《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档：第3单元 牛顿运动定律 听课正文
2020高考物理一轮总复习第三章牛顿运动定律能力课1牛顿运动定律的综合应用课件新人教版
|练高分| 1.在弹跳高跷表演中，一名质量为 m 的演员穿着这种高跷从距地面 H 高处由静 止落下，与水平地面撞击后反弹上升到距地面高 h 处．假设弹跳高跷对演员的作用 力类似于弹簧的弹力，演员和弹跳高跷始终在竖直方向运动，不考虑空气阻力的影 响，则该演员( ) A．在向下超重状态 C．在向下运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态 D．在向上运动的过程中先处于失重状态后处于超重状态
由牛顿第二定律得 mAgsinθ＋fA＝mAa，解得 fA＝－μmAgcosθ，方向沿斜面向上， 若匀速运动，A 受到静摩擦力也是沿斜面向上，如果系统沿斜面向下做匀减速直线运 动，A、B 系统加速度沿斜面向上，则 A 所受的摩擦力沿斜面向上，由以上分析可知， A 受到的摩擦力方向一定沿斜面向上，故 C 正确；在 CD 段 A、B 加速下滑，系统处 于失重状态，在 DE 段系统可能向下做匀减速直线运动，加速度方向沿斜面向上，A、 B 处于超重状态，故 D 错误．
(3)由图可知 B 在 0～1 s 内的加速度 a2＝v1t－1 0＝2 m/s2 对 B 由牛顿第二定律得 μ1mg－μ2(M＋m)g＝Ma2 代入数据解得 m＝6 kg.
答案：(1)0.2 (2)0.1 (3)6 kg
考点三 动力学中的临界、极值问题——多维探究
|记要点| 临界或极值条件的标志 (1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，即表明题述的过程存在着 临界点． (2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过 程存在着“起止点”，而这些起止点往往对应临界状态． (3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存 在着极值，这个极值点往往是临界点． (4)若题目要求“最终加速度”“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度．
2020年高考物理一轮复习 (课件+word文档)第3章 牛顿运动定律 (2)
第2讲牛顿第二定律的应用主干梳理对点激活知识点牛顿第二定律的应用Ⅱ1．动力学的两类基本问题(1)已知受力情况求物体的□01运动情况；(2)已知运动情况求物体的□02受力情况。
2．解决两类基本问题的方法以□03加速度为“桥梁”，由□04运动学公式和□05牛顿运动定律列方程求解，具体逻辑关系如图：知识点超重和失重Ⅰ1．实重与视重(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态□01无关。
(2)视重：①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的□02示数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的□03拉力或台秤所受物体的□04压力。
2．超重、失重和完全失重的比较一思维辨析1．超重就是物体的重力变大的现象。
()2．物体处于完全失重状态时，重力消失。
()3．减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于重力。
() 4．根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。
() 5．物体处于超重或失重状态，由加速度的方向决定，与速度方向无关。
() 6．物体所受合力发生突变，加速度也会相应突变。
()答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√二对点激活1．(人教版必修1·P87·T1改编)(多选)一个原来静止的物体，质量是2 kg，受到两个大小都是50 N且互成120°角的力的作用，此外没有其他的力，关于该物体，下列说法正确的是()A．物体受到的合力为50 NB．物体的加速度为25 3 m/s2C．3 s末物体的速度为75 m/sD．3 s内物体发生的位移为125 m答案AC解析两个夹角为120°的50 N的力，其合力仍为50 N，加速度a＝F合m＝25m/s2,3 s末速度v＝at＝75 m/s,3 s内位移x＝12at2＝112.5 m，故A、C正确，B、D错误。
2．(多选)用力传感器悬挂一钩码，一段时间后，钩码在拉力作用下沿竖直方向由静止开始运动。
2020版高考新课标一轮复习：第3章 牛顿运动定律
第三章 ⎪⎪⎪ 牛顿运动定律 [全国卷5年考情分析]超重和失重(Ⅰ) 未曾独立命题 第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律一、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．意义(1)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
(2)指出力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。
[注1]二、惯性1．定义：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
2．性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关。
[注2]3．量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。
三、牛顿第三定律1．作用力和反作用力两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。
物体间相互作用的这一对力叫做作用力和反作用力。
2．牛顿第三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，作用在同一条直线上。
[注3]【注解释疑】[注1] 牛顿第一定律并不是牛顿第二定律在加速度等于零时的特例。
[注2] 当物体不受力或所受合力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变；当物体受到合力不为零时，惯性表现为抗拒运动状态改变的能力。
[注3] 可简记为：异体、等大、反向、共线。
[深化理解]1．惯性是物体的固有属性，不是一种力。
2．牛顿第一定律的本质是力与运动的关系，即力不是维持运动的原因，而是改变运动状态的原因。
3．牛顿第三定律指出了作用力与反作用力间的关系，这种关系适用于宏观、低速运动的情况。
[基础自测]一、判断题(1)牛顿第一定律是实验定律。
(×)(2)牛顿第一定律指出，当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态。
(×)(3)物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止。
(×)(4)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。
全品复习方案2020届高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律听课正文含解析
一、牛顿第一定律考点一牛顿第一定律图6-1图6-2考点二图6-3图6-4图6-5图6-6 物体做匀减速直线运动.8m/s图6-7图6-8向下滑动考点三图6-9图6-10开始时停在用绳悬吊的质量为重力加速度为g,则此时木杆相对地面的加速度为一、动力学的两类基本问题考点一月选考]可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如图37°的倾斜冰面上,先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点企鹅在滑动过程中姿势保持不变).若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数.求:图7-1图7-2我国第五代制空战机歼.图7-3制作的大型纪录片,该片为了环保采用热气球进行拍摄摄影师扔掉一些压舱物使气球竖直向上做匀加速运动摄影师在4s时间内发现气球上升了图7-4 考点二牛顿第二定律与图像综合问题图像等.图7-5上端放有物块图7-6图7-7图7-8 考点三图7-9图7-10■题根分析本题通过受力分析和牛顿第二定律某人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图的正方向,则人对地板的压力()图7-11时最小图7-12的支持力小于重力,摩擦力水平向右的支持力等于重力,摩擦力水平向左考点一连接体问题图8-1 图8-2图8-3图8-4 考点二图8-5图8-6图8-7c之间用完全相同的轻弹簧图8-8mg考点三图8-9图8-10图8-11T热点一等时圆模型图Z3-1图Z3-2在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道图Z3-3其直径水平且与另一圆的底部相切于、COD、EOF,它们的两端分别位于上、下两圆的圆周上现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端图Z3-4AC=BC=l.AB为光滑钢丝图Z3-5 图Z3-6图Z3-7 热点三图Z3-8图Z3-9 ·湖南张家界三模]如图Z3-图Z3-10图Z3-11在确定研究对象并进行受力分析之后,首先判定摩擦力突变题型综述斜面体是高考考查的热点,综合性强,可以考查受力分析、临界条件、牛顿运动定律、运动图像、功能关系等多方面问题,所以,斜面体是一个非常重要的模型.图W3-2图W3-3 图W3-4.图W3-5。
2020版高考物理一轮复习第三章第3讲牛顿运动定律的综合应用教案新人教版
第3讲 牛顿运动定律的综合应用考点1 超重和失重1．对超重和失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变．(2)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失．(3)尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态．(4)尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要物体的一部分具有竖直方向的分加速度，整体也会出现超重或失重状态．2．判断超重和失重的方法1．某人在地面上最多可举起50 kg 的物体，当他在竖直向上运动的电梯中最多举起了60 kg 的物体时，电梯加速度的大小和方向为(g＝10 m/s2)( D )A ．2 m/s 2 竖直向上B.53m/s 2 竖直向上 C ．2 m/s 2 竖直向下D.53m/s 2 竖直向下 解析：由题意可知，在地面上，人能承受的最大压力为F m ＝mg ＝500 N ，在电梯中人能举起60 kg 物体，物体一定处于失重状态，对60 kg 的物体：m ′g －F m ＝m ′a ，即a ＝600－50060m/s 2＝53m/s 2，所以选项D 正确． 2．(多选)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a 随时间t 变化的图线如图所示，以竖直向上为a 的正方向，则人对地板的压力( AD )A ．t ＝2 s 时最大B ．t ＝2 s 时最小C ．t ＝8.5 s 时最大D ．t ＝8.5 s 时最小解析：人乘电梯向上运动，规定向上为正方向，人受到重力和支持力两个力的作用，则有F －mg ＝ma ，即F ＝mg ＋ma ，根据牛顿第三定律知，人对地板的压力大小等于支持力的大小，将对应时刻的加速度(包含正负号)代入上式，可得选项A 、D 正确，B 、C 错误．判断超重和失重的方法(1)不管物体的加速度是不是沿竖直方向，只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就处于超重或失重状态．(2)对于多个物体组成的系统，尽管不是整体有竖直方向的加速度，但只要物体系统的一部分具有竖直方向的加速度分量，整体也会出现超重或失重现象．考点2 动力学图象问题1．图象问题的类型(1)已知物体受的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况．(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况．(3)由已知条件确定某物理量的变化图象．2．解题策略(1)分清图象的类型：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理。
《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档：第3单元 牛顿运动定律 作业答案
8.(1)2 (2)
(3)
[解析](1)由 v2=2gH
解得 v=2
(2)因 h1= t1,h2= t2
解得 = (3)由 2gH=v2=2a1h1 F1-mg=ma1 解得 F1=3mg
同理得 F2=
mg
所以 =
9.(1)8m/s2 2.5s (2)0.3s (3) [解析](1)设减速过程中汽车加速度的大小为 a,所用时间为 t,由题可得,初速度 v0=20m/s,末速度 v=0,位移 x=25m,由运动学公式得
[解析](1)滑块沿斜面上滑过程,由牛顿第二定律得 mgsinθ+μmgcosθ=ma1 解得 a1=9.6m/s2 设滑块上滑的位移大小为 L,则 =2a1L 解得 L=4.8m 滑块沿斜面下滑过程,由牛顿第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma2 解得 a2=2.4m/s2 根据 v2=2a2L 解得 v=4.8m/s.
由牛顿第二定律得 Tm+mgtanθ=mam 因 Tm=2mg,所以最大加速度为 am=3g
课时作业(七) 1.C [解析]体重计对小李的支持力与小李对体重计的压力是作用力与反作用力关系, 所以大小相等,方向相反,选项 A 错误;体重计示数就是体重计对小李的支持力大小,在 这段时间内,支持力大于小李的重力,选项 B 错误;根据牛顿第二定律得 FN-mg=ma,解得 加速度 a=1m/s2,方向竖直向上,选项 C 正确;根据题意,小李处于超重状态,但不能确定 速度方向,选项 D 错误. 2.BC [解析]t2~t3 时间内,橡皮绳拉力减小且大于重力,小球向上运动,处于超重状态,选 项 A 错误;t3~t4 时间内,橡皮绳拉力减小且小于重力,小球向上运动,处于失重状态,选项 B 正确;t4~t5 时间内,橡皮绳拉力增大且小于重力,小球向下运动,处于失重状态,选项 C 正确;t5~t6 时间内,橡皮绳拉力增大且大于重力,小球向下运动,处于超重状态,选项 D 错 误. 3.D [解析]图像的斜率表示加速度,由图像知,在 0~5s 内,斜率为正,加速度为正,方向向 上,处于超重状态,速度为正,即电梯向上加速运动;在 5~10s 内,电梯匀速运动,该同学的 加速度为零,该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力;10~20s 内,斜率为负,速度为 正,即电梯向上做减速运动,加速度向下,处于失重状态,选项 A、B、C 错误,选项 D 正确.
