牛顿运动定律-题型分类-讲解
高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律分类汇编附解析
高考物理最新力学知识点之牛顿运动定律分类汇编附解析一、选择题1.如图所示,传送带保持v 0=1 m/s 的速度运动,现将一质量m =0.5 kg 的物体从传送带左端放上,设物体与传送带间动摩擦因数μ=0.1,传送带两端水平距离x =2.5 m ,则运动时间为( )A .1sB .2sC .3sD .4s2.起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中(忽略绳子的重力和空气阻力),以下说法正确的是( )A .当货物匀速上升时,绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力B .无论货物怎么上升,绳子对货物的拉力大小都等于货物对绳子的拉力大小C .无论货物怎么上升,绳子对货物的拉力大小总大于货物的重力大小D .若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时,绳子对货物的拉力大小一定大于货物的重力3.如图所示,弹簧测力计外壳质量为0m ,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为m 的重物,现用一竖直向上的拉力F 拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速直线运动,弹簧测力计的读数为0F ,则拉力F 大小为( )A .0mm mg m+ B .00m m F m + C .00m m mg m + D .000m m F m + 4.质量为2kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F ,其运动的v -t 图象如图所示.取g =10m/s 2,则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F 的大小分别为( )A .0.2,6NB .0.1,6NC .0.2,8ND .0.1,8N5.如图,倾斜固定直杆与水平方向成60角,直杆上套有一个圆环,圆环通过一根细线与一只小球相连接.当圆环沿直杆下滑时,小球与圆环保持相对静止,细线伸直,且与竖直方向成30角.下列说法中正确的A .圆环不一定加速下滑B .圆环可能匀速下滑C .圆环与杆之间一定没有摩擦D .圆环与杆之间一定存在摩擦6.如图是塔式吊车在把建筑部件从地面竖直吊起的a t -图,则在上升过程中( )A .3s t =时,部件属于失重状态B .4s t =至 4.5s t =时,部件的速度在减小C .5s t =至11s t =时,部件的机械能守恒D .13s t =时,部件所受拉力小于重力7.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.m1/m2=v2/v1C.释放瞬间甲球的加速度较大D.t0时间内,两球下落的高度相等8.如图所示,质量为10kg的物体,在水平地面上向左运动,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,与此同时,物体受到一个水平向右的拉力F=20N的作用,则物体的加速度为()A.0B.2m/s2,水平向右C.4m/s2,水平向右D.2m/s2,水平向左9.下列对教材中的四幅图分析正确的是A.图甲:被推出的冰壶能继续前进,是因为一直受到手的推力作用B.图乙:电梯在加速上升时,电梯里的人处于失重状态C.图丙:汽车过凹形桥最低点时,速度越大,对桥面的压力越大D.图丁:汽车在水平路面转弯时,受到重力、支持力、摩擦力、向心力四个力的作用10.有时候投篮后篮球会停在篮网里不掉下来,弹跳好的同学就会轻拍一下让它掉下来.我们可以把篮球下落的情景理想化:篮球脱离篮网静止下落,碰到水平地面后反弹,如此数次落下和反弹.若规定竖直向下为正方向,碰撞时间不计,空气阻力大小恒定,则下列图象中可能正确的是( )A.B.C.D.11.一物体放置在粗糙水平面上,处于静止状态,从0t=时刻起,用一水平向右的拉力F 作用在物块上,且F的大小随时间从零均匀增大,则下列关于物块的加速度a、摩擦力fF、速度v随F的变化图象正确的是()A .B .C .D .12.2020年5月5日,长征五号B运载火箭在海南文昌首飞成功,正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。
牛顿运动定律 专题讲解
牛顿运动定律专题一力和运动的关系力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因.由F=ma知,加速度与力有直接关系,分析清楚了力,就知道了加速度,而速度与力没有直接关系.【典例1】如图3-2-2所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住质量为m 的物体,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体可以一直运动到B点.如果物体受到的阻力恒定,则().图3-2-2A.物体从A到O先加速后减速B.物体从A到O做加速运动,从O到B做减速运动C.物体运动到O点时,所受合力为零D.物体从A到O的过程中,加速度逐渐减小解析物体从A到O,初始阶段受到的向右的弹力大于阻力,合力向右.随着物体向右运动,弹力逐渐减小,合力逐渐减小,由牛顿第二定律可知,加速度向右且逐渐减小,由于加速度与速度同向,物体的速度逐渐增大.当物体向右运动至AO间某点(设为点O′)时,弹力减小到与阻力相等,物体所受合力为零,加速度为零,速度达到最大.此后,随着物体继续向右运动,弹力继续减小,阻力大于弹力,合力方向变为向左.至O点时弹力减为零,此后弹力向左且逐渐增大.所以物体越过O′点后,合力(加速度)方向向左且逐渐增大,由于加速度与速度反向,故物体做加速度逐渐增大的减速运动.正确选项为A.答案 A易错警示解答此题时容易犯的错误是认为弹簧无形变时物体的速度最大,加速度为零,从而错选B、C、D.这显然是没有对物理过程进行认真分析的结果.分析物理问题时,要在脑海里建立起一幅清晰的动态图景.【跟踪短训】1.(2013·海南卷,2)一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小.在此过程中,其它力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是().A.a和v都始终增大B.a和v都先增大后减小C.a先增大后减小,v始终增大D.a和v都先减小后增大解析质点受到的合外力先从0逐渐增大,然后又逐渐减小为0,合力的方向始终未变,故质点的加速度方向不变,先增大后减小,速度始终增大,本题选C.答案 C2.一皮带传送装置如图3-2-3所示,皮带的速度v足够大,轻弹簧一端固定,另一端连接一个质量为m的滑块,已知滑块与皮带之间存在摩擦,当滑块放在皮带上时,弹簧的轴线恰好水平,若滑块放到皮带的瞬间,滑块的速度为零,且弹簧正好处于自然长度,则当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中,滑块的速度和加速度变化的情况是().图3-2-3A.速度增大,加速度增大B.速度增大,加速度减小C.速度先增大后减小,加速度先增大后减小D.速度先增大后减小,加速度先减小后增大解析滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力F f和弹簧向右的拉力F拉=kx,合力F合=F f-F拉=ma,当弹簧从自然长度到第一次达最长这一过程中,x逐渐增大,拉力F拉逐渐增大,因为皮带的速度v足够大,所以合力F合先减小后反向增大,从而加速度a先减小后反向增大;滑动摩擦力与弹簧弹力相等之前,加速度与速度同向,滑动摩擦力与弹簧拉力相等之后,加速度便与速度方向相反,故滑块的速度先增大,后减小.答案 D专题二对牛顿第二定律的理解及应用1.瞬时性问题的解题技巧分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻物体的受力情况或运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类问题应注意以下几种模型:特性模型受外力时的形变量力能否突变产生拉力或压力轻绳微小不计可以只有拉力没有压力轻橡皮绳较大不能只有拉力没有压力轻弹簧较大不能既可有拉力也可有压力轻杆微小不计可以既可有拉力也可有支持力2.在求解瞬时性加速度问题时应注意(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析.(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个积累的过程,不会发生突变.【典例2】(2013·银川模拟)如图3-2-4所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是().图3-2-4A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为g sin θB.B球的受力情况未变,瞬时加速度为零C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2g sin θD.弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,A、B两球瞬时加速度都不为零解析对A、B两球在细线烧断前、后的瞬间分别受力分析如图所示.细线烧断瞬间,弹簧还未形变,弹簧弹力与原来相等,B球受力平衡,mg sin θ-kx=0,即a B=0,A球所受合力为mg sin θ+kx=ma A即:2mg sin θ=ma A,解得a A=2g sin θ,故A,D错误,B,C正确.答案BC【跟踪短训】3.如图3-2-5所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m,2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g,则有().图3-2-5A .a 1=a 2=a 3=a 4=0B .a 1=a 2=a 3=a 4=gC .a 1=a 2=g ,a 3=0,a 4=m +M Mg D .a 1=g ,a 2=m +M M g ,a 3=0,a 4=m +M Mg 解析 在抽出木板的瞬时,物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失,受到的合力均等于各自重力,所以由牛顿第二定律知a 1=a 2=g ;而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变,此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg ,因此物块3满足mg =F ,a 3=0;由牛顿第二定律得物块4满足a 4=F +Mg M =M +m Mg ,所以C 对. 答案 C4.(2013·芜湖模拟)如图3-2-6所示,光滑水平面上,A 、B 两物体用轻弹簧连接在一起,A 、B 的质量分别为m 1、m 2,在拉力F 作用下,A 、B 共同做匀加速直线运动,加速度大小为a ,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度大小为a 1和a 2,则( ).图3-2-6A .a 1=0,a 2=0B .a 1=a ,a 2=m 2m 1+m 2a C .a 1=m 1m 1+m 2a ,a 2=m 2m 1+m 2a D .a 1=a ,a 2=m 1m 2a 解析 拉力F 作用时,设弹簧的弹力为F 1.对A :F 1=m 1a ,对B :F -F 1=m 2a撤去拉力F 瞬时,弹簧的弹力F 1不变F 1=m 1a 1 F 1=m 2a 2,所以a 1=a ,a 2=m 1m 2a 故选项D 正确.答案 D专题三 巧解动力学问题的常用方法用整体法、隔离法巧解动力学问题1.整体法、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,隔离法是一种有效的解题方法.而将相互作用的两个或两个以上的物体看成一个整体(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.2.选用整体法和隔离法的策略(1)当各物体的运动状态相同时,宜选用整体法;当各物体的运动状态不同时,宜选用隔离法;(2)对较复杂的问题,通常需要多次选取研究对象,交替应用整体法与隔离法才能求解.【典例1】 (2013·福建卷,21)质量为M 、长为3L 的杆水平放置,杆两端A 、B 系着长为3L 的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m 的小铁环.已知重力加速度为g ,不计空气影响.图3-2-7(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图3-2-7甲,求绳中拉力的大小;(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB 方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A 端的正下方,如图乙所示.①求此状态下杆的加速度大小a ;②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?