有mg－F浮＝ma0，铝球下沉过程中受重力、阻力、浮力，由牛顿第二定律可得mg－F浮－f＝ma，由a－v图象可知a＝a0－v，由以上各式解得铝球与油的阻力f＝，C正确；铝球下沉过程机械能的减少量等于克服油的阻力、浮力所做的功，故D错误．8．(20xx·山东省实验中学二诊)(多选)如图所示，两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态，弹簧a与竖直方向成30°角，弹簧b与竖直方向成60°角，a、b两弹簧的形变量相等，重力加速度为g，则( )A．弹簧a、b的劲度系数之比为：2B．弹簧a、b的劲度系数比为：1C．若弹簧a下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为gD．若弹簧b下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为g2答案：BD解析：对小球受力分析，受到弹簧a的拉力、弹簧b的拉力和重力，三力平衡，故有Ta＝mgcos30°＝kaΔx，Tb＝mgsin30°＝kbΔx，故＝＝，A错误，B正确；若弹簧a下端与小球松脱，松脱瞬间弹簧b的弹力不变，故小球所受重力和弹簧b的弹力的合力与Ta大小相等、方向相反，故a＝＝g，若弹簧b下端与小球松脱，则松脱瞬间a弹簧的弹力不变，故小球所受重力和a弹簧弹力的合力与Tb大小相等、方向相反，故小球的加速度a′＝＝g，C错误，D 正确．9.(多选)在光滑水平面上有一物块始终受水平恒力F的作用而运动，在其正前方固定一根足够长的轻质弹簧，如图所示，当物块与弹簧接触后向右运动的过程中，下列说法正确的是 ( ) A．物块接触弹簧后立即做减速运动B．当物块的加速度为零时，它的速度最大C．当弹簧处于最大压缩量时，物块的加速度等于零D．物块接触弹簧后先加速后减速答案：BD解析：物块一直受水平恒力F的作用，刚刚与弹簧接触时，弹簧的形变量较小，弹力小于F，则a＝，方向向右做加速度减小的加速运动，所以A项错误．物块继续向右运动，弹簧的形变量增大，当a＝＝0时，速度达到最大且方向向右，所以B项正确．物块继续向右运动，弹簧的形变量持续增大，此时弹力大于恒力F，则a＝，方向向左，物块开始减速，当速度为零时，物块的加速度仍然向左，不为零，所以C项错误．综上可知，物体接触弹簧后向右先做加速运动，再做减速运动，所以D项正确．10．如图所示，小车内两根不可伸长的细线AO、BO拴住一小球，其中BO水平，小车沿水平地面向右做加速运动，AO与BO的拉力分别为TA、TB.若加速度增大，则( )A．TA、TB均增大 B．TA、TB均减小C．TA不变，TB增大 D．TA减小，TB不变答案：C解析：设OA与竖直方向的夹角为θ，则对小球有TAcosθ＝mg，TB－TAsinθ＝ma，故若加速度增大，TA不变，TB增大．选项C正确．11．如图所示，在水平面上沿直线运动的小车上有一个固定的水平横杆，横杆左端悬挂的小球A和小车右端放置的物块B都相对车厢静止．关于物块B受到的摩擦力，下列判断中正确的是( ) A．物块B不受摩擦力作用B．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左C．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右D．因小车的运动方向不能确定，故物块B受的摩擦力情况无法判断答案：C解析：根据题意，小球处于静止状态，设细绳与竖直方向夹角为θ，小球受到重力和沿绳方向的拉力，小球加速度为a＝gtanθ，方向水平向右，则物块B受到重力、支持力和向右的摩擦力，故选项A、B、D错误，选项C正确．12．(20xx·天津五区县联考)如图甲所示，光滑平台右侧与一长为L＝2.5 m的水平木板相接，木板固定在地面上，现有一小滑块以初速度v0＝5 m/s滑上木板，恰好滑到木板右端静止．现让木板右端抬高，如图乙所示，使木板与水平地面的夹角θ＝37°，让滑块以相同的初速度滑上木板，不计滑块滑上木板时的能量损失，g取10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8)，求：(1)滑块与木板之间的动摩擦因数μ；(2)滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t.答案：(1)0.5 (2)s解析：(1)设滑块质量为m，木板水平时滑块加速度大小为a，则对滑块有μmg＝ma，滑块恰好滑到木板右端静止，则0－v＝－2aL，解得μ＝＝0.5.(2)当木板倾斜时，设滑块上滑时的加速度大小为a1，上滑的最大距离为s，上滑的时间为t1，有μmgcosθ＋mgsinθ＝ma1,0－v＝－2a1s,0＝v0－a1t1，解得s＝1.25 m，t1＝s．设滑块下滑时的加速度大小为a2，下滑的时间为t2，有mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，s＝a2t，解得t2＝s，滑块从滑上倾斜木板到滑回木板底端所用的时间t＝t1＋t2＝s.刷题加餐练1．(20xx·新课标全国卷Ⅰ)(多选)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答案：BC解析：由题意知此恒力即为质点所受合外力，若原速度与该恒力在一条直线上，则质点做匀变速直线运动，质点单位时间内速率的变化量总是不变的；原速度与该恒力不在一条直线上，则质点做匀变速曲线运动，速度与恒力间夹角逐渐减小，质点单位时间内速度的变化量是不变的，但速率的变化量是变化的．A、D项错误，B 项正确；由牛顿第二定律知，质点加速度的方向总与该恒力方向相同，C项正确．2.(20xx·江苏卷)(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解析：由题图可见，鱼缸相对桌布向左滑动，故桌布对鱼缸的滑动摩擦力方向向右，故A错误；因为鱼缸与桌布、鱼缸与桌面间的动摩擦因数相等，所以鱼缸加速过程与减速过程的加速度大小相等，均为μg；由v＝at可知，鱼缸在桌布上加速运动的时间与在桌面上减速运动的时间相等，故B正确；若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力仍为滑动摩擦力，由Ff＝μmg可知，Ff不变，故C错误；若猫的拉力减小到使鱼缸不会相对桌布滑动，则鱼缸就会滑出桌面，故D正确．3．(20xx·海南卷)(多选)如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O.整个系统处于静止状态．现将细线剪断．将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长量分别记为Δl1和Δl2，重力加速度大小为g.在剪断的瞬间( )A．a1＝3g B．a1＝0C．Δl1＝2Δl2 D．Δl1＝Δl2答案：AC解析：剪断细线前，把a、b、c看成整体，细线上的拉力为T＝3mg.因在剪断瞬间，弹簧未发生突变，因此a、b、c之间的作用力与剪断细线之前相同．则将细线剪断瞬间，对a隔离进行受力分析，由牛顿第二定律得：3mg＝ma1得a1＝3g，A正确、B错误；由胡克定律知：2mg＝kΔl1，mg＝kΔl2，所以Δl1＝2Δl2，C正确，D错误．4．(20xx·广东肇庆二模)设雨点下落过程中受到的空气阻力与雨点(可看成球形)的横截面积S成正比，与下落速度v的二次方成正比，即f＝kSv2，其中k为比例常数，且雨点最终都做匀速运动．已知球的体积公式为V＝πr3(r为半径)．若两个雨点的半径之比为1：2，则这两个雨点的落地速度之比为( )A．1： B．1：2C．1：4 D．1：8答案：A解析：当雨点做匀速直线运动时，重力与阻力相等，即f＝mg，故k×πr2×v2＝ρ×πr3g，即v2＝，由于两个雨点的半径之比为1：2，则落地速度之比为1：，选项A正确．5．(20xx·广东深圳一调)(多选)如图所示，质量为M的木板放在光滑的水平面上，木板的左端有一质量为m的木块(可视为质点)，在木块上施加一水平向右的恒力F，木块和木板由静止开始运动，木板相对地面运动位移x后二者分离．则下列哪些变化可使位移x增大( )A．仅增大木板的质量MB．仅增大木块的质量mC．仅增大恒力FD．仅稍增大木块与木板之间的动摩擦因数答案：BD解析：根据牛顿第二定律得，木块的加速度为a1＝＝－μg，木板的加速度为a2＝，设木板长为L，根据L＝a1t2－a2t2，得t＝.木板相对地面运动的位移为x＝a2t2，则知若仅增大木板的质量M，木块的加速度a1不变，木板的加速度a2减小，可知时间t减小，x 减小，故A错误；若仅增大木块的质量m，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t增大，x增大，故B正确；若仅增大恒力F，则木块的加速度变大，木板的加速度不变，则t减小，x减小，故C 错误；若仅增大木块与木板间的动摩擦因数，则木块的加速度减小，木板的加速度增大，则t增大，x增大，故D正确．6．(20xx·安徽安庆期末联考)如图所示，AD是固定斜面体底边BC的高，F、G分别是光滑斜面AB、AC的中点，DE垂直于AB，DH垂直于AC，甲、乙两个小球(均视为质点)从斜面的顶点A分别沿斜面AB、AC同时由静止下滑，下列说法正确的是( )A．当甲球运动到E点时，乙球可能运动到AG间某点B．当甲球运动到E点时，乙球一定运动到H点C．当甲球运动到F点时，乙球一定运动到G点D．当甲球运动到F点时，乙球一定运动到H点答案：B解析：设斜面AB和AC的倾角分别为α、β，AD＝h，则小球在两个斜面上下滑的加速度分别为a1＝gsinα，a2＝gsinβ，当甲球运动到E点时所需时间t1＝＝，同理乙球运动到H点所需时间也为t2＝，即当甲球运动到E点时，乙球一定运动到H点，选项B正确，A错误；甲球运动到F点的时间t3＝＝，同理乙球运动到G点的时间为t4＝，因α不一定等于β，故当甲球运动到F点时，乙球不一定运动到G点，选项C错误；假设当甲球运动到F点时，乙球同时也运动到H点，则t2＝t3，故＝，则sinα＝，则α＝45°，即只有当α＝45°时，上述假设才成立，但本题未给出α的大小，所以无法判断，选项D错误．7.(20xx·甘肃诊断)如图所示，在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量m＝1 kg的小球，小球左侧连接一水平轻弹簧，弹簧左端固定在墙上，右侧连接一与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳，轻绳另一端固定在天花板上，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零．