《全品高考复习方案》2020届高考物理一轮复习文档：测评手册正文
选择题必刷卷(一)匀变速直线运动(共16题,1~8题为单选,9~16题为多选)1.[2018·浙江学军中学模拟]北京至上海的高铁运行距离约为1318km,2017年9月中旬,京沪高铁“复兴号”列车提速至350km/h,使运行时间缩短至4个半小时.下列说法正确的是()图X1-1A.4个半小时指的是时刻B.350km/h是指列车的平均速度C.由题目信息可以估算列车在任意一段时间内的平均速度D.当研究“复兴号”列车经过某一站牌的时间时,不能将其看作质点2.[2019·陕西安康二中一模]在交通事故分析中,刹车线的长度是事故责任认定的重要依据.刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹.在某次交通事故中,汽车刹车线的长度是10m,假设汽车刹车时的加速度大小为5m/s2,则汽车开始刹车时的速度为()A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s3.[2018·新疆昌吉月考]自由下落的物体在任意相邻的1s时间内下落的距离之差Δh 和平均速度之差Δv在数值上分别等于(重力加速度为g)()A.Δh=,Δv=2gB.Δh=,Δv=C.Δh=g,Δv=gD.Δh=2g,Δv=2g4.[2019·陕西安康二中一模]物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第4s内与第2s 内的位移之差是8m,则下列说法错误的是()A.物体运动的加速度为4m/s2B.第2s内的位移为6mC.第2s末的速度为2m/sD.物体在0~5s内的平均速度为10m/s5.[2019·甘肃甘谷一中月考]质量为m的小球由空中A点无初速度自由下落,加速度大小为g;在t时刻末使其加速度大小变为a且方向竖直向上,再经过t时间,小球又回到A 点.不计空气阻力且小球从未落地,则以下说法中正确的是()A.a=4gB.返回到A点时的速率为2atC.自由下落t时间时小球的速率为atD.小球下落的最大高度为at2图X1-26.如图X1-2所示是甲、乙两物体的位移—时间图像,其中甲物体的位移与时间的关系为x=t2,乙物体的位移与时间的关系为x=-t2,则关于甲、乙两物体运动的说法正确的是()A.甲、乙两物体的运动是曲线运动B.甲、乙两物体的运动是变加速运动C.甲、乙两物体运动方向相同D.在第3s内甲物体的速度变化比乙物体的速度变化大7.[2019·贵阳一中月考]在一沙坑的正上方某处将小球1竖直上抛,同时将小球2从同一位置处自由释放.以抛出时为计时起点,两小球在前2t时间内的v-t图像如图X1-3所示.已知重力加速度为g,空气阻力忽略不计,则小球1落入沙坑时的速度大小为()图X1-3A.gtB.gtC.2gtD.(1+)gt8.观察水龙头,在水龙头出水口处水的流量(单位时间内通过任一横截面的水的体积)稳定时,发现水流不太大时,从水龙头中连续流出的水会形成一水柱.现测得高为H的水柱上端面积为S1,下端面积为S2,重力加速度为g,以下说法正确的是()图X1-4A.水柱是上细下粗B.水柱是上下均匀C.该水龙头的流量是S1S2D.该水龙头的流量是9.某人以6.0m/s的速度跑去追赶被红灯阻停的公交车,在跑到距车20m处时,绿灯亮了,车即刻以1.0m/s2的加速度匀加速启动前进,则()A.人经6s时间追上了公交车B.人追不上公交车,人、车之间的最短距离为2mC.人能追上公交车,追上车时人共跑了36mD.人追不上公交车,且车开动后,人、车之间的距离先减小后增大图X1-510.[2019·陕西安康二中一模]小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放,用频闪方法拍摄的小球位置如图X1-5中1、2、3和4所示.已知连续两次闪光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d,重力加速度为g,忽略空气阻力.由此可知小球()A.下落过程中的加速度大小约为B.经过位置3的瞬时速度大小约为2gTC.经过位置4的瞬时速度大小约为D.从位置1到4过程中的平均速度大小约为11.一物块以一定的初速度从光滑斜面底端a点上滑,最高可滑至b点,后又滑回a点,c 是ab的中点,如图X1-6所示.已知物块从a上滑至b所用的时间为t,下列说法正确的是()图X1-6A.物块从a运动到c所用的时间与从c运动到b所用的时间之比为1∶B.物块上滑过程的加速度与下滑过程的加速度等大反向C.物块下滑时从b运动至c所用时间为tD.物块上滑通过c点的速率大于整个上滑过程中平均速度的大小12.某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去,此后该物体的运动图像可能是图X1-7中的(图中x是位移、v是速度、t是时间)()图X1-713.甲、乙两辆玩具车在同一平直路面上行驶,其运动的位移—时间图像如图X1-8所示,则()图X1-8A.甲车先做匀减速直线运动,后做匀速直线运动B.乙车在0~10s内平均速度大小为0.8m/sC.在0~10s内,甲、乙两车相遇两次D.若乙车做匀变速直线运动,则图线上P点所对应的瞬时速度一定大于0.8m/s图X1-914.[2019·乌鲁木齐一中月考]汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~50s内汽车的加速度随时间变化的图线如图X1-9所示,下列说法中正确的是()A.汽车行驶的最大速度为20m/sB.汽车在50s末的速度为零C.在0~50s内汽车行驶的总位移为850mD.汽车在40~50s内的速度方向和0~10s内的速度方向相反15.[2019·攀枝花十二中月考]甲、乙两车在公路上沿同一方向做直线运动,在t=0时,乙车在甲车前方50m处,它们的v-t图像如图X1-10所示.下列对两车运动情况的描述正确的是()图X1-10A.甲车先做匀速运动再做反向匀减速运动B.在第20s末,甲、乙两车的加速度大小相等C.在第30s末,甲、乙两车相距50mD.在整个运动过程中,甲、乙两车可以相遇两次16.[2019·贵阳一中月考]百米赛跑中运动员的启动反应、启动加速、途中跑、冲刺跑等各个环节都至关重要.某研究小组在建模时对整个过程作如下近似处理:运动员视为质点,启动加速过程认为是加速度为a的匀加速运动,途中跑和冲刺跑认为是速度为v 的匀速运动,各环节间转换时间均忽略不计.现有甲、乙两名运动员参赛,他们的启动反应时间相同,且有a甲>a乙,v甲<v乙,则下列说法正确的是()A.除去起点处,甲、乙两名运动员在比赛中可能相遇两次B.与乙相比,甲运动员加速过程的平均速度一定更大C.与乙相比,甲运动员加速过程的位移一定更小D.甲运动员一旦落后就一定会输掉比赛选择题必刷卷(二)相互作用(共15题,1~7题为单选,8~15题为多选)图X2-11.如图X2-1所示,一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜下方匀速运动.用G表示无人机重力,F表示空气对它的作用力,如图X2-2所示的四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是()图X2-2图X2-32.如图X2-3所示为某城市雕塑的一部分.将光滑的球搁置在竖直的高挡板AB与竖直的矮挡板CD之间,由于长时间作用,CD挡板的C端略向右偏过一些,C与AB挡板的距离始终小于球的直径,则与C端未偏时相比()A.AB挡板的支持力变大,C端的支持力变大B.AB挡板的支持力变大,C端的支持力变小C.AB挡板的支持力变小,C端的支持力变大D.AB挡板的支持力变小,C端的支持力变小图X2-43.[2018·浙江宁海模拟]如图X2-4所示,一重为120N的球固定在弹性杆AB的上端,用测力计沿与水平方向成37°角斜向右上方拉球,杆发生弯曲,球静止时测力计的示数为100N,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,则杆AB对球的作用力大小为()A.20NB.80NC.100ND.120N图X2-54.[2019·四川眉山中学月考]如图X2-5所示,一物块在外力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,已知物块质量为1kg,与桌面间的动摩擦因数μ=0.75,重力加速度g取10m/s2,则外力F的最小值为()A.5NB.6NC.7.5ND.8N图X2-65.[2019·江西联考]如图X2-6所示,轻质弹性绳一端固定于O点,另一端系一小球,小球静止时弹性绳竖直.现对小球施加一个水平力,使其缓慢移动至弹性绳与竖直方向成60°角处,若弹性绳的形变在弹性限度内,弹性绳原长为x0,则此过程中小球上升的高度为()A.x0B.x0C.x0D.x0图X2-76.在港口码头常用如图X2-7所示的传送带运送煤炭等货物.将货物无初速度地放在传送带的A端,运动到B点时货物与传送带一起匀速运动,到D点后离开传送带.已知CD 段水平,货物的质量是m,它与传送带间的动摩擦因数为μ,传送带倾斜部分与水平面的夹角是θ,传送带的速度大小始终保持不变,重力加速度为g.设货物在AB段、BC段、CD段所受摩擦力的大小分别为f1、f2、f3,则()A.f1=f2=μmg cosθ,f3=μmgB.f1=f2=mg sinθ,f3=μmgC.f1=μmg cosθ,f2=mg sinθ,f3=0D.f1=mg sinθ,f2=μmg cosθ,f3=07.a、b两个质量相同的球用线连接,a球用线挂在天花板上,b球放在光滑斜面上,系统保持静止,图X2-8中正确的是()图X2-8图X2-98.[2019·贵阳一中月考]如图X2-9所示,三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的横截面,∠A=30°,∠B=37°,C处有光滑小滑轮,质量分别为m1、m2的两物块通过细线跨放在AC面和BC面上,且均处于静止状态.已知AC面光滑,物块2与BC面间的动摩擦因数μ=0.5,两侧细线分别与对应面平行,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则两物块的质量之比m1∶m2不可能是()A.1∶3B.3∶1C.4∶3D.3∶4图X2-109.如图X2-10所示,两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕过其两端且垂直于纸面的水平轴O、O1、O2转动,在O点悬挂一重物,将两个相同木块紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止.用f表示木块与挡板间的摩擦力大小,用F N表示木块与挡板间的正压力大小.若挡板间的距离稍微增大后,系统仍静止且O1、O2始终等高,则()A.F N变小B.F N变大C.f不变D.f变小10.如图X2-11甲所示是由两圆杆构成的V形槽,它与水平面成θ角放置.现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放,滑块恰好匀速滑下.沿斜面看,其截面如图乙所示.已知滑块与两圆杆间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,β=120°,则()图X2-11A.μ=tanθB.左边圆杆对滑块的支持力为mg cosθC.左边圆杆对滑块的摩擦力为mg sinθD.若增大θ,圆杆对滑块的支持力将增小图X2-1211.[2019·陕西城固一中月考]如图X2-12所示,质量为m的木板B放在水平地面上,质量也为m的木箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,绳绷紧时与水平地面的夹角为θ.已知木箱A与木板B之间、木板B与地面之间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.现用水平力F将木板B从木箱A下面匀速抽出,则下列说法正确的是()A.细绳的张力大小F T=B.细绳的张力大小F T=C.水平拉力F=D.水平拉力F=图X2-1312.[2019·贵阳一中月考]如图X2-13所示,粗糙水平面上的长方体物块将一光滑圆球抵在光滑竖直的墙壁上.现用水平向右的拉力F缓慢拉动长方体物块,在圆球与地面接触之前,以下说法中正确的是()A.墙壁对球的支持力逐渐减小B.水平拉力F逐渐减小C.地面对长方体物块的摩擦力保持不变D.地面对长方体物块的支持力逐渐减小13.如图X2-14所示,A、B为竖直墙面上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO 为一根轻杆,转轴C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面内,∠AOB=120°,∠COD=60°,若在O点处悬挂一个质量为m图X2-14的物体,重力加速度为g,则平衡后()A.绳AO所受的拉力为mgB.绳AO所受的拉力为mgC.杆OC所受的压力为mgD.杆OC所受的压力为mg14.用如图X2-15所示简易装置可以测定水平风速,在水平地面上竖直固定一直杆,半径为R、质量为m的空心塑料球用细线悬于杆顶端O.当风沿水平方向吹来时,球在风力的作用下飘了起来.已知风图X2-15力大小与“风速”和“球正对风的截面积”均成正比,当风速v0=3m/s时,测得球平衡时细线与竖直方向的夹角θ=30°,则()A.风速v=3m/s时,细线与竖直方向的夹角θ=45°B.若风速增大到某一值时,细线与竖直方向的夹角θ可能等于90°C.若风速不变,换用半径更大、质量相等的球,则夹角θ增大D.若风速不变,换用半径相等、质量更大的球,则夹角θ增大15.如图X2-16所示,斜劈M放置在水平地面上,细线绕过滑轮O1、O2、O3连接物体m1、m3,连接m1的细线与斜劈平行,定滑轮O1用轻质杆固定在天花板上,滑轮O3由细绳固定在竖直墙上O处,动滑轮O2跨在细线上,其下端悬挂物体m2.初始整个装置静止,不计细线与滑轮间摩擦.下列说法正确的是()图X2-16A.若增大m2的质量,m1、M仍静止,待系统稳定后,细线的张力大小不变B.若增大m2的质量,m1、M仍静止,待系统稳定后,地面对M的摩擦力变大C.若将悬点O上移,m1、M仍静止,待系统稳定后,O、O3间的细绳与竖直墙的夹角变大D.若将悬点O上移,m1、M仍静止,待系统稳定后,地面对M的摩擦力不变选择题必刷卷(三)牛顿运动定律(共15题,1~7题为单选,8~15题为多选)1.[2019·攀枝花十二中月考]对于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飞机的速度,这表明:可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B.“强弩之末势不能穿鲁缟”,这表明强弩的惯性减小了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,车手一方面要适当控制速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的图X3-12.[人教版必修1改编]如图X3-1所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图.若已知飞船质量为m1,其推进器的平均推力为F,飞船与空间站对接后,推进器工作时测出飞船和空间站一起运动的加速度为a,则空间站的质量m2为()A.+m1B.-m1C.m1-D.-m13.如图X3-2甲所示,一物块放在光滑的水平地面上,从静止开始受到水平向右的外力F 的作用,外力F与时间t的关系如图乙所示,则()图X3-2A.0~t0时间内,物块向右做匀加速运动B.t0~2t0时间内,物块向左做匀加速运动C.0~2t0时间内,物块的速度先增大后减小D.0~2t0时间内,物块的加速度先增大后减小4.深海探测器利用“深海潜水器无动力下潜上浮技术”,其两侧配备多块相同的压载铁,当其到达设定深度时,抛卸压载铁,使其悬浮、上浮等.已知探测器、科研人员以及压载铁的总质量为m.在一次海底科考活动中,探测器在水中沿竖直方向匀速下降,为了使它以的加速度匀减速下降,则应该抛掉的压载铁的质量为(假定整个过程中水对探测器的浮力恒定,水的其他作用忽略不计)()A.B.C.D.图X3-35.质量为M=1kg的木板静止在粗糙水平面上,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,在木板的左端放置一个质量为m=1kg、大小可忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数为μ,g取10m/s2.若在铁块右端施加一个从0开始增大的水平向右的力F,假设木板足够长, 2铁块受到木板的摩擦力f随拉力F变化的关系如图X3-3所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.关于两个动摩擦因数的大小,下列判断正确的是()A.μ1=0.1,μ2=0.2B.μ1=0.1,μ2=0.4C.μ1=0.2,μ2=0.4D.μ1=0.4,μ2=0.2图X3-46.[2019·攀枝花十二中月考]如图X3-4所示,质量为m的小球用弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,此时弹簧轴线水平,小球恰好处于静止状态,重力加速度为g.在木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度()A.为0B.大小为g,方向竖直向下C.大小为g,方向垂直于木板向下D.大小为g,方向水平向右图X3-57.如图X3-5所示,台秤上放一个木箱,木箱内质量分别为m1、m2的两物体1、2(1的质量较大)用细绳跨过光滑滑轮相连,2下端用一细绳与木箱相连,平衡时台秤的示数为某一数值.现剪断2下端细绳,在1下落但还没有到达箱底的过程中,台秤的示数将() A.变大B.变小C.不变D.不能判定8.机场有一专门运送行李的传送带,工作时传送带始终以恒定的速度v沿水平方向向右做直线运动.某时刻工作人员将质量为M的行李箱无初速度地放在传送带上,同时行李箱上放一个质量为m的纸盒,加速一段时间后纸盒和行李箱一起随传送带匀速运动,如图X3-6所示.行李箱与传送带之间、纸盒与行李箱之间的动摩擦因数分别为μ1、μ,重力加速度为g,在整个运动过2图X3-6程中,纸盒与行李箱始终保持相对静止.下列说法正确的是()A.在加速运动过程中,行李箱对纸盒的摩擦力方向水平向左B.在加速运动过程中,传送带对行李箱的摩擦力大小为μ1(M+m)gC.在匀速运动过程中,行李箱对纸盒的摩擦力为零D.在匀速运动过程中,传送带对行李箱的摩擦力方向水平向右图X3-79.一根细绳与一个轻弹簧的上端分别固定在A、B两点,下端C点共同拉住一个小钢球,如图X3-7所示,AC、BC与竖直方向的夹角均为θ,重力加速度为g,则()A.烧断细绳的瞬间,小球的加速度a=B.烧断细绳的瞬间,小球的加速度a=g sinθC.弹簧在C处与小球断开的瞬间,小球的加速度a=D.弹簧在C处与小球断开的瞬间,小球的加速度a=g sinθ10.[2018·沈阳联考]如图X3-8所示,在以加速度大小为g(g为重力加速度)加速下降的电梯地板上放有质量为m的物体,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在电梯壁上,另一端与物体接触(不粘连),弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧被压缩了L,撤去F后,物体由静止向左运动2L后停止运动.已知物体与电梯地板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则撤去F后()图X3-8A.与弹簧分离前物体相对电梯地板运动的加速度越来越大B.与弹簧分离后物体相对电梯地板运动的加速度越来越小C.弹簧压缩量为时,物体相对电梯地板运动的速度不是最大D.物体相对电梯地板做匀减速运动的时间为211.如图X3-9所示,水平面上有一个足够长的木板A,上面叠放着物块B.已知A、B的质量均为m,A与地面间的动摩擦因数μ1=0.2,A与B间的动摩擦因数μ2=0.1,重力加速度g取10m/s2.若给A一个水平向右的初速度,则在以后的运动过程中,A、B的加速度大小可能为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图X3-9A.a A=5m/s2,a B=1m/s2B.a A=2m/s2,a B=2m/s2C.a A=3m/s2,a B=1m/s2D.a A=1m/s2,a B=1m/s2图X3-1012.如图X3-10所示,质量分别为m和M的两长方体物块P和Q叠放在倾角为θ的固定斜面上,P、Q接触面与斜面平行,P、Q间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g.当两物块一起冲上斜面后沿斜面向上滑动时,两物块始终保持相对静止,则物块P对Q的摩擦力()A.