第三讲：牛顿运动定律 习案—2021届高中物理一轮复习

牛顿运动定律近三年真题统计命题热点1、力与运动的关系2、牛顿第二定律的综合应用（经典模型）3、牛顿运动定律在生产、生活中的应用知识与能力储备1、阅读理解与建模能力2、科学推理、科学论证能力3、分析综合能力、运动数学知识处理问题的能力一、真题赏析例题1、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-t 1时间内，v 增大，F N >mgB. t 1-t 2时间内，v 减小，F N >mgC. t 2-t 3时间内，v 增大，F N <mgD.t 2-t 3时间内，v 减小，F N >mg例题2、（2020北京）在无风的环境，某人在高处释放静止的篮球，篮球竖直下落；如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图）再释放，则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。

其原因是，转动的篮球在运动过程中除受重力外，还受到空气施加的阻力1f 和偏转力2f 。

这两个力与篮球速度v 的关系大致为：211f k v =，方向与篮球运动方向相反；22f k v =，方向与篮球运动方向垂直。

下列说法正确的是（ ） A. 1k 、2k 是与篮球转动角速度无关的常量B. 篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同C. 人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动D. 释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段水平直线运动二、牛顿第二定律的理解与应用1、瞬时性的理解例题3、如图所示，光滑斜面体固定在水平面上，倾角为30°，轻弹簧下端固定A 物体，A 物体质量为m ，上表面水平且粗糙，弹簧劲度系数为k ，重力加速度为g ，初始时A 保持静止状态，在A 的上表面轻轻放一个与A 质量相等的B 物体，随后两物体一起运动，则（ ） A ．当B 放在A 上的瞬间，A 、B 的加速度为4g B ．当B 放在A 上的瞬间，A 对B 的摩擦力为零 C ．A 和B 一起下滑距离2mgk时A 和B 的速度达到最大D ．当B 放在A 上的瞬间，A 对B 的支持力小于mg2、超重失重问题例题4、如图所示，表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上，质量相等的A 、B 两物体用一轻质弹簧连接着，B 的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面上的固定装置上，斜面的倾角为30°，当升降机突然处于完全失重状态，则A 、B 两物体的瞬时加速度大小和方向说法正确的是（ ） A ．12A a g =，方向沿斜面向下；B a g =，方向沿斜面向下 B ．0A a =，0B a = C ．0A a =；B a g =，方向沿斜面向下D ．3A a =，方向垂直斜面向右下方；B a g =方向竖直向下 2、极值临界问题例题5、如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x 与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x 与斜面倾角θ的关系如图乙所示， g 取10m/s 2，根据图象可求出( ) A ．物体的初速率v 0＝3m/sB ．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.75C ．取不同的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x 的最小值x 小＝1.44mD ．当某次θ＝300时，物体达到最大位移后将不会沿斜面下滑例题6、如图甲所示，水平面上有一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m 的小球。

斜面以加速度a 水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T 和N 。

若T -a 图象如图乙所示，AB 是直线，BC 为曲线，重力加速度g 取10m/s 2．则下列判断不正确的是（ ）A ．240m /s 3a =时，N =0 B ．小球质量m =0.1kg C ．斜面倾角θ的正切值为34D ．小球离开斜面之前，N =0.8＋0.06a （N ）三、牛顿运动定律处理多对象问题1、整体法与隔离法例题7、如图所示，两块长方体滑块A 和B 叠放在倾角为θ的斜面体C 上。

已知A 、B 质量分别为1m 和2m ，A 与C 的动摩擦因数为1μ，B 与A 的动摩擦因数为2μ。

两滑块A 、B 在斜面体上以相同加速度自由下滑，斜面体C 在水平地面上始终保持静止，则下列说法正确的是（ ） A ．斜面C 受到地面的静摩擦力方向水平向右 B ．滑块A 与斜面间的动摩擦因数1=tan μθC ．滑块A 受到斜面对其摩擦力的大小为()112cos m m g μθ+D ．滑块B 所受的摩擦力大小为22cos m g μθ例题8、如图所示，a 、b 、c 为三个质量均为m 的物块，物块a 真b 通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c 放在b 上．现用水平拉力作用于a ，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g ．下列说法正确的是（ 真 A ．该水平拉力大于轻绳的弹力 B ．物块c 受到的摩擦力大小为μmg C ．当该水平拉力增大为原来的32倍时，物块c 受到的摩擦力大小为12μmgD ．剪断轻绳后，在物块b 向右运动的过程中，物块c 受到的摩擦力大小为13μmg 2、接触面分离问题例题9、如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A真B真B 物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a真a真g）的匀加速运动，重力加速度为g，则下列说法不正确的是A．施加外力F大小恒为M真g真a真B．A真B分离时，弹簧弹力恰好为零C．A真B分离时，A上升的距离为() M g ak-D．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值3、滑板、滑块问题例题10、如图所示，A、B两物块的质量分别为3m和2m，两物块静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为12μ（μ≠0）。

