专题3牛顿运动定律(原卷版)
人教版高中物理必修一3.3 牛顿第三定律(原卷版) 精讲精练
3.4 牛顿第三定律考点精讲考点1：对牛顿第三定律的理解1．牛顿第三定律表达式：F＝－F′，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反。
2．作用力与反作用力的“四同”“三异”作用力与反作用力关系四同等大大小总是相等共线作用在一条直线上同时同时产生、同时变化、同时消失同性质同一性质的力三异异向方向相反异体作用在不同的物体上异效效果不能相互抵消，不能认为合力为零【点拨】牛顿第三定律中“总是”表现在以下三个方面：(1)与物体的大小和形状无关。
(2)与物体的运动状态无关。
(3)与物体受不受其他力无关。
【例1】如图甲所示，把两个力传感器的挂钩钩在一起，让一个大人与一个小孩向相反方向拉，大人很轻松地就能将小孩拉过来。
如果两个力传感器与计算机相连，就能很容易地显示出两个拉力随时间变化的图像，如图乙所示。
由图像可以得出的正确结论是()甲乙A．作用力与反作用力的大小总是相等B．作用力与反作用力的大小不相等C．作用力与反作用力的作用时间不相等D．作用力与反作用力的方向相同【针对训练】1．(对作用力与反作用力的理解)关于马拉车的下列说法正确的是()A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力C．不论车如何运动，马拉车的力大小总等于车拉马的力D．只有当马拉车不动或马拉车匀速前进时，马拉车的力大小才等于车拉马的力2．(对牛顿第三定律的理解)关于牛顿第三定律，下面说法中正确的是()A．两物体间先有作用力，后有反作用力B．作用力与反作用力可以是不同性质的力C．作用力与反作用力同时产生，同时消失D．作用力与反作用力的合力等于零考点2：一对平衡力和一对作用力与反作用力的区别作用力、反作用力与平衡力的比较【例2】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，达到健身的目的。
高中物理专题测试卷 牛顿运动定律(含答案)
高中专题同步测试卷专题三牛顿运动定律一、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，只有一个选项正确)1.放在光滑水平面上的物体受到三个平行于水平面的共点力作用而平衡，如图，已知F2和F3垂直，三个力中若去掉F1可产生2.5 m/s2的加速度，若去掉F2可产生1.5 m/s2的加速度．若去掉F3，则物体的加速度为()A．1.5 m/s2B．2 m/s2C．2.5 m/s2D．4 m/s22．如图所示为一游乐场的娱乐项目的简化示意图．质量为m的参赛者要爬上一段带有弧形轨道的顶端，轨道始终静止在地面上．在参赛者缓慢向上爬的过程中()A．参赛者受到的摩擦力逐渐减小B．参赛者对轨道的压力逐渐减小C．参赛者对轨道的作用力逐渐增大D．地面对轨道的摩擦力方向向左3．如图甲所示，静止在光滑水平面上O点的物体，从t＝0开始物体受到如图乙所示的水平力F的作用，设向右为F的正方向，则物体()A．一直向左运动B．一直向右运动C．一直匀加速运动D．在O点附近左右运动4.如图所示，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a1，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a2，则a1与a2的大小关系是()A．a1＝a2B．a1>a2C．a1<a2D．无法确定5.如图所示，两根直木棍AB和CD(可视为相同的圆柱体)相互平行，固定在同一水平面上，一个圆柱形工件P架在两木棍之间．工件在水平向右的推力F的作用下，恰好能向右匀速运动．若保持两木棍在同一水平面内，但将它们间的距离稍微增大一些后固定．仍将圆柱形工件P架在两木棍之间，用同样的水平推力F向右推该工件，则下列说法中正确的是()A．工件一定静止不动B．工件一定向右匀速运动C．工件一定向右减速运动D．工件一定向右加速运动6.如图所示，传送带的水平部分长为L ，传动速率为v ，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是( ) A.L v ＋v 2μg B.L v C. 2L μg D.2L v7．如图所示，一轻弹簧两端分别连接物体a 、b .第一种情景：在水平力F 1的作用下a 、b 共同向右匀变速运动，此时弹簧的长度为l 1；第二种情景：在沿斜面向上的力F 2的作用下a 、b 共同向上匀变速运动，此时弹簧的长度为l 2.若物体a 、b 与接触面的动摩擦因数相同，则轻弹簧的原长为( )A.F 1l 1－F 2l 2F 1－F 2B.F 1l 2－F 2l 1F 2－F 1C.F 2l 1－F 1l 2F 2－F 1D.F 1l 1－F 2l 2F 2－F 1二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意)8．关于惯性在实际中的应用，下列说法中正确的是( )A ．运动员在跳远时助跑，是为了增大起跳时的惯性B ．运动员在掷标枪时助跑，是为了利用惯性C ．手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大它转动的惯性D ．战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性9．我国在西昌卫星发射中心用“长征二号F ”运载火箭，成功发射神州十号飞船．关于这次飞船与火箭上天的情形叙述正确的是( )A ．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的动力B ．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气反作用力使火箭获得飞行的动力C ．火箭飞出大气层后，由于没有空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D ．飞船进入预定轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力10．下列叙述中正确的是( )A ．在力学的国际单位制中，力的单位、质量的单位、位移的单位被选定为基本单位B ．牛、千克米每二次方秒都属于力的单位C ．在厘米、克、秒单位制中，重力加速度g 的值等于98 cm/s 2D ．在力学计算中，所有涉及的物理量的单位都应取国际单位11.如图所示，滑块A 在倾角为30°的斜面上，沿斜面下滑的加速度a 为2.0 m/s 2.若在A上放一重量为10 N的物体B，A、B一起以加速度a1沿斜面下滑；若在A上加竖直向下大小为10 N的恒力F，A沿斜面下滑的加速度为a2.则()A．a1>2 m/s2B．a1＝2 m/s2C．a2＝2 m/s2D．a2>2 m/s212.如图所示，一名消防队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往下滑．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()A．下滑过程中的最大速度为4 m/sB．加速与减速过程的时间之比为1∶2C．加速与减速过程中所受钢管弹力大小之比为1∶7D．加速与减速过程的位移之比为1∶4三、实验题(按题目要求解答)13．(8分)某同学设计了如下实验方案用来“验证牛顿运动定律”：(1)如图甲所示，将木板有定滑轮的一端垫起，把滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤下夹一纸带，穿过打点计时器．调整木板倾角，直到向下轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动．(2)如图乙所示，保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板上靠近定滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使滑块由静止开始加速运动．打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，打出的纸带如图丙所示，A、B、C、D、E是纸带上五个计数点．①图乙中滑块下滑的加速度为________．(结果保留两位有效数字)②若重锤质量为m，滑块质量为M，重力加速度为g，则滑块加速下滑时受到的合力为________．③某同学在保持滑块质量不变的情况下，通过多次改变滑块所受合力，由实验数据作出的a－F图象如图丁所示，则滑块的质量为________kg.