大小为μ1mg cosθB.大小为μ2mg cosθC.方向平行于斜面向上D.方向平行于斜面向下13.如图X3-11甲所示,粗糙斜面与水平面的夹角为30°,质量为3kg的小物块(可视为质点)在一沿斜面向上的恒定推力作用下由静止从A点开始运动,作用一段时间后撤去该推力,小物块能到达最高位置C,小物块上滑过程中的v-t图像如图乙所示,g取10m/s2,则下列说法正确的是()图X3-11A.小物块上滑的最大位移为1.8mB.小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3∶1C.小物块与斜面间的动摩擦因数为D.推力F的大小为40N图X3-1214.如图X3-12所示,A、B两物块叠放在水平桌面上,已知物块A的质量为2kg,物块B的质量为1kg,A与地面间的动摩擦因数为0.1,A与B之间的动摩擦因数为0.2.可以有选择地对B施加水平推力F1和竖直向下的压力F2.已知重力加速度为10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是()A.若F1=3.6N,F2=5N,则A、B相对静止一起做匀加速运动B.若F1=5.4N,F2=20N,则A、B相对静止一起做匀加速运动C.若F2<10N,则无论F1为多大,都不能使物块A运动起来D.若F2>10N,则无论F1为多大,都不能使物块A、B发生相对运动15.轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为2m的小物块A相连,质量为m的小物块B紧靠A静止在斜面上,如图X3-13所示,此时弹簧的压缩量为x0.从t=0时刻开始,对B施加沿斜面向上的外力,使B始终做加速度为a的匀加速直线运动.经过一段时间后,物块A、B分离.弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g.若θ、m、x0、a均已知,则下列说法正确的是()图X3-13A.根据已知条件,可求出从开始到物块A、B分离所用的时间B.根据已知条件,可求出物块A、B分离时的速度大小C.物块A、B分离时,弹簧的弹力恰好为零D.物块A、B分离后,物块A开始减速非选择题必刷卷(一)直线动力学问题1.[2018·河南淮滨高中二模]某同学设计了如图F1-1所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧测力计固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出其间距d.开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧测力计的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧测力计的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.图F1-1(1)木板的加速度可以用d、t表示为a=.(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系.如图F1-2所示的图像能表示该同学实验结果的是(填选项字母).图F1-2(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是(填选项前的字母).A.可以改变滑动摩擦力的大小B.可以更方便地获取多组实验数据C.可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小D.可以获得更大的加速度以提高实验精度2.如图F1-3所示,水平地面上有一质量m=4.6kg的金属块,其与水平地面间的动摩擦因数μ=0.20,在与水平方向成θ=37°角斜向上的恒定拉力F作用下,金属块以v=2.0m/s 的速度向右做匀速直线运动.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,g取10m/s2.(1)求拉力F的大小;(2)若某时刻撤去拉力,则撤去拉力后,金属块在地面上还能滑行多长时间?图F1-33.如图F1-4所示,倾角θ=37°、高度h=0.6m的斜面AB与水平面BC在B点平滑相连,一质量为m的滑块从斜面顶端A处由静止开始下滑,经过B点后,最终停在C点.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,滑块与斜面间及与水平面间的动摩擦因数均为0.25,不计滑块在B点的能量损失,g取10m/s2,求:(1)滑块到达B处的速度大小;(2)滑块在水平面BC上滑行的距离;(3)滑块在AB上与在BC上滑动的时间之比.图F1-44.如图F1-5甲所示,倾角为37°的足够长的传送带以4m/s的速度顺时针转动,小物块以2m/s的初速度沿传送带向下运动,小物块的速度随时间变化的规律如图乙所示.g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,试求:(1)小物块与传送带间的动摩擦因数;(2)0~8s内小物块在传送带上留下的划痕长度.图F1-55.[2019·山东武城一中测试]如图F1-6所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.有一架质量为m=2kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36N,运动过程中所受空气阻力大小恒定,无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞,在t=5s时离地面的高度为75m.(g取10m/s2)(1)求无人机在运动过程中所受的空气阻力大小.(2)假设由于动力设备故障,悬停的无人机突然失去升力而坠落,无人机坠落地面时的速度为40m/s,求无人机悬停时距地面的高度.(3)假设在第(2)问中的无人机坠落过程中,在遥控设备的干预下,动力设备重新启动提供向上的最大升力.为保证安全着地,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间.图F1-66.[2018·宜昌三检]如图F1-7所示,质量m1=2kg的小铁块放在足够长的质量m2=1kg的木板的左端,木板和铁块间的动摩擦因数μ1=0.2,木板和水平面间的动摩擦因数μ=0.1,两者均静止.现突然给木板向左的初速度v0=3.5m/s,同时对小铁块施加一水平向2右的恒定拉力F=10N,当木板向左运动最远时撤去F,g取10m/s2.求:(1)木板向左运动的时间t1和这段时间内小铁块和木板的位移x1、x2;(2)整个过程中,木板在水平面上滑行的位移大小.图F1-7。
2020版高考物理一轮复习教师用书_3 第三章 牛顿运动定律1 第一节 牛顿第一、第三定律 (5)
章末热点集训动力学中图象的应用如图所示，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变化的图线中正确的是( )[解析] 当水平力F 较小时，两物体相对静止，加速度相同，由F ＝ma 知：两者的加速度a ＝F m 1＋m 2＝kt m 1＋m 2，a ∝t 当水平力F 较大时，m 2相对于m 1运动，根据牛顿第二定律得：对m 1：a 1＝μm 2g m 1，由于μ、m 1、m 2是定值，故m 1的加速度a 1不变．对m 2：a 2＝F －μm 2g m 2＝kt －μm 2g m 2， a 2是时间t 的线性函数，斜率k m 2>k m 1＋m 2.选项A 正确． [答案] A1.(多选)(2019·湖南郴州质检)如图(a)所示，质量为5 kg 的小物块以初速度v 0＝11 m/s 从θ＝53°固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F .第二次无恒力F .图(b)中的两条线段a 、b 分别表示存在恒力F 和无恒力F 时小物块沿斜面向上运动的v －t 图线．不考虑空气阻力，g ＝10 m/s 2，(sin 53°＝0.8、cos 53°＝0.6)下列说法中正确的是( )A ．恒力F 的大小为5 NB ．恒力F 的大小为10 NC ．物块与斜面间的动摩擦因数为13D ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5解析：选AD.由题图可得：a ＝Δv Δt； 有恒力F 时：a 1＝Δv Δt ＝111.1m/s 2＝10 m/s 2； 无恒力F 时：a 2＝Δv Δt ＝111m/s 2＝11 m/s 2 由牛顿第二定律得：无恒力F 时：mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 2解得：μ＝0.5有恒力F 时：mg sin θ＋μmg cos θ－F ＝ma 1解得：F ＝5 N ，故A 、D 正确，B 、C 错误．牵连体中整体法和隔离法的应用(多选) 在斜面上，两物块A 、B 用细线连接，当用力F 沿斜面向上拉物体A 时，两物块以大小为a 的加速度向上运动，细线中的张力为F T ，两物块与斜面间的动摩擦因数相等，则当用大小为2F 的拉力沿斜面向上拉物块A 时( )A ．两物块向上运动的加速度大小为2aB ．两物块向上运动的加速度大小大于2aC ．两物块间细线中的张力为2F TD ．两物块间细线中的张力与A 、B 的质量无关[解析] 设斜面倾角为θ，A 、B 两物块的质量分别为M 和m ，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律得两物块的加速度大小为a ＝F －（M ＋m ）g sin θ－μ（M ＋m ）g cos θM ＋m ＝F M ＋m－g (sin θ＋μcos θ)，当拉力为2F 时，加速度大小a ′＝2F M ＋m －g (sin θ＋μcos θ)，则a ′－a ＝F M ＋m＞a ，即a ′＞2a ，A 项错误，B 项正确；两物块间细线中的张力F T ＝ma ＋mg sin θ＋μmg cos θ＝mFM ＋m ，与斜面倾角和动摩擦因数无关，且当拉力为2F 时，细线中的张力为2F T ，但张力与两物块的质量有关，C 项正确，D 项错误．[答案] BC2.(2019·湖北八校第二次联考)质量为m 的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左、右两端的接触点分别为A 点和B 点，圆弧槽的半径为R ，OA 与水平线AB 成60°角．槽放在光滑的水平桌面上，通过细绳和滑轮与重物C 相连，桌面上的那段细绳始终处于水平状态．通过实验知道，当槽的加速度很大时，小球将从槽中滚出，滑轮与细绳的质量都不计，要使小球不从槽中滚出，则重物C 的质量M 应小于( )A ．233m B ．2m C ．(3－1)m D ．(3＋1)m解析：选D.当小球刚好要从槽中滚出时，小球受重力和圆弧槽A 点对它的支持力，如图所示．由牛顿第二定律得mgtan 60°＝ma ，解得小球的加速度a ＝g tan 60°＝33g .以整体为研究对象，由牛顿第二定律得Mg ＝(M ＋2m )a ，解得M ＝(3＋1)m .动力学中的临界极值问题(多选)如图所示，小车内有一质量为m 的物块，一轻质弹簧两端与小车和物块相连，处于压缩状态且在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k ，形变量为x ，物块和小车之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动过程中，物块和小车始终保持相对静止，则下列说法正确的是( )A ．若μmg 小于kx ，则小车的加速度方向一定向左B ．若μmg 小于kx ，则小车的加速度最小值为a ＝kx －μmg m，且小车只能向左加速运动 C ．若μmg 大于kx ，则小车的加速度方向可以向左也可以向右D ．若μmg 大于kx ，则小车的加速度最大值为kx ＋μmg m ，最小值为kx －μmg m[解析] 若μmg 小于kx ，而弹簧又处于压缩状态，则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的合力水平向左，即小车的加速度一定向左，A 对；由牛顿第二定律得kx －F f ＝ma ，当F f ＝μmg时，加速度方向向左且最小值为a min ＝kx －μmg m ，随着加速度的增加，F f 减小到零后又反向增大，当再次出现F f ＝μmg 时，加速度方向向左达到最大值a max ＝kx ＋μmg m，但小车可向左加速，也可向右减速，B 错；若μmg 大于kx ，则物块所受弹簧弹力和静摩擦力的合力(即加速度)可能水平向左，也可能水平向右，即小车的加速度方向可以向左也可以向右，C 对；当物块的合外力水平向右时，加速度的最大值为μmg －kx m，物块的合外力水平向左时，加速度的最大值为μmg ＋kx m ，则小车的加速度最大值为kx ＋μmg m，最小值为0，D 错． [答案] AC3.如图，一不可伸长的轻质细绳跨过定滑轮后，两端分别悬挂质量为m 1和m 2的物体A 和B .若滑轮有一定大小，质量为m 且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦．设细绳对A 和B 的拉力大小分别为T 1和T 2，已知下列四个关于T 1的表达式中有一个是正确的．请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是( )A ．T 1＝（m ＋2m 2）m 1g m ＋2（m 1＋m 2）B ．T 1＝（m ＋2m 1）m 2g m ＋4（m 1＋m 2）C ．T 1＝（m ＋4m 2）m 1g m ＋2（m 1＋m 2）D ．T 1＝（m ＋4m 1）m 2g m ＋4（m 1＋m 2）解析：选C.本题因考虑滑轮的质量m ，左右两段细绳的拉力大小不再相同，直接利用牛顿第二定律求解T1和T2有一定困难，但是利用极限分析法可以较容易地选出答案，若m1接近零，则T1也接近零，由此可知，B、D均错误；若m1＝m2，则m1、m2静止不动，T1＝m1g，则A错误．应用动力学观点分析传送带模型(多选)(2019·湖北黄冈模拟)三角形传送带以 1 m/s 的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以v0的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，下列说法正确的是()A．若v0≥1 m/s，则物块A先到达传送带底端B．若v0≥1 m/s，则物块A、B同时到达传送带底端C．若v0＜1 m/s，则物块A先到达传送带底端D．若v0＜1 m/s，则物块A、B同时到达传送带底端[解析]因为μ＜tan 37°，若v0≥1 m/s，两物块以相同的初速度和加速度沿传送带下滑，摩擦力均阻碍物块的运动，所以物块A、B同时到达传送带底端，B选项正确；若v0＜1 m/s，开始运动的一段时间内，物块A的加速度大于物块B的加速度，然后加速度相等，所以物块A先到达传送带底端，即C选项正确．[答案]BC4.(多选)如图甲所示，位于同一竖直面内的两条倾角都为θ的倾斜轨道a、b分别与一传送装置的两端平滑相连．现将小物块从轨道a的顶端由静止释放，若传送装置不运转，小物块运动到轨道b底端的过程的v－t图象如图乙所示；若传送装置匀速转动，则小物块下滑过程的v－t图象可能是下列选项中的()解析：选AC.若传送带顺时针匀速转动，则物块在传送带上运动时所受的摩擦力与传送带静止时的相同，加速度为a1＝g sin θ－μg cos θ，则v－t图象不变，选项A正确；若传送带逆时针匀速转动，当物块运动到传送带上时的速度小于传送带的速度时，物块将受到沿传送带向下的摩擦力，加速度为a2＝g sin θ＋μg cos θ>a1，此时物块运动到轨道b底端的速度大于v1，则选项C正确，D错误；当物块运动到传送带上时的速度大于等于传送带的速度时，物块将受到沿传送带向上的摩擦力，加速度仍为a1，则选项B错误．。
高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律
考力和运动的综合题，重点考查综合运用知识的能力，如为使物体变为某一运动状态，应选择怎样的施力方案；
二是联系实际，以实际问题为背景命题，重点考查获取并处理信息，去粗取精，把实际问题转化成物理问题的
能力。
§1 牛顿第一定律 牛顿第三定律
一、牛顿第一定律 1．牛顿第一定律（惯性定律）的内容 一切物体总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状态为止。
看，要求准确理解牛顿第一定律；加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是物体受力分析的方法；理
解牛顿第三定律；理解和掌握运动和力的关系；理解超重和失重。本章内容的高考试题每年都有，对本章内容
单独命题大多以选择、填空形式出现，趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题。经常与电场、
磁场联系，构成难度较大的综合性试题，运动学的知识往往和牛顿运动定律连为一体，考查推理能力和综合分
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高考物理第一轮复习教案
第三章 牛顿运动定律
张建设编写
这个定律有两层含义： （1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持。 （2）要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的 原因，是使物体产生加速度的原因。 2．牛顿第一定律的几点说明 （1）物体不受外力是该定律的条件。 （2）物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果。 （3）惯性：一切物体都有保持原有运动状态的性质。 惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动状态及受力情况无关。 惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）。 质量是物体惯性大小的惟一量度。 （4）牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力 和物体所受合外力为零是有区别的。 （5）牛顿第一定律成立的参考系是惯性参考系。 （6）应注意： ①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的，是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础，加之高度的抽象思维， 概括总结出来的，不可能由实际的实验来验证； ②牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不受外力时的理想化状态。 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冲力 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 解析：惯性是物体保持原来运动状态的性质，仅由质量决定，与它的受力状况与运动状况均无关。一切物 体都有惯性。答案：D 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（空气阻力不 计），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 解析：人向上跳起，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向不受外力作用，由于惯性，所以水平方向与车速 度相同，因而人落回原处。 答案：D 例 3． 下面说法正确的是 A．静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用 B．物体的速度为零时一定处于平衡状态 C．物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用 D．物体的位移方向一定与所受合力方向一致 解析：物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这些状态时不一定不受外力作用，所以 A 错； 物体是否处于平衡状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如竖直上抛物体到达最高点时速度
2020高考物理一轮复习第三章第3讲牛顿运动定律综合应用学案(含解析)(2021-2022学年)
第3讲牛顿运动定律综合应用主干梳理对点激活知识点连接体问题Ⅱ1.连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的错误!未定义书签。
