高中物理竞赛强化练习03牛顿运动定律
高中物理竞赛辅导 牛顿运动定律
牛顿运动定律班级 姓名1、一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。
桌布的一边与桌的AB 边重合，如图。
已知盘与桌布间的动摩擦因数为1μ，盘与桌面间的动摩擦因数为2μ。
现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB 边。
若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a 满足的条件是什么？(以g 表示重力加速度)解：设圆盘的质量为m ，桌长为l ，在桌布从圆盘上抽出的过程中，盘的加速度为1a ，有11`ma mg =μ ①桌布抽出后，盘在桌面上作匀减速运动，以a 2表示加速度的大小，有 22`ma mg =μ ②设盘刚离开桌布时的速度为v 1，移动的距离为x 1，离开桌布后在桌面上再运动距离x 2后便停下，有 11212x a v = ③ 22212x a v = ④盘没有从桌面上掉下的条件是 1221x l x -≤⑤ 设桌布从盘下抽出所经历时间为t ，在这段时间内桌布移动的距离为x ，有at x 21=⑥ 21121t a x = ⑦ 而 121x l x += ⑧由以上各式解得 g a 12212μμμμ+≥⑨ 2、质量kg m 5.1=的物块（可视为质点）在水平恒力F 作用下，从水平面上A 点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行s t 0.2=停在B 点，已知A 、B 两点间的距离m s 0.5=，物块与水平面间的动摩擦因数20.0=μ，求恒力F 多大。
（2/10s m g =）解：设撤去力F 前物块的位移为1s ，撤去力F 时物块速度为v ，物块受到的滑动摩擦力mg F μ=1 对撤去力F 后物块滑动过程应用动量定理得mv t F -=-01由运动学公式得t vs s 21=- 对物块运动的全过程应用动能定理011=-s F Fs 由以上各式得222gt s mgsF μμ-=代入数据解得F=15N3、如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m 1和m 2，拉力F 1和F 2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F 1>F 2。
高中物理竞赛培训：第2部分《牛顿运动定律》讲义(含答案)免费范文精选
第二部分牛顿运动定律第一讲牛顿三定律一、牛顿第一定律1、定律。
惯性的量度2、观念意义，突破“初态困惑”二、牛顿第二定律1、定律2、理解要点a、矢量性b、独立作用性：ΣF → a ，ΣFx → ax ?c、瞬时性。
合力可突变，故加速度可突变（与之对比：速度和位移不可突变）；牛顿第二定律展示了加速度的决定式（加速度的定义式仅仅展示了加速度的“测量手段”）。
3、适用条件a、宏观、低速b、惯性系对于非惯性系的定律修正——引入惯性力、参与受力分析三、牛顿第三定律1、定律2、理解要点a、同性质（但不同物体）b、等时效（同增同减）c、无条件（与运动状态、空间选择无关）第二讲牛顿定律的应用一、牛顿第一、第二定律的应用单独应用牛顿第一定律的物理问题比较少，一般是需要用其解决物理问题中的某一个环节。
应用要点：合力为零时，物体靠惯性维持原有运动状态；只有物体有加速度时才需要合力。
有质量的物体才有惯性。
a可以突变而v、s不可突变。
1、如图1所示，在马达的驱动下，皮带运输机上方的皮带以恒定的速度向右运动。
现将一工件（大小不计）在皮带左端A点轻轻放下，则在此后的过程中（）A、一段时间内，工件将在滑动摩擦力作用下，对地做加速运动B、当工件的速度等于v时，它与皮带之间的摩擦力变为静摩擦力C、当工件相对皮带静止时，它位于皮带上A点右侧的某一点D、工件在皮带上有可能不存在与皮带相对静止的状态解说：B选项需要用到牛顿第一定律，A、C、D选项用到牛顿第二定律。
较难突破的是A选项，在为什么不会“立即跟上皮带”的问题上，建议使用反证法（t → 0 ，a →。
2021年新版全国高中物理竞赛辅导 牛顿运动定律
撤去外力,加速度也立即消失.
（5） 不是力,只是在大小和方向上与力相同.所以分析物体 受力时不能将此作为力来分析.
（6）分量形式：
直
自
角
然
坐
坐
标
标
（7）第二定律背后的物理意义是重要的,它暗示了物体通过交
换动量来进行相互作用,而这一交换是借助于力来完成的.它和
第三定律一起,揭示了动量守恒定律.
（8）牛顿第二定律适用于惯性系.
（3）牛顿第二定律首次提出质量（mass）的概念.
上述方程中等号右边第一项m 是一个比例系数,它反映 了一个物体运动状态被改变的难易程度的大小;第二项反映 的是物体运动状态的改变量的大小.同样的力作用在物体上, 第二项越小,则m越大,说明物体的运动状态不易被改变,也就 是物体的惯性越大.反之亦然.所以m 是物体惯性大小的一个 量度,它反映了物体本身的一个基本特性.这一特性被牛顿定 义为质量,也叫惯性质量. （4）牛顿第二定律是一个瞬时关系: 物体一旦受到外力作 用,立即产生相应的加速度;改变外力,加速度相应变化;一旦
2.1 牛顿定律
牛顿运动定律的重要性
Nature and Nature's laws lay hid in night;God said, Let Newton be! And all was light.
— Alexand黑
暗之中,上帝说,让牛顿出世吧！
于是,一切都变得明朗了. —亚历山大 · 蒲柏
根据经验,在速度低于光速三分之一的情况下,牛顿运动定律是 完全成立的.速度再大时,误差将变得比较大而不能忽略.
