徐汇新王牌高二物理彭老师牛顿运动定律

第9讲牛顿运动定律知识梳理1．什么是牛顿第一定律？任何物体都保持静止或匀速直线运动，直到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止．这就是牛顿第一定律．关于牛顿第一定律要理解以下几点：(1)运动状态指的是速度，惯性就是保持原有速度的本领；(2)任何物体都具有惯性；(3)静止或匀速直线运动都属于平衡状态，即加速度为零；(4)力是物体间的相互作用；(5)力的作用效果是改变物体运动状态，即产生加速度，而不是保持物体运动状态，就是说不是产生速度；(6)不研究形变时合力为零与没受外力作用等效．2．什么是伽利略的理想实验？理想实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维深刻揭示自然规律的一种方法．它是科学研究中的一种重要方法．伽利略的理想实验依据是：小球从一个斜面上某处静止起滚下可滚上对接的另一斜面上稍低的位置，而斜面越光滑，该位置就越接近原来位置的高度．推理是，当斜面完全光滑时，小球可以滚到原高度，当减小另一斜面的倾角时，小球就能滚到更远处，当另一斜面变成平面时，小球永远到不了原高度，所以就在平面上保持匀速直线运动．3．什么是牛顿第二定律？物体的加速度跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度方向和合外力方向相同．这就是牛顿第二定律．数学表达式为F=ma关于牛顿第二定律要理解以下几点：(1)它指出了力的瞬时作用规律：有力就有加速度，力变加速度就变，力没有了加速度也就没有了，力和加速度对应，而不是与速度对应；(2)力的方向与加速度方向一致，而不是与速度方向一致；(3)牛顿这一单位是由牛顿第二定律定义的；(4)首先提出力是改变物体运动状态的原因的是伽利略，动力学的奠基人是牛顿；(5)式中的F 指的是物体所受的合外力，a 指的是物体运动的合加速度；(6)物体所受的每一个外力都可以单独产生一个加速度，这也符合牛顿第二定律，这就是力的独立作用原理．所以，我们也可以把物体所受的每个外力所对应的加速度求出来，然后再求其合加速度．4．什么是牛顿第三定律？作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上．这就是牛顿第三定律．关于牛顿第三定律要理解以下几点：(1)作用力和反作用力必定同时产生、同时消灭；(2)作用力和反作用力必定是同种性质的力；(3)作用力和反作用力是作用在不同物体上的．5．作用力和反作用力与平衡力有什么区别？(1)平衡力是作用在同一物体上的，而作用力和反作用力是作用在不同物体上的．所以作用力和反作用力是不可能平衡的．(2)作用力和反作用力必定是同种性质的力，而平衡力却不一定是同种性质的力．(3)不管物体处于什么样的运动中，作用力和反作用力总是大小相等、方向相反的，而平衡力必定要在物体静止或做匀速直线运动时才大小相等、方向相反．例题精析：一、对惯性的理解例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推力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，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例3：如图所示，在光滑水平面上有一密闭水箱，A、B、C三个小球的密度分别为：ρA＞ρ水，ρB=ρ水，ρC＜ρ水，均用细线系在水箱中，开始时，水箱静止，细线竖直。

现用力向右突然拉动水箱，则（）。

A．细线均竖直B、A线左倾，C线右倾，B线竖直C．细线均左倾D、A线右倾，C线左倾，B线竖直二、利用惯性分析问题例4：如图所示，一个物体用两根轻弹簧固定在竖直向上匀速运动的木箱内，两根弹簧均处于伸长状态，上面弹簧拉力为F l，下面弹簧拉力为F2。

当木箱竖直向上加速运动时，两弹簧拉力大小的变化情况可能是（）。

A．F l变大，F2变大B、F l变小，F2变大C、F l变大，F2变小D、F l变大，F2不变例5：如图所示，弹簧下端拴一个小球，手拉住弹簧的上端，使它们匀速上升。

忽然手碰到了障碍物而停止，小球继续上升。

在小球继续上升的过程中，小球的速度变化情况是，加速度变化情况是。

三、利用牛顿第二定律时要注意其矢量性、瞬时性例6：一个氢气球和负载的总质量为M，氢气球正在以加速度a匀加速下降。

若将负载不断地抛出，则会使氢气球在空气中上升。

若使氢气球以同样大小的加速度a上升，则抛出负载的质量m为多少？（设空气阻力不计）例7：如图所示，质量为m的人在自动扶梯上，已知鞋底与扶梯间的动摩擦因数为μ，扶梯与水平面间的夹角为θ。

假定人随扶梯以加速度a一起向上加速运动，若此时人恰好不脱离扶梯台阶面，则这时人受到的摩擦力大小是（）。

A．ma B．μmgC．μm（g + asinθ ) D．ma cosθ例8：如图所示，质量为M 的物体放在车厢底板上，用竖直细线通过定滑轮与质量为m 的物体相连。