图a解析 (1)如图a ,设平衡时,绳中拉力为T ,有2T cos θ-mg =0①由图知cos θ=63② 由①②式解得T =64mg ③(2)①此时,对小铁环进行受力分析,如图b 所示,有T ′sin θ′=ma ④图bT ′+T ′cos θ′-mg =0⑤由图知θ′=60°,代入④⑤式解得a =33g ⑥ ②如图c ,设外力F 与水平方向成α角,将杆和小铁环当成一个整体,有图cF cos α=(M +m )a ⑦F sin α-(M +m )g =0⑧由⑥⑦⑧式解得,F =233(M +m )g tan α=3,α=60°即外力方向与水平方向的夹角为60°斜向右上方答案 (1)64mg (2)①33g ②233(M +m )g ,与水平方向的夹角为60°斜向右上方图3-2-8即学即练1 如图3-2-8所示,两块粘连在一起的物块a 和b ,质量分别为m a 和m b ,放在光滑的水平桌面上,现同时给它们施加方向如图所示的水平推力F a 和水平拉力F b ,已知F a >F b ,则a 对b 的作用力( ).A .必为推力B .必为拉力C .可能为推力,也可能为拉力D .不可能为零解析 将a 、b 看作一个整体,加速度a =F a +F b m a +m b,单独对a 进行分析,设a 、b 间的作用力为F ab ,则a =F a +F ab m a =F a +F b m a +m b ,即F ab =F b m a -F a m b m a +m b,由于不知道m a 与m b 的大小关系,故F ab 可能为正、可能为负、也可能等于0.答案 C用分解加速度法巧解动力学问题因牛顿第二定律中F =ma 指出力和加速度永远存在瞬间对应关系,所以在用牛顿第二定律求解动力学问题时,有时不去分解力,而是分解加速度,尤其是当存在斜面体这一物理模型且斜面体又处于加速状态时,往往此方法能起到事半功倍的效果.【典例2】 (2013·安徽,14)如图3-2-9所示,细线的一端系一质量为m 的小球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端,细线与斜面平行.在斜面体以加速度a 水平向右做匀加速直线运动的过程中,小球始终静止在斜面上,小球受到细线的拉力T 和斜面的支持力N 分别为(重力加速度为g )( ).图3-2-9A .T =m (g sin θ+a cos θ) N =m (g cos θ-a sin θ)B .T =m (g cos θ+a sin θ) N =m (g sin θ-a cos θ)C .T =m (a cos θ-g sin θ) N =m (g cos θ+a sin θ)D .T =m (a sin θ-g cos θ) N =m (g sin θ+a cos θ)解析 准确分析受力情况,分解加速度是比较简便的求解方法.选小球为研究对象,小球受重力mg 、拉力T 和支持力N 三个力作用,将加速度a 沿斜面和垂直于斜面两个方向分解,如图所示.由牛顿第二定律得T -mg sin θ=ma cos θ①mg cos θ-N =ma sin θ②由①式得T =m (g sin θ+a cos θ).由②式得N =m (g cos θ-a sin θ).故选项A 正确.答案 A即学即练2 如图3-2-10,电梯与水平地面成θ角,一人静止站在电梯水平梯板上,电梯以恒定加速度a 启动过程中,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为F N 和F f .若电梯启动加速度减小为a 2,则下面结论正确的是( ).图3-2-10A .水平梯板对人的支持力变为F N 2B .水平梯板对人的摩擦力变为F f 2C .电梯加速启动过程中,人处于失重状态D .水平梯板对人的摩擦力和支持力之比仍为F f F N解析 将人的加速度分解,水平方向a x =a cos θ,竖直方向a y =a sin θ.对于人根据牛顿第二定律,在水平方向有F f =ma x ,在竖直方向有F N -mg =ma y ,人处于超重状态,C 错误;当加速度由a 变为a 2时,摩擦力变为原来的一半,但支持力不为原来的一半,则它们的比值也发生变化,故A 、D 错误,B 正确.答案 B附:对应高考题组1.(2012·安徽卷,17)如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a 沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F ,则( ).A .物块可能匀速下滑B .物块仍以加速度a 匀加速下滑C .物块将以大于a 的加速度匀加速下滑D .物块将以小于a 的加速度匀加速下滑解析 设斜面的倾角为θ,根据牛顿第二定律知,物块的加速度a =mg sin θ-μmg cos θm>0,即μ<tan θ.对物块施加竖直向下的恒力F 后,物块的加速度a ′=(mg +F )sin θ-μ(mg +F )cos θm =a +F sin θ-μF cos θm,且F sin θ-μF cos θ>0,故a ′>a ,物块将以大于a 的加速度匀加速下滑.故选项C 正确,选项A 、B 、D 错误.答案 C2.(2012·江苏卷,5)如图所示,一夹子夹住木块,在力F 作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m 、M ,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f .若木块不滑动,力F 的最大值是( ).A .2f (m +M )MB.2f (m +M )mC .2f (m +M )M-(m +M )g D.2f (m +M )m+(m +M )g 解析 对木块M ,受到两个静摩擦力f 和重力Mg 三个力而向上运动,由牛顿第二定律得木块不滑动的最大加速度大小为a m =2f -Mg M① 对整体,受到两个力,即力F 和整体重力(m +M )g ,由牛顿第二定律得F -(m +M )g =(m +M )a ②代入最大加速度即得力F 的最大值F m =2f (m +M )M,A 项正确. 答案 A3.(2011·新课标全国卷,21)如图所示,在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t 增大的水平力F =kt (k 是常数),木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2.下列反映a 1和a 2的变化的图线中正确的是( ).解析 刚开始木块与木板一起在F 作用下加速,且F =kt ,a =F m 1+m 2=kt m 1+m 2,当两者相对滑动后,木板只受滑动摩擦力,a 1不变,木块受F 及滑动摩擦力,a 2=F -μ m 2g m 2=F m 2-μg ,故a 2=kt m 2-μg ,a -t 图象中斜率变大,故选项A 正确,选项B 、C 、D 错误.答案 A4.(2011·北京卷,18)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示,将蹦极过程视为在竖直方向上的运动,重力加速度为g .据图可知,此人在蹦极过程中的最大加速度约为( ).A .gB .2gC .3gD .4g解析 在蹦极过程中,经过足够长的时间后,人不再上下振动,而是停在空中,此时绳子拉力F 等于人的重力mg ,由F -t 图线可以看出,35F 0=mg ;在人上下振动的过程中,弹力向上,重力向下,当人在最低点时,弹力达到一个周期中的最大值,在第一个周期中,弹力最大为F m =95F 0=3mg ,故最大加速度为a m =F m -mg m=2g .选项B 正确.答案 B专题四 动力学的两类基本问题解决两类动力学基本问题应把握的关键(1)做好两个分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析;根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况、加速度变化情况及速度变化情况.(2)抓住一个“桥梁”——物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁.【典例1】 (2013·江南十校联考,22)如图3-3-2所示,倾角为30°的光滑斜面与粗糙平面的平滑连接.现将一滑块(可视为质点)从斜面上的A 点由静止释放,最终停在水平面上的C 点.已知A 点距水平面的高度h =0.8 m ,B 点距C 点的距离L =2.0 m .(滑块经过B 点时没有能量损失,g =10 m/s 2),求:(1)滑块在运动过程中的最大速度;(2)滑块与水平面间的动摩擦因数μ;(3)滑块从A 点释放后,经过时间t =1.0 s 时速度的大小.图3-3-2教你审题第一步:读题→抓关键词→获取信息关键词获取信息①光滑斜面与粗糙的水平面滑块在斜面上不受摩擦力,水平面受摩擦力②从斜面上的A点由静止释放滑块的初速度v0=0③最终停在水平面上的C点滑块的末速度为零④滑块经过B点时没有能量损失斜面上的末速度和水平面上的初速度大小相等第二步:分析理清思路→抓突破口做好两分析→受力分析、运动分析①滑块在斜面上:滑块做初速度为零的匀加速直线运动.②滑块在水平面上:滑块做匀减速运动.第三步:选择合适的方法及公式→利用正交分解法、牛顿运动定律及运动学公式列式求解.解析(1)滑块先在斜面上做匀加速运动,然后在水平面上做匀减速运动,故滑块运动到B点时速度最大为v m,设滑块在斜面上运动的加速度大小为a1,则有mg sin 30°=ma1,v2m=2a1hsin 30°,解得:v m=4 m/s (2)滑块在水平面上运动的加速度大小为a2,μmg=ma2 v2m=2a2L,解得:μ=0.4(3)滑块在斜面上运动的时间为t1,v m=a1t1得t1=0.8 s由于t>t1,滑块已经经过B点,做匀减速运动的时间为t-t1=0.2 s设t=1.0 s时速度大小为v=v m-a2(t-t1)解得:v=3.2 m/s答案(1)4 m/s(2)0.4(3)3.2 m/s反思总结解决动力学两类问题的基本思路【跟踪短训】图3-3-31.2012年11月,我国舰载机在航母上首降成功.设某一舰载机的质量为m =2.5×104 kg,速度为v0=42 m/s,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,舰载机将在甲板上以a0=0.8 m/s2的加速度做匀减速运动,着舰过程中航母静止不动.(1)舰载机着舰后,若仅受空气阻力和甲板阻力作用,航母甲板至少多长才能保证舰载机不滑到海里?(2)为了舰载机在有限长度的跑道上停下来,甲板上设置了阻拦索让舰载机减速,同时考虑到舰载机挂索失败需要复飞的情况,舰载机着舰时不关闭发动机.图示3-3-3为舰载机勾住阻拦索后某一时刻的情景,此时发动机的推力大小为F=1.2×105N,减速的加速度a1=20 m/s2,此时阻拦索夹角θ=106°,空气阻力和甲板阻力保持不变.求此时阻拦索承受的张力大小?(已知:sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)解析(1)设甲板的长度至少为x0,则由运动学公式得-v20=-2a0x0,故x0=v20 2a0代入数据可得x0=1 102.5 m(2)舰载机受力分析如图所示,其中F T为阻拦索的张力,F f为空气和甲板对舰载机的阻力,由牛顿第二定律得2F T cos 53°+F f-F=ma1舰载机仅受空气阻力和甲板阻力时F f=ma0联立可得F T=5×105 N答案(1)1 102.5 m(2)5×105 N专题五对超重、失重的理解1.不论是超重、失重、完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变.2.物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向没有关系.下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系.加速度超重、失重视重Fa=0不超重、不失重F=mga的方向竖直向上超重F=m(g+a) a的方向竖直向下失重F=m(g-a) a=g,竖直向下完全失重F=0 【典例2】在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图3-3-4所示,在这段时间内下列说法中正确的是().图3-3-4A.晓敏同学所受的重力变小了B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力C.电梯一定在竖直向下运动D.电梯的加速度大小为g5,方向一定竖直向下解析由题知体重计的示数为40 kg时,人对体重计的压力小于人的重力,故处于失重状态,实际人受到的重力并没有变化,A错;由牛顿第三定律知B 错;电梯具有向下的加速度,但不一定是向下运动,C错;由牛顿第二定律mg-F N=ma,可知a=g5,方向竖直向下,D对.答案 D反思总结判断超重和失重现象的三个技巧1.从受力的角度判断当物体受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态.2.从加速度的角度判断当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态.3.从速度变化角度判断(1)物体向上加速或向下减速时,超重;(2)物体向下加速或向上减速时,失重.【跟踪短训】2.如图3-3-5所示,是某同学站在力传感器上,做下蹲—起立的动作时记录的力随时间变化的图线,纵坐标为力(单位为牛顿),横坐标为时间(单位为秒).由图可知,该同学的体重约为650 N,除此以外,还可以得到的信息有().