2.1.1 牛顿第一定律 1.内容
任何物体都将保持静止或匀速直线运动的状态,直到作 用在它上面的力迫使它改变这种状态为止,其数学表达式为
2021届高考物理三轮复习强化训练：牛顿运动定律综合应用
2021届高考物理三轮强化-牛顿运动定律综合应用1.最早根据实验提出力不是维持物体运动原因的科学家是( )A.亚里士多德B.牛顿C.笛卡尔D.伽利略2.伽利略在研究自由落体运动时,设计了如图所示的斜面实验。
下列哪些方法是他在这个实验中采用过的( )A.用秒表计时B.用打点计时器打出纸带进行数据分析C.改变斜面倾角,比较各种倾角得到的x与t的平方成正比,然后将斜面实验的结果合理"外推",说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动D.改变斜面倾角,比较各种倾角得到的v与t成正比,然后将斜面实验的结果合理"外推",说明自由落体运动是特殊的匀变速直线运动3.关于运动和力的关系,下列说法正确的是( )A.当物体所受合外力不变时,运动状态一定不变B.当物体所受合外力为零时,速度大小一定不变C.当物体运动轨迹为直线时,所受合外力一定为零D.当物体速度为零时,所受合外力一定为零4.下列对牛顿第一定律的理解正确的是( )A.牛顿第一定律是说当弹簧的劲度系数一定时,弹簧的弹力与形变量成正比B.牛顿第一定律表明物体有保持原来运动状态不变的性质C.选择不同的参考系时物体的运动状态不同,但牛顿第一定律总是成立D.可以用实验直接验证牛顿第一定律5.用40 N的水平力F拉一个静止在光滑水平面上、质量为20 kg的物体,力F作用3 s后撤去,则第5 s末物体的速度和加速度的大小分别是( )A.6m/s v =,0a =B.10m/s v =,22m/s a =C.6m/s v =,22m/s a =D.10m/s v =,0a =6.如图所示,有一光滑斜面倾角为 θ,放在水平面上,用固定的竖直挡板A 与斜面夹住一个光滑球,球质量为m 。
若要使球对竖直挡板无压力,球连同斜面应一起( )A.水平向右加速,加速度tan a g θ=B.水平向左加速,加速度tan a g θ=C.水平向右减速,加速度sin a g θ=D.水平向左减速,加速度sin a g θ=7.如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m 1和m 2.拉力F 1和F 2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F 1 > F 2,试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T 的大小为( )A. 12F F +B.1112F m m m + C.2212F m m m + D. 211212F m F m m m ++ 8.如图所示,质量分别为M 和m 的物块由相同的材料制成,且M m >,将它们用通过轻而光滑的定滑轮的细线连接。
高考物理牛顿运动定律的技巧及练习题及练习题(含答案)
高考物理牛顿运动定律的技巧及练习题及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．如图所示，质量M=0.5kg 的长木板A 静止在粗糙的水平地面上，质量m=0.3kg 物块B(可视为质点)以大小v 0=6m/s 的速度从木板A 的左端水平向右滑动，若木板A 与地面间的动摩擦因数μ2=0.3，物块B 恰好能滑到木板A 的右端．已知物块B 与木板A 上表面间的动摩擦因数μ1=0.6．认为各接触面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s 2．求：(1)木板A 的长度L ；(2)若把A 按放在光滑水平地面上，需要给B 一个多大的初速度，B 才能恰好滑到A 板的右端；(3)在(2)的过程中系统损失的总能量． 【答案】(1) 3m (2) 2.410/m s (3) 5.4J 【解析】 【详解】(1)A 、B 之间的滑动摩擦力大小为：11= 1.8f mg N μ= A 板与地面间的最大静摩擦力为：()22= 2.4f M m g N μ+= 由于12f f <，故A 静止不动B 向右做匀减速直线运动.到达A 的右端时速度为零，有：202v aL =11mg ma μ=解得木板A 的长度 3L m =（2）A 、B 系统水平方向动量守恒，取B v 为正方向，有 ()B mv m M v =+物块B 向右做匀减速直线运动22112B v v a s -=A 板匀加速直线运动 12mg Ma μ=2222v a s =位移关系12s s L -= 联立解得 2.410/B v m s = （3）系统损失的能量都转化为热能1Q mgL μ=解得 5.4Q J2．在机场可以看到用于传送行李的传送带，行李随传送带一起前进运动。
如图所示，水平传送带匀速运行速度为v=2m/s ，传送带两端AB 间距离为s 0=10m ，传送带与行李箱间的动摩擦因数μ=0.2，当质量为m=5kg 的行李箱无初速度地放上传送带A 端后，传送到B 端，重力加速度g 取10m/2；求：(1)行李箱开始运动时的加速度大小a ； (2)行李箱从A 端传送到B 端所用时间t ； (3)整个过程行李对传送带的摩擦力做功W 。
全国高中物理竞赛牛顿运动定律训练题答案
练习1解析 在水平力F 作用下，若A 和B 能相对于C 静止，则它们对地必有相同的水平加速度.而A 在绳的张力作用下只能产生水平向右的加速度，这就决定了F 只能水平向右，可用整体法来求，而求张力必须用隔离法.取物体系为研究对象，以地为参考系，受重力（m A +m B +m C ）g ，推力F 和地面的弹力N ，如图所示，设对地的加速度为a ，则有：a m m m F C B A )(++=…………① 隔离B ，以地为参考系，受重力m B g 、张力T 、C 对B 的弹力N B ，应满足：g m T a m N B B B ==绳子的张力,…………②隔离A ，以地为参考系，受重力m A g,绳的张力T ，C 的弹力N A ，应满足；N A =m A g …………③ T=m A a …………④当绳和滑轮的质量以及摩擦都不计时，由②、④两式解出加速度g m m a AB= 代入①式可得：g m m m m m F AC B A B )(++=练习2解析 盒下落过程可用整体法研究，下落后弹簧的形变情况应用隔离小球研究，盒起跳时可隔离盒研究。