(结果保留两位有效数字)四、计算题(本题共3小题，共34分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 14．(8分)据报导，埃及卢克索发生一起观光热气球爆炸坠落事故，造成几十人遇难．科研人员乘热气球进行科学考察．热气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为900 kg，在空中停留一段时间后，科研人员发现热气球因漏气而下降，及时堵住．堵住时热气球下降速度为1 m/s，且做匀加速运动，4 s内下降了12 m．若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度g取10 m/s2，求至少抛掉多重的压舱物才能阻止热气球加速下降．15.(12分)如图所示，特战队员从悬停在空中离地235 m高的直升机上沿绳下滑进行降落训练．某特战队员和他携带的武器质量共为80 kg，设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200 N的摩擦阻力，紧握绳子时可获得1 000 N的摩擦阻力，下滑过程中特战队员必须握住绳子才能确保安全．g取10 m/s2.求：(1)特战队员轻握绳子降落时的加速度是多大？(2)如果要求特战队员着地时的速度不大于5 m/s，则特战队员在空中下滑过程中按怎样的方式运动所需时间最少，最少时间为多少？16.(14分)如图所示为游乐场中深受大家喜爱的“激流勇进”的娱乐项目，人坐在船中，随着提升机达到高处，再沿着水槽飞滑而下，劈波斩浪的刹那给人惊险刺激的感受．设乘客与船的总质量为100 kg，在倾斜水槽和水平水槽中滑行时所受的阻力均为重力的0.1倍，水槽的坡度为30°，若乘客与船从槽顶部由静止开始滑行18 m经过斜槽的底部O点进入水平水槽(设经过O点前后速度大小不变，取g＝10 m/s2)．求：(1)船沿倾斜水槽下滑的加速度的大小；(2)船滑到斜槽底部O点时的速度大小；(3)船进入水平水槽后15 s内滑行的距离．参考答案与解析1．[导学号27630162] 解析：选B.设物体的质量为m ，由平衡条件可知，任何一个力的大小都等于其他两个力的合力大小，则可知F 1＝m ×2.5 m/s 2，F 2＝m ×1.5 m/s 2，所以F 3＝F 21－F 22＝m ×2 m/s 2，因此去掉F 3时物体的加速度a ＝F 3m＝2 m/s 2. 2．[导学号27630163] 解析：选B.分析参赛者的受力如图所示，F N ＝mg cos α，F f ＝mg sin α，向上爬的过程中，α变大，故F N 减小，F f 变大，选项A 错误、B 正确；轨道对参赛者的作用力等于其受到的摩擦力与支持力的合力，大小等于其重力，方向向上，保持恒定，根据牛顿第三定律，参赛者对轨道的作用力不变，选项C 错误；分析参赛者与轨道组成的整体，根据平衡条件，受到重力和地面的支持力的作用，不受地面的摩擦力作用，选项D 错误．3．[导学号27630164] 解析：选B.物体第1 s 内向右做初速度为零的匀加速直线运动，第2 s 内向右做匀减速直线运动到静止，第3 s 内向右做初速度为零的匀加速直线运动，第4 s 内向右做匀减速直线运动……选项ACD 错误，选项B 正确．4．[导学号27630165] 解析：选C.当在绳的B 端挂一质量为m 的物体时，将它们看成系统，由牛顿第二定律：mg ＝(m ＋M )a 1，故a 1＝mg （m ＋M ）.而当在绳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，选项C 正确． 5．[导学号27630166] 解析：选A.工件在水平向右的推力F 的作用下，恰好能向右匀速运动，这样工件受到的滑动摩擦力水平向左与F 大小相等，当将它们间的距离稍微增大一些后固定，两木棍AB 和CD 对圆柱形工件弹力的夹角增大，重力不变，弹力增大，由F f ＝μF N 知，圆柱形工件受到的滑动摩擦力增大，工件一定静止不动，故选项A 正确．6．[导学号27630167] 解析：选B.因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则L ＝12μgt 2，可得t ＝ 2L μg，C 可能；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v 相等，则L ＝0＋v 2t ，可得t ＝2L v ，D 可能；若先匀加速到传送带速度v ，再匀速到右端，则v 22μg ＋v ⎝⎛⎭⎫t －v μg ＝L ，可得t ＝L v ＋v 2μg ，A 可能；木块不可能一直匀速至右端，B 不可能．7．[导学号27630168] 解析：选C.设物体a 、b 的质量分别为m 1、m 2，与接触面的动摩擦因数为μ，轻弹簧的原长为l 0.以整体为研究对象有F 1－μ(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)a 1，以物体a 为研究对象有k (l 1－l 0)－μm 1g ＝m 1a 1，联立解得k (l 1－l 0)＝m 1m 1＋m 2F 1.同理可得k (l 2－l 0)＝m 1m 1＋m 2F 2.因而可得l 0＝F 2l 1－F 1l 2F 2－F 1， 故选项C 正确．8．[导学号27630169] 解析：选BCD.惯性只与质量有关，只有改变了质量才能改变惯性，助跑是利用惯性，并不能改变惯性，所以选项A 错误，选项B 正确．惯性的大小由质量量度，质量越小，惯性越小，运动状态就越容易改变，越灵活，选项C 、D 正确．故选BCD.9．[导学号27630170] 解析：选AD.火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即火箭上升的动力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，因而选项B 、C 错误，选项A 正确；飞船进入轨道之后，飞船与地球之间依然相互吸引，即飞船吸引地球，地球吸引飞船，这是一对作用力与反作用力，故选项D 正确．10．[导学号27630171] 解析：选BD.力学单位制中，质量、位移、时间的单位被选为基本单位，而不是力的单位，故A 错误；根据F ＝ma ，1 N ＝1 kg·m/s 2，故B 正确；在厘米、克、秒单位制中，g ＝9.8 m/s 2＝980 cm/s 2，故C 错误；在力学计算中，没有特殊说明，所有物理量的单位都应取国际单位，故D 正确．故选BD.11．[导学号27630172] 解析：选BD.依题意有m A g sin θ－μm A g cos θ＝m A a ，(m A ＋m B )g sin θ－μ(m A ＋m B )g cos θ＝(m A ＋m B )a 1，(m A g ＋F )sin θ－μ(m A g ＋F )cos θ＝m A a 2，从以上各式可解得：a 1＝2 m/s 2，a 2>2 m/s 2，即B 、D 选项正确．12．[导学号27630173] 解析：选BC.画出其速度图象如图所示，由加速度关系v max t 0＝2×v max 3 s －t 0得t 0＝1 s ，速度图线与时间轴所围的面积表示位移：12 m ＝v max 2×3 s ，得v max ＝8 m/s ，可见加速与减速过程的时间之比为1∶2，加速与减速过程的位移之比为1∶2，由牛顿第二定律及加速度关系得：mg －μF N1m ＝8 m/s 1 s ＝8 m/s 2，μF N2－mg m ＝8 m/s 2 s＝4 m/s 2，解得F N1∶F N2＝1∶7，综上选BC. 13．[导学号27630174] 解析：(2)①由Δx ＝aT 2得a ＝3.9 m/s 2.②滑块通过细绳与带夹子的重锤相连，滑块匀速下滑，说明滑块重力沿斜面向下的分力和摩擦力之差等于重锤的重力，取下细绳和重锤，滑块加速下滑受到的合力为mg .③a －F 图象的斜率表示质量的倒数1m，可得到滑块的质量为2.0 kg. 答案：(2)①3.9 m/s 2 ②mg ③2.014．[导学号27630175] 解析：设漏气后热气球所受浮力为F ，热气球加速下降时的加速度大小为a .由s ＝v 0t ＋12at 2 (2分)得：a ＝2（s －v 0t ）t 2＝2×（12－1×4）42m/s 2＝1 m/s 2 (2分) 由牛顿第二定律得：mg －F ＝ma(2分) 至少需要抛掉的压舱物的重力为G ＝mg －F ＝ma ＝900×1 N ＝900 N ．(2分) 答案：900 N15．[导学号27630176] 解析：(1)特战队员轻握绳子降落时的加速度为a 1＝mg －f 1m ＝800－20080m/s 2＝7.5 m/s 2. (4分)(2)特战队员按照先加速到一定速度后立即减速，到达地面时速度正好为5 m/s 的方式运动所需时间最少．