图3-3-5A.该同学做了两次下蹲——起立的动作B.该同学做了一次下蹲——起立的动作,且下蹲后约2 s起立C.下蹲过程中人处于失重状态D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态解析在3~4 s下蹲过程中,先向下加速再向下减速,故人先处于失重状态后处于超重状态;在6~7 s起立过程中,先向上加速再向上减速,故人先处于超重状态后处于失重状态,选项A、C、D错误,B正确.答案 B专题六传送带模型滑板—滑块模型传送带模型1.水平传送带模型项目图示滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速情景2(1)v0>v时,可能一直减速,也可能先减速再匀速(2)v0<v时,可能一直加速,也可能先加速再匀速情景3(1)传送带较短时,滑块一直减速达到左端(2)传送带较长时,滑块还要被传送带传回右端.其中v0>v 返回时速度为v,当v0<v返回时速度为v02.倾斜传送带模型 项目图示 滑块可能的运动情况情景1(1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速 (3)可能先以a 1加速后以a 2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能先加速后匀速 (3)可能一直匀速(4)可能先以a 1加速后以a 2加速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直匀速 (3)可能先减速后反向加速 【典例1】 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,如图3-3-6所示为一水平传送带装置示意图.绷紧的传送带AB 始终保持恒定的速率v =1 m/s 运行,一质量为m =4 kg 的行李无初速度地放在A 处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A 、B 间的距离L =2 m ,g 取10 m/s 2.图3-3-6(1)求行李刚开始运动时所受滑动摩擦力的大小与加速度的大小;(2)求行李做匀加速直线运动的时间;(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B 处,求行李从A 处传送到B 处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.审题指导 关键词:①无初速度地放在A 处.②行李开始做匀加速直线运动.③随后行李又以与传送带相等的速率做匀加速直线运动.对行李受力分析行李运动过程先匀加速后匀速直线运动利用牛顿第二定律、运动学公式求解未知量.解析 (1)行李刚开始运动时,受力如图所示,滑动摩擦力:F f =μmg =4 N 由牛顿第二定律得:F f =ma解得:a =1 m/s 2(2)行李达到与传送带相同速率后不再加速,则:v =at ,解得t =v a =1 s(3)行李始终匀加速运行时间最短,且加速度仍为a =1 m/s 2,当行李到达右端时,有:v 2min =2aL解得:v min =2aL =2 m/s故传送带的最小运行速率为2 m/s行李运行的最短时间:t min =v min a =2 s答案 (1)4 N 1 m/s 2 (2)1 s (3)2 s 2 m/s 反思总结 对于传送带问题,一定要全面掌握上面提到的几类传送带模型,尤其注意要根据具体情况适时进行讨论,看一看有没有转折点、突变点,做好运动阶段的划分及相应动力学分析.图3-3-7即学即练1 如图3-3-7所示,倾角为37°,长为l =16 m 的传送带,转动速度为v =10 m/s ,动摩擦因数μ=0.5,在传送带顶端A 处无初速度地释放一个质量为m =0.5 kg 的物体.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2.求:(1)传送带顺时针转动时,物体从顶端A 滑到底端B 的时间;(2)传送带逆时针转动时,物体从顶端A 滑到底端B 的时间.解析 (1)传送带顺时针转动时,物体相对传送带向下运动,则物体所受滑动摩擦力沿斜面向上,相对传送带向下匀加速运动,根据牛顿第二定律有mg (sin 37°-μcos 37°)=ma则a =g sin 37°-μg cos 37°=2 m/s 2,根据l =12at 2得t =4 s.(2)传送带逆时针转动,当物体下滑速度小于传送带转动速度时,物体相对传送带向上运动,则物体所受滑动摩擦力沿传送带向下,设物体的加速度大小为a 1,由牛顿第二定律得,mg sin 37°+μmg cos 37°=ma 1则有a 1=mg sin 37°+μmg cos 37°m=10 m/s 2 设当物体运动速度等于传送带转动速度时经历的时间为t 1,位移为x 1,则有t 1=v a 1=1010 s =1 s ,x 1=12a 1t 21=5 m<l =16 m 当物体运动速度等于传送带速度瞬间,有mg sin 37°>μmg cos 37°,则下一时刻物体相对传送带向下运动,受到传送带向上的滑动摩擦力——摩擦力发生突变.设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a 2,则a 2=mg sin 37°-μmg cos 37°m=2 m/s 2 x 2=l -x 1=11 m又因为x 2=v t 2+12a 2t 22,则有10t 2+t 22=11,解得:t 2=1 s(t 2=-11 s 舍去)所以t 总=t 1+t 2=2 s.答案 (1)4 s (2)2 s滑板—滑块模型1.模型特点涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动.2.两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长.3.解题思路4.易失分点(1)不清楚滑块、滑板的受力情况,求不出各自的加速度.(2)不清楚物体间发生相对滑动的条件.图3-3-8【典例2】如图3-3-8所示,光滑水平面上静止放着长L=4 m,质量为M=3 kg的木板(厚度不计),一个质量为m=1 kg的小物体放在木板的最右端,m和M之间的动摩擦因数μ=0.1,今对木板施加一水平向右的拉力F,(g取10 m/s2)(1)为使两者保持相对静止,F不能超过多少?(2)如果F=10 N,求小物体离开木板时的速度?解析(1)要保持两者相对静止,两者之间的摩擦力不能超过最大静摩擦力,故最大加速度a=μg=1 m/s2由牛顿第二定律对整体有F m=(m+M)a=4 N(2)当F=10 N>4 N时,两者发生相对滑动对小物体:a1=μg=1 m/s2对木板:F合=F-μmg=Ma2代入数据解得a2=3 m/s2由位移关系有:L=12a2t2-12a1t2代入数据解得t=2 s则小物块的速度v1=a1t=2 m/s. 答案(1)4 N(2)2 m/s。
牛顿第二定律典型题型归纳(学生) -完整获奖版
牛顿第二定律典型题型归纳一. 重难点解析:1. 动力学两类基本问题应用牛顿运动定律解决的问题主要可分为两类:(1)已知受力情况求运动情况。
(2)已知运动情况求受力情况。
分析解决这两类问题的关键是抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
基本思路流程图:基本公式流程图为:2. 动力学问题的处理方法(1)正确的受力分析。
对物体进行受力分析,是求解力学问题的关键,也是学好力学的基础。
(2)受力分析的依据。
①力的产生条件是否存在,是受力分析的重要依据之一。
②力的作用效果与物体的运动状态之间有相互制约的关系,结合物体的运动状态分析受力情况是不可忽视的。
③由牛顿第三定律(力的相互性)出发,分析物体的受力情况,可以化难为易。
3. 解题思路及步骤(1)由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤。
①确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图。
②根据力的合成与分解的方法,求出物体所受合外力(包括大小和方向)③根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度。
④结合给定的物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动参量。
(2)由物体的运动情况求解物体的受力情况。
解决这类问题的基本思路是解决第一类问题的逆过程,具体步骤跟上面所讲的相似,但需特别注意:①由运动学规律求加速度,要特别注意加速度的方向,从而确定合力的方向,不能将速度的方向与加速度的方向混淆。
②题目中求的力可能是合力,也可能是某一特定的作用力。
即使是后一种情况,也必须先求出合力的大小和方向,再根据力的合成与分解知识求分力。
4. 解题方法牛顿运动定律是解决动力学问题的重要定律,具体应用的方法有好多,高中物理解题常用的方法有以下几种:(1)正交分解法:表示方法为减少矢量的分解,建立坐标系时,确定x轴正方向有两种方法:①分解力而不分解加速度。
分解力而不分解加速度,通常以加速度a的方向为x轴正方向,建立直角坐标系,将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上,分别得x轴和y轴的合力。
历年高考物理力学牛顿运动定律题型总结及解题方法
历年高考物理力学牛顿运动定律题型总结及解题方法单选题1、现在城市的滑板运动非常流行,在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行,在横杆前起跳并越过杆,从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过,如图所示,假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计,若运动员顺利地完成了该动作,最终仍落在滑板原来的位置上,则下列说法错误的是()A.运动员起跳时,双脚对滑板作用力的合力竖直向下B.起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后C.运动员在空中最高点时处于失重状态D.运动员在空中运动时,单位时间内速度的变化相同答案:B解析:AB.运动员竖直起跳,由于本身就有水平初速度,所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动,又参与了竖直上抛运动。
各分运动具有等时性,水平方向的分运动与滑板的运动情况一样,运动员最终落在滑板的原位置。
所以水平方向受力为零,则起跳时,滑板对运动员的作用力竖直向上,运动员对滑板的作用力应该是竖直向下,故A正确,不符合题意;B错误,符合题意;C.运动员在空中最高点时具有向下的加速度g,处于失重状态,故C正确,不符合题意;D.运动员在空中运动时,加速度恒定,所以单位时间内速度的变化量相等,故D正确,不符合题意。
故选B。
2、如图所示,物体静止于水平面上的O点,这时弹簧恰为原长l0,物体的质量为m,与水平面间的动摩擦因数为μ,现将物体向右拉一段距离后自由释放,使之沿水平面振动,下列结论正确的是()A.物体通过O点时所受的合外力为零B.物体将做阻尼振动C.物体最终只能停止在O点D.物体停止运动后所受的摩擦力为μmg答案:B解析:A.物体通过O点时弹簧的弹力为零,但摩擦力不为零,A错误;B.物体振动时要克服摩擦力做功,机械能减少,振幅减小,做阻尼振动,B正确;CD.物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。
若停在O点摩擦力为零,若不在O点,摩擦力和弹簧的弹力平衡,停止运动时物体所受的摩擦力不一定为μmg,CD错误。
高中物理牛顿运动定律试题类型及其解题技巧及解析
高中物理牛顿运动定律试题类型及其解题技巧及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图甲所示,一倾角为37°,长L=3.75 m的斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC 相连,斜面与圆轨道相切于B处,C为圆弧轨道的最高点。
t=0时刻有一质量m=1 kg的物块沿斜面上滑,其在斜面上运动的v–t图象如图乙所示。
已知圆轨道的半径R=0.5 m。
(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;(2)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小;(3)试通过计算分析是否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道,通过C点后恰好能落在A点。
如果能,请计算出物块从A点滑出的初速度;如不能请说明理由。