在盒与桌面发生碰撞之前，小球仅受重力作用，着地时速度为：gh v 2=.碰撞后盒静止，球先压缩下面的弹簧，同时拉上面的弹簧，当小球向下的速度减为零后，接着又向上运动，在弹簧原长位置上方x 处，小球的速度又减为0，则在此过程中，对小球有：2221221kx mgx mv ⨯+= 把盒隔离出来，为使盒能跳起来，需满足：).21(2:2mMk Mg h Mg kx +=>代入上式可解得 练习3解析 为了使搭成的单孔桥平衡，桥孔两侧应有相同的积木块，从上往下计算，使积木块均能保证平衡，要满足合力矩为零，平衡时，每块积木块都有最大伸出量，则单孔桥就有最大跨度，又由于每块积木块都有厚度，所以最大跨度与桥孔高度存在一比值. 将从上到下的积木块依次计为1、2、…、n ，显然第1块相对第2块的最大伸出量为21L x =∆ 第2块相对第3块的最大伸出量为2x ∆，则224)2(222⨯==∆⋅∆-=∆⋅L L x G x Lx G同理可得第3块的最大伸出量323⨯=∆L x ……最后归纳得出nL x n ⨯=∆2 所以总跨度h xk n n32.11291=∆=∑=跨度与桥孔高的比值为 258.1932.11==hh H k 练习4解析：火箭喷气时，要对气体做功，取一个很短的时间，求出此时间内，火箭对气体做的功，再代入功率的定义式即可求出火箭发动机的功率.选取在△t 时间内喷出的气体为研究对象，设火箭推气体的力为F ，根据动量定理，有 F △t=△m ·v 因为火箭静止在空中，所以根据牛顿第三定律和平衡条件有F=Mg 即 Mg ·△t=△m ·v △t=△m ·v/Mg对同样这一部分气体用动能定理，火箭对它做的功为： 221mv W ∆=所以发动机的功率 MgV Mg mV mv t W P 21)/(212=∆∆=∆=练习5解析：在下落过程中链条作用于地面的压力实质就是链条对地面的“冲力”加上落在地面上那部分链条的重力.根据牛顿第三定律，这个冲力也就等于同一时刻地面对链条的反作用力，这个力的冲量，使得链条落至地面时的动量发生变化.由于各质元原来的高度不同，落到地面的速度不同，动量改变也不相同.我们取某一时刻一小段链条（微元）作为研究对象，就可以将变速冲击变为恒速冲击.设开始下落的时刻t=0，在t 时刻落在地面上的链条长为x ，未到达地面部分链条的速度为v ，并设链条的线密度为ρ.由题意可知，链条落至地面后，速度立即变为零.从t 时刻起取很小一段时间△t ，在△t 内又有△M=ρ△x 落到地面上静止.地面对△M 作用的冲量为I t Mg F ∆=∆∆-)( 因为 0≈∆⋅∆t Mg所以 x v v M t F ∆=-⋅∆=∆ρ0 解得冲力：t x vF ∆∆=ρ，其中tx ∆∆就是t 时刻链条的速度v ， 故 2v F ρ= 链条在t 时刻的速度v 即为链条下落长为x 时的即时速度，即v 2=2g x ，代入F 的表达式中，得 gx F ρ2= 此即t 时刻链对地面的作用力，也就是t 时刻链条对地面的冲力. 所以在t 时刻链条对地面的总压力为 .332LMgxgx gx gx N ==+=ρρρ 练习6解析：求盘对绳的法向支持力线密度也就是求盘对绳的法向单位长度所受的支持力.因为盘与绳间光滑接触，则任取一小段绳，其两端受的张力大小相等，又因为绳上各点受的支持力方向不同，故不能以整条绳为研究对象，只能以一小段绳为研究对象分析求解.在与圆盘接触的半圆形中取一小段绳元△L ，△L 所对应的圆心角为△θ，如图所示，绳元△L 两端的张力均为T ，绳元所受圆盘法向支持力为△N ，因细绳质量可忽略，法向合力为零，则由平衡条件得：2sin 22sin 2sinθθθ∆=∆+∆=∆T T T N当△θ很小时，22sin θθ∆≈∆ ∴△N=T △θ 又因为 △L=R △θ则绳所受法向支持力线密度为 RTR T L N n =∆∆=∆∆=θθ ① 以M 、m 分别为研究对象，根据牛顿定律有 Mg －T=Ma ② T －mg=m a ③ 由②、③解得： mM MmgT +=2将④式代入①式得：Rm M Mmgn )(2+=练习7解析：若要直接求整个圆对质点m 的万有引力比较难，当若要用到圆的对称性及要求所受合力为零的条件，考虑大、小圆环上关于切点对称的微元与质量m 的相互作用，然后推及整个圆环即可求解.如图3—10所示，过切点作直线交大小圆分别于P 、Q 两点，并设与水平线夹角为α，当α有微小增量时，则大小圆环上对应微小线元αα∆⋅=∆∆⋅=∆2221r L R L其对应的质量分别为 αρρ∆⋅=∆=∆21111R l mαρρ∆⋅=∆=∆22222r l m 由于△α很小，故△m 1、△m 2与m 的距离可以认为分别是 ααc o s 2c o s 221r r R r ==所以△m 1、△m 2与m 的万有引力分别为222222212111)cos 2(2,)cos 2(2ααρααρr mR G r m Gm F R m R G r m Gm F ∆⋅=∆=∆∆⋅=∆=∆ 由于α具有任意性，若△F 1与△F 2的合力为零， 则两圆环对m 的引力的合力也为零， 即2221)cos 2(2)cos 2(2ααρααρr mr G R m R G ∆⋅=∆⋅ 解得大小圆环的线密度之比为：rR =21ρρ 练习8解析 因题目中没有给出具体数值，所以精糙斜面上物块的运动趋势就不能确定，应考虑两种可能。
2020高中物理竞赛—力学篇(基础版)03牛顿运动定律(共24张PPT)
2 R cos 2 R sin
对给定的ω、R 和θ，μ不能
小于此值，否则最大静摩擦力 不足以维持m在斜面上不动。
例3、质量为m的小球，在水中受的浮力为常力F，当它从静止
开始沉降时，受到水的粘滞阻力为f=kv(k为常数），证明小球
在水中竖直沉降的速度v与时间t 的关系为
v
mg
F
(1
kt
em
4、说明：
要确定一个参考系是否惯性系，只能依 靠观察和实验。
1)太阳系可以认为是惯性系； 2)相对于惯性系作匀速运动的参考 系是惯性系； 3)地球可近似认为是一个惯性系。
二、力学相对性原理
1、速度的相对性
加速度的变换 v u v
d v d v a a dt dt
2、力学相对性原理
F
ma
虎克定律：在弹性限度内，弹性 力的大小与弹簧的伸长量成正比， 方向指向平衡位置
f kx
三、摩擦力
1、定义
两个物体相互接触，由于有相对运动或者相对运动的趋势， 在接触面处产生的一种阻碍物体运动的力，叫做摩擦力。
2、静摩擦力
物体没有相对运动，但有相对运动的趋势
最大静摩擦力
Fmax 0FN
3、滑动摩擦力
•牛顿运动三大定律：《自然科学的数学 原理》中含有牛顿运动三条定律和万有引 力定律，以及质量、动量、力和加速度等 概念。
•光学贡献：牛顿发现色散、色差及牛顿 环，他还提出了光的微粒说。
•反射式望远镜的发明
我不知道世人将如何看我，但是，就我自己看来，我好象不过是 一个在海滨玩耍的小孩，不时地为找到一个比通常更光滑的贝壳 而感到高兴，但是，有待探索的真理的海洋正展现在我的面前。
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2021届高考物理三轮复习强化训练：应用牛顿运动定律解决问题
2021届高考物理三轮强化—应用牛顿运动定律解决问题1.如图所示,一个小球放在固定斜面体的光滑斜面上,用平行于斜面向上的拉力拉着,小球保持静止,现将拉力在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到竖直方向,小球始终保持静止,则在转动的过程中,关于拉力及斜面体对小球的弹力,下列判断正确的是( )A. 拉力一直变小B. 拉力先变小后变大C. 弹力一直变小D. 弹力一直变大2.如图所示，轻绳两端分别与A C、两物体相连接，A B C2kg++=，物体M M Mμ=，最大静摩擦力A与B、B与C及C与地面间的动摩擦因数均为0.1等于滑动摩擦力，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。