特战队员紧握绳子降落时的加速度大小为a 2＝f 2－mg m ＝1 000－80080 m/s 2＝2.5 m/s 2 (2分) 设特战队员加速下滑的时间为t 1，加速后的最大速度为v m ，减速下滑的时间为t 2，着地时的速度v ＝5 m/s.特战队员加速过程和减速过程的位移之和等于235 m ，即v 2m 2a 1＋v 2m －v 22a 2＝235 m (2分)解得v m ＝30 m/s(2分) 特战队员在空中下滑过程中的最少时间为t 总＝t 1＋t 2＝v m a 1＋v m －v a 2＝14 s ． (2分) 答案：(1)7.5 m/s 2 (2)见解析16．[导学号27630177] 解析：(1)对船进行受力分析，根据牛顿第二定律有 mg sin 30°－F f ＝ma(1分) F f ＝0.1mg(1分) 得a ＝4 m/s 2.(2分) (2)由匀加速直线运动规律有v 2＝2ax(2分) 代入数据得v ＝12 m/s.(2分) (3)船进入水平水槽后，根据牛顿第二定律有－F f ＝ma ′(1分) 故：a ′＝－0.1g ＝－1 m/s 2(1分) 由于t 止＝－v a ′＝12 s<15 s (1分)即船进入水平水槽后12 s 末时速度为0 (1分) 船在15 s 内滑行的距离x ＝v ＋02t 止＝12＋02×12 m ＝72 m ． (2分)答案：(1)4 m/s 2 (2)12 m/s (3)72 m。
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．如图所示，质量为M=0.5kg 的物体B 和质量为m=0.2kg 的物体C ，用劲度系数为k=100N/m 的竖直轻弹簧连在一起．物体B 放在水平地面上，物体C 在轻弹簧的上方静止不动．现将物体C 竖直向下缓慢压下一段距离后释放，物体C 就上下做简谐运动，且当物体C 运动到最高点时，物体B 刚好对地面的压力为0．已知重力加速度大小为g=10m/s 2．试求：①物体C 做简谐运动的振幅；②当物体C 运动到最低点时，物体C 的加速度大小和此时物体B 对地面的压力大小． 【答案】①0.07m ②35m/s 2 14N 【解析】 【详解】①物体C 放上之后静止时：设弹簧的压缩量为0x ． 对物体C ，有：0mg kx = 解得：0x =0.02m设当物体C 从静止向下压缩x 后释放，物体C 就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动，振幅A =x当物体C 运动到最高点时，对物体B ，有：0()Mg k A x =- 解得：A =0.07m②当物体C 运动到最低点时，设地面对物体B 的支持力大小为F ，物体C 的加速度大小为a .对物体C ，有：0()k A x mg ma +-= 解得：a =35m/s 2对物体B ，有：0()F Mg k A x =++ 解得：F =14N所以物体B 对地面的压力大小为14N2．如图，质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上，处于场强大小E=3×105N/C 、方向水平向右的匀强电场中，A 不带电，B 带正电、电荷量q=2×10－5C ．零时刻，A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着，从静止同时开始运动，2s 末细绳断开．已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度大小g=10m/s 2．求：(1)前2s 内，A 的位移大小； (2)6s 末，电场力的瞬时功率． 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】 【分析】 【详解】（1）B 所受电场力为F=Eq=6N ；绳断之前，对系统由牛顿第二定律：F-μ(m A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度a 1=1m/s 2； 由运动规律：x=12a 1t 12 解得A 在2s 内的位移为x=2m ；（2）设绳断瞬间，AB 的速度大小为v 1，t 2=6s 时刻，B 的速度大小为v 2，则v 1=a 1t 1=2m/s ；绳断后，对B 由牛顿第二定律：F-μm B g=m B a 2 解得a 2=2m/s 2；由运动规律可知：v 2=v 1+a 2(t 2-t 1) 解得v 2=10m/s电场力的功率P=Fv ，解得P=60W3．如图所示，水平地面上固定着一个高为h 的三角形斜面体，质量为M 的小物块甲和质量为m 的小物块乙均静止在斜面体的顶端．现同时释放甲、乙两小物块，使其分别从倾角为α、θ的斜面下滑，且分别在图中P 处和Q 处停下．甲、乙两小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ.设两小物块在转弯处均不弹起且不损耗机械能，重力加速度取g.求：小物块(1)甲沿斜面下滑的加速度； (2)乙从顶端滑到底端所用的时间；(3)甲、乙在整个运动过程发生的位移大小之比． 【答案】(1) g(sin α－()2sin sin cos hg θθμθ-【解析】 【详解】(1) 由牛顿第二定律可得F 合=Ma 甲Mg sin α－μ·Mg cos α=Ma 甲 a 甲=g(sin α－μcos α)(2) 设小物块乙沿斜面下滑到底端时的速度为v ，根据动能定理得W 合=ΔE k mgh －μmgcos θ·θsin h=212mv v=cos 21sin gh θμθ⎛⎫- ⎪⎝⎭a 乙=g (sin θ－μcos θ) t =()2sin sin cos hg θθμθ-(3) 如图，由动能定理得Mgh －μ·Mg cos α·sin hα－μ·Mg (OP －cos sin h αα)=0mgh －μmg cos θ·θsin h－μmg (OQ －cos sin h θθ)=0 OP=OQ根据几何关系得222211x h OP x h OQ ++甲乙4．高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受，大大方便了人们的工作与生活．高铁每列车组由七节车厢组成，除第四节车厢为无动力车厢外，其余六节车厢均具有动力系统，设每节车厢的质量均为m ，各动力车厢产生的动力相同，经测试，该列车启动时能在时间t 内将速度提高到v ，已知运动阻力是车重的k 倍．求： (1)列车在启动过程中，第五节车厢对第六节车厢的作用力；(2)列车在匀速行驶时，第六节车厢失去了动力，若仍要保持列车的匀速运动状态，则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大？ 【答案】（1）13m (v t +kg ) （2）1415kmg 【解析】 【详解】(1)列车启动时做初速度为零的匀加速直线运动，启动加速度为a =vt① 对整个列车，由牛顿第二定律得：F -k ·7mg =7ma ②设第五节对第六节车厢的作用力为T ，对第六、七两节车厢进行受力分析，水平方向受力如图所示，由牛顿第二定律得26F+T -k ·2mg =2ma ， ③ 联立①②③得T =-13m (vt+kg ) ④ 其中“-”表示实际作用力与图示方向相反，即与列车运动相反． (2)列车匀速运动时，对整体由平衡条件得F ′-k ·7mg =0 ⑤设第六节车厢有动力时，第五、六节车厢间的作用力为T 1，则有：26F '+T 1-k ·2mg =0 ⑥ 第六节车厢失去动力时，仍保持列车匀速运动，则总牵引力不变，设此时第五、六节车厢间的作用力为T 2， 则有：5F '+T 2-k ·2mg =0， ⑦ 联立⑤⑥⑦得T 1=-13kmg T 2=35kmg 因此作用力变化ΔT =T 2-T 1=1415kmg5．在水平长直的轨道上，有一长度为L 的平板车在外力控制下始终保持速度v 0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m 的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ，此时调节外力，使平板车仍做速度为v 0的匀速直线运动．(1)若滑块最终停在小车上，滑块和车之间因为摩擦产生的内能为多少？（结果用m ，v 0表示）(2)已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m =1kg ，车长L =2m ，车速v 0=4m/s ，取g =10m/s 2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F ，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F 大小应该满足什么条件？ 