【答案】(1)μ=0.5 (2)F'N=4 N (3)【解析】【分析】由图乙的斜率求出物块在斜面上滑时的加速度,由牛顿第二定律求动摩擦因数;由动能定理得物块到达C点时的速度,根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小;物块从C到A,做平抛运动,根据平抛运动求出物块到达C点时的速度,物块从A到C,由动能定律可求物块从A点滑出的初速度;【详解】解:(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为根据牛顿第二定律有:解得(2)设物块到达C点时的速度大小为v C,由动能定理得:在最高点,根据牛顿第二定律则有:解得:由根据牛顿第三定律得:物体在C点对轨道的压力大小为4 N(3)设物块以初速度v1上滑,最后恰好落到A点物块从C到A,做平抛运动,竖直方向:水平方向:解得,所以能通过C 点落到A 点物块从A 到C ,由动能定律可得:解得:2.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 J =3.如图所示,水平面上AB 间有一长度x=4m 的凹槽,长度为L=2m 、质量M=1kg 的木板静止于凹槽右侧,木板厚度与凹槽深度相同,水平面左侧有一半径R=0.4m 的竖直半圆轨道,右侧有一个足够长的圆弧轨道,A 点右侧静止一质量m1=0.98kg 的小木块.射钉枪以速度v 0=100m/s 射出一颗质量m0=0.02kg 的铁钉,铁钉嵌在木块中并滑上木板,木板与木块间动摩擦因数μ=0.05,其它摩擦不计.若木板每次与A 、B 相碰后速度立即减为0,且与A 、B 不粘连,重力加速度g=10m/s 2.求:(1)铁钉射入木块后共同的速度v ;(2)木块经过竖直圆轨道最低点C 时,对轨道的压力大小F N;(3)木块最终停止时离A 点的距离s.【答案】(1)2/v m s = (2)12.5N F N = (3) 1.25L m ∆=【解析】(1) 设铁钉与木块的共同速度为v ,取向左为正方向,根据动量守恒定律得:0001()m v m m v =+解得:2m v s =;(2) 木块滑上薄板后,木块的加速度210.5ma g s μ==,且方向向右 板产生的加速度220.5mgm a s Mμ==,且方向向左设经过时间t ,木块与木板共同速度v 运动则:12v a t a t -= 此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度22121122x vt a t a t L ∆=--= 故共速时,恰好在最左侧B 点,此时木块的速度11m v v a t s '=-=木块过C 点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力,则:'2N v F mg m R -= 代入相关数据解得:F N =12.5N.由牛顿第三定律知,木块过圆弧C 点时对C 点压力为12.5N ;(3) 木块还能上升的高度为h ,由机械能守恒有:201011()()2m m v m m gh +=+ 0.050.4h m m =<木块不脱离圆弧轨道,返回时以1m/s 的速度再由B 处滑上木板,设经过t 1共速,此时木板的加速度方向向右,大小仍为a 2,木块的加速度仍为a 1,则:21121v a t a t -=,解得:11t s =此时2211121110.522x v t a t a t m ∆=--='' 3210.5m v v at s=-= 碰撞后,v 薄板=0,木块以速度v 3=0.5m/s 的速度向右做减速运动设经过t 2时间速度为0,则3211v t s a == 2322210.252x v t a t m =-= 故ΔL=L ﹣△x'﹣x=1.25m即木块停止运动时离A 点1.25m 远.4.一长木板静止在水平地面上,木板长5l m =,小茗同学站在木板的左端,也处于静止状态,现小茗开始向右做匀加速运动,经过2s 小茗从木板上离开,离开木板时小茗的速度为v=4m/s ,已知木板质量M =20kg ,小茗质量m =50kg ,g 取10m/s 2,求木板与地面之间的动摩擦因数μ(结果保留两位有效数字).【答案】0.13【解析】【分析】对人分析,由速度公式求得加速度,由牛顿第二定律求人受到木板的摩擦力大小;由运动学的公式求出长木板的加速度,由牛顿第二定律求木板与地面之间的摩擦力大小和木板与地面之间的动摩擦因数.【详解】对人进行分析,由速度时间公式:v=a 1t代入数据解得:a 1=2m/s 2在2s 内人的位移为:x 1=2112a t代入数据解得:x 1=4m由于x 1=4m <5m ,可知该过程中木板的位移:x 2=l-x 1=5-4=1m对木板:x 2=2212a t 可得:a 2=0.5m/s 2对木板进行分析,根据牛顿第二定律:f-μ(M+m )g=Ma 2根据牛顿第二定律,板对人的摩擦力f=ma 1代入数据解得:f=100N代入数据解得:μ=90.1370≈. 【点睛】本题主要考查了相对运动问题,应用牛顿第二定律和运动学公式,再结合位移间的关系即可解题.本题也可以根据动量定理解答.5.如图所示,在足够大的光滑水平桌面上,有一个质量为10-2kg 的小球,静止在该水平桌面内建立的直角坐标系xOy 的坐标原点O .现突然沿x 轴正方向对小球施加大小为2×10-2N 的外力F 0,使小球从静止开始运动,在第1s 末所加外力F 0大小不变,方向突然变为沿y 轴正方向,在第2s 后,所加外力又变为另一个不同的恒力F .求:(1)在第1末,小球的速率;(2)在第2s 末,小球的位移;(3)要使小球在第3s 末的速度变为零所加的恒力F(保留两位有效数字)【答案】(1)2m/s (210m (3)2.8×10-2N【解析】【分析】【详解】(1)根据牛顿第二定律F 0=ma在第1s 末,根据速度时间关系v 1=at解得:v 1=2m/s ;(2)在第1s 末,根据位移时间关系x 1=212at 在第2s 内,小球从x 轴正方向开始做类平抛运动:在x 方向:x 2=v 1t在y 方向:2212y at =位移:联立解得,设位移与X 轴正方向的夹角为θ,sinθ=10(3)在第2s 末,沿x 轴正方向速度仍为v 1=2m/s在y 方向分速度为v 2=at=2m/s ,此时速度与x 轴正方向的夹角为45°所加恒力一定与速度方向相反,小球沿x 轴方向加速度1x v a t =沿y 轴方向加速度2y v a t =小球的加速度a =根据牛顿第二定律F=ma联立解得F=2.8×10-2N【点睛】(1)根据牛顿第二定律和速度时间关系联立求解;(2)第2s 内,小球从x 轴正方向开始做类平抛运动,分别求出x 方向和y 方向的位移,根据勾股定理求解小球的位移;(3)分别根据x 方向和y 方向求出小球的加速度,根据勾股定理求解小球总的加速度,根据牛顿第二定律求小球受到的力.6.我国科技已经开启“人工智能”时代,“人工智能”己经走进千家万户.某天,小陈叫了外卖,外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上,小陈操控小型无人机带动货物,由静止开始竖直向上做匀加速直线运动,一段时间后,货物又匀速上升53s ,最后再匀减速1s 恰好到达他家阳台且速度为零.货物上升过程中,遥控器上显示无人机在上升过程的最大速度为1m/s ,高度为56m .货物质量为2kg ,受到的阻力恒为其重力的0.02倍,重力加速度大小g=10m/s 2.求(1)无人机匀加速上升的高度;(2)上升过程中,无人机对货物的最大作用力.【答案】(1)2.5m ;(2)20.8N【解析】【详解】(1)无人机匀速上升的高度:h 2=vt 2无人机匀减速上升的高度:h 3=2v t 3 无人机匀加速上升的高度:h 1=h -h 2-h 3联立解得:h 1=2.5 m(2)货物匀加速上升过程:v 2=2ah 1货物匀加速上升的过程中,无人机对货物的作用力最大,由牛顿运动定律得:F-mg-0.02mg=ma联立解得:F=20.8 N7.2019年1月3日10时26分.中国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
用牛顿运动定律分析几种典型题型
用牛顿运动定律分析几种典型题型牛顿运动定律是高中阶段力学部分重点。
高考对牛顿定律的考查不仅局限在力学范围内,常常结合带电粒子在电场、磁场中的运动、导体棒切割磁感线的运动等问题,考查考生综合应用牛顿运动定律和其他相关规律分析解决问题的能力. 应用牛顿第二定律分析物体的瞬时加速度问题。
应用牛顿运动定律解决动力学问题,要对物体进行受力分析,进行力的分解和合成;要对物体运动规律进行分析,然后根据牛顿第二定律,把物体受的力和运动联系起来,列方程求解。
下面就用牛顿运动定律解题的几种典型题型做以分析:一、 瞬时加速度问题【例题1】、如图所示,木块A 和B 用一弹簧相连,竖直放在木板C 上,三者静止于地面,它们的质量比是1:2:3,设所有接触面都是光滑的,当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬时,A 和B 的加速度 a A = ,a B = 。
解析:本题考查两种基本模型:一是刚性绳模型(细钢丝、细线等):认为是一种不发生明显形变即可产生弹力的物体,它的形变的发生和变化过程历时极短,在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间,其形变可随之突变为受力情况改变后的状态所要求的数值;二是轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等):此种形变明显,其形变发生改变需时间较长,在瞬时问题中,其弹力的大小可看成是不变。
【解决此类问题的基本方法】:(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况,求出各力大小(若物体处于平衡状态,则利用平衡条件;若处于加速状态则利用牛顿运动定律);(2)分析当状态变化时(烧断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等),哪些力变化,哪些力不变,哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力,发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失);(3)分析:先对A 、B 两物体受力初状态F 1=M A g;F 2=F 1’+M B g; F 1= F 1’当迅速抽出木块C 时,瞬间弹簧弹力不变即F1,F1’不变,二F2变为零所以A 的加速 度为零,B 的加速度为1.5g 方向竖直向下. 【点评】不能凭直觉。
高中物理-牛顿运动定律-考点
高中物理-牛顿运动定律-考点考点分类:考点分类见下表考点内容考点分析与常见题型惯性的“相对性”选择题等时圆模型及其应用选择题连接体中的动力分配原理选择题、计算题“滑块——木板模型”问题选择题、计算题考点一惯性的“相对性”(1)质量是物体惯性大小的唯一量度,物体的质量越大,惯性越大,状态越难改变.(2)悬挂在空气中的实心铁球和木球的惯性都比对应的“空气球”的惯性大,但悬挂在水中的实心木球的惯性不如对应的“水球”的惯性大.学科#网考点二等时圆模型及其应用1.质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间相等,如图甲所示.2.质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,如图乙所示.3.两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等,如图丙所示.思维模式:考点三 连接体中的动力分配原理如图所示的情景中,无论地面或斜面是否光滑,系统沿水平或竖直方向运动,只要力F 拉着物体m1,m2一起加速,由整体及隔离法可证明:总有F 内= 112m m m F,即动力的效果按与质量成正比的规律分配.这个常见的结论叫动力分配原理.考点四 “滑块——木板模型”问题1.模型特点涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动. 2.两种位移关系滑块由木板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和木板同向运动,位移大小之差等于板长;反向运动时,位移大小之和等于板长.设板长为L ,滑块位移大小为x1,木板位移大小为x2 同向运动时:如图所示,L =x1-x2反向运动时:如图所示,L=x1+x23.解题步骤典例精析★考点一:惯性的“相对性”◆典例一:如图所示,一盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球.容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态.当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(以小车为参考系)()A.铁球向左,乒乓球向右B.铁球向右,乒乓球向左C.铁球和乒乓球都向左D.铁球和乒乓球都向右【答案】A总结:1质量是物体惯性大小的唯一量度,物体的质量越大,惯性越大,状态越难改变.2悬挂在空气中的铁球和乒乓球的惯性都比对应的“空气球”的惯性大,但悬挂在水中的乒乓球的惯性没有对应的“水球”的惯性大.学科&网★考点二:等时圆模型及其应用◆典例一:(2018·东北三省三校一模)如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C两点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A、M分别为此圆与y轴、x轴的切点.B点在y轴上且∠BMO=60°,O′为圆心.现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点,如所用时间分别为tA、tB、tC,则tA、tB、tC大小关系是()A.tA<tC<tBB.tA=tC<tBC.tA=tC=tBD.由于C点的位置不确定,无法比较时间大小关系【答案】B◆典例二:(2018·合肥质检)如图所示,有一半圆,其直径水平且与另一圆的底部相切于O点,O点恰好是下半圆的圆心,它们处在同一竖直平面内.