物体系统称为连接体.２.外力与内力（1）外力:系统错误!之外的物体对系统的作用力。
（2）内力:系统错误!内各物体间的相互作用力。
３.整体法和隔离法(1)整体法:把错误!加速度相同的物体看做一个整体来研究的方法。
（２)隔离法：求错误!系统内物体间的相互作用时,把一个物体隔离出来单独研究的方法。
知识点临界极值问题Ⅱ１.临界或极值条件的标志(1）有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,即表明题述的过程存在着错误!临界点。
（2)若题目中有“取值范围”“多长时间"“多大距离”等词语,表明题述的过程存在着“起止点”,而这些起止点往往对应错误!未定义书签。
临界状态。
（3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少"等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点。
(4）若题目要求“最终加速度”“稳定速度”等,即是求收尾加速度或收尾速度。
2.四种典型的临界条件(1)接触与脱离的临界条件:两物体相接触或脱离，临界条件是错误!未定义书签。
弹力F N=0。
（２)相对滑动的临界条件:两物体相接触且相对静止时,常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是错误!静摩擦力达到最大值.ﻬ(3)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于错误!它所能承受的最大张力,绳子松弛的临界条件是错误!F T=0.(4)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：速度达到最大的临界条件是错误!未定义书签。
a＝0,速度为0的临界条件是a达到错误!未定义书签。
最大。
知识点多过程问题Ⅱ1.多过程问题很多动力学问题中涉及物体有两个或多个连续的运动过程,在物体不同的运动阶段,物体的错误!运动情况和错误!受力情况都发生了变化,这类问题称为牛顿运动定律中的多过程问题。
2020年高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律第11讲牛顿第一定律牛顿第三定律学案(含解析)
第 11 讲牛顿第必定律牛顿第三定律[ 研读考纲明方向][ 重读教材定方法]( 对应人教版必修 1 的页码及有关问题) 1． P68～69伽利略利用了什么方法揭露了力和运动的关系？提示：理想实验的方法。
2． P72“实验数据的剖析”一段，如何证明加快度a 与质量成反比？m提示：若加快度a 与质量成反比，则加快度a必定与质量的倒数成正比，在-1图m m a m象中，应当是一条过原点的直线。
3． P73“参照事例二”中，如何才算均衡摩擦力？提示：在小车后边挂上纸带，经过打点计时器打点，若打出来的点间隔平均，说明均衡摩擦力合适。
4． P75写出对F＝ma的认识。
提示： F、 m、 a 三个量必定是对应同一物体， F 是协力； F、 m、 a 的单位都应是国际单位，分别是N、 kg、m/s 2。
5． P80[ 说一说 ] 中，她的依据是什么？提示：等式右侧的单位为m4，而体积的单位为m3，由单位关系可判断出这个公式是错误的。
6． P82如何理解牛顿第三定律中“老是”一词？提示：没有例外，任何物体任何状况随意时辰都这样。
7． P83一对均衡力与一对作使劲和反作使劲的主要差别是什么？提示：一对均衡力是作用在一个物体上，一对作使劲和反作使劲是作用在互相作用的两个物体上。
8． P85利用牛顿运动定律能够研究哪两类问题？提示：从受力确立运动状况和从运动状况确立受力。
9． P87均衡状态有哪两种形式？提示：静止或匀速直线运动状态。
10． P88～89如何判断超重和失重？提示：若加快度的方向向上，处于超重状态；若加快度的方向向下，则处于失重状态。
11． P90如何理解竖直上抛运动中上涨与降落过程的对称性？提示：经过同一段行程上涨和着落所用时间相等；经过同一点上涨和着落速度大小相等。
12． P98～99阅读“偏差和有效数字”部分，什么是有时偏差和系统偏差？提示：由有时要素造成的偏差叫做有时偏差，比照实验人操作和读数的不正确造成的误差；系统偏差是由仪器构造缺点、实验方法不完美造成的，比如天平两臂不完整等长会造成系统偏差，丈量重力加快度时因为没有除去空气等阻力的影响，也会惹起系统偏差。
2020版高考物理一轮复习教师用书_3 第三章 牛顿运动定律1 第一节 牛顿第一、第三定律 (4)
实验四验证牛顿运动定律一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．探究加速度与力、质量的关系．3．学会利用图象法处理实验数据的方法．二、实验原理1．保持质量不变，探究加速度a与合外力F的关系．2．保持合外力不变，探究加速度a与质量M的关系．3．作出a－F图象和a－1M图象，确定a与F、M的关系．三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平、刻度尺、砝码．四、实验过程1．称量质量：用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M.2．仪器安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车牵引力)．3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车在斜面上做匀速直线运动．4．操作记录(1)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，小盘里放砝码，先接通电源再放开小车，取纸带，编号码．(2)保持小车的质量M不变，改变小盘中砝码的重力，重复步骤(1)．由纸带计算出小车的加速度，并把力和对应的加速度填入表(一)中．(3)保持小盘和砝码质量m不变，改变小车和砝码的总质量M，重复以上步骤．并将所对应的质量和加速度填入表(二)中．表(一)五、数据处理1．计算加速度：先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度．2．作图象找关系：根据记录的各组对应的加速度a与小车所受牵引力F，建立直角坐标系，描点画a－F图象．如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比．再根据记录的各组对应的加速度a与小车和小车上砝码总质量M，建立直角坐标系，描点画a－1M图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比．六、误差分析1．偶然误差(1)摩擦力平衡不准确，故在平衡摩擦力时，不给小车牵引力，使打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀．(2)质量测量以及计数点间距测量不准确，故要采取多次测量取平均值．(3)作图不准确，故在描点作图时，要用坐标纸，使尽量多的点落在直线上，不在直线上的点均匀分布两侧，舍去偶然误差较大的点．2．系统误差：因实验原理不完善引起的误差．本实验用小盘和砝码的总重力mg代替对小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．故要满足小盘和砝码的总质量远小于小车的质量．七、注意事项1．平衡摩擦力：平衡摩擦力时，要调出一个合适的斜面，使小车的重力沿着斜面方向的分力正好平衡小车受的摩擦阻力．此时，不要把悬挂小盘的细线系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，要让小车拖着纸带运动．2．实验条件：M≫m.只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力．3．一先一后：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．4．作图：作图时两轴标度比例要适当，各物理量采用国际单位，这样作图线时，坐标点间距不至于过密，误差会小些．对实验原理和操作的考查【典题例析】某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系．(1)下列做法正确的是 ________ (选填字母代号)．A ．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B ．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C ．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D ．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a 与拉力F 的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m 甲、m 乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m 甲 ________ m 乙 ，μ甲 ________ μ乙．(选填“大于”“小于”或“等于”)[解析] (1)实验中细绳要保持与长木板平行，A 项正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B 项错误；实验时应先接通电源再放开木块，C 项错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不再需要重新平衡摩擦力，D 项正确．(2)由整体法和隔离法得到细绳中的拉力F ＝Ma ＝M mg M ＋m ＝11＋m M mg ，可见，当砝码桶和桶内砝码的总质量m 远小于木块和木块上砝码的总质量M 时，可得F ≈mg .(3)不平衡摩擦力，则F －μmg ＝ma ，a ＝Fm －μg ，图象的斜率大的木块的质量小，纵轴截距绝对值大的动摩擦因数大，因此m 甲<m 乙，μ甲>μ乙．[答案] (1)AD (2)远小于 (3)小于 大于1.(2019·潍坊模拟)在探究加速度与力、质量的关系活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置．图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止．(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使____________________；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量____________小车的质量(选填“远大于”“远小于”或“等于”)．(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为________________________________________________________________________________________________________________________________________________. (3)实验中获得的数据如下表所示： 小车Ⅰ、Ⅱ的质量约为200 g.在第1次实验中小车Ⅰ从A 点运动到B 点的位移如图乙所示，请将测量结果填到表中空格处．通过分析，可知表中第__________次实验数据存在明显错误，应舍弃．乙解析：(1)拉小车的水平细线要与轨道平行．只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量时，才能认为砝码盘和砝码的总重力等于细线拉小车的力．(2)对初速度为零的匀加速直线运动，时间相同时，根据运动学公式：x ＝12at 2，得a 1a 2＝x 1x 2.(3)刻度尺的最小刻度是1 mm ，要估读到毫米的下一位，读数为23.86 cm －0.50 cm ＝23.36 cm.答案：(1)细线与轨道平行(或水平) 远小于(2)两小车从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等 (3)23.36(23.34～23.38均对) 3对数据处理和误差分析的考查【典题例析】某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N ＝5个，每个质量均为0.010 kg.实验步骤如下：(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑．(2)将n (依次取n ＝1，2，3，4，5)个钩码挂在轻绳右端，其余N －n 个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t 相对于其起始位置的位移s ，绘制s －t 图象，经数据处理后可得到相应的加速度a .(3)对应于不同的n 的a 值见下表．n ＝2时的s －t 图象如图乙所示；由图乙求出此时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表．(4)利用表中的数据在图丙中补齐数据点，并作出a －n 图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．(5)利用a －n 图象求得小车(空载)的质量为________kg(保留2位有效数字，重力加速度取g ＝9.8 m ·s －2)．(6)若以“保持木板水平”来代替步骤(1)，下列说法正确的是________(填入正确选项前的标号)．A ．a －n 图线不再是直线B ．a －n 图线仍是直线，但该直线不过原点C ．a －n 图线仍是直线，但该直线的斜率变大[解析] (3)实验中小车做匀加速直线运动，由于小车初速度为零，结合匀变速直线运动规律有s ＝12at 2，结合图乙得加速度a ＝0.39 m/s 2.(5)由(4)知，当物体质量一定，加速度与合外力成正比，得加速度a 与n 成正比，即a－n 图象为过原点的直线．a －n 图象的斜率k ＝0.196 m/s 2，平衡摩擦力后，下端所挂钩码的总重力提供小车的加速度，nm 0g ＝(M ＋Nm 0)a ，解得a ＝m 0g M ＋Nm 0n ，则k ＝m 0gM ＋Nm 0，可得M＝0.45 kg.(6)若未平衡摩擦力，则下端所挂钩码的总重力与小车所受摩擦力的合力提供小车的加速度，即nm 0g －μ[M ＋(N －n )m 0]g ＝(M ＋Nm 0)a ，解得a ＝（1＋μ）m 0gM ＋Nm 0·n －μg ，可见图线截距不为零，其图线仍是直线，图线斜率相对平衡摩擦力时有所变大，B 、C 项正确．[答案] (3)0.39(0.37～0.41均可) (4)a －n 图线如图(5)0.45(0.43～0.47均可) (6)BC2.(2019·宁夏石嘴山高三模拟)在“探究加速度与质量的关系”的实验中(1)备有器材：A.长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码；D.装有细砂的小桶；E.薄木板；F.毫米刻度尺．还缺少的一件器材是________．(2)实验得到如图(a)所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T ；B 、C 间距s 2和D 、E 间距s 4已量出，利用这两段间距计算小车加速度的表达式为__________．(3)同学甲根据实验数据画出如图(b)所示a －1m 图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为______kg.(g 取10 m/s 2)(4)同学乙根据实验数据画出了图(c)，从图线可知乙同学操作过程中可能__________________．解析：(1)本题要测量小车的质量，则需要天平，所以还缺少的一件器材是天平． (2)根据逐差法得：s 4－s 2＝2aT 2 解得a ＝s 4－s 22T 2.(3)根据牛顿第二定律可知，a ＝F m ，则F 即为a －1m 图象的斜率，所以砂和砂桶的总重力m ′g ＝F ＝2.412 N ＝0.2 N ，解得m ′＝0.02 kg.(4)由图(c)可知，图线不通过坐标原点，当F 为某一值时，加速度为零，可知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．答案：(1)天平 (2)a ＝s 4－s 22T 2(3)0.02(0.018～0.022均正确)(4)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(1)如果a 与1M 是正比关系，则a －1M 图象是直线，而若a 与M 是反比关系，则a －M 图象是曲线，在研究两个量的关系时，直线更易确定两者之间的关系，故本实验作a －1M图象．(2)在平衡摩擦力时，除了不挂盘和重物外，其他都应跟正式实验一样，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点间的距离相等．(3)验证牛顿第二定律实验中，保持物体质量不变时，a －F 图象应为一条过原点的直线，a －F 图象不过原点可能是平衡小车摩擦力没有达到实验要求所致；保持合力不变时，a －M 图象应是双曲线，不易确认，因此应作a －1M图象，该图象应为一条过原点的直线，图象不过原点一般是平衡小车摩擦力没有达到实验要求所致．创新实验【典题例析】某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m 的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为 200 g ，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图乙可知，a－m图线不经过原点，可能的原因是______________________________________________．(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________________________________________________________________________，钩码的质量应满足的条件是________________________________________________________________________．[解析](1)根据题图乙坐标系中给出的数据连线，可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)根据题图乙中数据，小车受到钩码拉力的作用，但没有加速度，故未平衡摩擦力或倾角过小，没有完全平衡摩擦力．(3)在实验中要求“直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力”需要满足两个条件：①平衡摩擦力；②钩码的质量远小于小车(含发射器)的质量．[答案](1)非线性(2)未平衡摩擦力或摩擦力平衡不足(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车(含发射器)的质量3.(2019·湖北大冶第一中学高三模拟)某同学利用如图装置探究加速度与合外力的关系．利用力传感器测量细线上的拉力．按照如下步骤操作：①安装好打点计时器和纸带，调整导轨的倾斜程度，平衡小车摩擦力；②细线通过导轨一端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端；③打开力传感器并接通打点计时器的电源(频率为50 Hz 的交流电源)；④释放小车，使小车在轨道上做匀加速直线运动；⑤关闭传感器，记录下力传感器的示数F ；通过分析纸带得到小车加速度a ；⑥改变钩码的质量，重复步骤①②③④⑤；⑦作出a －F 图象，得到实验结论．(1)某学校使用的是电磁式打点计时器，在释放小车前，老师拍下了几个同学实验装置的部分细节图，下列图中操作不正确的是__________．(2)本实验在操作中是否要满足钩码的质量远远小于小车的质量？________(填写“需要”或“不需要”)；某次释放小车后，力传感器示数为F ，通过天平测得小车的质量为M ，动滑轮和钩码的总质量为m ，不计滑轮的摩擦，则小车的加速度理论上应等于________．A ．a ＝F2MB ．a ＝FMC ．a ＝mg －2FMD ．a ＝2FM(3)下图是某次实验测得的纸带的一段，可以判断纸带的________(填“左”或“右”)端与小车连接，在打点计时器打下计数点6时，小车的瞬时速度大小为________m/s(保留两位有效数字)．解析：(1)在释放小车前，纸带应该放在复写纸下方并保持纸带处于拉直状态，否则纸带与限位孔的摩擦力较大，误差更大，故A 、B 错误；在释放小车前，应使细线与长木板平行，故C 错误；电磁式打点计时器应使用4～6 V 交流电源，故D 正确．