2024江苏高考物理第一轮章节复习--专题三 牛顿运动定律
2024届高考一轮复习物理课件第3章 第1讲 牛顿三定律的理解
策 动力学中的板块模型与多过程问题、传送带“问题”实验的理解创
略 新与改进。
3．每一个考向都要针对训练。
4．多关注当今与物理学有关的热点与现代科技。
第1讲 牛顿三定律的理解
知识点1 力与运动的关系 1．运动状态及运动状态的改变 _速__度___是描述物体运动状态的物理量。“运动状态的改变”是指物
2．(2023·上海师大附中高三学业考试)如图，一匹马拉着车加速前 行，则水平方向地面对车的作用力F1和车对马的作用力F2( D )
A．方向相反，F1>F2 C．方向相同，F1>F2
B.方向相反，F1<F2 D.方向相同，F1<F2
[解析]车轮相对地面有向前的运动趋势，则水平方向地面对车的作 用力向后。马对车的拉力向前，根据牛顿第三定律可知，车对马的作用 力向后。因为车加速向前运动，则马对车的拉力大于水平方向地面对车 的作用力，结合牛顿第三定律可知F1<F2。故选D。
(4)探究加速度与物体受力、质量 2．了解单位制在物理学中的重要意义。的关系、测定动摩擦因数等。 知道国际单位制中的力学单位。
课程标准
命题热点
1.牢记基础知识，熟练基本方法，积累消化基础模型，努力拓展新
情境下的应用。
动力学的两类基本问
考 题、超重与失重、动力学中的连接体问题、动力学中的图像问题、
注意：应用F＝ma进行计算时，各量必须使用国际单位制中的单 位。
2．单位制 (1)定义：由___基__本__单__位___和导出单位一起组成了单位制。 (2) 分 类 ： ① 基 本 单 位 ： __基__本__量___ 的 单 位 。 力 学 中 的 基 本 量 有 三 个，它们分别是__质__量__、__时__间__和__长__度__，它们的国际单位分别是千克 (kg)、秒(s)和_____米__(m__)___。 ②导出单位：由__基__本__量根据物理关系推导出来的其他物理量的单
2024届高考物理学业水平测试复习专题三运动和力的关系pptx课件
作用效果 作用在两个物体上，各自产 果是使物体处于平衡
生作用效果，故不能求合力 状态，合力为零
1．(2019年1月·广东学考，改编)大货车不能超载，也不能超速 行驶．否则存在交通隐患，下列说法正确的是( ) A．大货车超载会导致惯性变小 B．大货车超载会导致惯性变大 C．大货车超速会导致惯性变大 D．大货车超速会导致惯性变小 B 惯性是物体固有的属性，质量越大，惯性越大，运动状态 越难改变，所以正确答案为B.
(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用 的物体是不存在的，当物体受外力但所受合力为零时，其运动效 果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态． 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，质量越大的物体惯越 性大，质量越小的物体惯性越小． (3)普遍性：惯性是物体固有属性，一切物体都有惯性，与物体的 运动情况和受力情况无关．
D 地面对人的作用力与人对地面的作用力是一对相互作用力， 大小相等，方向相反，A 错误；踏板对人的作用力与人对踏板的 作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，B 错误；该同 学陷进沙的过程中，沙对他的作用力与他对沙的作用力是一对相 互作用力，大小相等，方向相反，C 错误，D 正确．
5．在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷 物混在一起．另外，谷有瘪粒，为了将它们分离，农民常用一种 叫作“风谷”的农具分选，如图所示，对它的分选原理描述错误 的是( )
F－mg A. m
F＋mg B. A 据牛顿第二定律可知 a＝F－mmg，故选 A.
4．一学校举行跳远比赛时，某同学进行比赛，如图所示，则下列 说法正确的是( )
A．该同学起跑时，地面对他的作用力大于他对地面的作用力 B．该同学踩在踏板上腾空的瞬间，踏板对他的作用力大于他对 踏板的作用力 C．该同学陷进沙坑的过程中，沙对他的作用力小于他对沙的作 用力 D．该同学陷进沙坑的过程中，沙对他的作用力大小等于他对沙 的作用力大小
新课标2024年高考物理一轮总复习第三章第四讲牛顿运动定律的综合应用二练习含解析
牛顿运动定律的综合应用（二）[A组·基础题]1. 如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物块，物块和小车间的动摩擦因数为μ＝0.3，用水平恒力F拉动小车，物块的加速度为a1和小车的加速度为a2.当水平恒力F取不同值时，a1与a2的值可能为(当地重力加速度g取10 m/s2)( D )A．a1＝2 m/s2，a2＝3 m/s2B．a1＝3 m/s2，a2＝2 m/s2C．a1＝5 m/s2，a2＝3 m/s2D．a1＝3 m/s2，a2＝5 m/s22. 如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量均为m，A、B之间的动摩擦因数为μ，B与地面之间的动摩擦因数为μ3.若将水平力作用在A上，使A刚好要相对B滑动，此时A的加速度为a1；若将水平力作用在B上，使B刚好要相对A滑动，此时B的加速度为a2，则a1与a2的比为( C )A．1∶1 B．2∶3C．1∶3 D．3∶23．(多选) (2024·江西抚州七校联考)如图所示，水平传送带AB间的距离为16 m，质量分别为2 kg、4 kg的物块P、Q，通过绕在光滑定滑轮上的细线连接，Q在传送帯的左端且连接物块Q的细线水平，当传送带以8 m/s的速度逆时针转动时，Q恰好静止．取重力加速度g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．当传送带以8 m/s的速度顺时针转动时，下列说法正确的是( AC )A．Q与传送带间的动摩擦因数为0.5B．Q从传送带左端滑到右端所用的时间为2.4 sC．整个过程中，Q相对传送带运动的距离为4.8 mD．Q从传送带左端滑到右端的过程细线受到的拉力为203N解析：当传送带以v＝8 m/s逆时针转动时，Q恰好静止不动，对Q受力分析知，F＝f即为：m P g＝μm Q g，解得：μ＝0.5，故A正确；当传送带突然以v＝8 m/s顺时针转动，做初速度为零的匀加速直线运动，有：F 合＝m P g ＋μm Q g ＝(m P ＋m Q )a ，代入数据解得：a ＝203m/s 2，当速度达到传送带速度即8 m/s 后，做匀速直线运动，匀加速的时间为：t 1＝v a＝1.2 s ，匀加速的位移为：x ＝v 22a ＝4.8 m ，则匀速运动的时有：t 2＝L －x v ＝16－4.88＝1.4 s ，Q 从传送带左端滑到右端所用的时间为：t 总＝t 1＋t 2＝2.6 s ，故B 错误；加速阶段的位移之差为Δx ＝vt 1－x ＝4.8 m ，即整个过程中，Q 相对传送带运动的距离为4.8 m ，故C 正确；当Q 加速时，对P 分析有：m P g －T ＝m P a ，代入数据解得：T ＝203 N ，之后做匀速直线运动，有：T ＝20N ，故D 错误．4．(多选)如图所示，在光滑水平面上放着两块长度相同、质量分别为M 1和M 2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形态、质量完全相同的物块，起先时，各物块均静止，今在两物块上各作用一水平恒力F 1、F 2，当物块和木板分别时，两木板的速度分别为v 1和v 2.物块和木板间的动摩擦因数相同．下列说法正确的是( BD )A ．若F 1＝F 2，M 1＞M 2，则v 1＞v 2B ．若F 1＝F 2，M 1＜M 2，则v 1＞v 2C ．若F 1＞F 2，M 1＝M 2，则v 1＞v 2D ．若F 1＜F 2，M 1＝M 2，则v 1＞v 25. 如图所示，质量M ＝1 kg 的木板静置于倾角θ＝37°、足够长的固定光滑斜面底端．质量m ＝1 kg 的小物块(可视为质点)以初速度v 0＝4 m/s 从木板的下端冲上木板，同时在木板上端施加一个沿斜面对上的F ＝3.2 N 的恒力．若小物块恰好不从木板的上端滑下，求木板的长度l 为多少？已知小物块与木板之间的动摩擦因数μ＝0.8，重力加速度g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.解析：由题意，小物块向上做匀减速运动，木板向上做匀加速运动，当小物块运动到木板的上端时，恰好和木板共速．设小物块的加速度为a ，由牛顿其次定律得，mg sin θ＋μmg cosθ＝ma ，设木板的加速度为a ′，由牛顿其次定律得，F ＋μmg cos θ－Mg sin θ＝Ma ′，设二者共速的速度为v ，经验的时间为t ，由运动学公式得v ＝v 0－at ，v ＝a ′t ；小物块的位移为x ，木板的位移为x ′，由运动学公式得，x ＝v 0t －12at 2，x ′＝12a ′t 2；小物块恰好不从木板上端滑下，有x －x ′＝l ，联立解得l ＝0.5 m.答案：0.5 m[B 组·实力题]6. (多选)(2024·哈尔滨三中调研)如图所示，一足够长的轻质滑板置于光滑水平地面上，滑板上放有质量分别为m A ＝1 kg 和m B ＝2 kg 的 A 、B 两物块，A 、B 与滑板之间的动摩擦因数都为μ＝0.2，一水平恒力F 作用在A 物体上，重力加速度g 取10 m/s 2，A 、B 与滑板之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当F 渐渐增大时，A 、B 的加速度为a A 和a B ，下列说法正确的是( BCD )A ．