2011届高三物理上册单元检测试题3

第三章 牛顿运动定律
一、 基本概念
1. 牛顿第一定律：（惯性定律）
一切物体总是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运动状态为止。

——力是改变物体运动状态的原因
运动状态发生改变时,速度的大小、方向都要发生变化，产生加速度。

—— 力是产生加速度的原因。

惯性：物体保持原来运动状态的性质，叫惯性。

（1） 任何物体在任何情况（状态）下都具有惯性。

（2） 质量是惯性大小的量度：质量大、则惯性大。

① 当物体不受外力时：惯性表现为保持运动状态不变；
② 当物体受到外力时：惯性表现为改变运动状态的难易程度。

例1：在相同牵引力的作用下
空车（1m ） v →0 v m t F 11∆=⋅
货车（2m ） v →0 v m t F 22∆=⋅
例2：例1．（1991年上海）如图，物体在恒力F 的作用下，沿曲线从A 运动到B ，这时突然使它受力反向，大小不变，在此力作用下，物体以后的运动情况下列说法中正确的是：ABD
A ． 物体不可能沿曲线Ba 运动
B ． 物体不可能沿曲线Bb 运动
21t t <
C ． 物体不可能沿曲线Bc 运动
D ． 物体不可能沿原曲线B 返回A
2. 牛顿第二定律:
物体的加速度与所受外力成正比，与物体的质量成反比，方向为合外力的
方向。

m
F a = ma F = ⇒ 合ma F =∑ x x ma F =∑
y Y ma F =∑
力与加速度：（力指合外力）
同向性：a 与F 方向相同
瞬时性：a 与F 同时产生，同时消失，同时增大，同时减小
同体性：反应同一物体的两个物理量
③独立性：物体受几个外力作用，在一个外力作用下产生加速度只与
此外力有关，而与其它力无关，合加速度与合力有关
例3：在光滑水平面上，某物体在恒力F 作用下匀加速直线运动，当速度达到V 0后，
将作用力逐渐减小至零，则物体的运动速度将：B
A ． 由V 0逐渐减小至零
B ． 由V 0逐渐增大至最大值
C ． 由V 0先逐渐减小再逐渐增大至最大值
D ． 由V 0先逐渐增大再逐渐减小至零
3. 牛顿定三定律:
物体间的作用总是相互的,“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,作用在一条直线上”。

注意：（1）相互作用力与平衡力的区别。

（3） 相互作用力与物体所处的状态无关。

二． 基本方法
1． 正交分解法
物体做加速运动： ma F =∑
取两相互垂直的方向，正交表示 x X ma F =∑ y Y ma F =∑
例：在水平地面上有一质量为5千克的物体，在与水平方向成53°沿
斜上方的25牛顿拉力时，恰好做匀速直线运动
（1） 当拉力为50牛时，加速度多大？
（2） 当拉力为62.5牛时，加速度多大？
N F f 1553cos ==
N F mg 15)53sin (=- μ 5.0=μ
ma F mg F =--)53sin (53cos 11 μ 2/5s m a =
ma F mg F =--)53sin (53cos 22 μ 2/5.7s m a =
2． 整体法与隔离法的应用
① 隔离法分析内力
例2．（1993年上海）如图所示，木块A 与B 用一轻弹簧相连，竖直放在木块
C 上，三者都置于地面，它们的质量之比是1∶2∶3，所有接触面都光滑，
当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬间，
A 和
B 的加速度分别是 0=A a , g a B 5.1=
分析：三木块在地面上静止时，木块A 受到向
下重力和向上的弹力F g m A =，木块B 受到向
下的重力和
向下的弹力向上的支持力
N F g m B =+，抽出C 后弹力不会立即变化∴0=A a
B
B A B m g m m a )(
+=
② 整体法分析系统加速度
在解决连接题问题时，往往先用整体
所受力求出整体的加速度
例3．如图，m 2拉m 1向下做加速运动，m 1与桌
面摩擦系数为μ，求加速度
a = ( m 2g -μm 1g)/(m 1+m 2)
③ 综合应用——先整体后分离
例4．如图质量为2m 的物块A 与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m 的物块B 与地面的摩擦系数为μ，在已知水平推力F 的作用下，A 、B 作加速运动，则A 对B 的作用力为
分析：整体： F – μmg = 3ma
a = ( F – μmg ) / 3m
对B ： N – μmg = ma
N = F/3 +2μmg/3
例5．(1990上海)如图所示，三个物体质量分别
为m 1、m 2和m 3，带有滑轮的物体放在光
滑水平面上，滑轮和所有接触面的摩擦及
绳子的质量均不计，为使三个物体无相对
运动，水平推力F 等于 。