不计滑轮与线间的摩擦。

车厢以加速度a 向右做匀加速直线运动，M 始终压在底板上，则（ ）。

A ．细线与竖直方向的夹角满足 tanθ=a/gB ．物体M 所受细线的拉力T= mg cosθC ．物体M 所受细线的拉力T=22g a mD ．物体M 所受底板的摩擦力f=Ma例9：如图所示，一质量为m 的物体系于长度分别为L 1 , L 2的两根细线上，L 1的一端固定在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L 2水平拉直，物体处于平衡状态。

现将L 2线剪断，求：(l)剪断线L 2的瞬时，物体m 的加速度为多大？(2)若图中的细线L 1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图所示，其他条件不变，则剪断L 2瞬时物体的加速度大小为多少？四、正确区分平衡力与作用力、反作用力例10：物体静止于一斜面上如图所示．则下述说法正确的是（ ）A 、物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力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作用力和反作用力D 、物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力例11：吊在天花板上的电扇所受的重力为G 。

通电后电扇水平地转动起来，当电扇正常转动时天花板对电扇的拉力大小T 为（ ）A 、T=GB 、T ＞GC 、T ＜GD 、T 与叶扇的转动方向有关例12：下列说法正确的是（ ）A 、人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走B 、只有你站在地上不动，你对地面的压力和地面对你的支持力，才是大小相等、方向相反的C 、物体A 静止在物体B 上，A 的质量是B 的质量的100倍，则A 作用于B 的力大小等于B 作用于A 的力的大小D 、以卵击石，石头没损伤而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力例13：如图所示，水平放置的小瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时，小气泡在瓶内又将如何运动？练习精编1．如图所示，运输液体的槽车中装有液体，液体上有气泡，当车忽然开动时，气泡将向运动，刹车时，气泡将向运动。

2．力F1单独作用在物体A上时，A的加速度a1=5m/s2，力F2单独作用在物体A上时，A的加速度为a2=－1m/s2。

则，力F1和F2同时作用在物体A上时，A的加速度a的范围是3、某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。

它们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a—F图线，如图(b)所示。

(l)图线是在轨道左侧抬高的情况下得到的（选填“①”或“②”)(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m= kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=。

4．如图所示，A球质量为m，B球质量为3m，两球用细绳悬于车厢顶壁。

当汽车加速运动时，A绳偏离竖直方向300，由此可知，汽车的加速度方向为，此时，B球对侧壁的压力为。

若车顶还悬有C球，在车静止时靠在车右壁，则在上述加速运动情况下，C球所受的压力大小为。

5．用计算机辅助实验系统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，如图所示。

从两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线中，可以得到以下实验结论（）。

A．作用力与反作用力大小相等B．作用力与反作用力方向相反C．作用力与反作用力有时相等有时不等D．作用力与反作用力作用在同一物体上6、如图所示，小车内有一个光滑的斜面，当小车在水平轨道上做匀变速直线运动时，小物块 A 恰好能与斜面保持相对静止。

在小车运动过程中的某时刻，突然使小车停止，则物体 A 的运动可能（）。

A．沿斜面加速下滑B．沿斜面减速上滑C．仍与斜面保持相对静止D．离开斜面做平抛运动7、如图所示，质量为1kg的物体在与斜面平行的F=8N的拉力作用下，沿斜面匀加速上滑，加速度大小为2m/s2。

斜面固定，斜面倾角为300。

在突然撤去F的瞬间，物体的加速度大小为（）。

A、4m/s2B、5m/s2C、6m/s2D、8m/s28．将一个质量为m、放在光滑水平面上的物体绕过轻滑轮与墙相连，如图所示。

当用水平力F拉动滑轮时，物体产生的加速度大小是。

9．如图所示，质量m=1kg的球穿在细杆上，球与细杆间动摩擦因μ=，细杆与水平面夹角为300。

当对球施加竖直向上的拉力数6F=20N时，球的加速度大小为m/s2。

10、如图所示，一条质量不计的绳子跨过高度在同一水平面的两个光滑的定滑轮，甲、乙两人质量相等，但甲的力气比乙大。

他们各自握紧绳子的一端由静止同时在同一高度开始向上爬，并且两人在爬动过程中尽力爬，则（）。

A．甲先到达顶端B．乙先到达顶端C．两人同时到达顶端D．无法判断11、如图所示，在做匀变速直线运动的车厢里，有一个用细线悬挂的小球，小球位于车厢底板P点正上方。

现烧断细线，小球落在底板上的Q 点，不计空气阻力，则（）。

A．不论车厢加速还是减速，Q点一定在P点右边B．不论车厢加速还是减速，Q点一定与P点重合C．如果车厢做减速运动，Q点一定在P点左边D．如果车厢做加速运动，Q点一定在P点左边12、如图所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球。

OO’沿杆方向。

当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F l至F4变化表示）可能是下图中的（）。

13、如图所示，物体A放在固定的斜面B上，在A上施加一个竖直向下的恒力F，下列说法中，正确的是（）。