若F ＝1 N ，则A 、B 物块及木板都静止不动 B ．若F ＝1.5 N ，则A 、B 物块的加速度都为0.5 m/s 2C ．无论外力多大，B 物块与木板都不会发生相对滑动D ．若F ＝5 N ，B 物块的加速度为1 m/s 2解析：A 与木板间的最大静摩擦力为f A ＝μm A g ＝0.2×1 kg×10 m/s 2＝2 N ，B 与木板间的最大静摩擦力为f B ＝μm B g ＝0.2×2 kg×10 m/s 2＝4 N ，轻质滑板受到的最大摩擦力为f ＝f A ＝2 N ，当F ＝1 N 时小于2 N ，故三者相对静止，一块加速运动，A 错误；若F ＝1.5 N 时小于2 N ，即三者仍相对静止的一起加速，加速度为a ＝1.51＋2＝0.5 m/s 2，B 正确；因为轻质滑板受到的最大摩擦力为f ＝f A ＝2 N ＜f B ，所以无论外力多大，B 物块与木板都不会发生相对滑动，若F ＝5 N 时，A 相对轻质滑板滑动，B 和轻质滑板的加速度为a ＝f A m B ＝2 N 2 kg＝1 m/s 2，C 、D 正确．7. (2024·四川攀枝花二模)如图所示，质量m 1＝500 g 的木板A 静放在水平平台上，木板的右端放一质量m 2＝200 g 的小物块B .轻质细线一端与长木板连接，另一端通过定滑轮与物块C 连接，长木板与滑轮间的细线水平．现将物块C 的质量由0渐渐增加，当C 的质量增加到70 g 时，A 、B 起先一起运动；当C 的质量增加到400 g 时，A 、B 起先发生相对滑动．已知平台足够长、足够高，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑轮质量及摩擦不计．求木板与平台间、木板与物块B 间的滑动摩擦因数．解析：设A 与桌面间的动摩擦因数为μ，当m C ＝70 g 时，系统恰好匀速运动，由平衡条件得： T ＝m C g, f ＝T ，f ＝μ(m 1＋m 2)g ，联立解得：μ＝0.1.设A 、B 间动摩擦因数为μAB ，当m C ＝400 g 时，系统受力如图所示： 设系统加速度为a ，由牛顿其次定律得： 对B ：μAB m 2g ＝m 2a 对C ：m C g －T 1＝m C a对AB 整体：T 1－μ(m 1＋m 2)g ＝(m 1＋m 2)a 联立以上各式得： μAB ＝0.3 答案：μ＝0.1 μAB ＝0.38．一水平传送带以v 1＝2 m/s 的速度匀速运动，将一粉笔头无初速度放在传送带上，达到相对静止时产生的划痕长L 1＝4 m ，现在让传送带以a 2＝1.5 m/s 2的加速度减速，在刚起先减速时将该粉笔头无初速度放在传送带上．(g 取10 m/s 2)求： (1)粉笔头与传送带之间的动摩擦因数μ；(2)粉笔头与传送带都停止运动后，粉笔头离其在传送带上释放点的距离L 2.解析：(1)设二者之间的动摩擦因数为μ，第一次粉笔头打滑时间为t ，则依据传送带比粉笔头位移大L 1得v 1t －v 12t ＝L 1.粉笔头的加速度a 1＝μg ＝v 1t，解得μ＝0.05.(2)其次次粉笔头先加速到与传送带速度相同，由于a 2＞μg ，故二者不能共同减速，粉笔头以μg 的加速度减速到静止．设二者达到的相同速度为v 共，由运动等时性得v 1－v 共a 2＝v 共a 1，解得v 共＝0.5 m/s.此过程传送带比粉笔头多运动的距离s 1＝v 21－v 2共2a 2－v 2共2a 1＝1 m.粉笔头减速到零的过程粉笔头比传送带多运动的距离s 2＝v 2共2a 1－v 2共2a 2＝16m ，划痕长度为L 2＝s 1－s 2＝0.83 m.答案：(1)0.05 (2)0.83 m。
2024高考物理一轮总复习第三章实验四验证牛顿运动定律讲义含解析新人教版
验证牛顿运动定律◆留意事项1．试验方法：限制变量法．2．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要悬挂小盘，但小车应连着纸带且接通电源．用手给小车一个初速度，假如在纸带上打出的点的间隔是匀称的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面对下的分力平衡．3．不重复平衡摩擦力：平衡了摩擦力后，不管以后是变更小盘和砝码的总质量还是变更小车和砝码的总质量，都不须要重新平衡摩擦力．4．试验条件：M≫m.只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．5．一先一后一按住：变更拉力和小车质量后，每次起先时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．6．作图：作图时两轴标度比例要适当，各量须采纳国际单位．这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些．◆误差分析1．因试验原理不完善引起误差．本试验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而事实上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．2．摩擦力平衡不精确、质量测量不精确、计数点间距测量不精确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．热点一 试验原理与试验操作[典例赏析][典例1] (2024·湖南衡阳八中月考)在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采纳如图所示的试验装置，小车及车中的砝码质量用M 表示，盘及盘中的砝码质量用m 表示，小车的加速度可由纸带上打点计时器打出的点计算出．(1)当M 与m 的大小关系满意 ________ 时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．(2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量确定的状况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是 ________ .A ．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上B ．每次变更小车的质量时，不须要重新平衡摩擦力C ．试验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D ．小车运动的加速度可用天平测出m 和M ，干脆用公式a ＝mg M求出(3)在保持小车及车中的砝码质量M 确定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a －F 关系分别如图中甲、乙所示(a 是小车的加速度，F 是细线作用于小车的拉力)．其缘由分别是：甲图：______________________________________________；乙图：______________________________________________________.[解析] (1)对盘及盘中砝码：mg －F ＝ma ；对小车：F ＝Ma ，联立可得：a ＝mg m ＋M ，F ＝MM ＋mmg ，只有当m ≪M 时，才可认为F ≈mg . (2)平衡摩擦力时，先去掉盘、盘中砝码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡，A 不正确；调好后，当再次变更小车质量时，无需再平衡摩擦力，B 正确；试验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再释放小车，C不正确；小车的加速度是通过处理纸带确定的，D不正确．(3)由甲图可看出F＝0时，a≠0，说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力．由乙图可看出，只有当F达到确定值时，才会有加速度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．[答案](1)m≪M(2)B (3)木板的倾角过大没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足[题组巩固]1．某试验小组利用图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系．(1)下列做法正确的是________ (填字母代号)．A．调整滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调整木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．试验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码变更质量时，不须要重新调整木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满意的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________ 木块和木块上砝码的总质量．