(2)本实验利用力传感器测量细线上的拉力，不需要用钩码的重力代替，所以不需要满足钩码的质量远远小于小车的质量，根据牛顿第二定律得：a ＝Fm，故B 正确．(3)纸带右侧两点间的距离越来越大，故左端与小车相连，计数点6的瞬时速度为计数点5到计数点7的平均速度，故v ＝0.030.04m/s ＝0.75 m/s.答案：(1)ABC (2)不需要 B (3)左 0.751．某同学用如图甲所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．(1)物块下滑时的加速度a ＝________ m/s 2，打C 点时物块的速度v ＝________ m/s.(2)已知重力加速度大小为g ，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(选填正确答案标号)．A ．物块的质量B ．斜面的高度C ．斜面的倾角解析：(1)物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm ，由a ＝Δx T 2，得a ＝0.13×10－2（0.02）2 m/s 2＝3.25 m/s 2，其中C 点速度v ＝x BD t BD ＝（3.65＋3.52）×10－22×0.02 m/s ≈1.79 m/s.(2)对物块进行受力分析如图，则物块所受合外力为F 合＝mg sin θ－μmg cos θ，即a ＝g sinθ－μg cos θ，得μ＝g sin θ－a g cos θ，所以还需测量的物理量是斜面的倾角θ. 答案：(1)3.25 1.79 (2)C2．(2019·石家庄模拟)某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)通过实验得到如图乙所示的a －F 图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角__________(选填“偏大”或“偏小”)．(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M 与砝码和盘的总质量m 满足__________的条件．(3)该同学得到如图丙所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50 Hz.A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是纸带上7个连续的点．Δx ＝x DG －x AD ＝________ cm.由此可算出小车的加速度a ＝________ m/s 2(结果保留两位有效数字)．解析：(1)根据所给的a －F 图象可知，当F ＝0时，小车已经有了加速度a 0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的夹角偏大造成的．(2)根据牛顿第二定律，对小车F ＝Ma ，对砝码和盘mg －F ＝ma ，解得F ＝Mmg M ＋m<mg ，只有当M ≫m 时，小车受到的拉力才近似等于mg ，从而减小误差．(3)由题图丙可读出x AD ＝2.10 cm ，x DG ＝3.90 cm ，所以Δx ＝x DG －x AD ＝1.80 cm ，根据Δx ＝a Δt 2，解得a ＝5.0 m/s 2.答案：(1)偏大 (2)小于 M ≫m (3)1.80 5.03.在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M 表示，盘及盘中的砝码质量用m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出：(1)当M 与m 的大小关系满足__________时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．(2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是________．A ．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上B ．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C ．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源D ．小车运动的加速度可用天平测出m 和M ，直接用公式a ＝mg M求出 (3)在保持小车及车中的砝码质量M 一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的a －F 关系分别如图中甲、乙所示(a 是小车的加速度，F 是细线作用于小车的拉力)．其原因分别是：甲图：________________________________________________________________________；乙图：________________________________________________________________________.解析：(1)对盘及盘中砝码：mg－F＝ma；对小车：F＝Ma，联立可得：a＝mgm＋M，F＝MM＋mmg，只有当m≪M时，才可认为F≈mg.(2)平衡摩擦力时，先去掉盘、盘中砝码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡，A不正确；调好后，当再次改变小车质量时，无需再平衡摩擦力，B正确；实验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再释放小车，C不正确；小车的加速度是通过处理纸带确定的，D不正确．(3)由甲图可看出F＝0时，a≠0，说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力．由乙图可看出，只有当F达到一定值时，才会有加速度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力．答案：(1)m≪M(2)B(3)木板的倾角过大没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足4．(2018·高考全国卷Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数．跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码．缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小．某次实验所得数据在表中给出，其中f的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出．回答下列问题：(1)f4＝________N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f－m图线；(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f＝________，f－m图线(直线)的斜率的表达式为k＝________；(4)取g＝9.80 m/s2，由绘出的f－m图线求得μ＝______．(保留两位有效数字)解析：(1)对弹簧秤进行读数得2.75 N.(2)在图象上添加(0.05 kg，2.15 N)、(0.20 kg，2.75 N)这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答案图所示．(3)由实验原理可得f＝μ(M＋m)g，f－m图线的斜率为k＝μg.(4)根据图象求出k＝3.9 N/kg，代入数据得μ＝0.40.答案：(1)2.75(2)如图所示(3)μ(M＋m)gμg(4)0.40。
【精品整理】2020年高考物理一轮复习考点归纳专题3-牛顿运动定律
2020年高考一轮复习知识考点归纳专题03 牛顿运动定律目录第一节牛顿第一、第三定律 (1)【基本概念、规律】 (1)【重要考点归纳】 (2)考点一牛顿第一定律 (2)考点二牛顿第三定律的理解与应用 (2)【思想方法与技巧】 (3)用牛顿第三定律转换研究对象 (3)第二节牛顿第二定律两类动力学问题 (3)【基本概念、规律】 (3)【重要考点归纳】 (4)考点一用牛顿第二定律求解瞬时加速度 (4)考点二动力学两类基本问题 (4)考点三动力学图象问题 (5)【思想方法与技巧】 (5)传送带模型中的动力学问题 (5)第三节牛顿运动定律的综合应用 (6)【基本概念、规律】 (6)【重要考点归纳】 (7)考点一超重和失重现象 (7)考点二整体法和隔离法解决连接体问题 (7)考点三分解加速度求解受力问题 (7)【思想方法与技巧】 (8)“滑块——滑板”模型的分析 (8)动力学中的临界条件及应用 (8)实验四验证牛顿运动定律 (9)第一节牛顿第一、第三定律【基本概念、规律】一、牛顿第一定律1．内容：一切物体总保持匀速直线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．意义(1)揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律．(2)揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因．二、惯性1．定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．3．量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小．3．普遍性：惯性是物体的本质属性，一切物体都有惯性．与物体的运动情况和受力情况无关．三、牛顿第三定律1．内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，而且在一条直线上．2．表达式：F＝－F′.特别提示：(1)作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性质，作用在不同的物体上，各自产生的效果，不会相互抵消．(2)作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关．【重要考点归纳】考点一牛顿第一定律1．明确了惯性的概念．2．揭示了力的本质．3．揭示了不受力作用时物体的运动状态．4.(1)牛顿第一定律并非实验定律．它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的．(2)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种固有属性，与物体是否受力、受力的大小无关，与物体是否运动、运动速度的大小也无关．考点二牛顿第三定律的理解与应用1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：①大小相同；①性质相同；①变化情况相同．(2)“三异”：①方向不同；①受力物体不同；①产生效果不同．(3)“三无关”：①与物体的种类无关；①与物体的运动状态无关；①与物体是否和其他物体存在相互作用无关．2．相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力一对平衡力不同受力物体作用在两个相互作用的作用在同一物体上点物体上依赖关系同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零力的性质一定是同性质的力性质不一定相同相同点大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一条直线上【思想方法与技巧】用牛顿第三定律转换研究对象作用力与反作用力，二者一定等大反向，分别作用在两个物体上．当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此．第二节牛顿第二定律两类动力学问题【基本概念、规律】一、牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同．2．表达式：F＝m a.3．适用范围(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系．(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况．二、两类动力学问题1．已知物体的受力情况，求物体的运动情况．2．已知物体的运动情况，求物体的受力情况．特别提示：利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的“桥梁”作用，将运动学规律和牛顿第二定律相结合，寻找加速度和未知量的关系，是解决这类问题的思考方向．三、力学单位制1．单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制．2．基本单位：基本物理量的单位，基本物理量共七个，其中力学有三个，它们是长度、质量、时间，它们的单位分别是米、千克、秒．3．导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．【重要考点归纳】考点一用牛顿第二定律求解瞬时加速度1．求解思路求解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．2．牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型(1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间．(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变．3．在求解瞬时加速度时应注意的问题(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．4.解决瞬时加速度问题的关键是弄清哪些力发生了突变，哪些力瞬间不变，正确画出变化前后的受力图．考点二动力学两类基本问题1.求解两类问题的思路，可用下面的框图来表示：分析解决这两类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度．2.(1)解决两类动力学基本问题应把握的关键①一个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁．①两类分析——受力分析和运动过程分析．(2)解决动力学基本问题时对力的两种处理方法①合成法：物体受2个或3个力时，一般采用“合成法”．①正交分解法：物体受3个或3个以上的力时，则采用“正交分解法”．(3)解答动力学两类问题的基本程序①明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点．①根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行受力分析和运动过程分析，并画出示意图．①应用牛顿运动定律和运动学公式求解．考点三动力学图象问题1．图象类型(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图象，要求分析物体的运动情况．(2)已知物体在一运动过程中位移、速度、加速度随时间变化的图象，要求分析物体的受力情况．(3)已知物体在物理图景中的运动初始条件，分析物体位移、速度、加速度随时间的变化情况．2．问题的实质：是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能．3.数形结合解决动力学问题(1)物理公式与物理图象的结合是一种重要题型．对于已知图象求解相关物理量的问题，往往是结合物理过程从分析图象的横、纵坐标轴所对应的物理量的函数入手，分析图线的斜率、截距所代表的物理意义得出所求结果．(2)解决这类问题必须把物体的实际运动过程与图象结合，相互对应起来．【思想方法与技巧】传送带模型中的动力学问题1．模型特征一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型，如图甲、乙、丙所示．2．建模指导传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题．(1)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断．根据物体与传送带的相对速度方向判断摩擦力方向．两者速度相等是摩擦力突变的临界条件．(2)倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用．如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况．当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变．3.解答传送带问题应注意的事项(1)水平传送带上物体的运动情况取决于物体的受力情况，即物体所受摩擦力的情况．(2)倾斜传送带问题，一定要比较斜面倾角与动摩擦因数的大小关系．(3)传送带上物体的运动情况可按下列思路判定：相对运动→摩擦力方向→加速度方向→速度变化情况→共速，并且明确摩擦力发生突变的时刻是v物＝v传第三节牛顿运动定律的综合应用【基本概念、规律】一、超重和失重1．超重(1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象．(2)产生条件：物体具有向上的加速度．2．失重(1)定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象．(2)产生条件：物体具有向下的加速度．3．完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零的情况称为完全失重现象．(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下．二、解答连接体问题的常用方法1．整体法当系统中各物体的加速度相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于各物体的质量之和，当整体受到的外力已知时，可用牛顿第二定律求出整体的加速度．2．隔离法当求解系统内物体间相互作用力时，常把物体从系统中“隔离”出来进行分析，依据牛顿第二定律列方程．3．外力和内力(1)外力：系统外的物体对研究对象的作用力；(2)内力：系统内物体之间的作用力．【重要考点归纳】考点一超重和失重现象1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了．在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)．2．只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关．3．尽管物体的加速度不是在竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态．4．物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的，其大小等于m a.5.超重和失重现象的判断方法(1)从受力的大小判断，当物体所受向上的拉力(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)从加速度的方向判断，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．考点二整体法和隔离法解决连接体问题1．整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)．2．隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解．3．整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．4.正确地选取研究对象是解题的首要环节，弄清各物体之间哪些属于连接体，哪些物体应该单独分析，并分别确定出它们的加速度，然后根据牛顿运动定律列方程求解．考点三分解加速度求解受力问题在应用牛顿第二定律解题时，通常不分解加速度而分解力，但有一些题目要分解加速度．最常见的情况是与斜面模型结合，物体所受的作用力是相互垂直的，而加速度的方向与任一方向的力不同向．此时，首先分析物体受力，然后建立直角坐标系，将加速度a分解为a x和a y，根据牛顿第二定律得F x＝m a x，F y＝m a y，使求解更加便捷、简单．【思想方法与技巧】“滑块——滑板”模型的分析1．模型特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动．