粤教版必修一第四章力与运动4.5

【答案】D
【点拨】对初速为零的物体施加一向东的恒力 F，历时 1 s，物体将做加速运动，接着把此力改为向西，大小不变，历 时 1 s，根据对称性，物体将做减速运动，在这 1 s 末速度恰好 减为 0；以后不断重复这一过程．
撑杆运动员从高处落到海绵垫子上， 从他接触海 绵垫子到速度为零，速度的变化情况是( ) A．一直减速，加速度不变 B．一直减速，加速度越来越大 C．一直减速，加速度越来越小 D．先加速后减速，加速度先减小后增大
【答案】 D
【点拨】 球、木块和车厢三个物体具有相同的加速度， 可以根据球的加速度确定木块的加速度， 最后求出摩擦力的大 小．
在水平桌面上叠放着 A、 物体， B 如下图所示．B 与桌面间的摩擦系数为 0.4，两物体的质量分别为 mA＝2 kg， mB＝3 kg.用 30 N 的水平力 F 拉 B 时，物体 A、B 未产生相对 滑动，求 A 受到的摩擦力．(g 取 10 m/s2)
如下图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一质 量为 m0 的平盘，盘中有质量为 m 的物体，当盘静止时，弹簧 伸长了 L.今向下拉盘使弹簧再伸长 ΔL 后停止，然后松手放 开． 设弹簧总处在弹性限度内， 求刚松手时盘对物体的支持力 的大小．
【答案】根据题设，当弹簧伸长 L 时，盘和物体均处于静 止的平衡状态． 由平衡条件可知 kL＝(m＋m0)g. 在 刚 松 手 瞬 间 ， 弹 簧 的 弹 力 为 F ＝ k(L ＋ ΔL) ＝ (m ＋ L＋ΔL m0)g .可见，此时盘和物体虽然静止，但所受的合外力不 L 等于零，且方向向上，盘和物体具有向上的加速度 a，由牛顿 第二定律 F＝ma 知： ΔL 对盘和物体：F－(m＋m0)g＝(m＋m0)a，得到 a＝g ； L ΔL 对物体：N－mg＝ma，得到 N＝mg 1＋ . L
即时跟进 1．如图所示，在行驶过程中，如果车距不够，刹车不及 时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地 减少碰撞引起的伤害， 人们设计了安全带及安全气囊， 假定乘 客质量为 70 kg，汽车车速为 108 km/h(即 30 m/s)，从踩下刹 车到车完全停止需要的时间为 5 s，安全带及安全气囊对乘客 的作用力大约为( ) A．420 N B．600 N C．800 N D．1 000 N
一物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体 施加一向东的恒力 F，历时 1 s；随即把此力改为向西，大小 不变，历时 1 s；接着又把此力改为向东，大小不变，历时 1 s； 如此反复， 只改变力的方向， 共历时 1 min， 在此 1 min 内( ) A．物体时而向东运动，时而向西运动，在 1 min 末静止 于初始位置之东 B．物体时而向东运动，时而向西运动，在 1 min 末静止 于初始位置 C．物体时而向东运动，时而向西运动，在 1 min 末继续 向东运动 D．物体一直向东运动，不会向西运动，在 1 min 末静止 于初始位置之东
(4)巧用假设法：对物体进行受力分析时，有些力存在与 否很难确定， 往往用假设推理法可以迅速解决． 使用这种方法 的基本思路是：假设某力存在(或不存在)，然后利用已知的物 理概念和规律进行分析推理， 从而肯定或否定所作的假设， 得 出正确的判断．
考点 1
牛顿第二定律的方向性
物体静止在光滑的水平面上，从某时刻起受到如 右图所示的水平拉力 F 作用，则物体的运动情况应是( ) A．物体先做初速为零的匀加速运动，后做匀减速运动 B．物体先做变加速运动，后做变减速运动 C．物体先做加速度越来越大的加速运动，再做加速度越 来越小的加速运动，且到 T 时刻速度达到最大值 D．在 T 时刻，物体的速度又变为零
【点拨】物体静止并不表示其处于平衡状态，因此，静止 的物体其受力不一定满足平衡条件， 当物体有加速度时， 必须 利用加速度与力的瞬时对应性来解决实际问题， 才能得到正确 答案．
如下图所示，质量为 M 的框架放在水平地面上， 一轻质弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为 m 的小 球，小球上下振动时，框架始终没有跳起．当框架对地面压力 为零的瞬间，小球的加速度大小为( ) M－m A．g B. g m M＋m C．0 D. g m
(2)根据物体的运动情况确定受力：已知物体运动情况确 定受力情况，指的是在运动情况(如物体的运动性质、速度、 加速度或位移)已知的条件下，要求得出物体所受的力．处理 这类问题的基本思路是： 首先分析清楚物体的运动情况， 根据 运动学公式求出物体的加速度， 然后在分析物体受力情况的基 础上，利用牛顿第二定律列方程求力；
【答案】A
【解析】从踩下刹车到车完全停止的 5 s 内，人的速度由 vt－v0 －30 2 30 m/s 减小到 0，视为匀减速运动，则有 a＝ ＝ m/s 5 t ＝－6 m/s2.根据牛顿第二定律知安全带及安全气囊对乘客的 作用力 F＝ma＝70×(－6)N＝－420 N，负号表示力的方向跟 初速度方向相反，所以选项 A 正确．