(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一试验室，各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的状况下，探讨加速度a与拉力F的关系，分别得到如图乙中甲、乙两条直线，设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图乙可知，m甲________ m乙，μ甲________ μ乙．(填“大于”“小于”或“等于”)解析：(1)在探究加速度与力、质量的关系的试验中，平衡摩擦力时木板不通过定滑轮挂砝码桶，而要挂纸带，并且变更质量时不须要重新平衡摩擦力；在试验时应先接通电源再放开木块，故选项A 、D 均正确；B 、C 均错误．(2)选木块(M )、砝码桶及桶内的砝码(m )为探讨对象，则mg ＝(M ＋m )a ①选砝码桶及桶内的砝码为探讨对象则mg －F T ＝ma ②联立①②得：F T ＝mg －m 2g M ＋m要使F T ＝mg 须要m 2g M ＋m→0，即M ≫m ③对木块由牛顿其次定律得：F －μmg ＝ma即a ＝1mF －μg . 由上式与题图结合可知：1m 甲＞1m 乙，μ甲g ＞μ乙g即：m 甲＜m 乙，μ甲＞μ乙．答案：(1)AD (2)远小于 (3)小于 大于2．(2024·湖北襄阳四中模拟)某同学在试验室用如图甲所示的试验装置做“探究加速度与质量的关系”的试验．(1)为了尽可能削减摩擦力的影响，打点计时器最好选用 ________ (填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)，同时需将长木板的右端垫高，轻推一下小车，使小车能拖动穿过打点计时器的纸带做 ________ .(2)在 ____________________________ 条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于砂和砂桶的总重力，通过变更 ________ (填“砂和砂桶”或“小车”)的质量，可探究加速度与 ________ (填“小车”或“砂和砂桶”)质量的关系．(3)假如某次试验打出的纸带如图乙所示，O 为起点，A 、B 、C 为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，A 、B 、C 到O 点的距离在图中已标出，所用沟通电的频率为f ，则测出小车运动的加速度为a ＝ ____________________ .解析：(1)电磁打点计时器的振针与纸带间存在确定的摩擦，因此为了尽可能削减摩擦力的影响，应选用电火花计时器；平衡摩擦力时，应当在不挂砂桶的条件下，轻推小车，假如小车做匀速直线运动，表明摩擦力已平衡．(2)在砂和砂桶的总质量远小于小车的质量的条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于砂和砂桶的总重力；应通过变更小车的质量，探究加速度与小车质量的关系．(3)(s 3－s 2)－(s 2－s 1)＝a ⎝ ⎛⎭⎪⎫5f 2 得小车运动的加速度：a ＝(s 1＋s 3－2s 2)f 225. 答案：(1)电火花计时器 匀速直线运动(2)砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 小车 小车(3)(s 1＋s 3－2s 2)f 225考点二 试验数据处理与误差分析[典例赏析][典例2] (2024·西藏拉萨中学月考)光电计时器是一种探讨物体运动状况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图甲所示的装置探究物体的加速度与合外力、质量的关系，其NQ 是水平桌面，PQ 是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)．小车上固定着用于挡光的窄片K ，测得其宽度为d ，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K 的挡光时间分别为t 1和t 2.(1)该试验中，在变更小车的质量M 或砂桶的总质量m 时，保持M ≫m ，这样做的目的是_________________________________________________________________；(2)为了计算出小车的加速度，除了测量d 、t 1和t 2之外，还须要测量 ________ ，若上述测量量用x 表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a ＝ ________ ；(3)某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图象．(4)由图象可以看出，该试验存在着较大的误差，产生误差的主要缘由是________________________________________________________________________．[解析] (1)该试验中，在变更小车的质量M 或砂桶的总质量m 时，保持M ≫m ，这样做的目的是使得小车所受合外力大小等于(或约等于)mg .(2)为了计算出小车的加速度，除了测量d 、t 1和t 2之外，还须要测量两光电门之间的距离，若上述测量量用x 表示，小车通过两光电门的速度分别为v 1＝dt 1和v 2＝d t 2，则依据v 22＝v 21＋2ax 可得加速度的表达式为a ＝v 22－v 212x ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 122x ＝d 2(t 21－t 22)2xt 21t 22；另外，也可测量小车由光电门1运动至光电门2所用时间x ，则a ＝v 2－v 1x ＝d t 2－d t 1x ＝d (t 1－t 2)xt 1t 2. (3)图线如图．(4)由图象可以看出，产生误差的主要缘由是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．[答案] (1)使得小车所受合外力大小等于(或约等于)mg(2)两光电门间的距离 d 2(t 21－t 22)2xt 21t 22或小车由光电门1运动至光电门2所用时间d (t 1－t 2)xt 1t 2(3)见解析图 (4)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足常见a －F 图象涉及的误差分析“验证牛顿运动定律”试验得到的志向a －F 图象应是一条过原点的直线，但由于试验误差影响，常出现如图所示的三种状况(说明见下表)．图线特征 产生缘由3．某同学利用图(a)所示试验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图(b)所示．试验中小车(含放射器)的质量为200 g，试验时选择了不行伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：(1)依据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________ (填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图(b)可知，a－m图线不经过原点，可能的缘由是________________________________________________________________________.(3)若利用本试验装置来验证“在小车质量不变的状况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并干脆以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则试验中应实行的改进措施是_______________ ，钩码的质量应满意的条件是________________________ .解析：(1)由题图(b)可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)a－m图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的缘由是存在摩擦力．(3)本试验干脆以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应实行的措施是调整轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满意的条件是远小于小车的质量．答案：(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调整轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量4．(2024·河北模拟)某同学用图甲所示的试验装置验证牛顿其次定律．(1)通过试验得到如图乙所示的a－F图象，造成这一结果的缘由是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角________ (填“偏大”或“偏小”)．(2)该同学在平衡摩擦力后进行试验，实际小车在运动过程中所受的拉力________ 砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满意________ 的条件．