2．模型分析解此类题的基本思路：(1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度；(2)对滑块和木板进行运动情况分析，找出滑块和木板之间的位移关系或速度关系，建立方程．特别注意滑块和木板的位移都是相对地面的位移．3.(1)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．(2)滑块是否会从滑板上掉下的临界条件是：滑块到达滑板一端时两者共速．(3)滑块不能从滑板上滑下的情况下，当两者共速时，两者受力、加速度发生突变．动力学中的临界条件及应用一、临界状态物体在运动状态变化的过程中，相关的一些物理量也随之发生变化．当物体的运动变化到某个特定状态时，相关的物理量将发生突变，该物理量的值叫临界值，这个特定状态称之为临界状态．二、临界状态的判断1．若题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点．2．若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就对应临界状态．3．临界状态的问题经常和最大值、最小值联系在一起，因此，若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点．4．若题目中有“最终”、“稳定”等文字，即是求收尾速度或加速度．三、处理临界问题的思路1．会分析出临界状态的存在．2．要抓住物体处于临界状态时的受力和运动特征，找出临界条件，这是解决问题的关键．3．能判断物体在不满足临界条件时的受力和运动情况．4．利用牛顿第二定律结合其他规律列方程求解．四、力学中常见的几种临界条件1．接触物体脱离的临界条件：接触面间的弹力为零，即F N＝0.2．绳子松弛的临界条件：绳中张力为0，即F T＝0.3．相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值，即f静＝f m.4．滑块在滑板上不滑下的临界条件：滑块滑到滑板一端时，两者速度相同实验四验证牛顿运动定律一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律．2．探究加速度与力、质量的关系．3．掌握灵活运用图象处理问题的方法．二、实验原理(见实验原理图)1．保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系．2．保持合外力不变，探究加速度与质量的关系．3．作出a－F图象和a－1m图象，确定其关系．三、实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．四、实验步骤1．测量：用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m.2．安装：按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑．4．操作：(1)小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码．(2)保持小车的质量m不变，改变砝码和小盘的质量m′，重复步骤(1)．(3)在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a.(4)描点作图，作a－F的图象．(5)保持砝码和小盘的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤(1)和(3)，作a－1m图象．一、数据处理1．保持小车质量不变时，计算各次小盘和砝码的重力(作为小车的合力)及对应纸带的加速度，填入表(一)中．表(一)2.(二)中．表(二)3.利用Δx＝4．以a为纵坐标，F为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a 与F成正比．5．以a为纵坐标，1m为横坐标，描点、连线，如果该线过原点，就能判定a与m成反比．二、注意事项1．平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着打点的纸带匀速运动．2．不重复平衡摩擦力．3．实验条件：m①m′.4．一先一后一按：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车．5．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上．不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧．6．作图时两轴标度比例要选择适当．各量需采用国际单位．三、误差分析1．系统误差：本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．2．偶然误差：摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．。
2020年高考物理一轮复习 (课件+word文档)第3章 牛顿运动定律 (1)
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解题探究 还是越低？
(1)由题干可知，小球受到的阻力越小，小球上升的位置越高
提示：越高。
(2)直接结论包括推理过程后的结论吗？
提示：不包括。
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提示
尝试解答
选 A。
根据实验结果，得到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将上升到与 O 点等高的位置，A 项正确；而小球不受力时状态不变，小球受力时状态发 生变化，是在假设和逻辑推理下得出的结论，而不是实验的直接结论，所以 B 和 C 选项错误；而 D 项不是本实验所说明的问题，故错误。
01 相互 □
力，后一物体一定同时对前一物体也施加了力。
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03 相反 、 02 相等 、 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 □ 方向 □ 04 同一条直线上 □ 作用在 。
2．内容
3．表达式：F＝－F′。 4．意义：建立了相互作用物体之间的联系，体现了作用力与反作用力的 相互依赖关系。
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A．作用力与反作用力同时产生 B．作用力与反作用力作用在同一物体上 C．作用力与反作用力大小相等 D．作用力与反作用力的合力为零
答案
解析
AC
作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，分别作用在两个物
体上，同时产生、同时消失，故 A、C 正确，B 错误；作用力与反作用力作 用在两个物体上，不能求合力，故 D 错误。
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全品复习方案高考物理大一轮复习 专题训练(三)第3单元 牛顿运动定律
专题训练（三）第3单元牛顿运动定律基础巩固1．一皮带传送装置(足够长)如图Z31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，则弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中，滑块的速度和加速度变化情况是( )图Z31A．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2．如图Z32所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物块，物块和小车间的动摩擦因数为μ＝0.3.用水平恒力F拉动小车，设物块的加速度为a1，小车的加速度为a2.当水平恒力F取不同值时，a1与a2的值可能为(当地重力加速度g取10 m/s2)( )图Z32A．a1＝2 m/s2，a2＝3 m/s2B．a1＝3 m/s2，a2＝2 m/s2C．a1＝5 m/s2，a2＝3 m/s2D．a1＝3 m/s2，a2＝5 m/s23．如图Z33所示，三角形传送带以1 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.下列判断不正确的是( )图Z33A．物块A先到达传送带底端B．物块A、B同时到达传送带底端C．传送带对物块A、B的摩擦力都沿传送带向上D．物块A下滑过程中相对传送带的位移小于物块B下滑过程中相对传送带的位移能力提升4．(多选)[2015·大同一中、同煤一中联考] 如图Z34所示，光滑水平桌面上放置一长木板，长木板上表面粗糙，上面放置一小铁块，现有一水平向右的恒力F作用于铁块上，以下判断正确的是( )图Z34A．铁块与长木板都向右运动，且两者一定保持相对静止B．若水平力足够大，铁块与长木板间有可能发生相对滑动C．若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间有可能发生相对滑动D．若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间仍将保持相对静止5．如图Z35所示，光滑水平面上有一矩形长木板，木板左端放一小物块，已知木板质量大于物块质量．t＝0时两者从图中位置以相同的水平速度v0向右运动，碰到右面的竖直挡板后木板以与原来等大的速度被反弹回来，运动过程中物块一直未离开木板，则物块运动的速度v随时间t变化的图像可能正确的是图Z36中的( )图Z35图Z366．[2016·沈阳二中模拟] 一轻质长木板置于光滑水平地面上，木板上放有质量分别为m A＝1 kg和m B＝2 kg的A、B两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ＝0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图Z37所示．g取10 m/s2.下列说法正确的是( )图Z37A．若F＝1 N，则两物块与木板都静止不动B．若F＝1.5 N，则A物块所受摩擦力大小为1.5 NC．若F＝4 N，则B物块所受摩擦力大小为4 ND．若F＝8 N，则B物块所受摩擦力大小为2 N7．(多选)[2016·黑龙江大庆一模改编] 如图Z38所示，足够长传送带与水平方向的夹角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用．现让传送带逆时针匀速转动，在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中，则( )图Z38A．物块a的重力势能减少mghB．摩擦力对a做的功小于a的机械能增加量C．摩擦力对a做的功小于物块a、b的动能增加量之和D．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小相等8．传送带以恒定速度v＝4 m/s顺时针运行，传送带与水平面间的夹角θ＝37°.现将质量m＝2 kg的物品轻放在其底端(小物品可看成质点)，平台上的人通过一根轻绳用恒力F＝20 N拉小物品，经过一段时间，物品被拉到离地面高为H＝1.8 m的平台上，如图Z39所示．已知物品与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.问：(1)物品从传送带底端运动到平台上所用的时间是多少？(2)若在物品与传送带达到相同速度瞬间撤去恒力F，则物品还需多少时间才能离开传送带？图Z39挑战自我9．[2016·沈阳质检] 如图Z310所示在，粗糙水平面上放置一个质量M＝2 kg、长度L ＝5 m的木板A，可视为质点的物块B放在木板A的最左端，其质量m＝1 kg.已知A、B间的动摩擦因数为μ1＝0.2，A与水平地面间的动摩擦因数为μ2＝0.4.开始时A、B均处于静止状态．在B获得水平向右的初速度v0＝8 m/s的同时，对A施加水平向右的恒力，g取10 m/s2.(1)为使物块B不从木板A的右端滑出，求力F的最小值．(2)若F＝22 N，求物块B的最大速度．图Z310专题训练(三)1．D [解析] 滑块在水平方向受向左的滑动摩擦力f和弹簧向右的拉力F拉＝kx，合力F合＝f－F拉＝ma，弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中，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，加速度与速度方向相反，故滑块的速度先增大后减小．2．D [解析] 由受力分析可知，物块的加速度取决于小车对物块的摩擦力，即f＝ma1，且f的最大值为f m＝μmg，故a1的最大值为a1m＝μg＝3 m/s2.当二者相对静止一起加速时，a2＝a1≤3 m/s2；当F较大时，二者发生相对滑动，a1＝3 m/s2，a2＞3 m/s2.综上所述，只有选项D符合题意．3．A [解析] 因动摩擦因数μ＝0.5，由于有mg sin 37°>μmg cos 37°，所以传送带对物块A、B的摩擦力方向都沿传送带向上，选项C正确；物块A、B都做匀加速运动，加速度相同，根据牛顿第二定律，有mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma，解得两物块的加速度a＝2 m/s2，两物块的初速度相同，位移相同，则运动时间也相同，选项B正确，选项A错误；物块A下滑过程相对传送带的位移等于物块A的位移与传送带匀速运动的位移之差，物块B下滑过程相对传送带的位移等于物块B的位移与传送带匀速运动的位移之和，选项D正确．4．BD [解析] 设木板的质量为M，小铁块的质量为m，它们之间的最大静摩擦力为f，当铁块受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，两者之间发生相对滑动，根据牛顿第二定律知，此时加速度a＝fM，对木板和小铁块整体，有F＝(M＋m)a＝（M＋m）fM，故当F>（M＋m）fM时，两者发生相对滑动，选项A错误，B正确；若两者保持相对静止，则两者之间的摩擦力小于最大静摩擦力，当拉力反向时，两者之间的摩擦力大小不变，方向改变，仍然保持相对静止，选项C错误，D正确．5．A [解析] 木板碰到挡板前，物块与木板一直做匀速运动，速度为v 0；木板碰到挡板后，物块在向左的滑动摩擦力作用下以初速度v 0向右做匀减速运动，木板向左做匀减速运动，因物块与木板受到的滑动摩擦力大小相等，而物块的质量小，根据牛顿第二定律知，物块的加速度大，所以物块速度先减为零，之后反向加速，最终物块与木板达到共同速度一起匀速运动，相对滑动过程损失机械能，最终速度小于v 0，只有选项A 可能正确．6．D [解析] A 与木板间的最大静摩擦力f A ＝μm A g ＝0.2×1×10 N ＝2 N ，B 与木板间的最大静摩擦力f B ＝μm B g ＝0.2×2×10 N ＝4 N ，F ＝1 N ＜f A ，所以A 、B 及木板保持相对静止，整体在F 作用下向左匀加速运动，故A 错误；F ＝1.5 N ＜f A ，所以A 、B 及木板保持相对静止，整体在F 作用下向左匀加速运动，根据牛顿第二定律得F －f ＝m A a ，所以A 物块所受摩擦力f ＜F ＝1.5 N ，故B 错误；F ＝4 N ＞f A ，所以A 在木板上滑动，B 和木板整体受到摩擦力为2 N ，轻质木板质量不计，所以B 受到的摩擦力为2 N ，故C 错误；F ＝8 N ＞f A ，同理可知D 正确．7．AD [解析] 开始时，a 、b 及传送带均静止且a 不受传送带摩擦力作用，有m a g sin θ＝mg ，则m a ＝msin θ.b 上升h 高度，则a 下降高度为h sin θ，故a 的重力势能减少量为m a gh sin θ＝mgh ，选项A 正确；根据能量守恒定律得，系统机械能增加，摩擦力对a 做的功等于a 、b 的机械能增加量，所以摩擦力做功大于a 的机械能增加量，因为系统的重力势能不变，所以摩擦力对a 做的功等于系统的动能增加量，故B 、C 错误．任意时刻a 、b 的速率相等，对b ，克服重力的瞬时功率P b ＝mgv ，对a ，有P a ＝m a gv sin θ＝mgv ，所以重力对a 、b做功的瞬时功率大小相等，故D 正确．8．(1)1 s (2)(2－2) s[解析] (1)物品与传送带速度相等前，有 F ＋μmg cos 37°－mg sin 37°＝ma 1解得a 1＝8 m/s 2由v ＝a 1t 1解得运动时间t 1＝0.5 s 位移x 1＝12a 1t 21＝1 m随后有F －μmg cos 37°－mg sin 37°＝ma 2 解得a 2＝0，即物品随传送带匀速上升 位移x 2＝Hsin 37°－x 1＝2 m运动时间t 2＝x 2v＝0.5 s 故总时间为t ＝t 1＋t 2＝1 s (2)撤去恒力F 后，有μmg cos 37°－mg sin 37°＝ma 3解得a 3＝－2 m/s 2若物品向上匀减速到速度为零，则通过的位移x ＝－v22a 3＝4 m>x 2，故物品将匀减速运动至离开传送带．由x 2＝vt 3＋12a 2t 23解得t 3＝(2－2) s[t 3＝(2＋2)s >2 s 舍去]．9．(1)18.8 N (2)10 m/s[解析] (1)物块B 在木板A 上做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知μ1mg ＝ma 1解得a 1＝2 m/s 2物块B 滑到木板A 的右端时，若A 、B 速度相等，则物块B 刚好不从木板A 的右端滑出，A 、B 的相对位移为木板长L .设力F 的最小值为F m ，木板A 的加速度为a 2，由速度公式和位移公式可知木板A 的速度v ＝a 2t 物块B 的速度v ＝v 0－a 1t木板A 的位移x A ＝v2t物块B 的位移x B ＝v 0＋v2tA 、B 的相对位移为木板长，即L ＝x B －x A联立解得a 2＝225m/s 2对木板A ，由牛顿第二定律可知 F m ＋μ1mg －μ2(m ＋M )g ＝Ma 2 解得F m ＝18.8 N.(2)物块B 在木板A 上先做匀减速直线运动，加速度为a 1＝2 m/s 2木板A 做匀加速直线运动，对木板A ，由牛顿第二定律可得F ＋μ1mg －μ2(m ＋M )g ＝Ma 3解得a 3＝6 m/s 2设经过时间t 1，A 、B 速度相同，大小都为v 1，则 v 1＝v 0－a 1t 1 v 1＝a 3t 1联立解得t 1＝1 s ，v ＝6 m/s在此过程中，设A 、B 的位移分别为x A 1、x B 1，则x A 1＝v 12t 1x B 1＝v 0＋v 12t 1A 、B 间的相对位移Δx 1＝x B 1－x A 1A 、B 速度相同后，设木板A 以a 4的加速度继续匀加速运动，由牛顿第二定律可知F －μ1mg －μ2(m ＋M )g ＝Ma 4解得a 4＝4 m/s 2由于a 4>a 1，所以物块B 也向右做匀加速运动，但相对木板A 向左运动，设经时间t 2后物块B 会从木板A 的左端滑出，在这段时间内，木板A 的位移x A 2＝v 1t 2＋12a 4t 22物块B 的位移x B 2＝v 1t 2＋12a 1t 22A 、B 间的位移满足Δx 1＝x A 2－x B 2 联立解得t 2＝2 s物块B 从木板A 的左端滑出时的速度v 3＝v 1＋a 1t 2＝10 m/s物块B 从木板A 的左端滑出后落到地面上做匀减速运动，所以整个过程中，物块B 从木板A 的左端滑出时的速度为最大速度，为10 m/s.。
全品复习方案2020届高考物理一轮复习第3单元牛顿运动定律课时作业含解析
沿水平方向向左做匀加速直线运动,该过程中 P 与 Q 恰好保持相对静止,空气阻力不计,重力加速 度为 g,下列说法正确的是 ( )
A.物块 P 受到的支持力大小为 B.物块 P 受到的支持力大小为 mgcosθ C.木板 Q 的加速度大小为 gcosθ D.木块 Q 的加速度大小为 gsinθ
技能提升
牛顿运动定律课时作业
课时作业(六) 第 6 讲 牛顿运动定律的理解 时间/40 分钟
基础达标 1.[2018·浙江温州模拟]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,在汽车制动后,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 2.鱼 在 水 中 沿 直 线 水 平 向 左 减 速 游 动 过 程 中 ,水 对 鱼 的 作 用 力 方 向 合 理 的 是 图 K6-1 中 的
间的动摩擦因数μ= ,g 取 10m/s2.小球在竖直向上的拉力 F=20N 作用下沿杆向上滑动. (1)画出小球的受力示意图. (2)求小球对杆的压力大小和方向. (3)求小球的加速度大小.