在剪断轻绳的瞬间(g取10 m/s2)，下列说法中正确的是( )A．小球受力个数不变B．小球立即向左加速，且加速度的大小为a＝8 m/s2C．小球立即向左加速，且加速度的大小为a＝10 m/s2D．若剪断的是弹簧，则剪断瞬间小球加速度的大小a＝10 m/s2答案：B解析：剪断前水平面对球弹力为零，所以地面对球无摩擦力作用，由平衡条件得：弹簧弹力为F＝mg＝10 N，剪断瞬间，弹力大小仍为F＝10 N，方向水平向左，细绳上拉力消失，小球除受重力外，还受支持力与摩擦力作用，所以剪断瞬间受四个力作用，a＝＝＝8 m/s2，故B正确，A、C、D错误．8．(20xx·广东深圳二模)如图所示，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为v0时刚好能推动该物块．已知风对物块的推力F正比于Sv2，其中v为风速、S为物块迎风面积．当风速变为2v0时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为( )A．64m B．32mC．8m D．4m答案：A解析：设质量为m的正方体物块的边长为a，物块被匀速推动，根据平衡条件，有F＝f，N＝mg，其中F＝kSv＝ka2v，f＝μN＝μmg＝μρa3g，解得a＝，现在风速变为2v0，故刚好能推动的物块边长为原来的4倍，故体积为原来的64倍，质量为原来的64倍，故A正确．9．(20xx·河北正定中学期中)如图所示，一固定杆与水平方向夹角为θ，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为μ.若滑块与小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动，此时绳子与竖直方向夹角为β，且θ<β，则滑块的运动情况是( )A．沿着杆加速下滑 B．沿着杆加速上滑C．沿着杆减速下滑 D．沿着杆减速上滑答案：D解析：把滑块和球看成一个整体受力分析，沿杆和垂直杆建立直角坐标系，若速度方向向下，则沿杆方向有(m1＋m2)gsinθ－f＝(m1＋m2)a，垂直杆方向有FN＝(m1＋m2)gcosθ，摩擦力f＝μFN，联立可解得a＝gsinθ－μgcosθ.对小球有，若θ＝β，a＝gsinβ，现有θ<β，则有a>gsinβ，所以gsinθ－μgcosθ>gsinβ，gsinθ－gsinβ>μgcosθ，因为θ<β，所以gsinθ－gsinβ<0，但μgcosθ>0，所以假设不成立，即速度的方向一定向上．由于加速度方向向下，所以滑块沿杆减速上滑，故D 正确．易错点1易混淆滑动摩擦力和静摩擦力计算方法的区别10．(20xx·辽宁庄河高中月考)如图所示，质量分别为M、m的滑块A、B叠放在固定的、倾角为θ的斜面上，A与斜面间、A与B 之间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，当A、B从静止开始以相同的加速度下滑时，关于B受到的摩擦力，下列说法正确的是( )A．等于零B．方向平行于斜面向下C．大小为μ1mgcosθD．大小为μ2mgcosθ答案：C解析：以滑块A、B整体为研究对象，根据牛顿第二定律得加速度为a＝g(sinθ－μ1cosθ)，设A对B的摩擦力方向沿斜面向下，大小为f，则有mgsinθ＋f＝ma，解得f＝ma－mgsinθ＝－μ1mgcosθ，负号表示摩擦力方向沿斜面向上，故A、B、D错误，C 正确．易错点2对运动过程分析不清11．(20xx·黑龙江哈六中月考)如图所示，m＝1.0 kg的小滑块以v0＝4 m/s的初速度从倾角为37°的斜面AB的底端A滑上斜面，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，g取10 m/s2，sin37°＝0.6.若从滑块滑上斜面起，经0.8 s滑块正好通过B点，则AB之间的距离为( )A．0.8 m B．0.64 mC．0.76 m D．0.6 m答案：B解析：滑块向上滑行时，设加速度大小为a，由牛顿第二定律得mgsin37°＋μmgcos37°＝ma，代入数据解得a＝10 m/s2，滑块上滑时速度从v0＝4 m/s减速到零需要的时间为t0＝＝s＝0.4 s，上滑的最大距离s＝＝m＝0.8 m，经过0.4 s，滑块达到最高点，速度为零，然后向下滑行，设下滑的加速度大小为a′，由牛顿第二定律得mgsin37°－μmgcos37°＝ma′，代入数据解得a′＝2 m/s2，下滑时间为t′＝t－t0＝0.8 s－0.4 s＝0.4 s，下滑的距离为s′＝a′t′2＝0.5×2×0.42 m＝0.16 m，AB间的距离为sAB＝s－s′＝0.8 m－0.16 m＝0.64 m．故选B.12．(20xx·广西适应性测试)如图所示，12个相同的木块放在水平地面上排成一条直线，相邻两木块接触但不粘连，每个木块的质量m＝1.2 kg，长度l＝0.5 m．木块原来都静止，它们与地面间的动摩擦因数均为μ1＝0.1，在左边第一个木块的左端放一质量M ＝1 kg的小铅块(可视为质点)，它与各木块间的动摩擦因数均为μ2＝0.5，现突然给小铅块一个向右的初速度v0＝9 m/s，使其在木块上滑行．设木块与地面间及小铅块与木块间的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)小铅块相对木块滑动时小铅块的加速度大小；(2)小铅块下的木块刚发生运动时小铅块的瞬时速度大小．答案：(1)5 m/s2 (2)6 m/s解析：(1)设小铅块相对木块滑动时加速度大小为a，由牛顿第二定律可知μ2Mg＝Ma解得：a＝5 m/s2(2)设小铅块最多能带动x个木块运动，对x个木块整体进行受力分析，当小铅块下的x个木块发生运动时，则有μ2Mg≥μ1(mgx ＋Mg)解得：x≤3.33即小铅块最多只能带动3个木块运动设当小铅块通过前面的9个木块时的瞬时速度大小为v，由动能定理可知：－μ2Mg×9l＝M(v2－v)解得：v＝6 m/s。
2020年高考物理新课标第一轮总复习讲义：第三章 第三讲 牛顿运动定律的综合应用(一) 含答案
能力提升课第三讲 牛顿运动定律的综合应用(一)热点一 牛顿运动定律与图象综合问题的求解方法 (师生共研)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．“两大类型”(1)已知物体在某一过程中所受的合力(或某个力)随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况．(2)已知物体在某一过程中速度、加速度随时间的变化图线．要求分析物体的受力情况． 2．“一个桥梁”：加速度是联系v －t 图象与F －t 图象的桥梁． 3．解决图象问题的方法和关键(1)分清图象的类别：分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图象所反映的物理过程，会分析临界点．(2)注意图象中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点、图线的转折点和两图线的交点等表示的物理意义．(3)明确能从图象中获得哪些信息：把图象与物体的运动情况相结合，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图象中得出的有用信息．这些信息往往是解题的突破口或关键点．[典例1] (多选)(2015·全国卷Ⅰ)如图(a)，一物块在t ＝0时刻滑上一固定斜面，其运动的v －t 图线如图(b)所示．若重力加速度及图中的v 0、v 1、t 1均为已知量，则可求出( )A ．斜面的倾角B ．物块的质量C ．物块与斜面间的动摩擦因数D ．物块沿斜面向上滑行的最大高度解析：设物块的质量为m 、斜面的倾角为θ，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，物块沿斜面上滑和下滑时的加速度大小分别为a 1和a 2，根据牛顿第二定律有：mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2.再结合v －t 图线斜率的物理意义有：a 1＝v 0t 1，a 2＝v 1t 1.由上述四式可见，无法求出m，可以求出θ、μ，故B错，A、C均正确.0～t1时间内的v－t图线与横轴包围的面积大小等于物块沿斜面上滑的最大距离，θ已求出，故可以求出物块上滑的最大高度，故D正确．答案：ACD[反思总结]分析图象问题时常见的误区1．没有看清横、纵坐标所表示的物理量及单位．2．没有注意坐标原点是否从零开始．3．不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义．4．忽视对物体的受力情况和运动情况的分析．1－1.[牛顿运动定律与v－t图象的综合]以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v－t图象可能正确的是()解析：不受空气阻力的物体，整个上抛过程中加速度恒为g，方向竖直向下，题图中的虚线表示该物体的速度—时间图象；受空气阻力的物体在上升过程中，mg＋k v＝ma，即a＝g＋k vm，随着物体速度的减小，物体的加速度不断减小，故A项错误；受空气阻力的物体上升到最高点时，速度为零，此时物体的加速度也是g，方向竖直向下，故图中实线与t轴交点处的切线的斜率应与虚线的斜率相同，故D项正确，B、C项错误．答案：D1－2.[牛顿运动定律与a－F图象的综合](多选)如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后做变加速运动．其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示．根据图乙中所标出的数据可计算出(g取10 m/s2)()A．物体的质量为1 kgB．物体的质量为2 kgC．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3D．