(3)该同学得到如图丙所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50 Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．Δx＝x DG－x AD＝________ cm.由此可算出小车的加速度a ＝________ m/s2.(结果保留两位有效数字)解析：(1)依据所给的a－F图象可知，当F＝0时，小车已经有了加速度a0，所以确定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的夹角偏大造成的．(2)依据牛顿其次定律，对小车F＝Ma，对砝码和盘mg－F＝ma，解得F＝MmgM＋m＜mg，只有当M≫m时，小车受到的拉力才近似等于mg，从而减小误差．(3)由题图丙可读出x AD＝2.10 cm，x DG＝3.90 cm，所以Δx＝x DG－x AD＝1.80 cm，依据Δx＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2.答案：(1)偏大(2)小于M≫m(3)1.80 5.0考点三试验的改进与创新[核心提炼]气垫导轨(不用平衡摩擦力)替代长木板；光电门替代打点计时器[典例3] (2024·全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在接着滑动时，弹簧秤的示数即木块受到的滑动摩擦力的大小．某次试验所得数据在下表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出．回答下列问题： (1)f 4＝ ________ N ；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f －m 图线；(3)f 与m 、木块质量M 、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g 之间的关系式为f ＝ ____________ ，f －m 图线(直线)的斜率的表达式为k ＝ __________ ；(4)g 取9.80 m/s 2，由绘出的f －m 图线求得μ＝ ________ .(保留两位有效数字) [审题指导] (1)对木板拉动的过程中，木块与砝码处于平衡状态，木块所受摩擦力与细绳的拉力相等．(2)找出f －m 的关系，由图象求出图象的斜率，进而求出动摩擦因数． [解析] 本题考查物体的平衡、滑动摩擦力的计算及分析图象的实力． (1)由图可知弹簧秤的读数为2.75 N.(2)画图线时应使尽可能多的点落在线上，不在线上的点应匀称分布在线的两侧，如答案图所示．(3)以木块和砝码为探讨对象，整体水平方向受木板的滑动摩擦力和细线的拉力，f ＝μ(M ＋m )g ，整理得f ＝μmg ＋μMg ，故f －m 图线的斜率k ＝μg .(4)由图知k ＝3.9 N/kg ，故μ＝k g＝0.40. [答案] (1)2.75 (2)如图所示(3)μ(M ＋m )g μg (4)0.40[题组巩固]5．(2024·威海模拟)某试验小组利用如图所示的装置进行验证：当质量m 确定时，加速度a 与力F 成正比的关系，其中F ＝m 2g ，m ＝m 1＋m 2(m 1为小车及车内砝码的总质量，m 2为桶及桶中砝码的总质量)．详细做法是：将小车从A 处由静止释放，用速度传感器测出它运动到B 处时的速度v ，然后将小车内的一个砝码拿到小桶中，小车仍从A 处由静止释放，测出它运动到B 处时对应的速度，重复上述操作．图中AB 相距x .(1)设加速度大小为a ，则a 与v 及x 间的关系式是 ________ .(2)假如试验操作无误，四位同学依据试验数据做出了下列图象，其中正确的是 ________ .(3)下列哪些措施能够减小本试验的误差 ________ . A ．试验中必需保证m 2≪m 1 B ．试验前要平衡摩擦力C ．细线在桌面上的部分应与长木板平行D ．图中AB 之间的距离x 尽量小些解析：(1)小车做初速度为零的匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度位移公式得：v 2＝2ax .(2)由(1)可知：v 2＝2ax ，由牛顿其次定律得：a ＝F m，则：v 2＝2x mF ，v 2与F 成正比，故选A.(3)以系统为探讨对象，加速度：a ＝F m ＝m 2gm，系统所受拉力等于m 2g ，不须要满意m 2≪m 1，故A 错误；为使系统所受合力等于桶与桶中砝码的重力，试验须要平衡摩擦力，还须要细线在桌面上的部分与长木板平行，故B 、C 正确；为减小试验误差，图中A 、B 之间的距离x 应尽量大些，故D 错误．答案：(1)v 2＝2ax (2)A (3)BC6．(2024·上海质检)在用DIS 探讨小车加速度与外力的关系时，某试验小组先用如图(a)所示的试验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器(放射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在轨道一端．试验中力传感器的拉力为F ，保持小车(包括位移传感器放射器)的质量不变，变更重物重力重复试验若干次，得到加速度与外力的关系如图(b)所示．(重力加速度g 取10 m/s 2)．(1)小车与轨道的滑动摩擦力f ＝ ________ N.(2)从图象中分析，小车(包括位移传感器放射器)的质量为 __________ kg.(3)为得到a 与F 成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到tan θ＝ __________ . 解析：(1)依据图象可知，当F ＝0.5 N 时，小车起先有加速度，则f ＝0.5 N ； (2)依据牛顿其次定律，得a ＝F －f M ＝1M F －fM，则a －F 图象的斜率表示小车质量的倒数，则M ＝1k ＝4－0.55－0kg ＝0.7 kg(3)为得到a 与F 成正比的关系，则应当平衡摩擦力，则有：Mg sin θ＝μMg cos θ解得：tan θ＝μ，依据f ＝μMg ，得μ＝0.50.7×10＝114所以tan θ＝114.答案：(1)0.5 (2)0.7 (3)1147．某试验小组利用如图甲所示的气垫导轨试验装置来探究合力确定时，物体的加速度与质量之间的关系．(1)为了保持滑块所受的合力不变，可变更滑块质量M 和气垫导轨最右端高度h (见图甲)．关于“变更滑块质量M 和气垫导轨最右端的高度h ”的正确操作方法是 ________ .A ．M 减小时，h 增大，以保持二者乘积不变B ．M 增大时，h 增大，以保持二者乘积增大C ．M 增大时，h 减小，以保持二者乘积减小D ．M 减小时，h 减小，以保持二者乘积减小(2)做试验时，将滑块从图甲所示位置气垫导轨右端由静止释放，由数字计时器(图中未画出)可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt 1、Δt 2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x ，用游标卡尺测得遮光条宽度d .则滑块加速度的表达式a ＝ ________ (以上表达式均用已知字母表示)．如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为 ________ mm.解析：(1)滑块的合力F 合＝Mg h x，为了保持滑块所受的合力不变，则要求Mh 的乘积不变，所以M 和h 不能同时增大或减小，故选A 项；(2)①滑块经过光电门1时的速度表达式v 1＝dΔt 1；经过光电门2时的速度表达式v 2＝d Δt 2；则加速度为a ＝v 22－v 212x＝⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x；游标卡尺的读数由主尺和游标尺两部分组成．主尺的刻度是8 mm ，游标尺的第3个刻度与上边对齐，所以读数是：0.05×3 mm＝0.15 mm ，总读数为8.15 mm.答案：(1)A (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x8.15。
备考2024届高考物理一轮复习讲义第三章运动和力的关系第2讲牛顿第二定律的基本应用考点2超重和失重问