图 K6-13
挑战自我 15.如图 K6-14 所示,一轻绳上端系在车的左上角的 A 点,另一轻绳一端系在车左端 B 点,B 点在 A 点正下方,A、B 距离为 b,两绳另一端在 C 点相结并系一质量为 m 的小球(可视为质点),绳 AC 长度
2020年高考物理一轮复习 (+word文档)第3章 牛顿运动定律 (5) 精品优选公开课件
4．一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始 近打点计时器，并应先接通电源，后放开小车，且应在小车 住小车。
5．作图：作图时，两坐标轴的比例要适当，要使尽可能 直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两
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C．改变沙桶和沙子的质量，打出几条纸带
D．为减小误差，要保证 m 远远小于 M
(2)以力传感器的示数 F 为横坐标，通过纸带计算出的
画出的 a-F 图象是一条直线，求得图线的斜率为 k，则
________。
答案
(1)BC
2 (2)k
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解析 (1)本实验中拉力由力传感器测出，不需要用天平 也就不需要保证 m 远远小于 M，故 A、D 错误；为了充分利 滑块靠近打点计时器，先接通电源，后释放滑块，故 B 正确 质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度 a 随 故 C 正确。所以 B、C 正确，A、D 错误。
[变式 1] (2018·抚顺模拟)在研究加速度和力的关系时， 图实验装置，M 为滑块的质量，m 为沙桶和沙子的总质量，轻 该实验已经平衡摩擦力。
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(1)实验中，一定要进行的操作是________。
A．用天平测出 m 的大小
B．滑块靠近打点计时器(图中未画出)，先接通电源，
(1)关于实验操作，下列说法正确的是________。 A．要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力 B．A、B 两点间距离应尽可能近一些可减小误差 C．改变所挂钩码的数量时，要使所挂钩码的质量远小 D．不必用天平测出小车和车上拉力传感器的总质量
2020届高三一轮复习物理精品资料：第三章牛顿运动定律(共32页,精华版)
2020届高三一轮复习物理精品资料：第三章牛顿运动定律（共32页，精华版）第一单元牛顿运动定律第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律---- 要点精析— -------------要点一牛顿第一定律1. 关于物体的惯性，以下讲法中正确的选项是（）A. 运动速度大的物体，不能专门快停下来，是因为速度大时，惯性也大B. 静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的火车惯性大C. 乒乓球能够快速抽杀，是因为乒乓球惯性小的缘故D. 物体受到的外力大，那么惯性小；受到的外力小，那么惯性大答案C要点二牛顿第三定律2. 一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动；再改做减速运动，那么以下讲法中正确的是（）A. 加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B. 减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力C. 只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等D. 不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等答案D题型探究题型1 惯性的明白得与应用【例1】如下图在瓶内装满水，将乒乓球用细线拴住并按入水中，线的另一端固定在瓶盖上.盖上瓶盖并将瓶子翻转，乒乓球将浮在水中.用手托着瓶子在水平向右做加速直线运动，乒乓球在瓶中的位置会如何变化？讲明你所观看到的现象.（1）假设瓶中只有水，当瓶加速向右运动时，会发生什么现象？只有乒乓球呢？答只有水时，由于惯性，水相对瓶向左侧移动.只有乒乓球时，乒乓球也会相对瓶向左移动⑵和乒乓球体积相同体积的水与乒乓球相比，谁的惯性大？答因为水的质量大于乒乓球的质量，因此水的惯性大于乒乓球的惯性.(3)假设瓶中既有水又有球，当瓶向右加速会发生什么现象？答由于水惯性大，当水相对瓶向左移动时，将挤压球，使球相对瓶向右移动题型2 牛顿第三定律的明白得与应用【例2】在天花板上用悬绳吊一重为G的电风扇，电风扇静止时受几个力作用？如下图，这些力的反作用力是哪些力？这些力的平稳力是哪些力？假如电风扇在匀速转动呢？当电风扇转动与静止时相比较，对天花板的拉力是变大依旧变小？什么缘故？(1)画出电风扇静止和转动时的受力图.讲明分不是什么力.是悬绳，F的反作用力是电风扇对悬绳的拉力.电风扇受到的重力G和悬绳的拉力F正好是一对平稳力.⑶指出图乙中F i、F2、G的反作用力及它们的平稳力.答依照牛顿第三定律，重力的施力物体是地球，那么重力G的反作用力确实是电风扇对地球的吸引力；冃的施力物体是悬绳，因此F i的反作用力是电风扇对悬绳的拉力；F2的施力物体是空气，因此F2的反作用力是电风扇对空气向下的作用力.电风扇受到的重力G与绳的拉力F i和空气对电风扇向上的作用力F2的合力是一对平稳力.⑷当电风扇静止时悬绳的拉力为多大？当电风扇转动呢？答静止时F=G当转动时F i+F2=G，F i=G-F2.(5)电风扇静止和转动时，悬绳的拉力哪个大？答静止时大.题型3 生活物理【例3】魔盘是游乐场中的一种大型游乐设施，它转动时，坐在上面的人能够体会到做离心运动的乐趣.在半径R=5 m的魔盘上，离其中心r=3 m处坐着一儿童，儿童从身旁轻轻开释一个光滑的小球，咨询：小球经多长时刻可与盘边缘相碰?(魔盘转动角速度3 =4 rad/s)1答案s3跟踪训练1. 如下图，重球系于易断的线DC下端,重球下再系一根同样的线BA下面讲法中正确的选项是A在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线被拉断B. 在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线被拉断C. 在线的A端突然猛力一拉，结果AB线被拉断D. 在线的A端突然猛力一拉，结果CD线被拉断答案AC2. 用运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" .如图(a)所示，把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观看显示器屏幕上显现的结果如图(b)所示.观看分析两个力传感器的相互作用力随时刻变化的曲线，能够得到以下实验结论(a)A作用力与反作用力时刻相等B. 作用力与反作用力作用在同一物体上C作用力与反作用力大小相等D.作用力与反作用力方向相反答案ACD3. 有人设计了一种交通工具，在平板车内装了一个电风扇，风扇运转时吹岀的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动，如下图.关于这种设计，以下分析中正确的选项是(A. 依照牛顿第二定律，这种设计能使小车运行B. 依照牛顿第三定律，这种设计能使小车运行C. 这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二定律D. 这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律答案D4. 请依照图中的情形，讲明车子所处的状态，并对这种情形作出讲明.(1)(2)答案从图(1)能够看出，乘客向前倾，讲明乘客相对车箱有向前运动的速度，因此汽车在减速.从图(2)可看出，乘客向后倾讲明乘客有相对车箱向右运动的速度，讲明列车在加速第2课时牛顿第二定律单位制---- 〜要点精析--------------要点一牛顿第二定律1. 以下对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的明白得，正确的选项是A由F=ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比B. 由匚可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比aC由a=匚可知，m—定时物体的加速度与其所受合力成正比，F 一定时与其质量成反比mD.由匚可知，物体的质量能够通过测量它的加速度和它所受的合力而求出a答案CD要点二单位制2. 请把以下物理量与单位一一对应起来(1) 力 A kg •m/s 3⑵压强 B. kg •m/s2⑶功 C. kg •m/s2(4)功率 D. kg/(s 2• n)(3) —C (4) —A答案⑴一B (2) — D---- 题型探究- ♦•-----------题型1 受力求动过情形【例1】如下图，传送带与地面夹角e =37°，从A到B长度为16 m，传送带以v°=10 m/s 的速率逆时针转动.在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5 kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数卩=0.5.求物体从A运动到B需要的时刻.(sin37 ° =0.6, cos 37=0.8,取g=10 m/s 2)答案2 s题型2由运动求受力情形擦因数卩=0.02.在木楔倾角0 =30°的斜面上，有一质量n=1.0 kg的物体由静止开始沿斜面下滑，至滑行路程s=1.4 m时,其速度v=1.4 m/s.在这一过程中木楔始终保持静止，求地面对^楔的摩擦力的大小和方向(g取10 m/s 2).答案0.61 N，方向水平向左.题型3 生活物理【例3】如下图，是建筑工地常用的一种”深穴打夯机" ，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆开释，夯杆只在重力作用下运动，落回深坑，夯实坑底，且不反弹.然后两个滚轮再次压紧，夯杆被提到坑口，如此周而复始.两个滚轮边缘的线速度恒为v=4 m/s，滚轮对夯杆的正压力N=2X 104 N,滚轮与夯杆间的动摩擦因数卩=0.3,夯杆质量n=i x 103 kg，坑深h=6.4 m,假定在打夯的过程中坑的深度变化不大能够忽略，g=10 m/s 2.求：(1) 夯杆被滚轮压紧，加速上升至与滚轮速度相同时离坑底的高度.(2) 打夯周期是多少？答案(1)4 m (2)4.2 s-----------------■ ♦跟训练■—1. 如下图，在光滑水平面上有两个质量分不为m和m的物体A、B, m>m,A BA B间水平连接着一轻质弹簧秤.假设用大小为F的水平力向右拉B,稳固后| ]耳三”] (■二B的加速度大小为a1,弹簧秤示数为F;假如改用大小为F的水平力向左拉A,稳固后A的加速度大小为日2,弹簧秤示数为F2.那么以下关系式正确的选项是()A. a1 =82, FQF2B. a 1 =a2, F1 <F2C. a-i <a2, F 1=F2D. a〔>a2, F1 >F2答案A2. 如下图，U形槽放在水平桌面上，物体M放于槽内静止，现在弹簧对物体的压力为 3 N,物体的质量为0.5 kg,与槽底之间无摩擦.使槽与物体M—起以6 m/s2的加速度向左水平运动时()A弹簧对物体的压力为零 B.物体对左侧槽壁的压力等于零C. 物体对左侧槽壁的压力等于 3 ND. 弹簧对物体的压力等于6 N答案B3. (2018 •资阳模拟)我国 ''神舟"5号飞船于2003年10月15日在酒泉航天发射场由长征一2F 运载火箭成功发射升空，假设长征一2F运载火箭和飞船起飞时的总质量为 1.0 X 105 kg,火箭起飞时推动力为3.0 x 106 N运载火箭发射塔高160 n(g取10 m/s 2).求：(1) 假如运载火箭起飞时推动力不变，忽略空气阻力和火箭质量的变化，运载火箭经多长时刻飞离发射塔？(2) 这段时刻内飞船中质量为65 kg的宇航员对座椅的压力多大？答案(1)4 s (2)1.95 x 103 N4. 京沪高速公路3月7日清晨，因雨雾天气导致一辆轿车和另一辆显现故障熄火停下来的卡车相撞.轿车刹车时产生的最大阻力为重力的0.8倍，当时的能见度(观看者与能看见的最远目标间的距离)约37 m交通部门规定此种天气状况下轿车的最大行车速度为60 km/h.设轿车司机的反应时刻为0.6 s,请你通过运算讲明轿车有没有违反规定超速行驶?( g取10 m/s2)答案轿车车速至少72 km/h是超速行驶单元检测1. 以下对运动的认识不正确的选项是()A亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动B. 伽利略认为力不是坚持物体速度的缘故C. 牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动D. 伽利略依照理想实验推论岀，假如没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持那个速度连续运动下去答案A2. 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()A. 系好完全带能够减小惯性B. 是否系好安全带对人和车的惯性没有阻碍C. 系好安全带能够防止因车的惯性而造成的损害D. 系好安全带能够防止因人的惯性而造成的损害答案D3. 物体静止在水平桌面上，那么()A桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平稳力B. 物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C物体对桌面的压力确实是物体的重力，这两个力是同一种性质的力D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平稳的力答案A4. 在平直轨道上，匀速向右行驶的封闭车厢内，悬挂着一个带滴管的盛油容器，滴管口正对车厢地 板上的0点,如下图，当滴管依次滴下三滴油时，设这三滴油都落在车厢的地板上 ，那么以下讲法中正确的选项是（）A.这三滴油依旧落在 OA 之间，而且后一滴比前一滴离 O 点远些B.这三滴油依旧落在 OA 之间，而且后一滴比前一滴离 O 点近些 C 这三滴油依旧落在 OA 之间同一位置上D.这三滴油依旧落在 O 点上答案 D5. 一汽车在路面情形相同的公路上直线行驶 ，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的选项是 （）A 车速越大，它的惯性越大 B. 质量越大，它的惯性越大C. 车速越大，刹车后滑行的路程越长D. 车速越大，刹车后滑行的路程越长，因此惯性越大 答案 BC 6.如图甲所示，小车内固定着硬质支架，杆的端点固定着一个质量为 m 的小球.杆对小球的作用力的变化如图乙所示，那么关于小车的运动，以下讲法中正确的是（杆对小球的作用力由F i 变化至FJ （）B.小车由静止开始向右做变加速运动 C 小车的加速度越来越大 答案 CA 小车向右做匀加速运动 D.小车的加速度越来越小7. 一个重500 N 的木箱放在大磅秤上，木箱内有一个质量为示，假如人用力推木箱顶部，那么小磅秤和大磅秤上的示数A F i 增大、F 2减小 B. F i 增大、 50 kg 的人，站在小磅秤上.如图所F i 、F 2的变化情形为 （）F 2增大t AF 2不变答案 D 8.如下图，底板光滑的小车放在水平地面上，其上放有两个完全相同且量程均为20 N 的弹簧秤，甲、乙系住一个质量为 i kg 的物块.当小车做匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为J.甲乙IZzJA.2 m/sB.4 m/s 2C.6 m/s 2D.8 m/s 2乙io答案B9. 如下图，三个完全相同物块1、2、3放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数都相同.现用大小相同的外力F沿图示方向分不作用在1和2上,用丄F23上,使三者都做加速运动.令a、◎、a3分不表示物块A a i=a2 =a3 B. a i=a2, a2 > a3 C. a i > a2, a2 v a3 D. a > a2, a2> a3答案C10.有一仪器中电路如右图所示，其中M是质量较大的金属块，将仪器固定在一辆汽车内，汽车启动时和急刹车时，发觉其中一盏灯亮了，试分析是哪一盏灯亮了.答案汽车启动时绿灯亮，急刹车时红灯亮11.如右图所示，长L=75 cm的质量为m=2 kg的平底玻璃管底部置有一玻璃小球，玻璃管从静止开始受到一竖直向下的恒力F=12 N的作用，使玻璃管竖直向下运动，经一段时刻t ,小球离开管口.空气阻力不计，取g=10答案0.5 s 8 m/s12.用如右图所示的装置能够测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分不压在.传感器a、b上,其压力大小可直截了当从传感器的液晶显示屏上读岀.现将装置沿运动方向固定在汽车内，传感器b在前,传感器a在后.汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N(取g=10 m/s2)(1)假设传感器a的示数为14 N、b的示数为6.0 N求现在汽车的加速度大小和方向⑵当汽车以如何样的加速度运动时，传感器a的示数为零?答案(1)4 m/s2(2)10 m/s213.(2007 •上海• 19B)如右图所示，固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时刻变化规律如以下图所示取重力加速度g=10 m/s2.求：(1) 小环的质量m⑵细杆与地面间的倾角a的外力沿水平方向作用在1、2、3的加速度，那么()答案(1)1 kg (2)30第二单元牛顿运动定律应用〔一〕第3课时瞬时咨询题与动态分析超重与失重---- —要点精析一* ----------要点一瞬时咨询题1. 如下图，物体甲、乙质量均为m弹簧和悬线的质量可忽略不计.当悬线被烧断的瞬时，甲、乙的加匚二屮速度数值应为（）A. 甲是0,乙是gB.甲是g,乙是g C甲是0,乙是0 D.甲是—,乙是g2 答案B要点二动态分析2. 如下图，一轻质弹簧一端系在墙上的O点,另一端连接小物体，弹簧自由伸长到B点,让小物体m把弹簧压缩到A点，然后开释，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，试判定以下讲法正确的选项是（）A. 物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小B. 物体从A到B速度越来越小，从B到C加速度不变C. 物体从A到B先加速后减速，从B到C一直减速运动D. 物体在B点受合外力为零答案C要点三超重与失重3. 以下关于超重和失重现象的描述中正确的选项是A. 电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态B. 磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时，列车内的乘客处于超重状态C. 荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态D. 神舟"六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇宙员处于完全失重状态答案D—_■型探ft _—题型1 瞬时咨询题【例1】如图如图(a)所示，一质量为m 的物体系于长度分不为 L i 、L 2的两根细线上 丄i 的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹 角为0 , L 2水平拉直，物体处于平稳状态.(b)(1)现将图(a)中L 2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度⑵假设将图(a)中的细线L i 改为质量不计的轻弹簧而其余情形不变 ，如图(b)所示，求剪断L 2瞬时物体的加速度答案(1) gsin 0(2) gtan 0题型2程序法分板牙动态咨询题【例2】一个小球(小球的密度小于水的密度)从较高的位置落下来，落入足够深的水池中，在小球从静止下落，直到在水中下落到最大深度的过程中，以下小球速度随时刻变化的图线可能正确的选项是答案 A题型3超重与失重观点解题答案 B题型4运动建模【例4】一科研火箭从某一无大气层的行星的一个极竖直向上发射，由火箭传来的无线电信息讲明：从火箭发射时的一段时刻t 内(火箭喷气过程)，火箭上所有物体对支持物的压力或对其悬挂装置的拉力是火箭发射前的【例3】如下图，在台秤的托盘上，放着一个支架有一铁块B ，电磁铁不通电时，台秤的示数为 台秤的示数将 A 不变B.变大1.8倍，除此之外，在落回行星表面前的所有时刻内，火箭里的物体处于失重状态，咨询从火箭发射到落回行星表面通过多长时刻（行星引力大小随距行星表面高度的变化可忽略不计）答案3 t跟踪训练1. 如下图，物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞,并被弹簧反向弹回.假设弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中A. P的加速度大小不断变化，方向也不断变化B. P的加速度大小不断变化但方向只改变一次C. P的加速度大小不断改变当加速度数值最大时，速度最小D. 有一段过程，P的加速度逐步增大，速度也逐步增大答案C2. 某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动并观看体重秤示数的变化情形.下表记录了几个特定时刻体重秤的示数.（表内时刻不表示先后顺序）时刻t 0t1t 2t 3体重秤示数/kg45.050.040.045.0假设t o时刻电梯静止，那么以下讲法错误的选项是At!