物体与水平面间的动摩擦因数为0.5解析：物体的受力如图所示，在力F从0增大到7 N之前物体静止，在7 N时运动状态发生变化，由牛顿第二定律得F－F f＝ma，代入图乙中F1＝7 N和F2＝14 N及对应的加速度a1＝0.5 m/s2和a2＝4 m/s2，解得m＝2 kg，F f＝6 N，A错误，B正确；F f＝μF N＝μmg，则μ＝0.3，C正确，D错误．答案：BC1－3.[牛顿运动定律与F－x图象的综合]水平地面上有一轻质弹簧，下端固定，上端与物体A相连接，整个系统处于平衡状态．现用一竖直向下的力压物体A，使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内．下列关于所加力F 的大小和运动距离x之间的关系图象正确的是()解析：开始时，物体处于平衡状态，物体受重力和弹力，则有mg＝kx1，物体向下匀加速过程，对物体受力分析，受重力、弹簧向上的弹力、推力F，根据牛顿第二定律，有F＋mg－F弹＝ma，根据胡克定律，有F弹＝k(x1＋x)＝mg＋kx，解得F＝ma－mg＋F弹＝ma＋kx，故弹力与x呈线性关系，且是增函数，故D正确．答案：D热点二连接体问题的分析方法(师生共研)1．绳(或杆)连接体[典例2](多选)如图所示，倾角为θ的斜面放在粗糙的水平地面上，现有一带固定支架的滑块m正沿斜面加速下滑．支架上用细线悬挂的小球达到稳定(与滑块相对静止)后，悬线的方向与竖直方向的夹角也为θ，斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是()A．斜面光滑B．斜面粗糙C．达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向左D．达到稳定状态后，地面对斜面体的摩擦力水平向右解析：隔离小球，可知小球的加速度方向为沿斜面向下，大小为g sin θ，对支架系统整体进行受力分析，只有斜面光滑，支架系统的加速度才是g sin θ，所以A正确，B错误；对斜面体进行受力分析，如图，斜面体静止，由牛顿第三定律有地面对斜面体的摩擦力水平向左，故选A、C.答案：AC2．弹簧连接体[典例3] 如图所示，A 、B 两球完全相同，质量均为m ，用两根等长的细线悬挂在升降机内天花板的O 点，两球之间连着一根劲度系数为k 的轻质弹簧，当升降机以加速度a 竖直向上匀加速运动时，两根细线之间的夹角为θ.则弹簧的被压缩的长度为( )A.m (α＋g )tan θkB ．mg tan θkC.m (α＋g )tan θ2kD ．2m (α＋g )tan θ2k解析：对球A 受力分析，受重力mg 、拉力T 、弹簧的弹力F 而向上做匀加速直线运动，则由牛顿第二定律可知Ftan θ2－mg ＝ma ，即F ＝m (g ＋a )tan θ2，根据胡克定律，有F ＝kx ，联立可得x ＝m (a ＋g )tan θ2k ，C 正确．答案：C [反思总结]求解弹簧连接体加速度的两种情况3．接触连接体[典例4] 如图所示，在倾角为θ的固定斜面上有两个靠在一起的物体A 、B ，两物体与斜面间的动摩擦因数μ相同，用平行于斜面的恒力F 向上推物体A 使两物体沿斜面向上做匀加速运动，且B 对A 的压力平行于斜面，则下列说法中正确的是( )A ．只减小A 的质量，B 对A 的压力大小不变 B ．只减小B 的质量，B 对A 的压力大小会增大C ．只减小斜面间的倾角，B 对A 的压力大小不变D ．只减小两物体与斜面间的动摩擦因数μ，B 对A 的压力会增大解析：将A 、B看成一个整体，整体在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力，沿斜面向下的滑动摩擦力，沿斜面向上的推力，根据牛顿第二定律可得a ＝F －(m A ＋m B )g sin θ－μ(m A ＋m B )g cos θm A ＋m B ＝Fm A ＋m B －g sin θ－μg cos θ.隔离B 分析可得F N －m B g sin θ－μm B g cos θ＝m B a ，解得F N ＝m B Fm A ＋m B ，由牛顿第三定律可知，B 对A 的压力F N ′＝m B Fm A ＋m B，若只减小A 的质量，压力变大，若只减小B 的质量，压力变小，故A 、B 错误；A 、B 之间的压力与斜面的倾角、与斜面间的动摩擦因数无关，C 正确，D 错误． 答案：C2－1.[弹簧接触连接体] (多选)如图所示，甲、乙、丙三个木块的质量分别为m 1、m 2和m 3，甲、乙两木块用细线连在一起，中间有一被压缩竖直放置的轻弹簧，乙放在丙物体上，整个装置放在水平地面上．系统处于静止状态，此时绳的张力为F ，在把细线烧断的瞬间，甲的加速度大小为a ，对细线烧断后的瞬间，下列说法正确的是( )A ．甲受到的合力大小为FB ．丙对乙的支持力大小为(m 1＋m 2)gC ．丙对地面的压力大小为(m 1＋m 2＋m 3)g ＋FD ．地面对丙的支持力大小为m 1(a ＋g )＋m 2g ＋m 3g解析：开始系统处于静止，对甲分析，有：F ＋m 1g ＝F 弹，剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，对甲，合力为F 合甲＝F 弹－m 1g ＝F ，故A 正确；对乙分析，根据共点力平衡得，F 弹＋m 2g ＝F 丙对乙，解得F 丙对乙＝F ＋m 1g ＋m 2g ，故B 错误；对乙丙整体分析，根据共点力平衡得，F 弹＋(m 2＋m 3)g ＝F 地，解得地面对丙的支持力F 地＝(m 1＋m 2＋m 3)g ＋F ，因为F 合甲＝F 弹－m 1g ＝m 1a ，则F 地＝m 1(a ＋g )＋m 2g ＋m 3g ，故C 、D 正确．答案：ACD2－2. [绳连接体] 如图所示，三个物体质量分别为m 1＝1.0 kg 、m 2＝2.0 kg 、m 3＝3.0 kg ，已知斜面上表面光滑，斜面倾角θ＝30°，m 1和m 2之间的动摩擦因数μ＝0.8.不计绳和滑轮的质量和摩擦．初始时用外力使整个系统静止，当撤掉外力时，m2将(g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A．和m1相对静止一起沿斜面下滑B．和m1相对静止一起沿斜面上滑C．相对于m1上滑D．相对于m1下滑解析：假设m1和m2之间保持相对静止，对整体分析，整体的加速度a＝m3g－(m1＋m2)g sin 30°＝2.5 m/s2.隔离对m2分析，根据牛顿第二定律得F f－m2g sin 30°＝m1＋m2＋m3m2a，解得F f＝m2g sin 30°＋m2a＝15 N，最大静摩擦力F fm＝μm2g cos 30°＝8 3 N，可知F f＞F fm，知m2的加速度小于m1的加速度，m2相对于m1下滑，故D正确．答案：D热点三临界问题的处理方法(师生共研)1．临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，表明题述的过程存在临界点．(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“起止点”，而这些起止点往往就对应临界状态．(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极值，这个极值点往往是临界点．(4)若题目要求“最终加速度”“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度．2．几种临界状态和其对应的临界条件如下表所示3.处理临界问题的三种方法1.度系数为k的轻弹簧相连，在外力F1、F2作用下运动，且满足F1＞F2，当系统运动稳定后，弹簧的伸长量为()A.F1－F2k B．F1＋F22kC.F1－F22k D．F1＋F2k解析：本题利用牛顿第二定律，先选A、B为一整体，再隔离A物体，求出弹簧的弹力F，由F＝kx，即可求得弹簧的伸长量．但是若用极限分析法，可快速得出结果：令F1＝F2，则两物体静止，F＝F1＝F2＝kx，能满足此条件的结果只有B选项．答案：B2．假设分析法[典例6]如图所示，一轻质弹簧的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为37°的光滑斜面体顶端，弹簧与斜面平行．在斜面体以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动的过程中，小球始终相对于斜面静止．已知弹簧的劲度系数为k，则该过程中弹簧的形变量为(已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)()A.mg5k B．4mg5kC.mgk D．7mg5k解析：在斜面体以大小为g的加速度水平向左做匀加速直线运动时，弹簧是处于伸长状态还是压缩状态，无法直接判断，此时可采用假设法，假设弹簧处于压缩状态，若求得弹力F 为正值，则假设正确；水平方向上由牛顿第二定律得：F N sin θ＋F cos θ＝mg ；竖直方向上由受力平衡得：F N cos θ＝mg ＋F sin θ，联立得：F ＝15mg .由胡克定律得F ＝kx ，x ＝mg5k ，F 为正值，弹簧压缩，故选A. 答案：A 3．数学极值法[典例7] 如图所示，一质量为m ＝0.4 kg 的小物块，以v 0＝2 m/s 的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F 作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t ＝2 s 的时间物块由A 点运动到B 点，A 、B 之间的距离L ＝10 m ．已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝33.重力加速度g 取10 m/s 2.(1)求物块加速度的大小及到达B 点时速度的大小；(2)拉力F 与斜面夹角多大时，拉力F 最小？拉力F 的最小值是多少？ 解析：(1)设物块加速度的大小为a ，到达B 点时速度的大小为v B ， 由运动学公式得L ＝v 0t ＋12at 2v B ＝v 0＋at解得 a ＝3 m/s 2，v B ＝8 m/s.(2)物块的受力分析如图所示，F N 、F f 为物块所受支持力、摩擦力，设拉力F 与斜面夹角为α，由牛顿第二定律得垂直斜面方向有F sin α＋F N ＝mg cos θ 沿斜面方向有F cos α－mg sin θ－F f ＝ma 又因为F f ＝μF N解得F cos α＋33F sin α＝5.2 N 则F ＝5.2 N cos α＋33sin α＝15.6 N23(32cos α＋12sin α)＝ 7.8 N3sin (α＋60°)当α＝30°时，拉力F 有最小值，F min ＝135 3 N. 