【答案】（1）2012m v （2）6F N ≥【解析】解：根据牛顿第二定律，滑块相对车滑动时的加速度mga g mμμ==滑块相对车滑动的时间：0v t a=滑块相对车滑动的距离2002v s v t g=-滑块与车摩擦产生的内能Q mgs μ= 由上述各式解得2012Q mv =（与动摩擦因数μ无关的定值） （2）设恒力F 取最小值为1F ，滑块加速度为1a ，此时滑块恰好达到车的左端，则： 滑块运动到车左端的时间011v t a = 由几何关系有：010122v t Lv t -= 由牛顿定律有：11F mg ma μ+= 联立可以得到：10.5s t=，16F N =则恒力F 大小应该满足条件是：6F N ≥．6．某天，张叔叔在上班途中沿人行道向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过，此时，张叔叔的速度是1m/s ，公交车的速度是15m/s ，他们距车站的距离为50m ．假设公交车在行驶到距车站25m 处开始刹车．刚好到车站停下，停车10s 后公交车又启动向前开去．张叔叔的最大速度是6m/s ，最大起跑加速度为2.5m/s 2，为了安全乘上该公交车，他用力向前跑去，求：(1)公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度大小是多少． (2)分析张叔叔能否在该公交车停在车站时安全上车． 【答案】(1)4.5m/s 2 (2)能 【解析】试题分析:(1)公交车的加速度221110 4.5/2v a m s x -==- 所以其加速度大小为24.5/m s (2)汽车从相遇处到开始刹车时用时：11153x x t s v -==汽车刹车过程中用时：1210103v t s a -== 张叔叔以最大加速度达到最大速度用时：32322v v t s a -== 张叔叔加速过程中的位移：2323·72v v x t m +== 以最大速度跑到车站的时间243437.26x x t s s v -==≈ 因341210t t t t s +<++，张叔叔可以在汽车还停在车站时安全上车． 考点：本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律．7．2019年1月3日10时26分．中国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
2017-2022年近6年全国卷高考物理真题分类汇编：牛顿运动定律(Word版含答案)
2017-2022年近6年全国卷高考物理真题分类汇编：牛顿运动定律学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共6小题）1．（2022·全国·高考真题）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35L时，它们加速度的大小均为（）A．58FmB．25FmC．38FmD．310Fm2．（2019·全国·高考真题）如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）.由此可求出A．物块的质量B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力D．物块对斜面的正压力3．（2019·全国·高考真题）如图所示，在倾角为30 的足够长的光滑的斜面上有一质量为m的物体，它受到沿斜面方向的力F的作用．力F可按图（a）、（b）（c）、（d）所示的四种方式随时间变化（图中纵坐标是F与mg的比值，力沿斜面向上为正）．已知此物体在t=0时速度为零，若用v1、v2、v3、v4分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率，则这四个速率中最大的是（）A．v B．v C．v D．v4．（2018·全国·高考真题）如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内）．与稳定在竖直位置时相比，小球高度A．一定升高B．一定降低C．保持不变D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定5．（2018·全国·高考真题）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（）A．B．C．D．6．（2018·全国·高考真题）如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2．下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（）A ．B ．C ．D ．二、多选题（本大题共8小题）7．（2021·全国·高考真题）水平桌面上，一质量为m 的物体在水平恒力F 拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于0s 时，速度的大小为0v ，此时撤去F ，物体继续滑行02s 的路程后停止运动，重力加速度大小为g ，则（ ）A ．在此过程中F 所做的功为2012mv B ．在此过中F 的冲量大小等于032mvC ．物体与桌面间的动摩擦因数等于2004v s gD ．F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍8．（2021·全国·高考真题）水平地面上有一质量为1m 的长木板，木板的左端上有一质量为2m 的物块，如图（a ）所示。
4.5牛顿运动定律的应用(考点解读)(原卷版)
4.5牛顿运动定律的应用（考点解读）（原卷版）考点1 从受力确定运动情况1、已知物体受力，求解物体的运动情况。
2、解答该类问题的一般步骤（1）选定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。
（2）根据平行四边形定则，应用合成法或正交分解法，求出物体所受的合外力。
受力分析和运动情况分析是解决该类问题的两个关键。
（3）根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。
（4）结合物体运动的初始条件（即初速度v0），分析运动情况并画出运动草图，选择合适的运动学公式，求出待求的运动学量——任意时刻的速度v、一段运动时间t以及对应的位移x等。
考点2 从运动情况确定受力1、已知物体的运动情况，求解物体的受力。
2、解答该类问题的一般步骤（1）选定研究对象，对研究对象进行运动情况分析和受力分析，并画出运动草图及受力示意图。
（2）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。
（3）根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。
（4）根据力的合成法或正交分解法，由合外力求出待求力或与力有关的量。
考点3 瞬时加速度问题1、瞬时加速度问题：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。
分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻前后物体的受力情况及其变化。
2、两种基本模型考点4 连接体模型1、连接体：两个或两个以上存在相互作用或有一定关联的物体系统称为连接体，在我们运用牛顿运动定律解答力学问题时经常会遇到。
2、解连接体问题的基本方法（1）整体法：把两个或两个以上相互连接的物体看成一个整体，此时不必考虑物体之间的作用内力。
（2）隔离法：当求物体之间的作用力时，就需要将各个物体隔离出来单独分析；解决实际问题时，将隔离法和整体法交叉使用，有分有合，灵活处理。
考点5 板块模型1、模型概述：一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动，两者之间有相对运动，可能发生同向相对滑动或反向相对滑动。
问题涉及两个物体的运动时间、速度、加速度、位移等各量的关系。
第三章 牛顿运动定律(A)(解析版)