考点2 超重和失重问题1.超重与失重2.实重与视重如图，一中学生站在体重计上向下蹲.（1）中学生在下蹲过程中是处于超重状态还是处于失重状态？（2）中学生在下蹲过程中体重计的示数如何变化？（3）中学生在下蹲过程中体重计对中学生的支持力如何变化？答案（1）中学生先处于失重状态后处于超重状态（突破点：下蹲过程中先加速后减速）.（2）体重计的示数先减小后增大.（3）体重计对中学生的支持力先减小后增大.超重失重完全失重现象视重大于实重视重小于实重视重等于0产生条件有竖直向上的加速度或分加速度有竖直向下的加速度或分加速度，且0＜a y＜g加速度a＝g，方向竖直向下运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升以加速度g加速下降或减速上升相关方程F－mg＝maF＝mg＋mamg－F＝maF＝mg－mamg－F＝mgF＝0研透高考明确方向命题点1超失重现象的判断3.[v－t图像/2024广东惠州第一次调研]近年来惠州市试点为老旧小区加装垂直电梯，如图（a）所示，取竖直向上方向为正方向，某人某次乘电梯时的速度随时间变化的图像如图（b）所示，以下说法正确的是（C）A.4s时电梯停止在某一层楼B.1～3s，此人处于超重状态，重力变大C.5～7s，此人处于失重状态，支持力小于重力D.电梯先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动解析4.[F－t图像]图甲是某人站在接有力传感器的平板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图甲中的小黑点表示人的重心.图乙是平板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g＝10m/s2.根据图像分析可知（C）A.人的重力可由b点读出，约为300NB.在由b到c的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态C.人在双脚离开平板的过程中，处于完全失重状态D.人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度解析由图乙可知，开始时人处于平衡状态，人对平板的压力约为900N，则人的重力也约为900N，A错误；在由b到c的过程中，人对平板的压力先小于重力后大于重力，故人先处于失重状态后处于超重状态，B错误；人双脚离开平板的过程中只受重力的作用，处于完全失重状态，C正确；人在b点对应时刻对平板的压力与重力的差值要小于在c点对应时刻对平板的压力与重力的差值，则人在b点对应时刻的加速度要小于在c点对应时刻的加速度，D错误.方法点拨判断超重和失重的方法从受力的角度判断当物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于重力时处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态从加速度的角度判断一般情况下，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从运动状态的角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重；②物体向下加速或向上减速时，失重命题点2超失重现象的分析和计算5.[超失重与现代科技/2024湖北黄冈统考]某同学用橡皮筋悬挂智能手机做如下实验：如图甲所示，将橡皮筋上端固定在铁架台上的O点，打开手机加速度传感器，同时从O点由静止释放手机，获得一段时间内手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（D）A.手机在0.5s时处于失重状态B.手机在1.0s 时处于超重状态C.0.9s 时橡皮筋恢复到原长D.手机的速度最大值约为3m/s解析 根据题意，手机从O 点由静止释放时，加速度为－10m/s 2，对比以后的加速度，可知图像是以竖直向上为正方向，且释放手机时橡皮筋处于松弛状态.手机在0.5s 时加速度方向向上，处于超重状态.手机在1.0s 时加速度为负，方向向下，处于失重状态，故选项A 、B 错误；0.9s 时，手机加速度为0，橡皮筋弹力与重力平衡，不为零，橡皮筋没有恢复到原长，故选项C 错误；由图乙可知，手机先向下做匀加速直线运动，再做加速度减小的加速运动，当加速度为0时，速度达到最大，根据a －t 图像与横轴围成的面积表示速度变化量可知，最大速度约为v max ＝12×（0.25＋0.35）×10m/s ＝3m/s ，选项D 正确.6.[超失重与体育/2024福建莆田二中阶段测试]女排运动员进行原地起跳拦网训练，某质量为60kg 的运动员原地静止站立（不起跳）双手拦网高度为2.10m ，在训练中，该运动员先下蹲使重心下降0.5m ，然后起跳（从开始上升到脚刚离地的过程），最后脚离地上升到最高点时双手拦网高度为2.90m.若运动员起跳过程视为匀加速直线运动，忽略空气阻力影响，取g ＝10m/s 2.则（ B ）A.运动员在起跳过程中处于失重状态B.运动员起跳过程中的加速度大小为16m/s 2C.运动员从开始起跳到离地上升到最高点需要0.4sD.起跳过程中运动员对地面的压力为960N解析 运动员起跳过程中，向上做加速运动，具有向上的加速度，处于超重状态，选项A 错误；运动员脚离地之后做竖直上抛运动，逆向思维，由v 2＝2gh 可得，脚离地时，运动员的速度为v ＝√2×10×（2.9－2.1）m/s ＝4m/s ，由v 2＝2ax 可得，运动员起跳过程中的加速度大小为a ＝v 22x＝422×0.5m/s 2＝16m/s 2，选项B 正确；根据题意，运动员起跳过程经过的时间为t 1＝va ＝0.25s ，运动员从离地到上升到最高点经过的时间为t 2＝vg ＝0.4s ，则运动员从开始起跳到离地上升到最高点经过的时间为t ＝t 1＋t 2＝0.65s ，选项C 错误；根据题意，由牛顿第二定律有F N －mg ＝ma ，解得F N ＝1560N ，由牛顿第三定律可知，起跳过程中运动员对地面的压力为F'N ＝F N ＝1560N ，选项D 错误. 方法点拨1.不论超重还是失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变.2.在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失.3.即使物体的加速度方向不是竖直方向，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.即使系统整体没有竖直方向的加速度，但只要系统的一部分具有竖直方向的分加速度，系统也会处于超重或失重状态.。
2024届高考物理复习讲义：牛顿运动定律
第1讲牛顿运动定律学习目标 1.理解牛顿运动三定律的内容及适用范围。
2.理解惯性的概念，会正确分析作用力和反作用力与平衡力的区别与联系。
3.会运用牛顿运动三定律解决相关问题。
4.知道力学单位制。
1.牛顿第一定律、惯性2.牛顿第二定律力学单位制3.牛顿第三定律1.思考判断(1)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。
(×)(2)物体不受力时，将处于静止状态或匀速直线运动状态。
(√)(3)物体加速度的方向一定与合外力方向相同。
(√)(4)质量越大的物体，加速度越小。
(×)(5)作用力和反作用力的效果可以相互抵消。
(×)(6)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。
(×)2.下列有关牛顿运动定律的说法正确的是()A.牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零情况下的特例B.向尾部喷气使火箭加速的过程，可用牛顿第二定律和牛顿第三定律解释C.我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律有矛盾D.根据牛顿第二定律，运动物体的速度方向必定与其所受合力的方向相同答案 B3.(多选)如图1所示，处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上，质量为m的小球从弹簧的另一端所在位置由静止释放，设小球和弹簧一直处于竖直方向，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。
在小球将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是()图1A.小球的速度先增大后减小B.小球的加速度先减小后增大C.小球速度最大时弹簧的形变量为mg kD.弹簧的最大形变量为mg k答案ABC考点一牛顿第一定律1.惯性的两种表现形式(1)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)。
(2)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.对牛顿第一定律的两点说明(1)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。
2024年新人教版高考物理一轮复习课件 第3章 第1讲 牛顿第1定律 牛顿第2定律