答案：(1)3 m/s 2 8 m/s (2)30° 135 3 N1．(多选)(2015·全国卷Ⅱ)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢．当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ；当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时，P 和Q 间的拉力大小仍为F .不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为( BC ) A ．8 B ．10 C ．15 D ．182.(2019·广东肇庆高三统测)如图所示，质量为m 的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住．现用一个力F 拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a 的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，下列说法正确的是( A )A ．斜面对球不仅有弹力，而且该弹力是一个定值B ．斜面和挡板对球的弹力的合力等于maC ．若加速度足够小，则竖直挡板对球的弹力可能为零D ．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零解析：对小球受力分析，小球受重力mg 、斜面的支持力F N2、竖直挡板的水平弹力F N1，设斜面的倾斜角为α，则竖直方向有：F N2cos α＝mg.∵mg和α不变，∴无论加速度如何变化，F N2不变且不可能为零，故A正确，D错误；水平方向有：F N1－F N2sin α＝ma.∵F N2sin α≠0，若加速度足够小，竖直挡板的水平弹力不可能为零，故C错误；斜面和挡板对球的弹力的合力即为竖直方向的F N2cos α与水平方向的力ma的合成，因此大于ma，故B错误．3．如图所示，光滑水平面上放置M、N、P、Q四个木块，其中M、P质量均为m，N、Q质量均为2m，M、P之间用一轻质弹簧相连，现用水平拉力F拉N，使四个木块以同一加速度a向右运动，则在突然撤去F的瞬间，下列说法正确的是( D )A．P、Q间的摩擦力改变B．M、P的加速度大小变为a 2C．M、N间的摩擦力不变D．N的加速度大小仍为a[A组·基础题]1. 如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg 的恒力F向上拉B，运动距离h时B与A分离．则下列说法中正确的是( C )A．B和A刚分离时，弹簧为原长B．B和A刚分离时，它们的加速度为gC．弹簧的劲度系数等于mg hD．在B与A分离之前，它们做匀加速运动2．如图甲所示，一个质量为3 kg的物体放在粗糙水平地面上，从零时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动．在0～3 s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示．则( C )A．F的最大值为12 NB．0～1 s和2～3 s内物体加速度的方向相反C．3 s末物体的速度最大，最大速度为8 m/sD．在0～1 s内物体做匀加速运动，2～3 s内物体做匀减速运动3．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上端系有一劲度系数为20 N/m的轻质弹簧，弹簧下端连接一个质量为2 kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变．若挡板A以4 m/s2的加速度沿斜面向下做匀加速运动，g取10 m/s2，则( B )A．小球向下运动0.4 m时速度最大B．小球向下运动0.1 m时与挡板分离C．小球速度最大时与挡板分离D．小球从一开始就与挡板分离4．利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时，把图甲中的小球举到绳子的悬点O处，然后将小球由静止释放，同时开始计时，利用传感器和计算机获得弹性绳的拉力随时间的变化如图乙所示．根据图象提供的信息，下列说法正确的是( B )A．t1、t2时刻小球的速度最大B．t2、t5时刻小球的动能最小C．t3、t4时刻小球的运动方向相同D．t4－t3＜t7－t65．(多选)如图所示，质量均为m的两个木块P、Q叠放在水平地面上，P、Q接触面的倾角为θ，在Q上施加一水平推力F，使P、Q保持相对静止一起向左做匀加速直线运动．下列说法中正确的是( AC )A．木块Q对地面的压力一定为2mgB．若Q与地面间的动摩擦因数为μ，则μ＝F 2mgC．若P、Q之间光滑，则加速度a＝g tan θD．若运动中逐渐减小F，则地面与Q间的摩擦力也逐渐减小6．(多选)如图甲所示，水平地面上固定一足够长的光滑斜面，斜面顶端有一理想定滑轮，一轻绳跨过滑轮，绳两端分别连接小物块A和B.保持A的质量不变，改变B的质量m.当B的质量连续改变时，得到A的加速度a随B的质量m变化的图线如图乙所示．设加速度沿斜面向上的方向为正方向，空气阻力不计，重力加速度g取9.8 m/s2，斜面的倾角为θ，下列说法正确的是( BC )A．若θ已知，可求出A的质量B．若θ未知，可求出乙图中a1的值C．若θ已知，可求出乙图中a2的值D．若θ已知，可求出乙图中m0的值7．(多选)将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在水平面上，如图甲所示，现在杆上套一光滑的小球，小球在一沿杆向上的拉力F的作用下沿杆向上运动．该过程中小球所受的拉力以及小球的速度随时间变化的规律如图乙、丙所示．g＝10 m/s2.则下列说法正确的是( AC )A．在2～4 s内小球的加速度大小为0.5 m/s2B．小球质量为2 kgC．杆的倾角为30°D．小球在0～4 s内的位移为8 m8．从地面上以初速度v0竖直上抛一质量为m的小球，若运动过程中受到的阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律如图所示，小球在t1时刻到达最高点后再落回地面，落地速率为v1，且落地前小球已经做匀速运动，已知重力加速度为g，下列关于小球运动的说法中错误的是( D )A．t1时刻小球的加速度为gB．在速度达到v1之前小球的加速度一直在减小C．小球抛出瞬间的加速度大小为(1＋v0 v1)gD．小球加速下降过程中的平均速度小于v1 2[B组·能力题]9. 如图所示，质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连，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)，最后竖直向上做匀加速运动，不计空气阻力，在三个阶段的运动中，线上拉力的大小( C )A．由大变小B．由小变大C．始终不变且大小为m1m1＋m2FD．由大变小再变大10．(多选)(2019·福建将乐县一中月考)如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上表面放置小滑块A.木板B在水平拉力F作用下，其加速度a随拉力F变化的关系图象如图乙所示，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10 m/s2，则( AD)A．木板B的质量为1 kgB．小滑块A的质量为3 kgC．AB间动摩擦因素为0.2D．AB间动摩擦因素为0.1解析：设A的质量为M，B的质量为m，当F等于3 N时，加速度为：a＝1 m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有：F＝(M＋m)a，代入数据解得：M＋m＝3 kg，当F大于3 N时，对B，由牛顿第二定律得：F＝Ma＋μmg，由图示图象可知，图线的斜率：k＝M ＝1，木板B的质量：M＝1 kg，滑块A的质量为：m＝2 kg，故A正确，B错误；由图可知，当F＝3 N时，a＝1 m/s2，对木板由牛顿第二定律得：F＝Ma＋μmg，即3＝1×1＋μ×2×10，解得：μ＝0.1，故C错误，D正确．11. 为了测定木板和斜面间的动摩擦因数μ，某同学设计了如图所示的实验，在木板上固定一个弹簧测力计(质量不计)，弹簧测力计下端固定一个光滑小球，将木板连同小球一起放在斜面上，用手固定住木板时，弹簧测力计的示数为F1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计的示数为F2，测得斜面倾角为θ，由测得的数据可求出木板与斜面间的动摩擦因数是多少？解析：设小球的质量为m，木板的质量为M.静止时，以小球为研究对象，有F1＝mg sin θ. 下滑时，以小球为研究对象，有mg sin θ－F2＝ma.下滑时，以整体为研究对象，有(M＋m)g sin θ－μ(M＋m)g cos θ＝(M＋m)a.联立解得μ＝F2 F1tan θ.答案：F2F1tan θ12．两物体A、B并排放在水平地面上，且两物体接触面为竖直面，现用一水平推力F 作用在物体A上，使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动，如图(a)所示，在A、B的速度达到6 m/s时，撤去推力F.已知A、B质量分别为m A＝1 kg、m B＝3 kg，A与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，B与地面间没有摩擦，B物体运动的v－t图象如图(b)所示．取g ＝10 m/s2，求：(1)推力F的大小；(2)A物体停止运动的瞬间，物体A、B之间的距离．解析：(1)在水平推力F作用下，设物体A、B一起做匀加速运动的加速度为a，由B物体的v－t图象得a＝3 m/s2.对于A、B整体，由牛顿第二定律得F－μm A g＝(m A＋m B)a，代入数据解得F＝15 N.(2)设物体A匀减速运动的时间为t，撤去推力F后，A、B两物体分离，A在摩擦力作用下做匀减速直线运动，B做匀速运动，对于A物体有μm A g＝m A a A，a A＝μg＝3 m/s2，v t＝v0－a A t＝0，解得t＝2 s，物体A的位移为x A＝v t＝v0＋02t＝6 m，物体B的位移为x B＝v0t＝12 m，所以，A物体刚停止运动时，物体A、B之间的距离为Δx＝x B－x A＝6 m. 答案：(1)15 N(2)6 m。