优创卷·一轮复习单元测评卷第一章质点的直线运动A卷名校原创基础卷一、选择题（本题共8小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.）1.（2018·北京高一学业考试）关于力和运动的关系，下列说法正确的是（）A.物体受到的合力为零，物体运动的速度也一定为零B.物体受到的合力为零，物体运动的速度一定保持不变C.物体所受合力越大，物体运动的速度越大D.物体所受合力越大，物体运动的加速度越小【答案】B【解析】AB.根据F=ma知，物体受到的合力为0，物体的加速度为零，物体运动的速度保持不变，故A错误，B正确；C.物体所受合力越大，物体运动的加速度越大，速度不一定越大，比如在扣动扳机的瞬间，子弹的加速度很大，速度却很小，故C错误，D错误.故选B2.（2019·东台创新高级中学高三月考）如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上.一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，则小球从接触弹簧到下降到最低点的过程中（）A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大B.小球的加速度方向都是竖直向上C.小球的速度先增大后减小D.小球的加速度先增大后减小【答案】C【解析】A项，小球接触弹簧后仍做加速运动，当弹力等于重力时速度最大，故A项错误。
B项，当弹力大于重力后合力才变为竖直向上，故B项错误。
CD项，由过程分析可知，小球接触弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断增大的减速运动，故C对；D错；故选C3.（2019·广东省高一期末）如图所示，一轻弹簧一端系在墙上O点，自由伸长到B点。
今将一质量为m的小物块靠着弹簧，将其压缩到A点，然后释放，小物块能在水平面上运动到C点静止。
物体与水平面间的动摩擦因数恒定，下列说法中正确的是（）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先加速后减速，从B到C速度越来越小C.物体从A到B加速度先增大后减小，从B到C加速度变小D.物体从A到B加速度先减小后增大，从B到C加速度增大【答案】B【解析】物体从A到B运动的过程中，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，加速度方向向右，加速度逐渐减小，物体做加速度运动，当弹簧的弹力与摩擦力相等时，加速度为零，然后弹簧的弹力小于摩擦力，加速度方向向左，加速度逐渐增大，物体做减速运动，所以从A到B先加速后减速，从B到C物块脱离弹簧，在摩擦力作用下做匀减速运动，加速度不变，故B正确，ACD错误。
牛顿运动定律章末测试(原卷版+解析)
牛顿运动定律章末测试(建议用时：75分钟)一、单项选择题1、(2022·潮州第一次质检)广泛应用于“双十一”的智能快递分拣机器人简化图如图，派件员在分拣场内将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人可以将不同类别的包裹自动送至不同的位置，则下列说法正确的是()A．包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹不受摩擦力的作用B．包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹没有惯性C．包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力D．包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，机器人对包裹的作用力等于包裹的重力2、(2020·北京市东城区上学期期末)在竖直方向运动的电梯地板上放置一台秤，将物体放在台秤上。
电梯静止时台秤示数为F N。
在电梯运动的某段过程中，台秤示数大于F N。
在此过程中()A．物体受到的重力增大B．物体处于失重状态C．电梯可能正在加速下降D．电梯可能正在加速上升3、如图所示，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拉伸状态，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()A．向右做加速运动B．向右做减速运动C．向左做匀速运动D．向左做减速运动4、如图所示，一木块在光滑水平面上受到一恒力F作用而运动，前方固定一轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是()A．木块将立即做匀减速直线运动B．木块将立即做变减速直线运动C ．在弹簧弹力大小等于恒力F 时，木块的速度最大D ．在弹簧处于最大压缩状态时，木块的加速度为零5、(2020·福建龙岩市期末质量检查)如图所示，在倾角为θ＝30°的光滑固定斜面上，物块A 、B 质量均为m 。
物块A 静止在轻弹簧上端，物块B 用细线与斜面顶端相连，A 、B 靠在一起，但A 、B 之间无弹力。
已知重力加速度为g ，某时刻将细线剪断，下列说法正确的是( )A ．细线剪断前，弹簧的弹力为mgB ．细线剪断前，细线的拉力为mgC ．细线剪断瞬间，弹簧的弹力发生变化D ．细线剪断瞬间，物块B 的加速度大小为14g6、(2020·山东九校上学期期末)如图所示，弯折杆ABCD 的D 端接一个小球，杆和球的总质量为m ，一小环套在杆AB 段上用绳吊着，恰好能一起以加速度a 竖直向上做匀加速运动，杆AB 段与水平方向的夹角为θ，则( )A ．杆对环的压力为mg sin θ＋ma sin θB ．环与杆的摩擦力为mg cos θ＋ma cos θC ．环对杆的作用力为mg ＋maD ．杆和球处于失重状态7、如图所示，质量分别为2m 和3m 的两个小球静止于光滑水平面上，且固定在劲度系数为k 的轻质弹簧的两端。
专题(06)牛顿运动三定律 力学单位制(原卷版)
2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破专题（06）牛顿运动三定律 力学单位制（原卷版）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，与物体的运动情况和受力情况无关．【自测1】 (多选)下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是( )A ．飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，能击中目标B ．地球自西向东自转，你向上跳起来后，还会落到原地C ．安全带的作用是防止汽车刹车时人由于具有惯性仍向前运动而发生危险D ．有的同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力二、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：只适用于物体低速运动的情况．自测2 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，与物体的加速度成反比B ．由m ＝F a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 ＝F m可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量无关 D ．由m ＝F a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求出 三、力学单位制1．力学中的基本物理量及单位(1)力学中的基本物理量是长度、质量、时间．(2)力学中的基本单位：基本物理量的所有单位都是基本单位．如：毫米(mm)、克(g)、毫秒(ms)等等．三个基本物理量的单位在国际单位制中分别为米(m)、千克(kg)、秒(s)．2．单位制(1)基本单位和导出单位一起组成了单位制．(2)国际单位制(SI)：国际计量大会制定的国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制．【自测3】(2019届余姚中学期中)同学们知道物理学中力的单位是“N”，但“N”是一个导出单位，如果用国际单位制基本单位表示，下列正确的是()A．kg·m/s2B．kg·m/sC．kg2·m/s D．kg·m2/s四、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，后一物体一定同时对前一物体也施加了力．2．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．【自测4】如图1所示，物块P与木板Q叠放在水平地面上，木板Q对物块P的支持力的反作用力是()图1A．物块P受到的重力B．地面对木板Q的弹力C．物块P对木板Q的压力D．地球对木板Q的吸引力命题热点一牛顿第一定律1．明确了惯性的概念牛顿第一定律明确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．