现有三条光滑轨道AOB、COD、EOF,它们的两端分别位于上下两圆的圆周上,轨道与竖直直径的夹角关系为α>β>θ,现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端,则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为()A.t AB=t CD=t EF B.t AB>t CD>t EFC.t AB<t CD<t EF D.t AB=t CD<t EF【答案】B【解析】如图所示,过D点作OD的垂线与竖直虚线交于G,以OG为直径作圆,可以看出F点在辅助圆内,而B 点在辅助圆外,由等时圆结论可知,tAB>tCD>tEF,B项正确.学科#网★考点三:连接体中的动力分配原理◆典例一:同种材料的a,b两物体的质量分别为m1,m2,由轻质弹簧相连.当用大小为F的恒力竖直向上拉着a,使a,b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1,如图(甲)所示;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a,b一起沿水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,如图(乙)所示,则()A.x1一定等于x2B.x1一定大于x2C.若m1>m2,则x1>x2D.若m1<m2,则x1<x2【答案】A★考点四“滑块——木板模型”问题◆典例一:(2018·北京西城区模拟)在光滑水平面上放置两长度相同、质量分别为m1和m2的木板P、Q,在木板的左端各有一大小、形状、质量完全相同的物块a和b,木板和物块均处于静止状态.现对物块a和b分别施加水平恒力F1和F2,使它们向右运动.当物块与木板分离时,P、Q的速度分别为v1、v2,物块a、b相对地面的位移分别为s1、s2.已知两物块与木板间的动摩擦因数相同,下列判断正确的是()A.若F1=F2、m1>m2,则v1>v2、s1=s2B.若F1=F2、m1<m2,则v1>v2、s1=s2C.若F1<F2、m1=m2,则v1>v2、s1>s2D.若F1>F2、m1=m2,则v1<v2、s1>s2【答案】C1.(多选)如图所示,Oa,Ob和ad是竖直平面内三根固定的光滑细杆,O,a,b,c,d位于同一圆周上,c为圆周的最高点,a为最低点,O′为圆心.每根杆上都套着一个小滑环(未画出),两个滑环从O点无初速度释放,一个滑环从d点无初速度释放,用t1,t2,t3分别表示滑环沿Oa,Ob,da到达a,b所用的时间,则下列关系正确的是()A.t1=t2B.t2>t3C.t1<t2D.t1=t3【答案】BCD【解析】设想还有一根光滑固定细杆ca,则ca,Oa,da三细杆交于圆的最低点a,三杆顶点均在圆周上,根据等时圆模型可知,由c,O,d无初速度释放的小滑环到达a点的时间相等,即tca=t1=t3;而由c→a和由O→b滑动的小滑环相比较,滑行位移大小相同,初速度均为零,但aca>aOb,由x=12at2可知,t2>tca,故选项A错误,B,C,D均正确.2.(福建省厦门市2016届高三第二次质量检查理科综合试题)放在足够长的木板上的物体A和B由同种材料制成,且表面粗糙程度一样,现随长木板以速度v向右做匀速直线运动,如图所示。
牛顿定律高中全题型归纳(全)
牛顿运动定律--(第一定律第三定律)一、牛顿第一定律:1.内容:一切物体总保持匀速直线运动运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.理解:①定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性,即“保持匀速直线运动状态或静止状态”,这种性质叫惯性.牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性.②定律的后一句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”这实际上是给力下的定义,即力是改变运动状态的原因(力并不是产生和维持物体运动的原因).③牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律.实际上,不受外力作用的物体是不存在的.物体所受到的几个力的合力为零时,其运动效果就跟不受外力相同,这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态.二、牛顿第三定律1.内容: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,作用在同一直线上.2.表达式:F甲对乙=-F乙对甲,负号表示方向相反.3.意义:揭示了力的作用的相互性,即两个物体间只要有作用就必然会出现一对作用力和反作用力.4.特点:(1).是同种性质的力如G与G/、F N与F N/、f与f/.(2).作用在两个物体上,如G作用于人,G/作用于地球.(3).同时产生、同时消失(甲对乙无作用、乙对甲也无作用).(4).不管静止或运动,作用力和反作用力总是大小相等,方向相反.(5).与物体是否平衡无关.题型1:怎样判断物体运动状态是否发生变化?例1关于运动状态的改变,下列说法正确的是()A.速度方向不变,速度大小改变的物体,运动状态发生了变化B.速度大小不变,速度方向改变的物体,运动状态发生了变化C.速度大小和方向同时改变的物体,运动状态一定发生了变化D.做匀速圆周运动的物体,运动状态没有改变1. 在以下各种情况中,物体运动状态发生了改变的有()A.静止的物体 B.物体沿着圆弧运动,在相等的时间内通过相同的路程C.物体做竖直上抛运动,到达最高点过程 D.跳伞运动员竖直下落过程,速率不变2.跳高运动员从地面上跳起,是由于()A.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力 B.运动员给地面的压力大于运动员受的重力C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力 D.运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力3.某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动。
高中物理牛顿运动定律试题类型及其解题技巧及解析
高中物理牛顿运动定律试题类型及其解题技巧及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m 的极薄平板 AB ,在薄平板的上端A 处放一质量m =1kg 的小滑块(视为质点),将小滑块和薄平板同时无初速释放。
已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s 2。
求:(1)释放后,小滑块的加速度a l 和薄平板的加速度a 2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t 。
【答案】(1)24m/s ,21m/s ;(2)1s t = 【解析】 【详解】(1)设释放后,滑块会相对于平板向下滑动,对滑块m :由牛顿第二定律有:011sin 37mg f ma -=其中01cos37N F mg =,111N f F μ= 解得:00211sin 37cos374/a g g m s μ=-=对薄平板M ,由牛顿第二定律有:0122sin 37Mg f f Ma +-= 其中002cos37cos37N F mg Mg =+,222N f F μ=解得:221m/s a =12a a >,假设成立,即滑块会相对于平板向下滑动。
设滑块滑离时间为t ,由运动学公式,有:21112x a t =,22212x a t =,12x x L -= 解得:1s t =2.如图,水平桌面上静止放置一质量1kg M =、长为1m L =的木板板上最右端放一质量2kg m =的滑块可看做质点,以20N F =的水平力拉木板,将其从滑块下面抽出来.若所有接触面间的动摩擦因数均为0.3μ=,210m/s g =.(1)求滑块与木板间的摩擦力1f 多大,木板与桌面间的摩擦力2f 多大;(2)求滑块从木板上掉下的时间t 为多少? 【答案】(1)6N ;9N (2)1s 【解析】 【详解】解:(1)滑块与木板之间的摩擦力10.3210N 6N f mg μ==⨯⨯= 木板与桌面间的摩擦力2()0.3(12)10N 9N f M m g μ=+=⨯+⨯= (2)当滑块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力,木板将从物体下面抽出, 对滑块,根据牛顿第二定律得:11f ma =解得:213m/s a =对木板:122F f f Ma --=解得:225m/s a =滑块位移:21112x a t =,木板的位移:22212x a t =滑落时:21x x L -= 代入数据解得:1s t =3.如图,质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上,处于场强大小E=3×105N/C 、方向水平向右的匀强电场中,A 不带电,B 带正电、电荷量q=2×10-5C .零时刻,A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着,从静止同时开始运动,2s 末细绳断开.已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1,重力加速度大小g=10m/s 2.求:(1)前2s 内,A 的位移大小; (2)6s 末,电场力的瞬时功率. 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】 【分析】 【详解】(1)B 所受电场力为F=Eq=6N ;绳断之前,对系统由牛顿第二定律:F-μ(m A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度a 1=1m/s 2; 由运动规律:x=12a 1t 12 解得A 在2s 内的位移为x=2m ;(2)设绳断瞬间,AB 的速度大小为v 1,t 2=6s 时刻,B 的速度大小为v 2,则v 1=a 1t 1=2m/s ;绳断后,对B由牛顿第二定律:F-μm B g=m B a2解得a2=2m/s2;由运动规律可知:v2=v1+a2(t2-t1)解得v2=10m/s电场力的功率P=Fv,解得P=60W4.质量m=2kg的物块自斜面底端A以初速度v0=16m/s沿足够长的固定斜面向上滑行,经时间t=2s速度减为零.已知斜面的倾角θ=37°,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.试求:(1)物块上滑过程中加速度大小;(2)物块滑动过程摩擦力大小;(3)物块下滑所用时间.【答案】(1)8m/s2;(2)4N;(3)s【解析】【详解】(1)上滑时,加速度大小(2)上滑时,由牛顿第二定律,得:解得(3)位移下滑时,由牛顿第二定律,得解得由,解得=s5.如图甲所示,质量为m=2kg的物体置于倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,t=0时刻对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=0.5s时撤去该拉力,整个过程中物体运动的速度与时间的部分图象如图乙所示,不计空气阻力,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ (2)拉力F 的大小(3)物体沿斜面向上滑行的最大距离s . 【答案】(1)μ=0.5 (2) F =15N (3)s =7.5m 【解析】 【分析】由速度的斜率求出加速度,根据牛顿第二定律分别对拉力撤去前、后过程列式,可拉力和物块与斜面的动摩擦因数为 μ.根据v-t 图象面积求解位移. 【详解】(1)由图象可知,物体向上匀减速时加速度大小为:2210510/10.5a m s -==- 此过程有:mgsinθ+μmgcosθ=ma 2 代入数据解得:μ=0.5(2)由图象可知,物体向上匀加速时加速度大小为:a 1=210/0.5m s =20m/s 2 此过程有:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma 1 代入数据解得:F=60N(3)由图象可知,物体向上滑行时间1.5s ,向上滑行过程位移为:s =12×10×1.5=7.5m 【点睛】本题首先挖掘速度图象的物理意义,由斜率求出加速度,其次求得加速度后,由牛顿第二定律求解物体的受力情况.6.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s .当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s ).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍,乙车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍,g 取10m/s 2.(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线15m ,他采取上述措施能否避免闯警戒线? (2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中至少应保持多大距离?【答案】(1)见解析(2)2.5m【解析】 【分析】(1)根据甲车刹车时的制动力求出加速度,再根据位移时间关系求出刹车时的位移,从而比较判定能否避免闯红灯;(2)根据追及相遇条件,由位移关系分析安全距离的大小. 【详解】(1)甲车紧急刹车的加速度为210.44/a g m s ==甲车停下来所需时间0112.5v t s a == 甲滑行距离 20112.52v x m a == 由于12.5 m <15 m ,所以甲车能避免闯红灯;(2)乙车紧急刹车的加速度大小为:220.55/a g m s ==设甲、乙两车行驶过程中至少应保持距离0x ,在乙车刹车2t 时刻两车速度相等,0120022()v a t t v a t -+=-解得2 2.0t s =此过程中乙的位移: 220002121152x v t v t a t m =+-= 甲的位移:210021021()()12.52x v t t a t t m =+-+= 所以两车安全距离至少为:012 2.5x x x m =-= 【点睛】解决本题的关键利用牛顿第二定律求出加速度,再根据运动学公式进行求解.注意速度大者减速追速度小者,判断能否撞上,应判断速度相等时能否撞上,不能根据两者停下来后比较两者的位移去判断.7.水平面上固定着倾角θ=37°的斜面,将质量m=lkg 的物块A 从斜面上无初速度释放,其加速度a=3m/s 2。