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D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动 解析：选BC 列车加(减)速时，小球由于惯性保持原来的运动状态不变，相对于车向后(前)滚动，选项B、C正确。 13.如图7所示，物体静止在一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是( ) 7 A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 D．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力 解析：选BC 物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，故A错。物体和斜面间的摩擦力 是一对作用力和反作用力，B正确。物体受重力和斜面对物体的作用力，这两个力大小相等方向相反，是一对平衡力。 故C正确。物体所受重力的分力仍作用在物体上，故D错。14.抖空竹是人们喜爱的一项体育活动。最早的空竹是两个如 同车轮的竹筒，中间加一个转轴，由于外形对称，其重心在中间位置，初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡。随着制 作技术的发展，如图8所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎，现在大多是塑料制成的，也有天然竹木制成的。关于抖 空竹，在空气阻力不可忽略的情况下，下列说法中正确的是( ) 8 A．空竹启动前用绳子拉住提起，要保证支持力和重力在同一条直线上 B．空竹的转动是依靠绳子的拉动，绳子与转轴之间的摩擦力越小越好 C．空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和惯性作用 D．空竹从抛起到接住，转速会减小，表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动 解析：选AD 空竹启动前用绳子拉住提起时，要保证拉力和重力在同一条直线上，A正确；空竹依靠绳子拉动，绳 子与轴间摩擦力应越大越好，B错误；空竹抛起后上升过程中只受重力和空气阻力，C错误；因空气阻力的影响，抛起的 空竹的转速会减小，故表演时要继续牵拉绳子使其加速转动，D正确。 15.如图9所示，我国有一种传统的民族体育项目叫做“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，则下列说法中正确的是( ) 9 A．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 解析：选BD 物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态 才会改变，不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，由于它们作用在不同的物体 上，其效果可以不同。甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙加速后退的原因是绳子对乙 的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。B、D正 确。 16．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10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( ) 10 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对单杠的作用力 C．下放过程中，单杠对人的作用力小于人对单杠的作用力 D．下放过程中，在某瞬间人可能只受到一个力的作用 解析：选AD 上拉过程中，人受到两个力的作用，一个是重力，一个是单杠给人的作用力，A对。不论是上拉过程 还是下放过程，单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力，与人的运动状态无关，B、C均错。在下放过程中，若在某 瞬间人向下的加速度为重力加速度g，则人只受到一个重力的作用，D对。 第2节牛顿第二定律__两类动力学问题 牛顿第二定律 [想一想] 如图3－2－1所示为一张在真空中拍摄的羽毛与苹果自由下落的频闪照片。请思考苹果与羽毛重力相差很大，为什 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”。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3－1－1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( ) 3－1－1 A．作用力与反作用力同时存在 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 解析：选ACD 由题图可知：两个力传感器的相互作用力属于作用力和反作用力，它们同时存在、大小相等、方向 相反、作用在两个物体上，故A、C、D正确。 考点一对牛顿第一定律的理解 [例1] 物体A的质量为10 kg，物体B的质量为20 kg，A、B分别以20 m/s和10 m/s的速度运动，则下列说法中正确 的是( ) A．A的惯性比B大 B．B的惯性比A大 C．A和B的惯性一样大 D．不能确定 [解析] 选B 质量是物体惯性大小的惟一量度，质量越大，惯性越大，惯性大小与速度大小无关，故B的惯性比 A大，选项B正确，选项A、C、D都错。 [例2] (多选)(2012·新课标全国卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而 奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( ) A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B．没有力的作用，物体只能处于静止状态 C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 [解析] 选AD 惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，故A对；根据惯性定律可知，没有力的作用，物体将保 持原来的状态，即静止状态或者匀速直线运动状态，故B错；行星在圆轨道上的运动是变速运动，是在万有引力作用下 的运动，所以C错；运动物体如果不受力作用，将保持原来的运动状态，即继续以同一速度沿着同一直线运动，D对。 [例3] 关于牛顿第一定律的说法中，正确的是( ) A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态 B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律 C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性 D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因 [解析] 选D 牛顿第一定律揭示了两方面问题：①物体在任何时候都有惯性，故选项C错。不受力时惯性表现为物 体处于静止状态或匀速直线运动状态，故选项A错。②揭示了力和运动的关系即力是改变物体运动状态的原因，所以选 项D正确。牛顿第一定律揭示了这两方面问题，不只是反映惯性大小，故选项B错。 (1)惯性的两种表现形式 物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。 物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动 状态容易改变。 (2)对牛顿第一定律的四点说明 明确惯性的概念： 牛顿第一定律揭示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。 揭示力的本质：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。 理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中 ，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。 与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第 二定律来回答。牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二定律是一条 实验定律。
2020年高考物理一轮复习考点归纳：专题(03)牛顿运动定律(含答案)