2．揭示了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．3．惯性的特性(1)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．(2)无关性：惯性与物体的运动状态无关，与物体所处的位置无关，无论物体处于怎样的运动状态、处于何处，惯性总存在．(3)唯一性：质量是惯性大小的唯一量度．4．惯性的表现形式(1)在物体不受外力时，惯性表现为保持原来的静止状态或匀速直线运动状态．(2)在物体所受合外力不为零时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．【例1】伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图2a、b分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是()图2A．图a通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B．图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易C．图b中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成D．图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持【变式1】伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家．下列关于力和运动关系的说法中，不属于他们观点的是()A．自由落体运动是一种匀变速直线运动B．力是使物体产生加速度的原因C．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性D．力是维持物体运动的原因【变式2】中华民族的优秀文化博大精深，其中古典诗词是优秀文化的代表．从物理角度看古诗词会发现别有一番韵味．下面四句诗词中涉及惯性知识的是()A．毛泽东的《长征》中“红军不怕远征难，万水千山只等闲”B．唐朝李白的《早发白帝城》中“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”C．宋代陈与义的《襄邑道中》中“卧看满天云不动，不知云与我俱东”D．明代冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马收缰晚，船到江心补漏迟”【变式3】如图3所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”．这里所指的“本领”是冰壶的惯性，惯性的大小取决于()图3A．冰壶的速度B．冰壶的质量C．冰壶受到的推力D．冰壶受到的阻力命题热点二牛顿第二定律1．牛顿第二定律的“五性”(1)矢量性：a与F方向相同．(2)瞬时性：a 与F 对应同一时刻．(3)因果性：F 是产生a 的原因．(4)同一性：a 、F 、m 对应同一物体，应用时统一使用国际单位制单位．(5)独立性：每一个力都产生各自的加速度．2．两公式的比较a ＝F m 是加速度的决定式，a ＝Δv Δt是加速度的定义式，物体的加速度是由合外力及物体的质量决定的，与速度无关．【例2】 如图4所示，位于水平地面上的质量为m 的小木块，在大小为F 、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做匀加速直线运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为( )图4A.F mB.F cos αmC.F cos α－μmg mD.F cos α－μ(mg －F sin α)m 【变式4】 关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是( )A ．做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的B ．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C ．物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快D ．物体所受合外力为零时，一定处于静止状态【例3】 如图5，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( )图5【变式5】 一个质量m ＝2 kg 的物体放置在光滑水平桌面上，受到三个沿水平方向共点力F 1、F 2、F 3的作用，且这三个力的大小和方向构成如图6所示的三角形，已知F 2＝0.5 N ，则下列说法正确的是( )图6A ．这个物体共受到四个力的作用B ．这个物体的合力大小为0C ．这个物体的加速度大小为1 m/s 2D ．这个物体的加速度方向与F 2相同拓展 牛顿第二定律的瞬时性牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型：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；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．【例4】 如图7所示，物块1、2间用竖直刚性轻质杆连接，物块3、4间用竖直轻质弹簧相连，物块1、3质量均为m ，物块2、4质量均为M ，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a 1、a 2、a 3、a 4.重力加速度大小为g ，则有( )图7A ．a 1＝a 2＝a 3＝a 4＝0B ．a 1＝a 2＝a 3＝a 4＝gC ．a 1＝a 2＝g ，a 3＝0，a 4＝m ＋M Mg D ．a 1＝g ，a 2＝m ＋M m g ，a 3＝0，a 4＝m ＋M Mg【变式6】 (多选)如图8所示，倾角为θ的斜面静置于地面上，斜面上表面光滑，A 、B 、C 三球的质量分别为m 、2m 、3m ，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A 球相连，A 、B 间固定一个轻杆，B 、C 间由一轻质细线连接．弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，现突然剪断细线或弹簧．下列判断正确的是(重力加速度为g )( )图8A ．弹簧被剪断的瞬间，A 、B 、C 三个小球的加速度均为零B ．弹簧被剪断的瞬间，A 、B 之间杆的弹力大小为零C ．细线被剪断的瞬间，A 、B 球的加速度沿斜面向上，大小为g sin θD ．细线被剪断的瞬间，A 、B 之间杆的弹力大小为4mg sin θ【变式7】 如图9所示，A 球质量为B 球质量的3倍，固定光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A 、B 两球用轻弹簧相连，图乙中A 、B 两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C 与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有(重力加速度为g )( )图9 A ．图甲中A 球的加速度为g sin θB ．图甲中B 球的加速度为2g sin θC ．图乙中A 、B 两球的加速度均为g sin θD ．图乙中轻杆的作用力一定不为零命题热点三 牛顿第三定律1．相互作用力的特点(1)三同⎩⎪⎨⎪⎧ 同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异⎩⎪⎨⎪⎧ 反向异体，即作用力、反作用力作用在不同物体上不同效果(3)二无关⎩⎪⎨⎪⎧与相互作用的两物体的运动状态无关与是否和其他物体相互作用无关 2．一对平衡力与作用力、反作用力的比较【例5】某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案，如图10所示．关于小磁铁，下列说法中正确的是()图10A．小磁铁受到的磁性黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上B．小磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力C．小磁铁受到五个力的作用D．