最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现对B施加一水平推力F，则下列说法正确的是（）A．若F＝μmg，A、B间的摩擦力一定为零B．无论F为多大时，A相对B都不会滑动C．当F＝3μmg时，A的加速度为μgD．若去掉B上的力，而将F＝3μmg的力作用在A上，则B的加速度为0.1gμ例题11、如图a所示,质量为M=1kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度v0=2.0m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为0.2，μ=在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F，当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F,得到1Fs-的关系如图b所示，当恒力F=0N时,物块恰不会从木板的右端滑下．将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2，试求: (1)求木板长度；(2)要使物块不从木板上滑下,恒力F的范围；(3)图b中CD为直线,求该段的1Fs的函数关系式．例题12、如图所示，为传送带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ=37°真A、B两端相距L=5.0m，质量为M=10kg的物体以v0=6.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5。

传送带顺时针运转的速度v=4.0m/s真真g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）求：真1）物体从A点到达B点所需的时间；真2）若传送带顺时针运转的速度可以调节，要使物体能到达B点，传送带速率应满足什么条件？物体从A点到达B点的最短时间是多少？(其他条件不变)牛顿运动定律习案答案例题1、分析：A ．由于s -t 图像的斜率表示速度，可知在0-t 1时间内速度增加，即乘客的加速度向下，处于失重状态，则F N <mg ，选项A 错误； B ．在t 1-t 2时间内速度不变，即乘客的匀速下降，则F N =mg，选项B 错误；CD ．在t 2-t 3时间内速度减小，即乘客的减速下降，超重，则F N >mg ，选项C 错误，D 正确；故选D例题2、分析：A ．篮球未转动时，篮球竖直下落，没有受到偏转力2f 的作用，而篮球转动时，将受到偏转力2f 的作用，所以偏转力22f k v 中的2k 与篮球转动角速度有关，故A 错误； B ．空气阻力一直对篮球做负功，篮球的机械能将减小，篮球的角速度也将减小，所以篮球没有足够的能量回到原高度，故B 错误；C ．篮球下落过程中，其受力情况如下图所示篮球下落过程中，由受力分析可知，随着速度不断增大，篮球受到1f 和2f 的合力沿竖直方向的分力可能比重力大，可使篮球竖直方向的分速度减小为零或变成竖直向上，所以篮球可能向上运动，故C 正确；D ．如果篮球的速度变成水平方向，则空气阻力的作用会使篮球速度减小，则篮球受到的偏转力2f 将变小，不能保持2f 与重力持续等大反向，所以不可能在空中持续一段水平直线运动，故D 错误。

故选C 。

例题3、分析：将B 放在A 上前，以A 为研究对象受力分析有：根据平衡可知：F=mgsin30°=0．5mg=kx 1 当B 放在A 上瞬间时，以AB 整体为研究对象受力分析有：整体所受合外力F 合=2mgsin30°﹣F=（2m ）a可得整体的加速度，故A 正确；当B 放在A 上瞬间时，B 具有沿斜面向下的加速度，可将B的加速度沿水平方向的竖直方向分解，B 的加速度有水平方向的分量，重力与支持力在竖直方向，故可知此加速度分量由A 对B 的摩擦力提供，故B 错误；B 的加速度有竖直方向的分量，且竖直向下，故可知，A 对B 的支持力与B 的重力的合力竖直向下，故A 对B 的支持力小于B 的重力mg ，故C 错误；AB 一起下滑时，弹簧弹力增加，共同下滑的加速度减小，故当加速度减小至0时，AB 具有最大速度，由A 分析知F 合=2mgsin30°﹣F′=0，可得弹簧弹力F′=mg=kx 2，所以共同下滑的距离，此时AB 具有最大速度，故D 正确． 故选AD ．例题4、分析：当升降机处于完全失重状态时，物体和斜面之间的作用力变为0，弹簧弹力不发生变化，故A 物体只受重力和弹簧弹力，两者合力与原来的支持力大小相等方向相反，故其加速度为cos A mg θa g m == 方向垂直斜面斜向右下方；B 物体受到重力弹簧弹力和细线拉力作用，完全失重的瞬间，细线拉力变为和弹簧向下拉力相等，两者合力为0，故B 物体的加速度为a g =方向竖直向下；由以上分析可知A 、B 、C 错误，D 正确； 故选D 。