2020年高考一轮复习知识考点专题03 《牛顿运动定律》第一节牛顿第一、第三定律【基本概念、规律】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)揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律．(2)揭示了力与运动的关系：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．二、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．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．3．普遍性：惯性是物体的本质属性，一切物体都有惯性．与物体的运动情况和受力情况无关．三、牛顿第三定律1．内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，而且在一条直线上．2．表达式：F＝－F′.特别提示：(1)作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性质，作用在不同的物体上，各自产生的效果，不会相互抵消．(2)作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关．【重要考点归纳】考点一牛顿第一定律1．明确了惯性的概念．2．揭示了力的本质．3．揭示了不受力作用时物体的运动状态．4.(1)牛顿第一定律并非实验定律．它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的．(2)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种固有属性，与物体是否受力、受力的大小无关，与物体是否运动、运动速度的大小也无关．考点二牛顿第三定律的理解与应用1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同．(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同．(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关．2．相互作用力与平衡力的比较【思想方法与技巧】用牛顿第三定律转换研究对象作用力与反作用力，二者一定等大反向，分别作用在两个物体上．当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此．第二节牛顿第二定律两类动力学问题【基本概念、规律】一、牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，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，即相对于地面静止或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、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况．二、两类动力学问题1．已知物体的受力情况，求物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况．特别提示：利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的“桥梁”作用，将运动学规律和牛顿第二定律相结合，寻找加速度和未知量的关系，是解决这类问题的思考方向．三、力学单位制1．单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制．2．基本单位：基本物理量的单位，基本物理量共七个，其中力学有三个，它们是长度、质量、时间，它们的单位分别是米、千克、秒．3．导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．【重要考点归纳】考点一用牛顿第二定律求解瞬时加速度1．求解思路求解物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是明确该时刻物体的受力情况或运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度．2．牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型(1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间．(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变．3．在求解瞬时加速度时应注意的问题(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析．(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变．4.解决瞬时加速度问题的关键是弄清哪些力发生了突变，哪些力瞬间不变，正确画出变化前后的受力图．考点二动力学两类基本问题1.求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示：分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度．2.(1)解决两类动力学基本问题应把握的关键①一个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁．②两类分析——受力分析和运动过程分析．(2)解决动力学基本问题时对力的两种处理方法①合成法：物体受2个或3个力时，一般采用“合成法”．②正交分解法：物体受3个或3个以上的力时，则采用“正交分解法”．(3)解答动力学两类问题的基本程序①明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点．②根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行受力分析和运动过程分析，并画出示意图．③应用牛顿运动定律和运动学公式求解．考点三动力学图象问题1．图象类型(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图象，要求分析物体的运动情况．(2)已知物体在一运动过程中位移、速度、加速度随时间变化的图象，要求分析物体的受力情况．(3)已知物体在物理图景中的运动初始条件，分析物体位移、速度、加速度随时间的变化情况．2．问题的实质：是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能．3.数形结合解决动力学问题(1)物理公式与物理图象的结合是一种重要题型．对于已知图象求解相关物理量的问题，往往是结合物理过程从分析图象的横、纵坐标轴所对应的物理量的函数入手，分析图线的斜率、截距所代表的物理意义得出所求结果．(2)解决这类问题必须把物体的实际运动过程与图象结合，相互对应起来．【思想方法与技巧】传送带模型中的动力学问题1．模型特征一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型，如图甲、乙、丙所示．2．建模指导传送带模型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．根据物体与传送带的相对速度方向判断摩擦力方向．两者速度相等是摩擦力突变的临界条件．(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，从而确定其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．3.解答传送带问题应注意的事项(1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况．(2)倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系．(3)传送带上物体的运动情况可按下列思路判定：相对运动→摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是v物＝v传．第三节牛顿运动定律的综合应用【基本概念、规律】一、超重和失重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情况称为超重现象．(2)产生条件：物体具有向上的加速度．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情况称为失重现象．(2)产生条件：物体具有向下的加速度．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)为零的情况称为完全失重现象．(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．二、解答连接体问题的常用方法1．整体法当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度．2．隔离法当求解系统内物体间相互作用力时，常把物体从系统中“隔离”出来进行分析，依据牛顿第二定律列方程．3．外力和内力(1)外力：系统外的物体对研究对象的作用力；(2)内力：系统内物体之间的作用力．【重要考点归纳】考点一超重和失重现象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.5.超重和失重现象的判断方法(1)从受力的大小判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．(2)从加速度的方向判断，当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，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．考点二整体法和隔离法解决连接体问题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”．4.正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解．考点三分解加速度求解受力问题在应用牛顿第二定律解题时，通常不分解加速度而分解力，但有一些题目要分解加速度．最常见的情况是与斜面模型结合，物体所受的作用力是相互垂直的，而加速度的方向与任一方向的力不同向．此时，首先分析物体受力，然后建立直角坐标系，将加速度a分解为a x和a y，根据牛顿第二定律得F x＝ma x，F y＝ma y，使求解更加便捷、简单．【思想方法与技巧】“滑块——滑板”模型的分析1．模型特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动．2．模型分析解此类题的基本思路：(1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；(2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移．3.