若要用力将物体C 拉动，则作用在物体C上水平向左的拉力最小为（取2g=)( )10 m/sA.6 NB.8 NC.10 ND.12 N3.如图，通过细绳拴在一重物上的氢气球，在水平向右的风力作用下处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角为θ.已知风力大小正比于风速，则当风速改变，重物、气球仍静止时，始终保持不变的是（）A.地面对重物的支持力B.地面对重物的摩擦力C.细绳对重物的拉力D.细绳与竖直方向的夹角4.如图所示，用一轻绳将光滑小球系于竖直墙壁上的O点，现用一细杆压在轻绳上紧贴墙壁从O点缓慢下移，下列说法正确的是( )A.轻绳对小球的拉力逐渐减小B.轻绳对小球的拉力逐渐增大C.小球对墙壁的压力逐渐减小D.小球对墙壁的压力保持不变5.如图所示，在固定的光滑斜面上，叠放着A B、两物体，一起沿斜面由静止开始下滑，已知B的上表面水平，则在下滑过程中（）A.A不受摩擦力的作用B.B对A的弹力不做功C.A对B做正功D.B对A的作用力垂直于斜面向上6.如图所示，物块 A 放在倾斜的木板上，改变木板与水平面之间的夹角θ，发现当30θ=︒和45θ=︒时物块 A 所受的摩擦力大小恰好相等，则物块A 与木板之间的动摩擦因数为（ ）A.127.一根劲度系数为 k 的轻弹簧，质量均为 m 的A B 、静止不动时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为 θ。
高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律知识点训练含答案(3)
高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律知识点训练含答案(3)一、选择题1．如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D 为弹射装置，AB 是长为21m 的水平轨道，倾斜直轨道BC 固定在竖直放置的半径为R =10m 的圆形支架上，B 为圆形的最低点，轨道AB 与BC 平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D 的作用下，以v 0=10m/s 的速度滑上轨道AB ，并恰好能冲到轨道BC 的最高点．已知小车在轨道AB 上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC 光滑，则小车从A 到C 的运动时间是（ ）A ．5sB ．4.8sC ．4.4sD ．3s2．随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐运动．如图所示，某人从高出水平地面h 的坡上水平击出一个质量为m 的高尔夫球，由于恒定的水平风力作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L 的A 穴，则（ ）A ．球被击出后做平抛运动B 2h gC ．球被击出后受到的水平风力大小为mgLhD ．球被击出时的初速度大小为2g h3．如图所示，质量为m 的小物块以初速度v 0冲上足够长的固定斜面，斜面倾角为θ，物块与该斜面间的动摩擦因数μ>tanθ，（规定沿斜面向上方向为速度v 和摩擦力f 的正方向）则图中表示该物块的速度v 和摩擦力f 随时间t 变化的图象正确的是（）A．B．C．D．4．下列关于超重和失重的说法中，正确的是（）A．物体处于超重状态时，其重力增加了B．物体处于完全失重状态时，其重力为零C．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了D．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化5．如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4．现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为( )（g取10m/s2）A．1J B．1.6J C．2J D．4J6．如图所示，质量为m的小球用水平轻质弹簧系住，并用倾角θ＝37°的木板托住，小球处于静止状态，弹簧处于压缩状态，则( )A．小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上B．弹簧弹力不可能为34 mgC．小球可能受三个力作用D．木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg7．如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O；整个系统处于静止状态；现将细绳剪断，将物块a的加速度记为a1，S1和S2相对原长的伸长分别为∆x1和∆x2，重力加速度大小为g，在剪断瞬间（）A ．a 1=gB ．a 1=3gC ．∆x 1=3∆x 2D ． ∆x 1=∆x 28．甲、乙两球质量分别为1m 、2m ,从同一地点(足够高)同时静止释放．两球下落过程中所受空气阻力大小f 仅与球的速率v 成正比,与球的质量无关,即f=kv(k 为正的常量),两球的v−t 图象如图所示,落地前,经过时间0t 两球的速度都已达到各自的稳定值1v 、2v ,则下落判断正确的是( )A ．甲球质量大于乙球B ．m 1/m 2=v 2/v 1C ．释放瞬间甲球的加速度较大D ．t 0时间内，两球下落的高度相等9．如图甲所示，在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器，传感器下方挂上一轻质弹簧，弹簧下端挂一质量为m 的小球，若升降机在匀速运行过程中突然停止， 并以此时为零时刻，在后面一段时间内传 感器显示弹簧弹力F 随时间t 变化的图象 如图乙所示，g 为重力加速度，则（ ）A ．升降机停止前在向下运动B ．10t -时间内小球处于失重状态，12t t -时间内小球处于超重状态C ．13t t -时间内小球向下运动，动能先增大后减小D ．34t t -时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量10．如图所示，倾角为θ的光滑斜面体始终静止在水平地面上,其上有一斜劈A,A 的上表面水平且放有一斜劈B ，B 的上表面上有一物块C ，A 、B 、C 一起沿斜面匀加速下滑。
高三物理一轮复习必考部分第3章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律牛顿第三定律课时强化练
牛顿第一定律牛顿第三定律(限时：40分钟)A级跨越本科线1．关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是( ) 【导学号：】A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态D．物体的运动方向与它所受的合力的方向一定相同B 力是改变物体运动状态的原因，只要物体受力(合力不为零)，它的运动状态就一定会改变，A错误，B正确；物体不受力或合力为零，其运动状态一定不变，处于静止或匀速直线运动状态，C错误；物体的运动方向与它所受合力方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，D错误．2．在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献．以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是( )A．人在沿直线加速前进的车厢内竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方B．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受的力越大则速度就越大C．