小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力【变式8】下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对平衡力C．人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力D．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等【变式9】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，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图11所示．已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为F f，则此时箱对地面的压力大小为()图11A．Mg＋F f B．Mg－F fC．Mg＋mg D．Mg－mg【例6】(多选)木箱所受重力为G1，人所受重力为G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图12所示，则有()图12A．人对木箱底的压力大小为G2＋F B．人对木箱底的压力大小为G2C．木箱对地面的压力大小为G2＋G1－F D．木箱对地面的压力大小为G1＋G2。
3.3牛顿第三定律(原卷版)
3.3牛顿第三定律1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。
2.理解牛顿第三定律的含义，并能用它解释生活中的现象。
3.知道作用力、反作用力与平衡力的区别。
一、作用力与反作用力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.力的作用是相互的，物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力.3.作用力与反作用力总是互相依存、同时存在的.把它们中的一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力.二、牛顿第三定律实验探究：如图所示，把两个弹簧测力计A 和 B 连接在一起，B 的一端固定，用手拉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，这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反.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.对牛顿第三定律的理解（1）牛顿第三定律表达式：F＝－F′ ，式中的“－”号表示作用力与反作用力方向相反.（2）作用力与反作用力的理解①三个性质②四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的性质总是相同的③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，作用力与反作用力的关系都成立.对此，我们可以从以下几个方面理解.1、不管物体的大小、形状如何，例如，大物体与大物体之间，大物体与小物体之间，任何形状的物体之间，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的.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，其作用力与反作用力总是大小相等、方向相反的三、物体受力的初步分析1.整体法与隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将研究对象与周围物体分隔开来分析的方法选用原则研究系统外的物体对系统整体的作用力研究系统内物体之间的相互作用力2.受力分析的一般步骤3.受力分析的两个技巧(1)除了根据力的性质和特点进行判断，假设法是判断弹力、摩擦力有无及方向的常用方法.(2)善于转换研究对象，尤其是弹力、摩擦力的方向不易判定的情形，可以分析与其接触物体的受力，再应用牛顿第三定律判定.(3)受力物体与周围物体的每个接触处最多有两个接触力——弹力、摩擦力题型1作用力与反作用力[例题1]（2023秋•碑林区校级期末）某学校教室里的竖直磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案。
高中物理-专题3.3 牛顿第三定律(原卷版)
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>F2B.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（）A．桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对相互作用力B．桌子对地面的压力和地面对桌子的支持力是一对平衡力C．同学推桌子的力与桌子受到的摩擦力是一对平衡力D．同学推桌子的力与同学受到的摩擦力是一对相互作用力7. （2019浙江模拟）瑜伽单脚站立用于锻炼平衡能力，若对其受力分析，下列判断正确的是（）A．支持力F的施力物体是人B．支持力F的反作用力作用在人身上C．重力G的受力物体是人D．支持力F和重力G是一对相互作用力8．(2018·新疆模拟)关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是()A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气，从而获得向前的反作用力即动力C．如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去9．(2018·海南中学高三月考)A、B、C三个物体如图所示放置，所有接触面均不光滑。
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专题3 牛顿运动定律一、弹力突变问题：弹簧的弹力不发生突变〔除非直接剪断〕；轻绳和轻杆弹力突变的结果是使得与之相连的两个物体在沿绳〔或杆〕方向的加速度全都。
[例题1] 甲图中，A ，B 两球用轻弹簧相连。
乙图中，A ，B 两球用轻杆相连。
两图中，A ，B 两球的质量均为m ，光滑斜面的倾角均为θ，挡板C 均与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，系统均处于静止状态。
重力加速度为g 。
现突然撤去挡板，那么在撤去挡板的瞬间，以下说法正确的选项是〔 〕A ．甲图中，A 球的加速度大小为gsin θB ．乙图中，A 球的加速度大小为gsin θC ．甲图中，B 球的加速度为零D ．乙图中，B 球的加速度为零[例题2] 细绳拴着一个质量为m 的小球，小球用固定在墙上的水平轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如下图，重力加速度为g ，cos53°＝，sin53°＝，那么剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为〔 〕 A ．35g B ．45g C ．43g D ．53g[例题3] 如下图，A 、B 、C 三个物块质量均为m ，用细线悬挂A 物块，A 、B 之间刚好接触，但是没有挤压，B 、C 物块之间通过弹簧栓接，三个物块均处于静止状态，以下说法正确的选项是〔 〕A ．静止时，地面对C 的支持力为3mgB ．剪断细线的瞬间，B 物块的加速度为零C ．剪断细线的瞬间，A 、B 之间的作用力为12mgD ．假设将弹簧剪断，B 物块的瞬时加速度为零[例题4] 如下图，在光滑水平面上有一质量为m 的小球，分别与一轻弹簧和一不行伸长的轻绳相连，弹簧水平且左端固定在墙壁上。
小球静止时，轻绳与竖直方向的夹角为60°，且恰对地面无压力。
重力加速度为g ，那么在剪断轻绳的瞬间，以下说法中正确的选项是〔 〕 A ．弹簧的弹力大小为2mgB ．弹簧的弹力大小为√33mg C ．小球的加速度大小为√3g D ．小球的加速度大小为2g[例题5] 如下图，A 、B 、C 三个小球的质量分别为m 、2m 、3m ，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与A球相连，且A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接，倾角为θ＝30°的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，在细线被烧断的瞬间，以下说法正确的选项是〔〕A．A球的加速度为零B．C球的加速度沿斜面对下，大小为gC．A、B之间杆的拉力大小不发生变化D．A、B两个小球的加速度均沿斜面对上，大小均为二、等时圆问题：沿如下图光滑斜面下滑的物体①三种模型(如图)②等时性的证明设某一条光滑弦与水平方向的夹角为α，圆的直径为d(如图)。