(1)滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长；反向运动时，位移之和等于板长．(2)滑块是否会从滑板上掉下的临界条件是：滑块到达滑板一端时两者共速．(3)滑块不能从滑板上滑下的情况下，当两者共速时，两者受力、加速度发生突变．动力学中的临界条件及应用一、临界状态物体在运动状态变化的过程中，相关的一些物理量也随之发生变化．当物体的运动变化到某个特定状态时，相关的物理量将发生突变，该物理量的值叫临界值，这个特定状态称之为临界状态．二、临界状态的判断1．若题目中有“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对应临界状态．3．临界状态的问题经常和最大值、最小值联系在一起，因此，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．若题目中有“最终”、“稳定”等文字，即是求收尾速度或加速度． 三、处理临界问题的思路 1．会分析出临界状态的存在．2．要抓住物体处于临界状态时的受力和运动特征，找出临界条件，这是解决问题的关键． 3．能判断物体在不满足临界条件时的受力和运动情况． 4．利用牛顿第二定律结合其他规律列方程求解． 四、力学中常见的几种临界条件 1．接触物体脱离的临界条件： 接触面间的弹力为零，即F N ＝0. 2．绳子松弛的临界条件： 绳中张力为0，即F T ＝0. 3．相对滑动的临界条件： 静摩擦力达到最大值，即f 静＝f m . 4．滑块在滑板上不滑下的临界条件： 滑块滑到滑板一端时，两者速度相同．实验四 验证牛顿运动定律一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律． 2．探究加速度与力、质量的关系． 3．掌握灵活运用图象处理问题的方法． 二、实验原理(见实验原理图)1．保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系． 2．保持合外力不变，探究加速度与质量的关系． 3．作出a －F 图象和a －1m图象，确定其关系．三、实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．四、实验步骤 1．测量：用天平测量小盘和砝码的质量m ′和小车的质量m . 2．安装：按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑． 4．操作：(1)小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码． (2)保持小车的质量m 不变，改变砝码和小盘的质量m ′，重复步骤(1)． (3)在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a . (4)描点作图，作a －F 的图象．(5)保持砝码和小盘的质量m ′不变，改变小车质量m ，重复步骤(1)和(3)，作a －1m图象．一、数据处理1．保持小车质量不变时，计算各次小盘和砝码的重力(作为小车的合力)及对应纸带的加速度，填入表(一)中．表(一)2.入表(二)中．表(二)3.4．以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比．5．以a为纵坐标，1m为横坐标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定a与m成反比．二、注意事项1．平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动．2．不重复平衡摩擦力．3．实验条件：m≫m′.4．一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车．5．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上．不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．6．作图时两轴标度比例要选择适当．各量需采用国际单位．三、误差分析1．系统误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．2．偶然误差：摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．。
2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练8牛顿运动定律含解析
牛顿运动定律小题狂练⑧小题是基础练小题提分快1．[2019·福建省南安一中摸底]牛顿第一定律是建立在理想斜面实验基础上，经抽象分析推理得出的结论，它不是实验定律．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿水平面滑动．水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿水平面滑动到的最远位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是( )A．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态B．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变C．如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下去D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小答案：C解析：根据实验结果，水平面的粗糙程度越低，小球滑得越远，由此得出结论，如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下去．故选C.2．[2019·甘肃省兰州一中检测]下列说法正确的是( )A．惯性是物体抵抗运动状态变化的性质B．人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力C．物理公式只能确定物理量之间的数量关系，但不能确定物理量间的单位关系D．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用的瞬间，加速度为零答案：A解析：惯性是物体的固有属性，表征物体运动状态改变的难易程度，A正确．根据牛顿第三定律，两个物体间的作用力与反作用力总是等大反向的，B错误．物理公式不仅确定物理量之间的数量关系，也能确定单位关系，C错误．根据牛顿第二定律，合外力与加速度是瞬时对应关系，D错误．3.[2019·黑龙江省哈尔滨六中模拟]如图所示，质量为1 kg的木块A与质量为2 kg的木块B叠放在水平地面上，A、B间的最大静摩擦力为2 N，B与地面间的动摩擦因数为0.2，用水平力F作用于B，则A、B保持相对静止的条件是(g＝10 m/s2)( )A．F≤12 N B．F≤10 NC．F≤9 N D．F≤6 N如图所示，一木块在光滑水平面上受到一恒力．[2019·河北省衡水中学二调]如图所示，在光滑水平面上有一小车A，其质量为m A＝2.0 kg，小车上如图所示，水平地面上有一楔形物块a，其斜面上有一小物块b之间光滑，a和b运动．当它们刚运动至轨道的粗糙段时，下列说法可能正确的是( )n个质量为m的相同木块并列放在水平面上，木块跟水平面间D.n－F n＝n－Fn，故选如图所示，质量为m2的物块B放置在光滑水平桌面上，其上放置质量为的物块C连接，释放沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，1 kg，物体与斜面之间的动摩擦因数为)](多选)如图所示，质量为的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1.下列说法中正确的是( )某人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70 kg的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮与绳子间的摩擦，则人对地面的压力大增大减小，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体A、B静止，已知物体A与水平面间的动摩擦因数为先做匀加速运动，再做匀减速运动kx0－μmg．物体刚向左运动时的加速度大小为如图所示，足够长的斜面固定在水平面上，斜面顶端有一附有挡板的长木板，木板与斜面之间的动摩擦，轻质弹簧测力计一端挂在挡板上，另一端连接着光滑小球．木板固定且小球静止时，弹簧中心线；无初速度释放木板后，木板沿斜面下滑，小球相对木板静止时，弹簧测．[2019·武汉武昌区调研]绳和滑轮间的摩擦均可忽略．的圆环套在绳子上，绳与圆环间存在摩擦，且为重力加速度课时测评⑧综合提能力课时练赢高分一、选择题1．[2019·黑龙江双鸭山一中模拟]亚里士多德在其著作《物理学》中写道：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的“非自然运动”称之为“受迫运动”．伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法，建立了新物理学；新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”．下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是( )A．一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动B．作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C．竖直向上抛出的物体，受到了重力，却没有立即反向运动，而是继续向上运动一段距离后才反向运动，是由于物体具有惯性D．可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的答案：D解析：根据惯性的定义可知A、B、C正确；绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的，故D错误．2．