把手中皮球由静止释放后，球将加速下落，说明力改变了皮球的惯性D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”【答案】 A3．关于惯性的认识，以下说法正确的是( )A．物体受到力的作用后，运动状态发生改变，惯性也随之改变B．置于光滑水平面上的物体即使质量很大也能被拉动，说明惯性与物体的质量无关C．让物体的速度发生改变，无论多快，都需要一定时间，这是因为物体具有惯性D．同一物体沿同一水平面滑动，速度较大时停下来的时间较长，说明惯性与速度有关C 惯性大小与物体的运动状态无关，与物体受力情况无关，只由物体的质量决定，故A、B、D均错误；要改变物体的运动状态，必须有外力作用一定的时间，C正确．4．(多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( ) 【导学号：】A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动AD 物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质，或者说是物体抵抗运动状态变化的性质，选项A正确；没有力的作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，选项B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态，选项C错误；运动物体如果没有受到力的作用，根据牛顿第一定律可知，物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去，选项D正确．5．(2017·南京检测)某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是( )A．只有在桶匀速上升的过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力B．不管桶匀速上升还是加速上升，绳子对桶的拉力都等于桶对绳子的拉力C．不管桶匀速上升还是加速上升，绳子对桶的拉力都大于桶的重力D．只要桶能上升，人对绳子的拉力就大于桶对绳子的拉力B 绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，不管桶匀速上升还是加速上升，大小都相等，A项错、B项对；当桶匀速上升时，绳子对桶的拉力和桶的重力才是一对平衡力，若桶加速上升，绳子对桶的拉力才大于桶的重力，C项错；因为不计绳子的重力，人对绳子的拉力总等于桶对绳子的拉力，D项错．6．(多选)我国《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，这是因为( )【导学号：】A．系好安全带可以减小惯性B．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响C．系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害D．系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害BD 惯性的大小由物体的质量完全决定，与其他因素无关，B正确，A错误；系好安全带是防止因人的惯性而造成对人的伤害，D正确，C错误．7．(2017·福建六校联考)图318是用“长征四号丙”运载火箭发射卫星的照片．关于卫星与火箭上天的情形叙述正确的是( )图318A．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推力B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D．卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用A 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，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气提供的，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；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，即卫星吸引地球，地球吸引卫星，这是一对作用力与反作用力，故选项D错误．8．如图319所示，家用吊扇对悬挂点有拉力作用，正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动时相比 ( )【导学号：】图319A．变大B．变小C．不变D．无法判断B 吊扇不转动时，吊扇对悬点的拉力大小等于吊扇的重力，吊扇旋转时对空气有向下的压力．根据牛顿第三定律，空气也对吊扇有一个向上的反作用力，使得吊扇对悬点的拉力减小，B正确．9．就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是 ( ) A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机，这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到转弯的目的C 采用了大功率的发动机后，可以提高车速，但功率的大小与惯性无关，只要质量不变，惯性就不变，故A错；惯性与运动距离无关，故B错；摘下或加挂车厢，会使列车的质量增大或减小，惯性发生变化，故C对；摩托车转弯时，身体稍微向里倾斜是改变其受力情况，惯性与力无关，故D错．10．在一次交通事故中，一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动，结果车厢上的钢材向前冲出，压扁驾驶室．关于这起事故原因的物理分析正确的是( )A．由于车厢上的钢材有惯性，在汽车制动时，钢材继续向前运动，压扁驾驶室B．由于汽车紧急制动，使其惯性减小，而钢材惯性较大，所以继续向前运动C．由于车厢上的钢材所受阻力太小，不足以克服其惯性，所以继续向前运动D ．由于汽车制动前的速度太大，汽车的惯性比钢材的惯性大，在汽车制动后，钢材继续向前运动A 载有30吨“工”字形钢材的汽车的惯性没有钢材的惯性大，在紧急制动时，由于钢材的惯性，钢材继续向前运动，从而压扁驾驶室，A 正确，D 错误；汽车及其上钢材惯性的大小由其质量大小决定；惯性的大小不会因汽车制动而减小，也不会由阻力来克服，故B 、C 均错误．B 级 名校必刷题11．月球表面上的重力加速度为地球表面的重力加速度的16.对于同一个飞行器，在月球表面上时与在地球表面上时相比较( ) 【导学号：】A ．惯性减小为在地球表面时的16，重力不变 B ．惯性和重力都减小为在地球表面时的16C ．惯性不变，重力减小为在地球表面时的16D ．惯性和重力都不变C 因为同一个物体的质量与它所在位置及运动状态无关，所以这个飞行器从地球到月球，其惯性大小不变，物体的重力发生变化，这个飞行器在月球表面上的重力为G 月＝mg月＝m ·16g 地＝16G 地，选项C 正确． 12．如图3110所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦．初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮．下列说法中正确的是( )图3110A ．