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(完整版)⽜顿三⼤定律知识点与例题,推荐⽂档⽜顿运动定律⽜顿第⼀定律、⽜顿第三定律知识要点⼀、⽜顿第⼀定律1.⽜顿第⼀定律的内容:⼀切物体总保持原来的匀速直线运动或静⽌状态,直到有外⼒迫使它改变这种状态为⽌.2.理解⽜顿第⼀定律,应明确以下⼏点:(1)⽜顿第⼀定律是⼀条独⽴的定律,反映了物体不受外⼒时的运动规律,它揭⽰了:运动是物体的固有属性,⼒是改变物体运动状态的原因.①⽜顿第⼀定律反映了⼀切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静⽌状态不变的性质,这种性质称为惯性,所以⽜顿第⼀定律⼜叫惯性定律.②它定性揭⽰了运动与⼒的关系:⼒是改变物体运动状态的原因,是产⽣加速度的原因.(2)⽜顿第⼀定律表述的只是⼀种理想情况,因为实际不受⼒的物体是不存在的,因⽽⽆法⽤实验直接验证,理想实验就是把可靠的事实和理论思维结合起来,深刻地揭⽰⾃然规律.理想实验⽅法:也叫假想实验或理想实验.它是在可靠的实验事实基础上采⽤科学的抽象思维来展开的实验,是⼈们在思想上塑造的理想过程.也叫头脑中的实验.但是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想,⾸先,理想实验以实践为基础,在真实的实验的基础上,抓住主要⽭盾,忽略次要⽭盾,对实际过程做出更深⼀层的抽象分析;其次,理想实验的推理过程,是以⼀定的逻辑法则作为依据.3.惯性(1)惯性是任何物体都具有的固有属性.质量是物体惯性⼤⼩的唯⼀量度,它和物体的受⼒情况及运动状态⽆关.(2)改变物体运动状态的难易程度是指:在同样的外⼒下,产⽣的加速度的⼤⼩;或者,产⽣同样的加速度所需的外⼒的⼤⼩.(3)惯性不是⼒,惯性是指物体总具有的保持匀速直线运动或静⽌状态的性质,⼒是物体间的相互作⽤,两者是两个不同的概念.⼆、⽜顿第三定律1.⽜顿第三定律的内容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.2.理解⽜顿第三定律应明确以下⼏点:(1)作⽤⼒与反作⽤⼒总是同时出现,同时消失,同时变化;(2)作⽤⼒和反作⽤⼒是⼀对同性质⼒;(3)注意⼀对作⽤⼒和反作⽤⼒与⼀对平衡⼒的区别对⼀对作⽤⼒、反作⽤⼒和平衡⼒的理解θLm叠加性⼆⼒不可抵消,不可叠加,不可求和可抵消、可叠加、可求和且合⼒为零相同点等⼤、反向、共线典题解析【例 1】.关于物体的惯性,下列说法正确的是:A 只有处于静⽌状态或匀速直线运动状态的物体才有惯性.B 惯性是保持物体运动状态的⼒,起到阻碍物体运动状态改变的作⽤.C ⼀切物体都有惯性,速度越⼤惯性就越⼤.D ⼀切物体都有惯性,质量越⼤惯性就越⼤.【例 2】.有⼈做过这样⼀个实验:如图所⽰,把鸡蛋 A 向另⼀个完全⼀样的鸡蛋 B 撞去(⽤同⼀部分),结果是每次都是鸡蛋B被撞破,则下列说法不正确的是()AA对B的作⽤⼒⼤⼩等于B对A的作⽤⼒的⼤⼩. BA对B的作⽤⼒的⼤于B对A的作⽤⼒的⼤⼩.C A 蛋碰撞瞬间,其内蛋黄和蛋⽩由于惯性,会对 A 蛋壳产⽣向前的作⽤⼒.BAD A 蛋碰撞部位除受到 B 对它的作⽤⼒外,还受到 A 蛋中蛋黄和蛋⽩对它的作⽤⼒,所以受到合⼒较⼩.【例 3】如图所⽰,⼀个劈形物 abc 各⾯均光滑,放在固定的斜⾯上,ab 边成⽔平并放上⼀光滑⼩球,把物体 abc 从静⽌开始释放,则⼩球在碰到斜⾯以前的运动轨迹是()A 沿斜⾯的直线B 竖直的直线C 弧形曲线D 抛物线【拓展】如图所⽰,AB 为⼀光滑⽔平横杆,杆上套⼀轻环,环上系⼀长为ABL 质量不计的细绳,绳的另⼀端拴⼀质量为 m 的⼩球,现将绳拉直,且与 AB平⾏,由静⽌释放⼩球,则当细绳与 AB 成θ⾓时,⼩球速度的⽔平分量和竖直分量的⼤⼩各是多少?轻环移动的距离 d 是多少?【深化思维】怎样正确理解⽜顿第⼀定律和⽜顿第⼆定律的关系?【例 4】由⽜顿第⼆定律的表达式 F=ma ,当 F=0 时,即物体所受合外⼒为 0 或不受外⼒时,物体的加速度为 0,物体就做匀速直线运动或保持静⽌,因此,能不能说⽜顿第⼀定律是⽜顿第⼆定律的⼀个特例?同步练习1. 伽利略理想实验将可靠的事实与理论思维结合起来,能更深刻地反映⾃然规律,伽利略的斜⾯实验程序如下:(1)减⼩第⼆个斜⾯的倾⾓,⼩球在这个斜⾯上仍然要达到原来的⾼度. (2)两个对接的斜⾯,让静⽌的⼩球沿⼀个斜⾯滚下,⼩球将滚上另⼀个斜⾯. (3)如果没有摩擦,⼩球将上升到释放时的⾼度.b ac(4)继续减⼩第⼆个斜⾯的倾⾓,最后使它成⽔平⾯,⼩球沿⽔平⾯做持续的匀速直线运动.请按程序先后次序排列,并指出它属于可靠的事实还是通过思维过程的推论,下列选项正确的是(数字表⽰上述程序号码)()A. 事实 2→事实 1→推论 3→推论 4B. 事实 2→推论 1→推论 3→推论 4C. 事实 2→推论 3→推论 1→推论 4D. 事实 2→推论 1→推论 4→推论 32. ⽕车在⽔平轨道上匀速⾏驶,门窗紧闭的车厢内有⼈向上跳起,发现仍落回到车上原来的位置,这是因为()A. ⼈跳起后,厢内空⽓给他⼀个向前的⼒,带着他随同⽕车⼀起向前运动.B. ⼈跳起的瞬间,车厢底板给他⼀个向前的⼒,推动他随同⽕车⼀起向前运动.C. ⼈跳起后,车继续向前运动,所以⼈下落后必定偏后⼀些,只是由于时间太短,距离太⼩,不明显⽽已.D. ⼈跳起后直到落地,在⽔平⽅向上⼈和车始终具有相同的速度. 3. 关于惯性下列说法正确的是:()A. 静⽌的⽕车启动时速度变化缓慢,是因为⽕车静⽌时惯性⼤B. 乒乓球可以迅速抽杀,是因为乒乓球惯性⼩的缘故.C.物体超重时惯性⼤,失重时惯性⼩.D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性.4.如图所⽰,在⼀辆表⾯光滑⾜够长的⼩车上,有质量分别为m 1、m 2 的两个⼩球(m 1﹥m 2)随车⼀起匀速运动,当车突然停⽌时,若不考虑其他阻⼒,则两个⼩球()A.⼀定相碰B.⼀定不相碰C.不⼀定相碰D.难以确定是否相碰,因为不知道⼩车的运动⽅向.5.如图所⽰,重物系于线 DC 下端,重物下端再系⼀根同样的线 BA,下列说法正确的是:A. 在线的 A 端慢慢增加拉⼒,结果 CD 线拉断.B. 在线的 A 端慢慢增加拉⼒,结果 AB 线拉断.C. 在线的 A 端突然猛⼒⼀拉,结果将 AB 线拉断.D. 在线的 A 端突然猛⼒⼀拉,结果将 CD 线拉断.6. (海南⾼考)16 世纪纪末,伽利略⽤实验和推理,推翻了已在欧洲流⾏了近两千年的亚⾥⼠多德关于⼒和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元.在以下说法中,与亚⾥⼠多德观点相反的是A. 四匹马拉拉车⽐两匹马拉的车跑得快:这说明,物体受的⼒越⼤,速度就越⼤B. 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,静⽌状态才是物体长时间不受⼒时的“⾃然状态”C. 两物体从同⼀⾼度⾃由下落,较重的物体下落较快D .⼀个物体维持匀速直线运动,不需要受⼒m 1m 2D CB A7.关于作⽤⼒和反作⽤⼒,下列说法正确的是()BABABABAA.物体相互作⽤时,先有作⽤⼒,后有反作⽤⼒.B.作⽤⼒和反作⽤⼒⼤⼩相等、⽅向相反、作⽤在同⼀直线上,因此这⼆⼒平衡.C.作⽤⼒与反作⽤⼒可以是不同性质的⼒,例如作⽤⼒是重⼒,其反作⽤⼒可能是弹⼒D.作⽤⼒和反作⽤⼒总是同时分别作⽤在两个相互作⽤的物体上.8.某同学坐在运动的车厢内,观察⽔杯中⽔⾯的变化情况,如下图所⽰,说明车厢()A.向前运动,速度很⼤.B.向前运动,速度很⼩.C.加速向前运动D.减速向后运动.9.如图所⽰,在车厢内的B 是⽤绳⼦拴在底部上的氢⽓球,A 是⽤绳挂在车厢顶的⾦属球,开始时它们和车厢⼀起向右作匀速直线运动,若忽然刹车使车厢作匀减速运动,则下列哪个图正确表⽰刹车期间车内的情况()A BC D10.在地球⾚道上的A 处静⽌放置⼀个⼩物体,现在设想地球对⼩物体的万有引⼒突然消失,则在数⼩时内,⼩物体相对于A 点处的地⾯来说,将()A.⽔平向东飞去.B.原地不动,物体对地⾯的压⼒消失.C.向上并渐偏向西⽅飞去.D.向上并渐偏向东⽅飞去.E.⼀直垂直向上飞去.11.有⼀种仪器中电路如右图,其中M 是质量较⼤的⼀个钨块,将仪器固定在⼀辆汽车上,汽车启动时,灯亮,原理是,刹车时灯亮,原理是.车前进⽅向⽜顿第⼆定律知识要点前后红绿M⼀.⽜顿第⼆定律的内容及表达式物体的加速度a 跟物体所受合外⼒F 成正⽐,跟物体的质量m 成反⽐,加速度的⽅向跟合外⼒的⽅向相同.其数学表达式为:F=ma⼆.理解⽜顿第⼆定律,应明确以下⼏点:1.⽜顿第⼆定律反映了加速度a 跟合外⼒F、质量m 的定量关系.注意体会研究中的控制变量法,可理解为:①对同⼀物体(m⼀定),加速度a与合外⼒F成正⽐.②对同样的合外⼒(F⼀定),不同的物体,加速度a与质量成反⽐.2.⽜顿第⼆定律的数学表达式F=ma 是⽮量式,加速度a 永远与合外⼒F 同⽅向,体会单位制的规定.3.⽜顿第⼆定律是⼒的瞬时规律,即状态规律,它说明⼒的瞬时作⽤效果是使物体产⽣加速度,加速度与⼒同时产⽣、同时变化、同时消失.三.⽜顿运动定律的适⽤范围——宏观低速的物体在惯性参照系中.1.宏观是指⽤光学⼿段能观测到物体,有别于分⼦、原⼦等微观粒⼦.2.低速是指物体的速度远远⼩于真空中的光速.3.惯性系是指⽜顿定律严格成⽴的参照系,通常情况下,地⾯和相当于地⾯静⽌或匀速运动的物体是理想的惯性系.四.超重和失重1.超重:物体有向上的加速度(或向上的加速度分量),称物体处于超重状态.处于超重的物体,其视重⼤于其实重.2.失重:物体有向下的加速度(或向下的加速度分量),称物体处于失重状态.处于失重的物体,其视重⼩于实重.3.对超、失重的理解应注意的问题:(1)不论物体处于超重还是失重状态,物体本⾝的重⼒并没有改变,⽽是因重⼒⽽产⽣的效果发⽣了改变,如对⽔平⽀持⾯的压⼒(或对竖直绳⼦的拉⼒)不等于物体本⾝的重⼒,即视重变化.(2)发⽣超重或失重现象与物体的速度⽆关,只决定于加速度的⽅向.(3)在完全失重的状态下,平常⼀切由重⼒产⽣的物理观感现象都会完全消失,如单摆停摆,天平实效,浸在液体中的物体不再受浮⼒、液体柱不再产⽣压强等.典题解析【例1】关于⼒和运动,下列说法正确的是()A.如果物体运动,它⼀定受到⼒的作⽤.B.⼒是使物体做变速运动的原因.C.⼒是使物体产⽣加速度的原因.D.⼒只能改变速度的⼤⼩.【点评】⼒是产⽣加速度的原因,合外⼒不为零时,物体必产⽣加速度,物体做变速运动;另⼀⽅⾯,如果物体做变速运动,则物体必存在加速度,这是⼒作⽤的结果.【例 2】如图所⽰,⼀个⼩球从竖直固定在地⾯上的轻弹簧的正上⽅某处⾃由下落,从⼩球与弹簧接触开始直到弹簧被压缩到最短的过程中,⼩球的速度和加速度的变化情况是()A. 加速度和速度均越来越⼩,它们的⽅向均向下.B. 加速度先变⼩后⼜增⼤,⽅向先向下后向上;速度越来越⼩,⽅向⼀直向下.C. 加速度先变⼩后⼜增⼤,⽅向先向下后向上;速度先变⼤后⼜变⼩,⽅向⼀直向下.D.加速度越来越⼩,⽅向⼀直向下;速度先变⼤后⼜变⼩,⽅向⼀直向下. 【深化】本题要注意动态分析,其中最⾼点、最低点和平衡位置是三个特殊的位置。
高中物理牛顿运动定律试题经典及解析
t1)
L
包裹 A 在传送带上加速度的大小为 a1,v0=a1t1
包裹 A 的质量为 mA,与传输带间的动摩檫因数为 μ1,由牛顿运动定律有:μ1mAg=mAa1
解得:μ1=0.5
(2)包裹 A 离开传送带时速度为 v0,设第一次碰后包裹 A 与包裹 B 速度分别为 vA 和 vB,
由动量守恒定律有:mAv0=mAvA+mBvB
1 2
mv共2
,
解得: s ' 0.7m ,
车的最小长度:故 L s相对 s ' 6.7m ;
5.近年来,随着 AI 的迅猛发展,自动分拣装置在快递业也得到广泛的普及.如图为某自动 分拣传送装置的简化示意图,水平传送带右端与水平面相切,以 v0=2m/s 的恒定速率顺时 针运行,传送带的长度为 L=7.6m.机械手将质量为 1kg 的包裹 A 轻放在传送带的左端,经过 4s 包裹 A 离开传送带,与意外落在传送带右端质量为 3kg 的包裹 B 发生正碰,碰后包裹 B 在水平面上滑行 0.32m 后静止在分拣通道口,随即被机械手分拣.已知包裹 A、B 与水平面 间的动摩擦因数均为 0.1,取 g=10m/s2.求:
(1)释放后,小滑块的加速度 al 和薄平板的加速度 a2; (2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间 t。
【答案】(1) 4m/s2 ,1m/s2 ;(2) t 1s
【解析】
【详解】
(1)设释放后,滑块会相对于平板向下滑动,
对滑块 m :由牛顿第二定律有: mg sin 370 f1 ma1
其中 FN1 mg cos 370 , f1 1FN1
解得: a1 g sin 370 1g cos 370 4m / s2
对薄平板 M ,由牛顿第二定律有: Mg sin 370 f1 f2 Ma2
【精品】高中物理必修一-牛顿运动定律知识点题型完美总结
牛顿运动定律一.课前自主回顾知识点1:从亚里士多德到伽利略1.亚里士多德的观点亚里士多德把地面上的运动分为天然运动和受迫运动两类,他认为天然运动不需要力的维持,如气、火等轻的东西向上运动,重的东西向下运动;受迫运动需要力的维持,如拉动水平面上的桌子和推动桌子上的书,有外力推它,才能运动,外力消失,受迫运动也就停止。
2.伽利略的观点在地面上运动的物体之所以会停下来,是因为摩擦力的缘故。
3. 伽利略对运动和力的关系的研究(1)理想实验:如图所示,让小球沿一个斜面从静止状态开始滚下,小球将滚上另一个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度,减小右斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时它要滚得远些,继续减小右斜面的倾角,球达到同一高度时就会运动的更远。
于是他想到:若将右斜面放平,小球将会永远运动下去。
(2)实验结论:力不是维持物体运动的原因。
【例1】.伽利略的理想斜面实验说明()A.可以不必具体做实验,只通过抽象分析就能得出结论B.亚里士多德的运动和力的关系是错误的C.力是维持物体运动的原因D.力是改变物体运动状态的原因知识点2:牛顿第一定律1.牛顿第一定律的内容一切物体总保持状态或状态,直到有迫使它改变这种状态为止。
2.惯性的概念物体本身要保持不变的性质。
【注意】:1.如何理解牛顿第一定律?(1)明确了惯性的概念:定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”,揭示了物体所具有的一个重要的属性——惯性,即物体有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。
因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
(2)确定了力的含义:定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”,实际上是力的定义,即力是改变物体运动状态的原因,并不是维持物体运动的原因,这一点要切实理解。
(3)定性揭示了力和运动的关系:牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律,它描述的只是一种理想状态,而实际中不受外力作用的物体是不存在的,当物体所受合外力为零时,其效果跟不受外力的作用相同。
牛顿运动定律常见题型
牛顿运动定律复习1、 连接体问题解题思路:整体法与隔离法的灵活运用a) 各部分间没有相对运动,或者虽有相对运动但为匀速运动:整体及各部分有相同的加速度,整体法求加速度,隔离法求各物体受力情况。
b) 各部分间有相对运动且不是匀速运动:整体及部分间没有共同的加速度,且整体的加速度不等于各部分的加速度平均。
必须灵活运用整体法及隔离法求解问题。
整体的加速度用整体法求解,部分的加速度用隔离法求解;受力情况运用整体、隔离及牛三定律等求解。
例1、 如图所示,小车向右做匀加速运动的加速度大小为a ,bc 为固定在小车上的水平横杆,物块M 串在杆上,M 通过细线悬吊着一小铁球m , M 、m 均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ.若小车的加速度逐渐增大到2a 时,M 仍与小车保持相对静止,则A .横杆对M 的作用力增加到原来的2倍B .细线的拉力增加到原来的2倍C .细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D .细线与竖直方向夹角的正切值增加到原来的2倍例2、 如图所示,水平地面上有两块完全相同的木块AB ,水平推力F 作用在A 上,用F AB 代表A 、B 间的相互作用力,下列说法可能正确的是A .若地面是完全光滑的,则F AB =FB .若地面是完全光滑的,则F AB =F /2C .若地面是有摩擦的,且AB 未被推动,可能F AB =F /3D .若地面是有摩擦的,且AB 被推动,则F AB =F /2例3、 如图所示,一质量为M 的直角劈B 放在水平面上,在劈的斜面上放一质量为m 的物体A ,用一沿斜面向上的力F 作用于A 上,使其沿斜面匀速上滑,在A 上滑的过程中直角劈B 相对地面始终静止,则关于地面对劈的摩擦力f 及支持力N 正确的是A .f = 0 ,N = Mg +mgB .f 向左,N <Mg +mgC .f 向右,N <Mg +mgD .f 向左,N =Mg +mg例4、 某人拍得一张照片,上面有一个倾角为α的斜面,斜面上有一辆无动力的小车,小车上悬挂一个小球,如图所示,悬挂小球的悬线与垂直斜面的方向夹角为β,下面判断正确的是A 、如果βα=,小车一定处于静止状态B 、如果0β=,斜面一定是光滑的C 、如果βα>,小车一定是沿斜面加速向下运动D 、无论小车做何运动,悬线都不可能停留图中虚线的右侧例5、 如图所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量为m 1和m 2的物体,m 1放在地面上,当m 2的质量发生变化时,m 1的加速度a 的大小与m 2的关系大致如下图中的图( ).αβF V α B A2、 弹簧类问题可视为特殊的连接体问题,注意关键点:弹簧的弹力不能突变。
牛顿运动定律重点和难点题型
牛顿运动定律重点和难点题型一.1.第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。
2.牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系3.牛顿第二定律:F ma 合=建立正交坐标系的原则是: ○ 1让尽可能多的力落在坐标轴上,○2尽量让未知量落在坐标轴上。
例1.如图1所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线另一端拴一质量为m 的小球。
当滑块以g 和2g 加速度向左运动时,斜面对物块支持力N 和线中拉力T 分别等于多少?若物体和斜面一起向右加速时,加速度有何要求?例2. 如图甲、乙所示,图中细线均不可伸长,物体均处于平衡状态。
如果突然把两水平细线剪断,求剪断瞬间小球A 、B 的加速度各是多少?(θ角已知)例3. 传送带与水平面夹角37°,皮带以10m/s 的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转动,如图6所示。
今在传送带上端A 处无初速地放上一个质量为m kg =05.的小物块,它与传送带间的动摩擦因数为0.5,若传送带A 到B 的长度为16m ,g 取102m s /,则物体从A 运动到B 的时间为多少? t t t s =+=122例4. 如图质量M kg =8的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N 。
当小车向右运动速度达到3m/s 时,在小车的右端轻放一质量m=2kg 的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=02.,假定小车足够长,问: (答:2s, 8.4m )(1)经过多长时间物块停止与小车间的相对运动?(2)小物块从放在车上开始经过t s 030=.所通过的位移是多少?(g 取102m s /)例5. 将金属块m 用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图9所示,在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。
牛顿运动定律题型归纳
牛顿运动定律题型归纳一、瞬不瞬变的问题(牛二律的瞬时性、同一性)1、如图所示,细绳栓一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,求:(1)小球静止时细绳的拉力大小?(2)烧断细绳瞬间小球的加速度?2、如图所示,三物体A、B、C的质量均相等,用轻弹簧和细绳相连后竖直悬挂,当把A、B之间的细绳剪断的瞬间,求三物体的加速度aA、aB、aC。
3、如图,弹簧吊着质量为2m的箱子A,箱内放有质量为m的物体B,现对箱子施加竖直向下的力F=3mg,而使系统静止。
撤去F的瞬间,B对A的压力大小为()A. mgB. 1.5mgC. 2mgD. 2.5mg二、单一物体单一过程的动力学问题力→加速度→运动或运动→加速度→力4、在水平地面上,质量50kg的木箱受到一个与水平面成37 °斜向上的拉力作用,已知木箱与地板间的动摩擦因数为0.2,拉力F=150N,木箱沿水平方向向右运动,问经过10s 木箱的速度多大?位移多大?5、将一质量为m=2kg的物体以初速度v0=16m/s从地面竖直向上抛出,设在上升和下降过程中所受空气阻力大小恒为12N,g=10m/s2,求:(1)物体上升的最大高度;(2)物体落回地面的速度。
6、如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点.每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0),用t1、t2、t3依次表示滑环到达d所用的时间,则()A. t1<t2<t3B. t1>t2>t3C. t3>t1>t2D. t1=t2=t3三、单一物体多个过程的动力学问题熟练掌握力和运动的关系,会分析物体的运动:F合=0时,物体将保持静止或匀速直线运动;F合≠0且与v0方向相同,物体将做加速直线运动;F合≠0且与v0方向相反,物体将做减速直线运动。
专升本牛顿定律知识点与题型解析
专升本牛顿定律知识点与题型解析在专升本的物理学习中,牛顿定律是至关重要的一部分。
理解并掌握牛顿定律不仅对于考试取得好成绩至关重要,更对于我们深入理解物理世界的运行规律有着深远的意义。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,其内容为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
从这个定律中,我们能得出几个关键的概念。
首先是惯性,惯性是物体保持原有运动状态的性质。
质量是惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大。
例如,一辆重型卡车比一辆小型汽车更难改变其运动状态,这就是因为重型卡车的质量大,惯性大。
在题型方面,常出现对于惯性概念的理解和应用的题目。
比如:“为什么汽车突然刹车时,乘客会向前倾?”这就是因为乘客具有惯性,在汽车刹车时,身体仍要保持原来的运动状态向前运动。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律的表达式为 F = ma ,其中 F 表示物体所受的合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
这一定律表明,力是使物体产生加速度的原因,而且合力的方向与加速度的方向相同。
对于这一定律的理解,我们要注意以下几点:1、合力与加速度的瞬时对应关系:力发生变化,加速度立即发生变化。
2、加速度与质量的关系:质量越大,相同合力下产生的加速度越小。
在题型中,常见的有计算物体在受到不同力作用时的加速度,或者根据物体的运动情况求解所受的合力。
例如:一个质量为 5kg 的物体,受到水平向右的 20N 拉力,同时受到水平向左的 10N 摩擦力,求物体的加速度。
首先,求出合力 F = 20 10 = 10N ,然后根据牛顿第二定律 a = F / m = 10 / 5 = 2m/s²,加速度方向水平向右。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律指出: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,作用在同一条直线上。
这一定律强调了力的相互性。
比如,我们站在地面上,脚对地面施加一个压力,地面同时对脚施加一个大小相等、方向相反的支持力。
牛顿运动定律八大题型
《牛顿运动定律》
经典题型
《牛顿运动定律》八大经典题型
两类基本问题 连接体问题
超失重问题
瞬时性问题 变加速问题
临界问题
传送带问题 弹簧类问题
动力学 两类基本问题
力
运动
v=v0+at
2 x=v0t+at /2
G=mg F=kx
Ff=μFN 其他 外力等
已知受力求运动
F合 = m a
已知运动求受力
v2-v02=2ax
C
v
D
七:传送带问题
【同类变式I】两轮CD之间的距离为L=9m, θ=37°,皮带的速度恒为v=2m/s,方向如图, 现有一质量m=1kg的小滑块A,从C端轻轻地放 上,滑块与皮带之间的滑动摩擦因数为μ=0.8。 (g=10m/s2) 施力物体 试问: (1)是否能够将A上传? (2)将A由C传送到D处所需时间? θ (3)若提高传送速度,则可以缩短 传送时间。若要将A物在最短时间内 传送到D点,则传送带的速度应满足 什么条件?