依据物体沿光滑弦做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a＝g sinα，位移为x＝d sinα，所以运动时间为t0＝2xa＝2d sin αg sin α＝2dg。
即沿同一起点(圆的最高点)或终点(圆的最低点)的各条光滑弦运动具有等时性，运动时间与弦的倾角、长短无关。
[例题6]如下图，竖直平面内半径R1＝10m的圆弧AO与半径R2＝的圆弧BO在最低点O相切。
两段光滑的直轨道的一端在O点平滑连接，另一端分别在两圆弧上且等高。
一个小球从左侧直轨道的最高点A由静止开头沿直轨道下滑，经过O点后沿右侧直轨道上滑至最高点B，不考虑小球在O点的机械能损失，重力加速度g取10m/s2。
那么在此过程中小球运动的时间为〔〕A．1.5 sB．2.0 sC．3.0 sD．3.5 s[例题7]为了探究滑雪者〔视为质点〕在直线滑道AE上滑行的时间，技术人员通过测量绘制出如下图的示意图，AC是滑道的竖直高度，D点是AC上的一点，且有AD＝DE＝40m，滑雪者从坡顶A点由静止开头沿滑道AE向下滑动，取重力加速度大小g＝10m/s2，不计摩擦，那么滑雪者在滑道AE上滑行的时间为〔〕A．2sB．2√2sC．2√3sD．4s[例题8]如下图，有两个光滑直轨道AB和CD，其中A、B、C、D四点刚好位于同一竖直圆O的圆周上，B点恰好过竖直圆O的最低点。
现让两个小球〔可视为质点〕分别从A、D两位置由静止释放，它们沿直轨道到达B、C的时间分别记为t1、t2。
那么〔〕A．t1＞t2B．t1＝t2C．t1＜t2D．无法确定[例题9]〔多项选择〕如下图，1、2、3、4四小球均由静止开头沿着光滑的斜面从顶端运动究竟端，其运动时间分别为t 1、t 2、t 3、t 4。
竖直固定的圆环的半径为r ，O 为圆心，固定在水平面上的斜面水平底端的长度为√3r ，重力加速度为g ，以下说法正确的选项是〔 〕 A ．t 1≠t 2B ．t 3＝t 4C ．t 3−t 1=2(√2−1)√r gD ．t 4−t 3=(2−√2)√rg[例题10] 如下图，在倾角为θ的斜面上方的A 点处放置一光滑的木板AB ，B 端刚好在斜面上．木板与竖直方向AC 所成角度为α，一小物块自A 端沿木板由静止滑下，要使物块滑到斜面的时间最短，那么α与θ角的大小关系应为〔 〕 A ．α＝θB ．α=θ2C ．α=θ3D ．α＝2θ三、动力安排原理：一起加速运动的系统，假设力是作用于m 1上，那么m 1和m 2的相互作用力为N ＝m 2F m 1+m 2与有无摩擦无关，平面、斜面、竖直方向都成立．[例题11] 如下图，物体A 、B 用一水平轻质细绳连在一起置于粗糙水平地面上，物体A 、B 与地面间的动摩擦因数分别为μA ＝、μB ＝，物体A 的质量为4kg ，物体B 的质量为2kg ，重力加速度g ＝10m/s 2。
现用F ＝28N 的水平拉力拉物体A ，当物体A 、B 一起向左运动时，A 对B 的拉力大小为〔 〕A ．10NB ．12NC ．14ND ．16N[例题12] 如下图的装置叫阿特伍德机。
绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g ，这使得试验者可以有较长的时间进行观测、讨论。
物体A 、B 的质量均为M ，物体C 的质量为m 。
轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不行伸长且足够长。
物体A 、B 、C 由图示位置m 1 m 2 Fμμ am 1 m 2 F μμ a m 1 m 2 Fμμam 1 m 2F a静止释放后〔〕A．物体A的加速度大小为mg MB．物体B的加速度大小为mg M+mC．绳子上的拉力大小为Mg+Mmg 2M+mD．物体B对物体C的作用力大小为mg−Mmg 2M+m[例题13]如图，光滑水平面上放置有紧靠在一起但并不黏合的A、B两个物体，A、B的质量分别为m A＝2kg，m B＝3kg，从t＝0开头，推力F A和拉力F B分别作用于A、B上，F A、F B大小随时间变化的规律分别为F A＝〔7﹣2t〕N，F B＝〔3+2t〕N。
那么〔〕A．A、B两物体始终做匀加速直线运动B．当F A＝F B时，A、B两物体之间的弹力为零C．t＝2s时开头A、B两物体之间的弹力为零D．t＝6s时，B物体的加速度为5m/s2[例题14]如下图，质量分别为m A、m B的A、B两物块用轻细绳连接放在水平面上，用水平拉力F 拉A，使它们一起匀加速运动，A、B与水平面的动摩擦因数均为μ，为了增大轻细绳上的拉力，可行的方法是〔〕A．减小A的质量m A B．减小B的质量m BC．减小动摩擦因数μD．增大动摩擦因数μ[例题15]〔多项选择〕如下图，质量分别为M和m的甲、乙两物块用轻弹簧相连，放置在倾角为θ的粗糙斜面上，现将平行于斜面对上的恒力F作用在甲物块上，使甲、乙两物块共同沿斜面匀加速向上运动。
甲、乙两物块与斜面间的动摩擦因数均为μ。
以下说法正确的选项是〔〕A．两物块运动的加速度为a=FM+m−gsinθ−μgcosθB．弹簧的弹力F弹与F的关系为F弹=(M+m)FmC．假设摩擦因数μ增大，那么弹簧的形变量增大D．假设增大乙的质量m，那么弹簧的形变量增大四、下面几种物理模型，在临界状况下，a＝g tanα.[例题16]如下图，一位同学手持乒乓球拍托球沿水平直线跑动，球拍与球相对静止且均相对该同学身体静止，球拍平面和水平面之间夹角为θ。
设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间摩擦，不计空气阻力，那么〔 〕 A ．该同学做匀速直线跑动 B ．乒乓球处于平衡状态C ．球拍受到的合力大小为Mgtan θD ．球拍受到乒乓球的压力大小为mgcos θ[例题17] 〔多项选择〕如图，两轻质细绳拉直时与水平车顶夹角分别为60°和30°，物体质量为m ，当小车以大小为2g 〔g 为重力加速度〕的加速度做匀加速直线运动时，那么有关绳1和绳2的拉力大小，正确的说法是〔 〕A ．小车向左匀加速运动时，绳1的拉力大小为√5mgB ．小车向左匀加速运动时，绳2的拉力大小为√5mgC ．小车向右匀加速运动时，绳1的拉力大小为√5mgD ．小车向右匀加速运动时，绳2的拉力大小为0[例题18] 如下图，一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶，每个空油桶的质量均为m 。
在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢坚固定，上一层只有一只桶C ，自由地摆放在桶A 、B 之间，没有用绳索固定，重力加速度为g 。
那么汽车〔 〕 A ．匀速运动，B 对C 的作用力大小为2√3mg 3B ．向左加速前进，假设加速度增大，那么A 和B 对C 的支持力可能同时增大 C ．向左加速前进，当加速度为√3g3时，B 对C 的作用力为零 D ．向右加速倒车，B 对C 的作用力可能为零[例题19] 车厢内有一质量为m ＝2kg 的光滑小球，在轻绳的牵引作用下如下图靠在竖直车壁上，绳与竖直车壁夹角θ＝37°，求：〔1〕当车与球静止时，绳上拉力T 1为多大；〔2〕当小球与车一起相对静止向右做匀加速运动且小球对车壁恰好无弹力时，小车的加速度为多大。
〔sin37°＝，cos37°＝，g ＝10m/s 2〕[例题20] 如下图，质量为M ＝的方形木箱在水平拉力作用下沿水平面对右匀加速运动，木箱与地面间的动摩擦因数为μ1＝。
木箱后壁上一个质量为m ＝的物体〔可视为质点〕恰好能与木箱保持相对静止，物体距离木箱底部的高度为h ＝，木箱和物体间的动摩擦因数为μ2＝。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g ＝10m/s 2。
〔1〕求物体对木箱后壁的压力的大小； 〔2〕求水平拉力的大小；〔3〕当木箱的速度为6m/s 时，突然撤去拉力，物体恰好落在了木箱底部最前端，物体在空中运动时与木箱壁无碰撞，求木箱前后壁的间距。
五、如下图物理模型，刚好脱离时的特点为：弹力为零，速度相等，加速度相等。
之前整体分析，之后隔离分析．六、以下各模型中，速度最大时合力为零，速度为零时加速度最大．[例题21] 如下图，劲度系数k ＝5N/m 的轻质弹簧的左端固定在竖直挡板上，质量为m A ＝5kg 的物块A 和质量mB ＝10kg 的物块B 紧挨着放置在光滑的水平桌面上，轻质弹簧的右端与物块A 接触但不连接。