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮B ．若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮C ．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮D ．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮A 由于滑轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，若甲的质量大，则由甲拉绳子的力等于乙受到的绳子拉力，得甲攀爬时乙的加速度大于甲，所以乙会先到达滑轮，选项A 正确，选项B 错误；若甲、乙的质量相同，甲用力向上攀爬时，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，甲、乙具有相同的加速度和速度，所以甲、乙应同时到达滑轮，选项C 、D 错误．13．如图3111所示，用细线将A 物体悬挂在顶板上，B 物体放在水平地面上．A 、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N．则细线的拉力及B对地面的压力分别是( )图3111A．8 N和0 N B．5 N和7 NC．5 N和3 N D．7 N和7 NC 对A由平衡条件得T－G A－kx＝0，解得T＝G A＋kx＝3 N＋100×0.02 N＝5 N，对B 由平衡条件得kx＋N－G B＝0，解得N＝G B－kx＝5 N－100×0.02 N＝3 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3 N，故选项C正确．14．两个木块A、B由同种材料制成，m A>m B，并随木板一起以相同速度向右匀速运动，如图3112所示，设木板足够长，当木板突然停止运动后，则( ) 【导学号：】图3112A．若木板光滑，由于A的惯性大，故A、B间距离将增大B．若木板粗糙，由于A受阻力大，故B可能与A相碰C．无论木板是否光滑，A、B间距离将保持不变D．无论木板是否光滑，A、B两物体一定能相碰C 若木板上表面光滑，木板停止运动时，两木块以相同的速度继续向前匀速运动，能保持其间距离不变；若木板上表面粗糙，木板停止运动时，两木块以相同的初速度向前做匀减速运动，由v20＝2ax，a＝μg可知，A、B两木板在匀减速的过程中，间距也将保持不变，故只有C正确．15．A是用绳拴在车厢底部的氢气球，B是用绳挂在车厢顶部的金属球，开始时它们和车厢一起向右做匀速直线运动，若突然刹车使车厢做匀减速运动，则下列选项中能正确表示刹车期间车内情况的是( )D 开始时金属球、车厢内空气及氢气球有向右的相同速度，突然刹车使车厢做减速运动时，由于金属球比车厢内同体积的空气质量大，惯性大，运动状态不易改变，相对车厢向右运动，因此B向右偏，B、C两项均错；氢气球比同体积的空气质量小，惯性小，运动状态容易改变，相对车厢向左运动，因此A向左偏，A项错，D项对．。
物理竞赛 第三章牛顿运动定律
哪些参考系是惯性系呢？ •只能靠实验来确定 •相对已知惯性系匀速运动的参考系也是惯性系 •目前惯性系的认识情况是
最好的惯性系：
FK4系 是由1535个恒星平均静止 位形作为基准的参考系
太阳
稍好点的惯性系：
一般工程上可用的惯性系 地球(地心或地面)
（2）非惯性参照系：
凡牛顿第一定律不成立的参照系统称为非惯性参 性系，一切相对于惯性参照系做加速运动的参照 系都是非惯性参照系。在考虑地球转动时，地球 就是非惯性系。 在非惯性系中，物体运动不遵循牛顿第二定律， 但在引入“惯性力”的概念以后，就可以利用牛 顿第二定律的形式来解决动力学问题了。
从地面上观察，小球将做与小 车同向的加速运动． 小车上观察，小球将相对于小 车静止．
因为小球在水平方向上受弹力作用，所以小球相对 于小车的静止不符合牛顿第二定律
（1）惯性参照系：
在这个参照系中观察，一个不受力作用的物体将 保持静止或匀速直线运动状态，这样的参照系就 叫做惯性参照系，简称惯性系。由于地球在自转 的同时又绕太阳公转，所以严格地讲，地面不是 一个惯性系。在一般情况下，我们可不考虑地球 的转动，且在研究较短时间内物体的运动，我们 可以把地面参照系看作一个足够精确的惯性系。
第三章
牛顿运动定律
(一)惯性系和非惯性系
问题1：在平直轨道上运动的火车中，有一张水平的 表面光滑的小桌子，桌上有一个小球，如图所示， 如果火车向前加速运动，以火车为参考系，小球做 什么运动？
以车厢为参考系， 小球向后加速运动
F
G
a a
FN
所以小球相对于小车的运动不符合牛顿第一定律．
问题2：如图2所示，用弹簧将小球固定于小车内 的光滑水平桌面上，当小车恒定加速度a做直线运 动时，从地面上观察，小球如何运动？从小车上 观察，小球如何运动？弹簧处于什么状态？
全国高中物理竞赛牛顿运动定律
竞赛专题二牛顿运动定律宋善炎严娇【基本知识】一、惯性系和牛顿运动定律1、惯性系牛顿定律成立的参考系叫惯性系。
一切相对惯性系作匀速直线运动的参考系也是惯性系。
实验证明：地球参考系可以近似看做惯性系。
相对地面静止或匀速直线运动物体上的参考系可视为惯性系。
2、牛顿运动定律（1）牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其他物体的作用迫使它改变这种状态为止。
任何物体都有保持自已原有运动状态不变的性质叫惯性。
惯性是物体固有的属性，可用质量来量度，惯性是维持物体运动状态的原因，力是物体运动状态变化的原因．（2）牛顿第二定律：在外力作用下，物体所获得的加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同，其数学表达式为F ma该定律只适用于质点或做平动的物体，只在惯性系中成立，遵从力的独立性原理（叠加原理）：作用在质点上的每一个力都各自产生对应的加速度，即F i m a如在直角坐标系中，有分量式F x ma x F y ma y F z ma z在自然坐标系中，则有：F ma m dv, F manm v2 dt n由加速度的定义，可以给出第二定律的微分形式m dv m d2r（ 3）牛顿第三定律Fdt dt 2当物体 A 以F1作用在物体 B 上时，物体 B 也必同时以F2作用在物体B上， F1和 F2在同一直线上，大小相等而方向相反，数学表达式为F1F2牛顿三定律只适用于宏观、低速（远小于光速）的机械运动。
v3、牛顿定律在曲线中的应用（ 1）物体作曲线运动的条件：物体的初速度不为零，受到的合外力与初速F 度不共线且指向曲线“凹侧”。
如图该时刻物体受到的合外力 F 与速度的夹角为满足的条件是 0o180o图 1，。
（2）圆周运动物体做匀速圆周运动的条件是，物体受到始终与速度方向垂直、沿半径指向圆心、大小恒定的力作用，其大小是F v 2m2Rma n mR变速圆周运动中，合外力在法线方向和切向方向都有分量，法向分量产生向心加速度v22R F r ma r v F n ma n m m，切向分量产生切向加速度m。
高中物理牛顿运动定律技巧(很有用)及练习题
高中物理牛顿运动定律技巧(很有用)及练习题一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。
如图所示，传送带与水平方向成37度角，顺时针匀速运动的速度v ＝4m/s 。
B 、C 分别是传送带与两轮的切点，相距L ＝6.4m 。