2024年新人教版高考物理一轮复习课件 DISANZHANG 第三章运动和力的关系考情分析牛顿第二定律的应用2022·全国乙卷·T15 2022·江苏卷·T1 2022·河北卷·T92021·北京卷·T13 2020·全国卷Ⅰ·T16 2020·山东卷·T1 2020·海南卷·T12 2020·江苏卷·T5 2019·全国卷Ⅱ·T19 2019·全国卷Ⅲ·T20牛顿第二定律与直线运动2022·辽宁卷·T7 2022·浙江6月选考·T19 2021·全国甲卷·T14 2021·全国乙卷·T21 2021·辽宁卷·T13实验：探究加速度与力、质量的关系2021·北京卷·T15 2021·湖南卷·T11 2020·浙江7月选考·T17(1)牛顿第二定律相关拓展创新实验2021·全国甲卷·T22(测量动摩擦因数) 2021·福建卷·T12(阻力与速度的关系) 2020·山东卷·T13(测重力加速度) 2019·全国卷Ⅱ·T22(测量动摩擦因数)试题情境生活实践类跳水、蹦床、蹦极、火箭发射、无人机、跳伞运动、电梯内的超重及失重学习探究类传送带模型，板块模型，探究加速度与力、质量的关系，测量动摩擦因数牛顿第一定律 牛顿第二定律第1讲目标要求1.理解惯性的本质和牛顿第一定律的内容.2.掌握牛顿第二定律的内容及公式.3.了解单位制，并知道七个基本单位.会用国际单位制检查结果表达式是否正确.内容索引考点一 牛顿第一定律考点二 牛顿第二定律考点三 单位制课时精练考点一牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.内容：一切物体总保持 或 ，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.理想实验：它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程.牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能由实际的实验来验证.匀速直线运动状态梳理必备知识静止状态3.物理意义(1)揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律.(2)提出了一切物体都具有 ，即物体维持其 的特性.(3)揭示了力与运动的关系，说明力不是 的原因，而是改变物体运动状态的原因.强调：运动状态的改变指速度的改变，速度改变则必有加速度，故力是物体产生加速度的原因.惯性原有运动状态维持物体运动状态二、惯性1.定义：物体保持原来 或 的性质叫作惯性.2.惯性大小的量度 是物体惯性大小的唯一量度.物体的质量越大，惯性 ；物体的质量越小，惯性 .匀速直线运动状态静止状态质量越大越小判断正误1.牛顿第一定律是实验定律.( )2.运动的物体惯性大，静止的物体惯性小.( )3.物体不受力时，将处于静止状态或匀速直线运动状态.( )××√提升关键能力1.对惯性的理解(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性.(2)物体的惯性总是以“保持原状”“反抗改变”两种形式表现出来.(3)物体惯性的大小取决于质量，质量越大，惯性越大.(4)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关.2.惯性的表现形式(1)物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态.(2)物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度.惯性越大，物体的运动状态越难改变.例1 (多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法中符合历史事实的是A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论：如果物体不受力，它将以这一速 度永远运动下去C.笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一 速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向D.牛顿认为，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质√√√亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，故A错误；伽利略通过“理想实验”得出结论：力不是维持运动的原因，如果物体不受力，它将以这一速度永远运动下去，故B正确；笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向，故C正确；牛顿认为物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，故D正确.例2 如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别用细绳悬挂和拴住一个铁球和一个乒乓球，容器中水和铁球、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√当容器突然向右运动时，同等体积的铁球和水比较，铁球的质量大，铁球保持原来的运动状态，相对于水向左偏移，相对于小车向左运动，同等体积的乒乓球和水比较，水的质量大，水相对于乒乓球向左偏移，因此乒乓球相对于水向右偏移，相对于小车向右运动，故选A.考点二牛顿第二定律梳理必备知识1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成 ，跟它的质量成 ，加速度的方向跟作用力的方向 .2.表达式： .正比反比相同F ＝ma判断正误1.物体加速度的方向一定与合外力方向相同.( )2.由m ＝ 可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比.( )3.可以利用牛顿第二定律确定高速电子的运动情况.( )√××提升关键能力1.对牛顿第二定律的理解2.力和运动之间的关系(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体就有加速度.(3)合力与速度同向时，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动.考向1 对牛顿第二定律的理解例3 (多选)下列说法正确的是A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物 体立即获得加速度B.物体由于做加速运动，所以才受合外力作用C.F ＝ma 是矢量式，a 的方向与F 的方向相同，与速度方向无关D.物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小√√√由于物体的加速度和合外力是瞬时对应关系，由此可知当力作用瞬间，物体会立即产生加速度，选项A正确；根据因果关系，合外力是产生加速度的原因，即物体由于受合外力作用，才会产生加速度，选项B错误；F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关，选项C 正确；由牛顿第二定律可知物体所受合外力减小，加速度一定减小，如果物体做加速运动，其速度会增大，如果物体做减速运动，速度会减小，选项D正确.例4 某型号战斗机在某次起飞中，由静止开始加速，当加速度a不断减小至零时，飞机刚好起飞.关于起飞过程，下列说法正确的是A.飞机所受合力不变，速度增加得越来越慢B.飞机所受合力减小，速度增加得越来越快C.速度方向与加速度方向相同，速度增加得越来越快√D.速度方向与加速度方向相同，速度增加得越来越慢根据牛顿第二定律可知，当合力逐渐减小至零时加速度a不断减小到零；飞机做加速运动，加速度方向与速度方向相同，加速度减小，即速度增加得越来越慢，故A、B、C项错误，D项正确.考向2 牛顿第二定律的简单应用例5 2021年10月16日0时23分，“神舟十三号”成功发射，顺利将三名航天员送入太空并进驻空间站.在空间站中，如需测量一个物体的质量，需要运用一些特殊方法：如图所示，先对质量为m1＝1.0 kg的标准物体P 施加一水平恒力F，测得其在1 s内的速度变化量大小是10 m/s，然后将标准物体与待测物体Q紧靠在一起，施加同一水平恒力F，测得它们1 s内速度变化量大小是2 m/s.则待测物体Q的质量m2为√C.5.0 kgD.6.0 kg例6 (2022·全国乙卷·15)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L时，它们加速度的大小均为√方法点拨利用牛顿第二定律解题的思路(1)选取研究对象进行受力分析；(2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力；(3)根据F合＝ma求物体的加速度a.例7 (多选)如图甲所示，一竖直放置的足够长的固定玻璃管中装满某种液体，一半径为r 、质量为m 的金属小球，从t ＝0时刻起，由液面静止释放，小球在液体中下落，其加速度a 随速度v 的变化规律如图乙所示.已知小球在液体中受到的阻力F f ＝6πηv r ，式中r 是小球的半径，v 是小球的速度，η是常数.忽略小球在液体中受到的浮力，重力加速度为g ，下列说法正确的是A.小球的最大加速度为gB.小球的速度从0增加到v 0的过程中，做匀变速运动C.小球先做加速度减小的变加速运动，后做匀速运动D.小球的最大速度为√√√当t＝0时，小球所受的阻力F f＝0，此时加速度为g，A正确；随着小球速度的增加，加速度减小，小球的速度从0增加到v0的过程中，加速度减小，做变加速运动，B错误；考点三单位制梳理必备知识1.单位制： 单位和 单位一起组成了单位制.2.基本单位：基本量的单位.国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是 、 、 ，单位分别是 、 、 .3.导出单位：由基本量根据 推导出来的其他物理量的单位.基本导出长度质量时间米千克秒物理关系4.国际单位制的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克(公斤)kg时间t秒s电流I安[培]A 热力学温度T开[尔文]K物质的量n，(ν)摩[尔]mol发光强度I，(I v)坎[德拉]cd例8 汽车在高速行驶时会受到空气阻力的影响，已知空气阻力f＝cρS v2，其中c为空气阻力系数，ρ为空气密度，S为物体迎风面积，v为物体与空气的相对运动速度.