F = (m 1+m 2+m 3)a m 1：T = m 1a
m 2：竖直方向没有加速度， m 2g = T
F = (m 1+m 2+m 3)12m m g 3． 分解加速度
解决动力学问题分解方法有两种，一种是分解力，一种是分解加速度 例：自动扶梯与地面夹角为30º，当
扶梯沿斜面向上作匀加速运动时，
人对梯面的压力是其重力的6/5，则
m 2
30º
人与梯面的摩擦力是其重力的：（3/5）
4． 系统牛顿第二定律
对连接体，可以在几个物体加速度不同时，考虑合力与加速度的关系 ∑F = m 1a 1+m 2a 2+ …
例3（1994年全国）质量M=10千克的木楔ABC 静置于粗糙水平面上，滑动摩擦系数μ=0.02，在木楔的倾角为30º的斜面上，有一质量m=1.0千克的物块由静止开始沿斜面下滑，如图，当滑行路程s=1.4m 时，其速度v=1.4m/s ，在这过程中木楔没有动，，求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。

（g=10m/s ）
分析：物块滑下 2as = v 2 a = 0.7m/s 2
a ∥=acos θ=0.61m/s 2
f = ma ∥=1.0k
g ×a ∥=0.61N 水平向右
5． 矢量法 :
例：如图，倾角为α的斜坡上行驶着一辆小车，车顶吊着一只单摆，一观察者测得摆线与竖直方向的夹角
为β，则可判断小车的加速度大小为：
B
A ．a = gsin β/ sin （α+β）
B ．a = gsin β/ cos （α+β）
C ．a = gsin β/ sin α
D ．a = gsin α
分析：小球受到重力、拉力与合力组成矢量三角形
mg/ sin(90°-α-β) = ma/sin β
α= gsin β/cos(α+β)
二． 超重和失重 m M 30º A B
C
1．超重：视重>实重a竖直向上N-G = ma
加速上升或减速下降
2．失重：视重< 实重a竖直向下G-N = ma
加速下降或减速上升
例：（1994年上海）原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉
住的，具有一定质量的物体A静止在地板上，如图，现发现A突然被
弹簧拉向右方，由此可判断，此升降机的运动可能是：B
A．加速上升
B．减速上升
C．下降
D．减速下降
三、弹簧问题
弹簧长度的变化影响力的变化，因此研究时往往比较复杂
1．一般弹簧弹力不会随外力变化而突变，但如果事情值弹簧，一端没有束缚的情况下弹力也会突变
例：竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定与杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M瞬间，小球的加速度大小为12m/s2，若不拔去销钉M而拔去销钉N瞬间，小球的加速度可能是多少？（g = 10m/s）
分析：拔去销钉瞬间，小球加速度的大小为12m/s2，方向可以向上也可以向下
当a向上时：N – G = ma 上部弹簧的力为ma 方向向下
撤掉N ma + mg = ma1 a1 = 22m/s2
当a向下时：N + G = ma 上部弹簧的力为ma 方向向上
撤掉N ma – mg = ma1a1 = 2m/s2
2．抓住几个点
（1）伸到最长的点，压缩到最短的点
（2）弹簧原长的点
（3）受力平衡的点。