倾角也是37︒的斜面固定于地面且与传送带上的B 点良好对接。
一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一质量m ＝1kg 的工件（可视为质点）。
用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0＝8m/s ，A 、B 间的距离x ＝1m ，工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同，均为μ＝0.5，工件到达C 点即为运送过程结束。
g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： （1）弹簧压缩至A 点时的弹性势能；（2）工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间；（3）工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。
【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J 【解析】 【详解】（1）由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：2P 01sin 37cos372E mgx mgx mv μ︒︒=++解得：E p ＝42J（2）工件在减速到与传送带速度相等的过程中，加速度为a 1，由牛顿第二定律得：1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=解得：a 1＝10m/s 2工件与传送带共速需要时间为：011v vt a -= 解得：t 1＝0.4s工件滑行位移大小为：220112v v x a -=解得：1 2.4x m L =<因为tan 37μ︒<，所以工件将沿传送带继续减速上滑，在继续上滑过程中加速度为a 2，则有：2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=解得：a 2＝2m/s 2假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落，则运动时间为：22v ta =解得：t 2＝2s工件滑行位移大小为：23?1n n n n n 解得：x 2＝4m工件运动到C 点时速度恰好为零，故假设成立。
高考物理三轮提分训练专题三牛顿运动定律(含答案)
专题三牛顿运动定律一、选择题1．(仿2012新课标全国高考，14T)牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础．它的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去一千多年中最杰出的科学巨人之一．下列说法中正确的是()．A．牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例B．牛顿第二定律在非惯性系中不成立C．两物体之间的作用力和反作用力是一对平衡力D．为纪念牛顿，人们把“力”定义为基本物理量，其基本单位是“牛顿”解析牛顿第一定律是独立的物理学定律，并不是牛顿第二定律的一种特例，A错误；牛顿第二定律成立的条件是宏观、低速、惯性系，在非惯性系中不成立，B正确；两物体之间的作用力与反作用力是分别作用在两个物体上，并不是一对平衡力，C错误；为纪念牛顿，人们把“力”的单位规定为“牛顿”，力不是基本物理量，D错误．答案 B2．(仿2013新课标全国高考Ⅰ，21T)如图3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的平方随位置坐标变化的关系图象如图4所示，g＝10 m/s2.下列选项中正确的是()．图3图4A．2 s～3 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0.3解析由运动学公式v2－v20＝2ax可知，v2-x图象中前5 m图线的斜率为2a，所以在前5 m内，物块以10 m/s2的加速度做减速运动，减速时间为1 s．5 m～13 m的运动过程中，物块以4 m/s2的加速度做加速运动，加速时间为2 s，即物块在1 s～3 s内做加速运动，A错误，B正确．根据牛顿第二定律可知，在减速的过程中，F＋μmg＝ma1，加速过程中F－μmg＝ma2，代入数据可解得F＝7 N，μ＝0.3，所以C错误，D正确．答案BD3．(仿2013新课标全国高考Ⅱ，14T)如图5所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块，物块从高处自由下落到弹簧上端点O，将弹簧压缩，弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零．从物块与弹簧接触开始，物块加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是下图中的()．图5解析物块从接触弹簧到弹簧被压缩到最短，物块受到弹力和重力两个力的作用，物块到达平衡位置之前，合外力向下，由牛顿第二定律得：mg－kx＝ma1，得：a1＝g－km x物块到达平衡位置之后，合外力向上，由牛顿第二定律得：kx－mg＝ma2，得：a2＝km x－g可见，物块到达平衡位置前后，a-x图象均为直线，且斜率的绝对值相等，物块刚接触弹簧时加速度为重力加速度．由于物块从弹簧上端落下来，故到其速度减为零时，加速度大于重力加速度．设物块到达平衡位置时弹簧压缩了x1，物块速度减为零时弹簧压缩了x0，这时有：x1＝mgk，a2＝km x0－g>g，x0>2mgk，所以x1<12x0，图象D正确．答案 D4．(仿2013安徽高考，14T)质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上，一水平恒力F作用在其上促使质量为m的小球静止在圆槽上，如图6所示，则()．图6A．小球对圆槽的压力为MF M＋mB．小球对圆槽的压力为mFM＋mC．水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力增大D．水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力减小解析由整体法可求得系统的加速度a＝FM＋m，小球对圆槽的压力F N＝m g2＋a2＝m g2＋F2(M＋m)2，当F增大后，F N增大，只有选项C正确．答案 C二、计算题5．(仿2013·新课标全国高考Ⅱ，18T)如图7a所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探究物块在方向始终平行于斜面且指向A 端、大小为F＝8 N的力作用下的加速度与斜面倾角的关系．已知物块的质量m＝1 kg，通过DIS实验，得到如图b所示的加速度与斜面倾角的关系图线．若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.试问：图7(1)图b中图线与纵坐标交点a0是多大？(2)图b中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2，当斜面倾角处于这两个角度时摩擦力指向何方？