七:传送带问题
【原型题】传送带两轮C、D之间的距离为 L=9m,皮带的速度恒为v=2m/s,方向如图,现 有一质量m=1kg的小滑块A,从C端轻轻地放上, 滑块与皮带之间的滑动摩擦因数为μ=0.2。 (g=10m/s2)试问: (1)将A由C传送到D处所需时间? (2)若提高传送速度,则可以缩短传送时间。 若要将A物在最短时间内传送到D点,则传送带 A 的速度应满足什么条件? 施力物体
六:连接体问题
【能力提高】(09安徽理综)一根不 可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一 端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的 运动员拉住,如图所示。设运动员的 质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不 计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速 度取g=10m/s2.当运动员与吊椅一起正 以加速度a=1m/s2上升时,试求: (1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力。
专升本牛顿定律知识点与题型解析
专升本牛顿定律知识点与题型解析牛顿定律是物理学中的重要基础,在专升本考试中也是一个重点内容。
下面我们就来详细了解一下相关的知识点和常见题型。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,其内容为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
从这个定律中,我们可以得出几个关键要点:1、惯性的概念:物体保持原有运动状态的性质叫做惯性。
质量是惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大。
2、力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
在理解牛顿第一定律时,要注意区分惯性和力的作用。
例如,一辆行驶的汽车突然刹车,乘客会向前倾,这是因为乘客具有惯性,而不是受到了向前的力。
常见题型:1、概念理解题:给出一些关于物体运动状态和力的描述,让考生判断是否符合牛顿第一定律。
2、惯性相关应用题:通过实际场景,如公交车启动或刹车时的现象,考查对惯性的理解和应用。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律指出,物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
其表达式为 F = ma ,其中 F 表示作用力,m 表示物体质量,a 表示加速度。
这一定律的要点包括:1、定量地揭示了力、质量和加速度之间的关系。
2、加速度与力是瞬时对应的关系,有力就有加速度,力变化,加速度也立即变化。
在解题时,要注意以下几点:1、确定研究对象,进行受力分析。
2、建立合适的坐标系,通常选择加速度方向为坐标轴正方向。
3、求出合力,根据牛顿第二定律列出方程求解。
常见题型:1、受力分析与牛顿第二定律结合的计算题:给出物体的受力情况,求加速度或运动状态。
2、多个物体组成的系统问题:分析各个物体的受力,运用整体法和隔离法求解。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律表述为: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,作用在同一条直线上。
需要注意的是:1、作用力和反作用力同时产生、同时消失。
2、作用力和反作用力性质相同。
高一物理牛顿定律知识点与题型总结归纳
高一物理牛顿定律知识点与题型总结归纳标题:高一物理牛顿定律知识点与题型总结归纳牛顿定律是高中物理中的重要内容,对理解物体运动具有极高的价值。
本文将针对人教版高一物理下学期必修二中的牛顿定律知识点进行总结,并对常考题型进行解析,以帮助同学们更好地掌握这一部分内容。
一、牛顿定律知识点总结1.牛顿第一定律(惯性定律):一个物体若不受外力作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
2.牛顿第二定律(动力定律):物体受到的合外力等于其质量与加速度的乘积,即F=ma。
3.牛顿第三定律(作用与反作用定律):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,作用在同一直线上。
二、常考题型解析1.判断题:考查对牛顿定律的理解和应用。
例题:一个物体受到两个大小相等、方向相反的力作用,物体的运动状态一定不变。
解析:错误。
物体受到的两个力虽然大小相等、方向相反,但如果作用点不在同一直线上,物体将产生旋转运动。
2.选择题:考查对牛顿定律知识点的掌握。
例题:下列哪个选项正确描述了牛顿第一定律?A.物体受到的合外力等于其质量与加速度的乘积B.物体若不受外力作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态C.两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反解析:B。
选项B正确描述了牛顿第一定律。
3.计算题:考查对牛顿定律的应用。
例题:一个质量为2kg的物体受到一个水平方向的大小为10N的力作用,求物体的加速度。
解析:根据牛顿第二定律F=ma,代入数据得a=10N/2kg=5m/s。
4.应用题:考查对牛顿定律的综合应用。
例题:一辆小车质量为1000kg,以20m/s的速度行驶,紧急刹车时,阻力为5000N,求小车停止所需的时间。
解析:根据牛顿第二定律F=ma,可得a=5000N/1000kg=5m/s。
小车停止所需的时间为t=(v-0)/a=20m/s / 5m/s=4s。
总结:通过对牛顿定律知识点的总结和常考题型的解析,希望同学们能够更好地掌握牛顿定律,并在实际问题中灵活运用。
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►类型一:纯力学问题(由力求加速度,或由加速度求力)
1. 一辆小车在水平地面上沿直线行驶,在车厢上悬挂的摆球相对
小车静止,其悬线与竖直方向成ө角(如图)则小车加速度多
大?方向如何?
2. 如图所示,电梯与水平面的夹角为30°,当电梯向上运动时,
人对电梯的压力是其重力的
65
倍,则人与电梯间的摩擦力是重力的多少倍?
3. 一根质量为M 的木棒,上端用细绳系在天花板上,棒上有一只质量为m 的猴子,如图所示,如果将细绳剪断,猴子沿木棒向上爬,但仍保持与地面
间的高度不变。
求这时木棒下落的加速度。
4. 如图所示,质量M=4.0kg 的一只长方体形铁箱在水平拉力F 作用下沿水平面向右运动,
铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.20,这时铁箱内一个质量
m=1.0kg 的木块恰好能沿箱的后壁向下匀速下滑,木块与铁箱间
的动摩擦因数为μ2=0.50。
求水平拉力F 的大小。
(g 取10m•s -2)
5. 在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。
为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。
一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。
设运动员的质量为65kg ,吊椅的质量为15kg ,不计定滑轮与绳子间的
摩擦。
重力加速度取2
10m/s g =。
当运动员与吊椅一起正以加速度21m/s a =上升时,试求
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力。
►类型二:已知受力求运动(已知物体的受力情况,可以求出加速度;如果再知道物体的已知运动量,运用运动学公式可以求出物体其他运动量。
同时,亦可分析物体的运动形式)
1. 如图所示,质量为m=10kg 的两个相同的物块A 、B(它们之间用轻绳相连)放在水平地面上,在方向与水平方面成
37=θ角斜向上、大小为100N 的拉力F 作用下,以大小为0v =4.0m/s 的速度向右做匀速直线运动,求剪断轻绳后物块A 在水平地面上滑行的距离。
(取当地的重力加速度g=10m/s 2,sin37 =0.6,cos37 =0.8)
2. 杂技演员在进行“顶竿”表演时,用的是一根质量可忽略不计的
长竹竿.质量为m =30 kg 的演员自竹竿顶部由静止开始下滑,滑
到竹竿底端时速度恰好为零.为了研究下滑演员沿竿的下滑情
况,在顶竿演员与竹竿底部之间安装一个传感器.由于竹竿处于
静止状态,传感器显示的就是下滑演员所受摩擦力的情况,如图3-14所示,g 取10 m/s 2.求:
(1) 下滑演员下滑过程中的最大速度;
(2) 竹竿的长度.
3. 如图所示,一物块从高度为H ,倾角分别为30°、45°、60°的不同光滑斜面上,由静止开始下滑,物体滑到底端时速度大小和所用时间相比较,下列关系中正确的是( )。
A B .C a b c a b c a b c a b c a b c a b c v v v t t t v v v t t t v v v t t t ====、>,>、,>>、>>,<<D a b c a b c
v v v t t t 、<<,>>
4. 某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N 。
他将弹簧秤移至电梯内
称其体重,0t 至3t 时间段内,弹簧秤的示数如图所示,电梯运行的
v-t 图可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )
►类型三:连接体(几个物体相对静止,一起运动;核心特点:a 个=a 整)
1. 如图所示,质量为m 2的物体2放在车厢底板上,用竖直细线通过定滑轮与质量为m 1的物体1连接,不计滑轮摩擦,车厢正在水平向右做加速直线运动,连接物体1的细线与竖直方向成θ角,物体2仍在车厢底板上,则( )
A .细线拉力为m 1g cos θ
B .车厢的加速度为g tan θ
C .底板对物体2的支持力为θ
-
cos g m g m 12 D .底板对物体2的摩擦力为零
2. 如图所示,质量M=4.0kg 的一只长方体形铁箱在水平拉力F 作用下沿水平面向右运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数μ1=0.20,这时铁箱内一个质
量m=1.0kg 的木块恰好能沿箱的后壁向下匀速下滑,木块
与铁箱间的动摩擦因数为μ2=0.50。
求水平拉力F 的大小。
(g 取10m•s -2)
3 将质量为10kg 的小球挂在倾角030=a 的光滑斜面上
(1)当斜面以加速度g a 3
1=,沿如图所示的方向运动时,求绳中的张力及小球对斜面的正压力。
(2)当斜面的加速度至少为多大时,小球对斜面的正压力为零?
3. 质量分别为m 和2m 的两物体A 、B 叠放在一起,放在光滑的水平地面上,已知A 、B 间的最大摩擦力为A 物体重力的u 倍,若用水平分力分别作用在A
或B 上,使A 、B 保持相对静止做加速运动,则作用于A 、B 上的最大拉力F a : F b 之比为多少? A B F
►类型四:图像问题(运动过程分析,加速度是关键)
4. (2010年高考安徽卷)质量为2kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F ,其运动的v t -图像如图所示。
g 取2
/10s m ,求:
(1)物体与水平面间的运动摩擦因数μ;
(2)水平推力F 的大小;
(3)010s -内物体运动位移的大小。
5. 质量为40 kg 的雪橇在倾角θ=37°的斜面上向下滑动(如图甲所示),所受的空气阻力与速度成正比.今测得雪橇运动的v-t 图象如图乙所示,且AB 是曲线的切线,B 点坐标为(4,15),CD 是曲线的渐近线.试求空气的阻力系数k 和
雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ.
6. (2012年4月皖南八校第三次联考)如图甲所示,有一
足够长的粗糙斜面,倾角θ=37°,一滑块以初速度
v0=16 m/s 从底端A 点滑上斜面,滑至B 点后又返回
到A 点.滑块运动的图象如图乙所示,求:(已知:
sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2)
(1) AB 之间的距离.
(2) 滑块再次回到A 点时的速度.
(3) 滑块在整个运动过程中所用的时间. 7. (2012高考领航卷)如图甲,A 、B 是叠放在光滑水平面上的两物块,两物块质量均为m ,水平
力F 作用在物块B 上, A 、B 一起从静止开始做
直线运动(无相对滑动),F 随时间t 变化关系如图乙所示。
下列说法正确的是( )
A .在0~ t 0时间内,物块A 所受摩擦力的大小为F 0
B .在t 0~2t 0时间内,物块B 的加速度大小为F 0/m
C .在t 0~2 t 0时间内,物块A 所受摩擦力大小为F 0。
D .在0~2t 0时间内,A 、B 一起向右运动
0 t 0 F 0 -2F 0 t 2t 0 F F A B
图甲 图乙。