[2019·江西丰城中学检测]如图所示，物体静止在一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是( )A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力D．物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力答案：C解析：物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力大小相等、方向相反、并且作用在同一直线上，但是这两个力作用在两个物体上，所以应为作用力和反作用力，所以A错误．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力，垂直于斜面向下的分力不是对斜面的压力，因为作用点不同，对斜面的压力作用点应在斜面上，而垂直于斜面向下的分力作用点在物体上，所以B错误．斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力和摩擦力的合力，与物体的重力平衡，所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力，C正确．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力，物体所受斜面的摩擦力与重力沿斜面的分力为平衡力，所以D错误．3．[2018·全国卷Ⅰ]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之间关系的图象可能正确的是( )答案：A解析：设物块P静止时，弹簧的长度为x0，轻弹簧原长为l，物块P受重力mg、弹簧弹力k(l－x0－x)及力F，根据牛顿第二定律，得F＋k(l－x0－x)－mg＝ma且k(l－x0)＝mg故F＝kx＋ma.根据数学知识知F－x图象是截距为ma的一次函数图象．4.[2019·湖北黄冈中学模考](多选)如图所示，三个质量均为m的物块a、b、c，用两个轻弹簧和一根轻绳相连，挂在天花板上，处于静止状态．现将b、c之间的轻绳剪断，下列说法正确的是( ) A．在刚剪断轻绳的瞬间，b的加速度大小为gB．在刚剪断轻绳的瞬间，c的加速度大小为2gC．剪断轻绳后，a、b下落过程中，两者一直保持相对静止D．剪断轻绳后，a、b下落过程中加速度相等的瞬间，两者之间的轻弹簧一定处于原长状态答案：BD放在斜面体的斜面上，受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力的方向可能是的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中断细线，铝球开始在油槽中下沉，通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图象如图乙所示，已知重7.如图所示，小车内两根不可伸长的细线AO、BO拴住一小球，其中BO水平，小车沿水平地面向右做加速运动，AO与BO的拉力分别为T A、T B.若加速度增大，则( )A．T A、T B均增大 B．T A、T B均减小C．T A不变，T B增大 D．T A减小，T B不变答案：C解析：设OA与竖直方向的夹角为θ，则对小球有T A cosθ＝mg，T B－T A sinθ＝ma，故若加速度增大，T A 不变，T B增大．选项C正确．8.如图所示，在水平面上沿直线运动的小车上有一个固定的水平横杆，横杆左端悬挂的小球A和小车右端放置的物块B都相对车厢静止．关于物块B受到的摩擦力，下列判断中正确的是( ) A．物块B不受摩擦力作用B．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左C．物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向右D．因小车的运动方向不能确定，故物块B受的摩擦力情况无法判断答案：C解析：根据题意，小球处于静止状态，设细绳与竖直方向夹角为θ，小球受到重力和沿绳方向的拉力，小球加速度为a＝g tanθ，方向水平向右，则物块B受到重力、支持力和向右的摩擦力，故选项A、B、D错误，选项C正确．9．[2019·广东深圳模拟]如图所示，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为v0时刚好能推动该物块．已知风对物块的推力F正比于Sv2，其中v为风速、S为物块迎风面积．当风速变为2v0时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为( )A．64m B．32mC．8m D．4m答案：A解析：设质量为m的正方体物块的边长为a，物块被匀速推动，根据平衡条件，有F＝f，N＝mg，其中F如图所示，一固定杆与水平方向夹角为的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为二、非选择题解得：v＝6 m/s。
高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律
考力和运动的综合题，重点考查综合运用知识的能力，如为使物体变为某一运动状态，应选择怎样的施力方案；
二是联系实际，以实际问题为背景命题，重点考查获取并处理信息，去粗取精，把实际问题转化成物理问题的
能力。
§1 牛顿第一定律 牛顿第三定律
一、牛顿第一定律 1．牛顿第一定律（惯性定律）的内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
看，要求准确理解牛顿第一定律；加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是物体受力分析的方法；理
解牛顿第三定律；理解和掌握运动和力的关系；理解超重和失重。本章内容的高考试题每年都有，对本章内容
单独命题大多以选择、填空形式出现，趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题。经常与电场、
磁场联系，构成难度较大的综合性试题，运动学的知识往往和牛顿运动定律连为一体，考查推理能力和综合分
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高考物理第一轮复习教案
第三章 牛顿运动定律
张建设编写
这个定律有两层含义： （1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持。 （2）要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的 原因，是使物体产生加速度的原因。 2．牛顿第一定律的几点说明 （1）物体不受外力是该定律的条件。 （2）物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果。 （3）惯性：一切物体都有保持原有运动状态的性质。 惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动状态及受力情况无关。 惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）。 质量是物体惯性大小的惟一量度。 （4）牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力 和物体所受合外力为零是有区别的。 （5）牛顿第一定律成立的参考系是惯性参考系。 （6）应注意： ①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的，是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础，加之高度的抽象思维， 概括总结出来的，不可能由实际的实验来验证； ②牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不受外力时的理想化状态。 例 1．下列说法正确的是 A．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B．小球在做自由落体运动时，惯性不存在了 C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的冲力 D．物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小 解析：惯性是物体保持原来运动状态的性质，仅由质量决定，与它的受力状况与运动状况均无关。一切物 体都有惯性。答案：D 例 2． 火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处（空气阻力不 计），这是因为 A．人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动 B．人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动 C．人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而 已。 D．人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同 解析：人向上跳起，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向不受外力作用，由于惯性，所以水平方向与车速 度相同，因而人落回原处。 答案：D 例 3． 下面说法正确的是 A．静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用 B．物体的速度为零时一定处于平衡状态 C．物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用 D．物体的位移方向一定与所受合力方向一致 解析：物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这些状态时不一定不受外力作用，所以 A 错； 物体是否处于平衡状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如竖直上抛物体到达最高点时速度