说明在斜面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态．(3)如果木板长L＝2 m，倾角为37°，物块在F的作用下由O点开始运动，为保证物块不冲出木板顶端，力F 最多作用多长时间？(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)解析 (1)当木板水平放置时，物块的加速度为a 0，此时滑动摩擦力f ＝μmg ＝0.2×1×10 N ＝2 Na 0＝F －f m ＝6 m/s 2.(2)当斜面倾角为θ1时，摩擦力沿斜面向下；当斜面倾角为θ2时，摩擦力沿斜面向上．当θ1≤θ≤θ2时物块处于静止状态．(3)力F 作用时的加速度a 1＝F －mg sin 37°－μmg cos 37°m＝0.4 m/s 2 撤去力F 后的加速度大小a 2＝mg sin 37°＋μmg cos 37°m＝7.6 m/s 2 设物块不冲出木板顶端，力F 最长作用时间为t ，则撤去力F 时的速度v ＝a 1t ，位移x 1＝12a 1t 2撤去力F 后运动的距离x 2＝v 22a 2由题意得L ＝x 1＋x 2，代入数值解得t ≈3.1 s.答案 (1)6 m/s 2 (2)见解析 (3)3.1 s6．(仿2013安徽高考，22T)放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F 的作用，力F 的大小与时间t 的关系和物块速度v 与时间t 的关系如图8所示．重力加速度g ＝10 m/s 2.求：图8(1)物块在运动过程中受到的滑动摩擦力大小；(2)物块在3～6 s中的加速度大小；(3)物块与地面间的动摩擦因数．解析(1)由v-t图象可知，物块在6～9 s内做匀速运动，则F f＝F3由F-t图象知，6～9 s的推力F3＝4 N，故F f＝4 N.(2)由v-t图象可知，3～6 s内做匀加速运动，由a＝v t－v0t得a＝2 m/s2.(3)在3～6 s内，由牛顿第二定律有F2－F f＝ma得m＝1 kg，且F f＝μF N＝μmg.则μ＝F fmg＝0.4.答案(1)4 N(2)2 m/s2(3)0.4。
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高中物理竞赛强化练习三 牛顿运动定律
1.将一个粉笔头轻放在以 2 m/s 的恒定速度运动的水平传送带上后,传送带上留下一条长 为 4 m 的画线.若使该传送带改做匀减速运动,加速度大小为 1.5 m/S2,并且在传送带 开始做匀减速运动的同时, 将另一个粉笔头轻放在传送带上, 问该粉笔能在传送带留下一条 多长的画线?(1.0m)
2.如图所示,一个质量为 m 的小球沿着光滑抛物线 y=Ax2 的轨道从 h 米高处由静止
开始滑下,试求小球到达轨道底部时对轨道的压力. (mg(1+4Ah))
3.如图所示,C 为一个放在粗糙平面上的双斜面,其质量 mC=6.5kg,α=37o, β=53o.斜面顶端有一个滑轮,滑轮的质量及摩擦不计,A,B 两个滑块的质量分 别为 mA=2.0kg,mB=0.50kg,由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳相连.开始时, 设法使 A,B,C 都静止,轻绳伸直,然后用一个大小为 26.5N 的水平力向左 推 C,并同时释放 A,B,C.若 C 的加速度为 3.0m/s2,B 相对桌面无水平方向的位移(绳 子一直是绷紧的).试求 C 与桌面间的动摩擦因数 . (10/93)
4.质量为 m 的小木块放在倾角为θ的楔的斜面上,楔可在水平面上运动.木块与斜面 之间的静摩擦系数和滑动摩擦系数均为μ.开始时木块静止在斜面上,离地高为 h,现 让斜面楔以恒加速度 a 沿水平面向右运动,如图所示. (1)求加速度 a 在什么范围内,才能使木换沿斜面滑下?( g μ tan θ a ≤ gcotθ ) 1 + μ tan θ (2)设加速度 a 在上面求得的范围内,求木块从斜面楔开始运动起经多长时间落在水平 面上?
5.如图所示,传送带与地面倾角θ=37o,以 10 m/s 的速率逆时针转动,在传送带上端 A 上放一个质量 m=0.5 kg 的物体.它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从 A 到 B 的长度 l=16 m,则物体从 A 运送到 B 所需的时间为多少? (2s)
6.如图所示,将一单摆摆球拉至使摆线达水平位置,然后由静止释放摆球,求:(1)小球 的总加速度及摆线的张力和摆线偏离竖直线的偏转角θ的关系; (2)当小球速度的竖直分量 为最大时的摆线的张力;(3)小球总加速度矢量指向水平方向时的摆线与竖直方向的夹角 θ.
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7.如图所示,在一根没有重力的长度为 l 的棒的中点与端点上分别固定了两个质量分别为 m 和 M 的小球,棒沿竖直轴用铰链连接,棒以角速度ω匀速转动,试求棒竖直轴线间的夹 角θ
8.地球绕太阳做椭圆运动,已知轨道半长轴为 A,半短轴为 B,试求地球在椭圆轨 道各顶点处的速度大小及各顶点处的曲率半径.设太阳的质量为 M.
9.宇宙飞船在距火星表面 H 高处做匀速圆周运动,火星半径为 R.假设飞船在极短时间内 向外侧点火喷气,获得一径向速度,其大小为原来速度的 a 倍,因为 a 很小,所以飞船不会 与火星表面相碰.飞船喷气的质量忽略不计. (1)求飞船新轨道的近火星点高度 h1 和远火星点高度 h2; (2)设飞船原来飞行速度的大小为 vo,试计算新轨道运行周期 T
10.如图所示,半径为 R=0.5 m 的空心球绕其竖直直径旋转,角速度为 5 rad/s,在 球内离球底 R/2 高处有一小木块同球一起旋转.问: (1)实现这一情况所需的最小摩擦因数是多少? (2)如果ω=8 rad/s,实现这一情况的条件是什么?
11.如图所示,质量为 mA,mB 的两个物体 A,B,用细绳相连跨过光滑的滑轮,将 A 置于倾角为θ的斜面上,B 悬空,如果 A 在斜面上沿斜面加速向下滑动,问斜面作 用在高出地面的壁上的水平方向的力多大?斜面与地面间的摩擦不计.
12.设地球质量分布均匀,问一个物体下降到距离地球表面深度 h 为多少时. ,其重力加速 度为地面上重力加速度的 25%?
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13.图中,A,B 质量分别为 ml=1 kg,m2=2 kg.A 与小车擘的静摩擦因数μ=0.5, B 与小车间的摩擦不计,要使 B 与小车相好静止,小车的加速度应为多大?
14.气球下悬一软梯,总质量为 M,软梯上站一质量为 m 的人,共同在气球所受浮力 F 作 用下匀加速上升.若人以相对于软梯的加速度 a'上升,求: (1)人相对软梯加速上升时气球 的加速度. (2)讨论气球能继续加速上升的条件.
15.半径为 R 的轮子以恒定的速度 v 在水平面上沿直线作无滑动滚动.将一质量为 m 的小 石子轻轻地放到轮子的顶端.试问:经过多少时间小石子与轮子之间发生相对滑动?已知小 石子与轮子间的摩擦系数为μ.
16.如图所示,质量为 m 的重球 S 与细绳相连,A 端固定,C 端绕过滑轮并以匀速 v 拉动, 试求图示位置时 BC 绳的张力.不计绳和滑轮的质量以及滑轮的擦.
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