则空气阻力系数c的国际单位是√例9 航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课.授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应.在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中.假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化(振动)，如图所示.已知液滴振动的频率表达式为f＝krαρβσγ，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数(其单位为N/m)，α、β、γ是相应的待定常数.对于这几个待定常数的大小，下列表达式中可能正确的是√从物理单位的方面来考虑，则A 选项单位为 ＝s ，而频率的单位是Hz(s －1)，故A 错误；3112223kg Nm ()()m m-B 选项单位为＝ ，故B 错误；3112223kg Nm ()()m m-D 选项单位为 ＝s －1，故D 正确.3112223kg Nm ()()m m--四课时精练基础落实练1.伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列选项符合实验事实的是A.小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面B.没有摩擦，小球上升到原来释放时的高度C.减小斜面的倾角θ，小球仍然到达原来的高度D.继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动 下去√小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面，这是事实，故A正确；因为生活中没有无摩擦的轨道，所以小球上升到原来释放时的高度为推理，故B错误；减小斜面的倾角θ，小球仍然到达原来的高度是在B项的基础上进一步推理，故C错误；继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去，这是在C项的基础上继续推理得出的结论，故D错误.2.(2023·上海市奉贤区模拟)下列每组三个单位均属于国际单位制中基本单位的是A.g、s、NB.kg、A、N√C.W、J、kgD.K、mol、s国际单位制中基本单位有七个，分别为米(m)、秒(s)、千克(kg)、开尔文(K)、安培(A)、坎德拉(cd)、摩尔(mol)，故A、B、C错误，D正确.3.对一些生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以分析.其中正确的是A.太空中处于失重状态的物体没有惯性√B.“安全带，生命带，前排后排都要系”.系好安全带可以防止因人的 惯性而造成的伤害C.“强弩之末，势不能穿鲁缟”，是因为“强弩”的惯性减小了D.战斗机作战前抛掉副油箱，是为了增大战斗机的惯性惯性只与质量有关，所以太空中处于失重状态的物体还是具有惯性，A错误；系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害，B正确；“强弩之末，势不能穿鲁缟”，是因为“强弩”的速度减小了，惯性不变，C错误；战斗机作战前抛掉副油箱，是为了减小战斗机的惯性，增加灵活性，D错误.4.(2022·江苏卷·1)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2.若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过√A.2.0 m/s2B.4.0 m/s2C.6.0 m/s2D.8.0 m/s2书放在水平桌面上，若书相对于桌面不滑动，则最大静摩擦力提供加速度，即有F fm＝μmg＝ma m，解得a m＝μg＝4 m/s2，书相对高铁静止，故若书不滑动，高铁的最大加速度为4 m/s2，B正确，A、C、D错误.5.如图，某飞行器在月球表面起飞后，一段时间内沿与月面夹角为θ的直线做加速运动.此段时间飞行器发动机的喷气方向可能沿A.方向①B.方向②√C.方向③D.方向④飞行器在起飞后的某段时间内的飞行方向与水平面成θ角，且速度在不断增大，说明飞船所受合外力的方向与速度同向，飞行器受重力和喷气推力的作用，即重力与推力的合力与速度方向相同，飞行器所受喷气的反冲力与喷气方向相反，由题图可知，只有推力在③的反方向时，合力才可能与速度同向，故C正确，A、B、D错误.6.(2023·河北衡水市冀州区第一中学高三检测)某人想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上.在地铁启动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直.细绳偏离竖直方向约为30°角，此时地铁的加速度约为A.6 m/s2B.7.5 m/s2C.10 m/s2D.5 m/s2√对圆珠笔进行受力分析，如图所示，根据牛顿第二定律有F合＝ma，由图可分析出 ＝tan 30°，解得a≈6 m/s2，故A正确，B、C、D错误.7.(2023·北京市第四十三中学月考)某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”.如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺.不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20 cm 刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40 cm 刻度处.将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度.取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g .下列说法正确的是A.30 cm 刻度对应的加速度为－0.5gB.40 cm 刻度对应的加速度为gC.50 cm 刻度对应的加速度为2gD.各刻度对应加速度的值是不均匀的√能力综合练在40 cm刻度处，有mg＝F弹，则40 cm刻度对应的加速度为0，B错误；由分析可知，在30 cm刻度处，有F弹－mg＝ma，有a＝－0.5g，A正确；由分析可知，在50 cm刻度处，有F弹－mg＝ma，代入数据有a＝0.5g，C错误；。
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专题三牛顿运动定律基础篇考点一牛顿运动定律的理解1.(2022江苏,1,4分)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书,书与桌面间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2。
若书不滑动,则高铁的最大加速度不超过() A.2.0 m/s2 B.4.0 m/s2C.6.0 m/s2D.8.0 m/s2答案B2.(2022全国乙,15,6分)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。
一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。
当两球运动至二者相距35L时,它们加速度的大小均为()A.5F 8mB.2F5mC.3F8mD.3F10m答案A3.(2022徐州一中期末,1)在日常生活中,我们经常会接触到一些民谚、俗语,它们都蕴含着丰富的物理知识,以下对它们的理解错误的是()A.“泥鳅黄鳝交朋友,滑头对滑头”——泥鳅和黄鳝的表面都比较光滑,相互之间的摩擦力小B.“一个巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用,一个巴掌要么拍另一个巴掌,要么拍在其他物体上才能产生力的作用,才能拍响C.“鸡蛋碰石头,自不量力”——鸡蛋和石头相碰时,石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力D.“人心齐,泰山移”——如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和答案C4.(2021海南,1,3分)公元前4世纪末,我国的《墨经》中提到“力,形之所以奋也”,意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。
力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示,正确的是() A.kg·m·s-1 B.kg·m·s-2C.Pa·m2D.J·m-1答案B5.(2022浙江6月选考,2,3分)下列说法正确的是()A.链球做匀速圆周运动过程中加速度不变B.足球下落过程中惯性不随速度增大而增大C.乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变D.篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关答案B6.(2020浙江7月选考,2,3分)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱子四周有一定空间。