(3)只分析研究对象的受力，其他物体的受力不考虑，对 同一个 象是__________．
二、牛顿第二定律解决的两类问题 1．第一类问题：已知物体的受力情况，求解物体的 运动情况 __________； 2．第二类问题：已知物体的运动情况，求解物体的 受力情况 ____________．
1．牛顿第二定律应用的基本步骤 (1)确定研究对象(明确将牛顿第二定律作用在哪个对象 上)； (2)分析研究对象的受力(将物体的受力情况画在草图上)； (3)对力进行必要的处理(选定好恰当的坐标系后，采用正 交分解法将各个力进行分解)； (4)根据题设的条件，用 F＝ma 建立运动和力的方程； (5)联立方程求解出所需要的物理量．
【答案】D
【点拨】 当框架对地面压力为零的瞬间， 弹簧处于压缩状 态，且弹簧对框架的弹力为 T＝Mg，此时，小球所受合力为 F ＝T＋mg＝(M＋m)g，由 F＝ma 知，小球的加速度大小为 a＝ M＋m g. m
考点 3 牛顿第二定律应用中对象的一致性 如下图所示，在水平路面上行驶的车厢中，车厢 底放有一质量为 m1 的木块，车厢顶部悬挂一质量为 m2 的球， 悬绳与竖直方向成 θ 角， 它们相对车厢处于静止状态， 由此可 以判断( )
【解析】 当突然剪断细绳时，由于惯性，连接两球的弹 簧还来不及发生形变，因此，弹簧的弹力仍然等于小球 B 的 重力，因此，此时小球 A、B 所受的合力分别为 FA＝2mg，FB ＝0，由 F＝ma 知，aA＝2g，aB＝0.
【答案】 C
【点拨】 利用牛顿第二定律中加速度与力的瞬时对应关 系进行判断．
【答案பைடு நூலகம்D
【解析】F＋f＝ma，a＝3 m/s2，方向向右．
3．应用牛顿运动定律解题的技巧 牛顿运动定律是动力学的基础， 也是整个经典物理理论的 基础． 应用牛顿运动定律解决问题时， 要注意掌握必要的解题 技巧： (1)巧用隔离法：当问题涉及几个物体时，我们常常将这 几个物体“隔离”开来， 对它们分别进行受力分析， 根据其运 动状态， 应用牛顿第二定律或平衡条件列式求解． 特别是问题 涉及物体间的相互作用时，隔离法不失为一种有效的解题方 法；
【解析】 由图可知，水平拉力 F 先变大后变小，由 F ＝ma 知，所以加速度也先变大，后变小．但水平拉力方向始 终与运动方向一致，所以物体一直做加速运动．当 F 为零时， 物体由于惯性将以最大的速度一直运动下去．
【答案】 C
【点拨】 物体运动的性质由速度和合力的方向关系决 定，当速度与合力方向相同，物体做加速运动；当速度与合力 方向相反，物体做减速运动．
【答案】由 F＝ma 知，对(A＋B)：F－μ(mA＋mB)g＝(mA ＋mB)a，得到 a＝2 m/s2. 对 A：f＝mAa，得到 f＝4 N.
【点拨】 物体 A 做加速运动的合外力为 B 给 A 的静摩擦力．
1． 能应用牛顿第二定律解答两类基本问题， 掌握应用牛顿 运动定律解决问题的基本思想和方法． 2． 通过学习牛顿运动定律的应用， 建立并理解正确的力与 运动的关系．
一、牛顿第二定律应用的基本程序 1．牛顿第二定律的表达形式：F＝ma，其中 F 是物体所 合外力 受的__________； 2．牛顿第二定律应用的基本步骤：第一，确定 研究对象 ____________；第二，分析研究对象的受力；第三，对力进行
力的分解 必要的处理(进行力的合成求合力或____________)；第四，根
据题设的条件，用 F＝ma 建立方程，联立方程求解出所需要 的物理量．
3．牛顿第二定律的几个特性：
一致 (1)合外力和运动加速度的方向始终是________的；
(2)合外力(不为 0)和运动加速度的瞬时对应关系，有
力 ______立刻有加速度；
(2)巧用整体法：将相互作用的两个或两个以上的物体组 成一个整体(系统)作为研究对象，去寻找未知量与已知量之间 的关系的方法称为整体法． 整体法能减少和避开非待求量， 简 化解题过程．整体法和隔离法是相辅相成的； (3)巧建坐标系：通常我们建立坐标系是以加速度的方向 作为坐标轴的正方向， 有时为减少力的分解， 也可巧妙地建立 坐标轴，而将加速度分解，应用牛顿第二定律的分量式求解；
【答案】D
【点拨】 撑杆运动员从接触海绵垫子到速度为零， 其所受 的支持力一直增大，当重力大于支持力时，做加速运动，但加 速度是减小的； 当支持力大于重力时， 做减速运动且加速度增 大．
考点 2
牛顿第二定律的瞬时性
如图所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相 连的质量相同的小球． 两小球均保持静止． 当突然剪断细绳时， 上面小球 A 与下面小球 B 的加速度为( ) A．a A＝g，aB＝g B．aA＝2g，aB＝g C．aA＝2g，aB＝0 D．aA＝0，aB＝g
可见， 无论是哪种情况， 加速度始终是联系运动和力的桥 梁． 求加速度是解决有关运动和力问题的基本思路， 正确的受 力分析和运动过程分析则是解决问题的关键．