当公交车()A.缓慢起动时,两只行李箱一定相对车子向后运动B.急刹车时,行李箱a一定相对车子向前运动C.缓慢转弯时,两只行李箱一定相对车子向外侧运动D.急转弯时,行李箱b一定相对车子向内侧运动答案B考点二牛顿运动定律的应用1.(2022南通四模,10)滑索是一项体育游乐项目。
游客从起点利用自然落差加速向下滑行,越过钢索的最低点减速滑至终点。
不考虑空气对人的作用力,选项中能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是()A BC D答案C2.(2021北京,13,3分)某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。
如图所示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。
不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20 cm刻度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40 cm刻度处。
将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。
取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。
下列说法正确的是()A.30 cm刻度对应的加速度为-0.5gB.40 cm刻度对应的加速度为gC.50 cm刻度对应的加速度为2gD.各刻度对应加速度的值是不均匀的答案A3.(2022泰州泰兴中学期中,4)如图所示,电梯与水平地面成θ角,一人静止站在电梯水平梯板上,电梯以恒,则定加速度a启动过程中,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为F N和F f。
若电梯启动加速度减小为a2下面结论正确的是()A.水平梯板对人的支持力变为F N2B.水平梯板对人的摩擦力变为F f2C.电梯加速启动过程中,人处于失重状态D.水平梯板对人的摩擦力和支持力之比仍为F fF N答案B综合篇拓展一解决两类动力学问题的方法1.(2020山东,1,3分)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示。
乘客所受支持力的大小用F N表示,速度大小用v表示。
重力加速度大小为g。
以下判断正确的是()A.0~t1时间内,v增大,F N>mgB.t1~t2时间内,v减小,F N<mgC.t2~t3时间内,v增大,F N<mgD.t2~t3时间内,v减小,F N>mg答案D2.(2023届扬州高邮一中阶段检测,9)如图所示,在水平桌面上推物体压缩一个原长为L0的轻弹簧。
桌面与物体之间有摩擦,放手后物体被弹簧弹开,则()A.物体与弹簧分离时加速度等于零,以后开始做匀减速运动B.弹簧恢复到原长L0时物体的速度最大C.弹簧恢复到原长L0以前一直做加速度越来越小的变加速运动D.弹簧恢复到原长L0以前的某一时刻物体已经达到最大速度答案D3.(2023届扬州高邮一中阶段检测,15)如图所示,在倾角为37°的固定斜面上,一质量为10 kg的物块恰好沿斜面匀速下滑,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;(2)若用水平向右的力F作用于物块使其保持静止,求力F的最大值;(3)若斜面不固定,在水平向左的推力作用下,物块和斜面一起向左以a=1 m/s2的加速度做匀加速直线运动,求斜面对物块的支持力和摩擦力的大小。
答案(1)0.75(2)2 400N(3)86 N52 N74.(2020浙江7月选考,19,9分)如图1所示,有一质量m=200 kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减速至指定位置。
当加速运动到总位移的1时开始计时,测得电机的牵引力随时间变4化的F-t图线如图2所示,t=34 s 末速度减为0时恰好到达指定位置。
若不计绳索的质量和空气阻力,g 取10 m/s2,求物件(1)做匀减速运动的加速度大小和方向;(2)匀速运动的速度大小;(3)总位移的大小。
答案(1)0.125 m/s2竖直向下(2)1 m/s(3)40 m5.(2022浙江6月选考,19,9分)物流公司通过滑轨把货物直接装运到卡车中,如图所示,倾斜滑轨与水平面成24°角,长度l1=4 m,水平滑轨长度可调,两滑轨间平滑连接。
若货物从倾斜滑轨顶端由静止开始下滑,,货物可视为质点(取cos 24°=0.9,sin 24°=0.4,重力加速度g=10 m/s2)。
其与滑轨间的动摩擦因数均为29(1)求货物在倾斜滑轨上滑行时加速度a1的大小;(2)求货物在倾斜滑轨末端时速度v的大小;(3)若货物滑离水平滑轨末端时的速度不超过2 m/s,求水平滑轨的最短长度l2。
答案(1)2 m/s2(2)4 m/s(3)2.7 m拓展二牛顿运动定律与图像的综合应用1.(2022南京六校联考,6)如图甲所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度大小的二次方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示,g=10 m/s2。
下列说法中正确的是()甲乙A.0~5 s内物块做匀减速运动B.在t=1 s时刻,恒力F反向C.恒力F大小为10 ND.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5答案B2.(2022常州高中期中,6)如图甲所示,可视为质点的质量m1=1 kg的小物块放在质量m2=2 kg的木板正中央位置,木板静止在水平地面上,连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37°。
现对木板施加水平向左的拉力F=18 N,木板运动的v⁃t图像如图乙所示,sin 37°=0.6,g取10 m/s2,则下列说法中不正确的是()甲乙A.木板的长度为2 mB.木板的长度为1 mC.木板与地面间的动摩擦因数为0.5D.物块与木板间的动摩擦因数为819答案B3.(2023届连云港灌南高级中学检测,6)电梯给人们的生活与工作带来了很多的便利。
某单元的电梯轿厢在从顶楼向下运动过程中,速度v随时间t变化的图像如图所示,下列说法中正确的是()A.在0~t1时间内,钢丝绳对轿厢的拉力做正功B.在0~t2时间内,轿厢对人的支持力先增大后减小C.在t2~t3时间内,轿厢处于失重状态D.在t2~t3时间内,钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小答案D4.(2023届扬州高邮调研,8)如图甲所示,质量为m的小火箭由静止开始加速上升,加速度a与速度倒数1v 的关系图像如图乙所示,火箭的速度为v1时对应的加速度为a1,不计空气阻力和燃料燃烧时的质量损失,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.火箭以恒定的功率启动B.a-1v 关系图像的斜率为(a1-g)v1C.火箭的功率为ma1v1D.火箭运动过程中的最大速度为g(a1+g)v1答案A5.(2023届连云港灌南高级中学检测,10)如图甲所示,一倾角θ=30°的足够长斜面体固定在水平地面上,一个物块静止在斜面上。
现用大小为F=kt(k为常量,F、t的单位分别为N和s)的拉力沿斜面向上拉物块,物块受到的摩擦力F f随时间变化的关系图像如图乙所示,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。
下列判断不正确的是()A.物块的质量为1 kgB.k的值为5 N/sC.物块与斜面间的动摩擦因数为√33D.t=3 s时,物块的加速度大小为4 m/s2答案C拓展三动力学中的连接体问题1.(2022南京金陵中学期末,6)我国高铁技术处于世界领先水平。
“和谐号”动车组由动车和拖车编组而成,提供动力的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。
假设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率都相同,动车组在水平直轨道上运行的过程中阻力与车重成正比,某列动车组由8节车厢组成,其中第1节和第5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组()A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B.做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶4答案B2.(2020江苏单科,5,3分)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。
某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。
若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()A.FB.19F20C.F19D.F20答案C3.(2021海南,7,3分)如图,两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,开始时P静止在水平桌面上。