和t 2时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化B. t i和t2时刻电梯的加速度方向一定相反C. t l和t2时刻电梯的加速度大小相等，运动方向不一定相反D. t3时刻电梯可能向上运动答案A3. （2018 •贵阳模拟）细绳拴一个质量为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，平稳时细绳与竖直方向的夹角为53°，如下图.（cos 53 ° =0.6,sin 53 °=0.8）以下讲法正确的选项是A. 小球静止时弹簧的弹力大小为3mg5B. 小球静止时细绳的拉力大小为3mgC. 细线烧断瞬时小球的加速度赶忙为g5D. 细线烧断瞬时小球的加速度赶忙为3g5答案D4. 如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空.为了研究学生沿杆的下滑情形，在杆顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶端所受拉力的大小.现有一学生(可视为质点)从上端由静止开始畀滑下,5 s末滑到杆底时速度恰好为零.以学生开始下滑时刻为计时起点，传感器显示的拉力随时刻变化情形如图乙所示，g取10 m/s 2.求：(1) 该学生下滑过程中的最大速率.(2) 滑杆的长度.答案(1)2.4 m/s (2)6.0 m第4课时专题：二力合成法与正交分解法---- 要点精析- ---------------要点一二力合成法1. 一辆小车在水平面上行驶，悬挂的摆球相关于小车静止同时悬绳与竖直方向成e角，如下图，以下关于小车的运动情形正确的选项是A. 加速度方向向左，大小为gtan eB. 加速度方向向右，大小为gtan eC. 加速度方向向左，大小为gsin eD. 加速度方向向右，大小为gsin e答案A要点二正交分解法2. 如下图，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，a与水平方向的夹角为e.求人受的支持力和摩擦力.请用两种建立坐标系的方法分不求解.答案mg-asin e ),方向竖直向上macos e ,方向水平向左题型探究设物体在传送带上做匀加速直线运动时刻t 1及位移S 1,因题型1 依照二力合成法确定物体的加速度【例1】如下图，小车在斜面上沿斜面向下运动，当小车以不同的加速度运动时，系在小车顶 部的小球分不如图中①②③所示三种状态.①中细线呈竖直方向，②中细线垂直斜面，③中细线水平.试分不求出上述三种状态中小车的加速度 .(斜面倾角为e )题型2 正交分解法的应用【例2】风洞实验室中可产生水平方向的、大小能够调剂的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室中，小球孔径略大于细杆直径(如下图).(1)当杆在水平方向上固定时，调剂风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受 的风力为小球所受重力的 0.5倍，求小球与杆之间的动摩擦因数 (2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37 °并固定，那么小球从静止动身在细杆上滑下距离 s 所需时刻为多少？(sin 37 ° =0.6,cos 37 ° =0.8) 答案(1)0.5 (2)8s \'3g题型3 传送带上的物理咨询题【例3】如下图，传送带与水平面的夹角为 e =37带的底端A 处无初速度地放一个质量为0.5 kgAB 间(B 为顶端)长度为25 m.试回答以下咨询题 (1) 讲明物体的运动性质(相对地球).(2) 物体从A 到B 的时刻为多少？ (g=10 m/s 2)答案⑴ 由题设条件知tan 37° =0.75,卩=0.8,因此有tan 37 °<开始无初速度放在传送带上，起初时期：对物体受力分析如右图所示 依照牛顿第二定律可知： f 滑-mgsin 37 ° =ma ① f 滑=卩N ②N=mgcos 37 °③答案 ①a=0②a=gsin e ，方向沿斜面向下③a=—^，方向沿斜面向下sin卩，这讲明物体在斜面(传送带)上能处于静止状态，物体求解得a=g(卩cos 37 ° -sin 37 ° )=0.4 m/s 2④2a=0.4 m/s V t =4 m/s依照匀变速直线运动规律得 v t =at is-lat 2 2代入数据得： 11=10 s S i =20 m < 25 mU讲明物体将连续跟随传送带一起向上匀速运动，物体在第二时期匀速运动时刻 t 2：⑥ ⑦⑧⑨⑩ 25 204s 1.25 因此物体运动性质为：物体起初由静止起以a=0.4 m/s 2做匀加速直线运动，达到传送带速度后，便以传送带速度做匀 速运动. (2)11.25 s跟踪训练1.如下图，动力小车内有一竖杆，杆顶端用细绳拴一质量为m 的小球.当小车沿倾角为的斜面匀加速向上运动时，绳与杆的夹角为60° ,小车的加速度为B.gCV 3答案B2.如下图，倾斜索道与水平面夹角为 37° ,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时 人对厢底的压力为其重量的 1.25倍，那么车厢对人的摩擦力为其体重的A. 1倍4B. 1倍3C.-倍4答案B3.如下图，质量为m 的物体放在倾角为a 的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为 卩，如沿水平方向加一个力F ，使物体沿斜面向上以加速度 a 做匀加速直线运动，那么F 为多少？答案m(a g singeos ) eossin,车厢里的D4. 如下图，传送带以恒定的速度 v=10 m/s 运动，传送带与水平面的夹角 °为37° , PQ=16 m, 将一小物块无初速地放在传送带上P 点,物块与此传送带间的动摩擦因数求当传送带顺时针转动时，小物块运动到Q 点的时刻为多少？（sin 37 ° 答案4 s单元检测1. 如下图，在光滑的水平面上，质量分不为m 和m 的木块A 和B 之间用轻弹簧相连，在拉 力F 作用下，以加速度a 做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A 和B 的加速度为日!和日2,那么B. 81 =a, 82=0答案 D答案 BC 3.如下图，水平面绝缘且光滑，弹簧左端固定，右端连一轻质绝缘挡板，空间存在着水平方 ____________向的匀强电场，一带正电小球在电场力和挡板压力作用下静止 .假设突然将电场反向，那么小球•加速度的大小随位移 x 变化的关系图象可能是以下图中的4.如下图，在一个盛有水的容器内静止一木块 ，当容器由静止开始以加速度g 下降,那么在此过程中木块相关于水面CQ= --------- a, a2m i m 2m im 2 D. a i =a, 82m 2m i a m 2A. =82=02. 如下图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上以下表达中正确的选项是A小球的速度一直减小,从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中B.小球的加速度先减小后增大D.在该过程的位移中点上小球的速度最大答案 A2卩=0.5, g=10 m/s .=0.6,cos 37 ° =0.8)。
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高考热点统计要求2015年2016年2017年2018年高考基础要求及冷点统计ⅠⅡⅠⅡⅢⅠⅡⅢⅠⅡⅢ牛顿运动定律及其应用Ⅱ20、2520、25181620、24252425152419超重和失重(Ⅰ)高考对于牛顿第一、第三定律的考查属于基本要求,一般不单独出题.超重与失重属于高考冷点,通常结合图像、实验:验证牛顿运动定律22考情分析高考对本单元基础知识的考查(选择题)一般涉及物理思想方法、受力分析、牛顿运动定律等,如理想斜面实验、牛顿第一定律、运动和力的关系、超重与失重问题;综合考查(计算题)则涉及牛顿运动定律与运动规律结合问题,如运用整体法和隔离法处理连接体问题、多物体运动和多过程运动问题、将实际问题理想化和模型化等.圆周运动等知识综合考查.第6讲牛顿运动定律的理解一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持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.惯性(1)定义:一切物体都有保持原来运动状态或静止状态的性质.(2)量度:是物体惯性大小的唯一量度,大的物体惯性大,小的物体惯性小.二、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度的大小跟它受到的成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向.2.公式:.3.适用范围(1)只适用于参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).(2)只适用于物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.三、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,方向,作用在同一条直线上.2.表达式:F甲对乙=-F乙对甲,负号表示.四、国际单位制力学中的基本量是质量、、长度,对应的基本单位分别是、、.【辨别明理】(1)牛顿第一定律是实验定律.()(2)牛顿第一定律指出,当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态.()(3)物体运动必须有力的作用,没有力的作用,物体将静止.()(4)力的单位是牛顿,1N=1kg·m/s2.()(5)外力(不为零)作用于静止物体的瞬间,物体立刻获得加速度.()(6)物体的加速度方向一定与合外力方向相同.()(7)惯性是物体抵抗运动状态变化的性质.()(8)作用力与反作用力的效果相互抵消.()(9)根据牛顿第二定律,当合外力为零时物体的加速度为零,物体保持原来运动状态不变,那么牛顿第一定律是第二定律的特殊情况吗?考点一牛顿第一定律(1)牛顿第一定律是在可靠的实验事实(如伽利略斜面实验)基础上采用科学的逻辑推理得出的结论,物体不受外力是牛顿第一定律的理想条件,所以,牛顿第一定律不是实验定律.(2)惯性是物体保持原来运动状态的性质,与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关,物体的惯性只与其质量有关,物体的质量越大则其惯性越大;牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因.图6-1例1伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图6-1所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是()A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小变式题1东汉王充在《论衡·状留篇》中记述了球的运动:“圆物投之于地,东西南北,无之不可;策杖叩动,才微辄停”.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是()A.力是维持物体运动的原因B.力是改变物体惯性大小的原因C.力是改变物体位置的原因D.力是改变物体运动状态的原因图6-2变式题2(多选)如图6-2所示,高为h的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶,加速度大小为a,车厢顶部A点有油滴滴落在车厢地板上(车未停止),车厢地板O点位于A点的正下方,重力加速度为g,则油滴()A.落在O点的左侧B.落在O点的右侧C.落点与O点距离为aD.落点与O点距离为考点二牛顿第二定律的理解矢量性公式F=ma是矢量式,任一时刻,F与a总同向瞬时性a与F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,F为该时刻物体所受的合外力因果性F是产生加速度a的原因,加速度a是F作用的结果同一性(1)加速度a是相对同一个惯性参考系(一般指地面)的;(2)F=ma中,F、m、a对应同一个物体或同一个系统;(3)F=ma中,各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足F=ma;(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和;(3)力和加速度在各个方向上的分量也满足F=ma,即F x=ma x,F y=ma y考向一矢量性牛顿第二定律F=ma是矢量式,加速度的方向由物体所受合外力的方向决定,二者总是相同,即任一瞬间,a的方向均与合外力方向相同.图6-3例2如图6-3所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连.设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于拉伸状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是()A.向右做加速运动B.向右做减速运动C.向左做匀速运动D.向左做减速运动图6-4变式题如图6-4所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进,突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,重力加速度为g,则中间一质量为m的西瓜A 受到其他西瓜对它的作用力的大小是()A.mB.maC.mD.m(g+a)考向二瞬时性在动力学问题中,物体受力发生突变时,物体的加速度也会发生突变,突变时刻物体的状态称为瞬时状态,要对瞬时状态的加速度进行分析求解.图6-5例3(多选)如图6-5所示,轻弹簧下端固定在水平面上,一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落.在小球下落的全过程中,下列说法中正确的是()A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C.从小球接触弹簧至到达最低点,小球的速度先增大后减小D.从小球接触弹簧至到达最低点,小球的加速度先减小后增大变式题(多选)某研究性学习小组用加速度传感器探究物体从静止开始做直线运动的规律,得到了质量为1.0kg的物体运动的加速度随时间变化的关系图线,如图6-6所示.由图可以得出()图6-6A.从t=4.0s到t=6.0s的时间内,物体做匀减速直线运动B.物体在t=10.0s时的速度大小约为6.8m/sC.从t=10.0s到t=12.0s的时间内,物体所受的合外力大小约为0.5ND.从t=2.0s到t=6.0s的时间内,物体所受的合外力先增大后减小考向三独立性当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度的矢量和.例4为了节省能量,某商场安装了如图6-7所示智能化的电动扶梯,扶梯与水平面的夹角为θ.无人乘行时,扶梯运行得很慢;当有人站上扶梯时,扶梯先以加速度a匀加速运动,再以速度v匀速运动.一质量为m的顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,重力加速度为g,下列说法中正确的是()图6-7A.顾客始终受到三个力的作用B.扶梯对顾客的支持力始终等于mgC.加速阶段扶梯对顾客的摩擦力大小为ma cosθ,方向水平向右D.顾客对扶梯作用力的方向先沿扶梯向上,再竖直向下变式题(多选)如图6-8所示,水平地面上有一楔形物体b,b的斜面上有一小物体a;a与b 之间、b与地面之间均存在摩擦.已知楔形物体b静止时,a静止在b的斜面上.现给a和b一个共同的向左的初速度,与a和b都静止时相比,此时可能()图6-8A.a与b之间的压力减小,且a相对b向下滑动B.a与b之间的压力增大,且a相对b向上滑动C.a与b之间的压力增大,且a相对b静止D.b与地面之间的压力不变,且a相对b向上滑动考点三牛顿第三定律(1)对相互作用力的理解(与平衡力对比)比较相互作用力平衡力方向方向相反、作用在同一条直线上方向相反、作用在同一条直线上大小大小相等大小相等受力物体两个相互作用的物体同一物体力的性质一定是同性质的力性质不一定相同同时性一定同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可求合力两力作用效果可以求合力(2)牛顿第三定律的重要作用之一是转换研究对象,当根据已知条件无法直接求得物体受到的某作用力时,可以根据牛顿第三定律,先求得该力的反作用力.例5如图6-9所示,质量为M=60kg的人站在水平地面上,用定滑轮装置将质量为m=40kg的重物送入井中.当重物以2m/s2的加速度加速下落时,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,g取10m/s2,则人对地面的压力大小为()图6-9A.200NB.280NC.320ND.920N图6-10变式题如图6-10所示,猴子的质量为m,开始时停在用绳悬吊的质量为M的木杆下端,在绳子断开瞬时,猴子沿木杆以加速度a(相对地面)向上爬行,重力加速度为g,则此时木杆相对地面的加速度为()A.gB.gC.g+(g+a)D.g+a完成课时作业(六)第7讲牛顿第二定律的应用1一、动力学的两类基本问题1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路:先求出几个力的合力,由牛顿第二定律(F=ma)求出,再由运动学的有关公式合求出有关的运动量.2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路:已知加速度或根据运动规律求出,再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.说明:牛顿第二定律是联系运动问题与受力问题的桥梁,加速度是解题的关键.二、超重和失重1.超重与失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)物体所受重力的情况称为超重现象,物体所受重力的情况称为失重现象.2.完全失重物体对水平支持物的压力(或对竖直悬挂物的拉力)的情况称为完全失重现象.【辨别明理】(1)放置于水平桌面上的物块受到的重力是物块的内力.()(2)系统的内力不会影响系统整体的运动效果.()(3)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解,所以加速度由运动情况决定.()(4)物体处于超重状态时,物体的重力大于mg.()(5)物体处于完全失重状态时其重力消失.()(6)物体处于超重还是失重状态,由加速度的方向决定,与速度方向无关.()(7)减速上升的升降机内的物体对地板的压力大于重力.()考点一动力学的两类基本问题解决动力学两类问题的基本思路考向一已知受力求运动例1(9分)[2018·浙江4月选考]可爱的企鹅喜欢在冰面上玩游戏.如图7-1所示,有一企鹅在倾角为37°的倾斜冰面上,先以加速度a=0.5m/s2从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”,t=8s时,突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行,最后退滑到出发点,完成一次游戏(企鹅在滑动过程中姿势保持不变).若企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:图7-1(1)企鹅向上“奔跑”的位移大小;(2)企鹅在冰面滑动的加速度大小;(3)企鹅退滑到出发点时的速度大小.(计算结果可用根式表示)【规范步骤】(1)向上“奔跑”过程的位移x=(2分)(2)上滑过程的加速度大小a1=(2分)下滑过程的加速度大小a2=(2分)(3)上滑过程的位移x1=(1分)设退滑到出发点的速度为v,则(1分)解得v=(1分)变式题[2018·呼和浩特模拟]滑沙运动中,滑板相对沙地的速度大小会影响沙地对滑板的动摩擦因数.假设滑沙者的速度超过8m/s时,滑板与沙地间的动摩擦因数就会由μ1=0.5变为μ2=0.25.如图7-2所示,一滑沙者从倾角θ=37°的坡顶A处由静止开始下滑,滑至坡底B(B处为一平滑小圆弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C处.已知滑板与水平地面间的动摩擦因数恒为μ3=0.4,AB坡长L=20.5m,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,不计空气阻力,求:(1)滑沙者到B处时的速度大小;(2)滑沙者在水平地面上运动的最大距离;(3)滑沙者在AB段下滑与在BC段滑动的时间之比.图7-2考向二已知运动求受力例2[2018·杭州六校联考]我国第五代制空战机歼-20具备高隐身性、高机动性能力,为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥,歼-20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大为9g的加速度.假设某次垂直飞行测试实验中,歼-20以50m/s的初速度离地,开始竖直向上飞行.该飞机在10s内匀加速到3060km/h,匀速飞行一段时间后达到最大飞行高度18.1km.假设加速阶段所受阻力恒为重力的.已知该歼-20质量为20t,g取10m/s2,忽略战机因油耗等导致的质量变化.(1)请通过计算说明在加速阶段飞行员是否晕厥;(2)求本次飞行测试中歼-20匀速飞行的时间;(3)求本次飞行测试中在加速阶段歼-20发动机提供的推力大小.图7-3变式题《地球脉动2》是BBC制作的大型纪录片,该片为了环保采用热气球进行拍摄.若气球在空中停留一段时间后,摄影师扔掉一些压舱物使气球竖直向上做匀加速运动.假设此过程中气球所受空气作用力与停留阶段相等,摄影师在4s时间内发现气球上升了4m;然后保持质量不变,通过减小空气作用力使气球速度再上升2m过程中随时间均匀减小到零.已知气球、座舱、压舱物、摄影器材和人员的总质量为1050kg,重力加速度g取10m/s2,求:(1)匀加速阶段的加速度大小;(2)扔掉的压舱物质量;(3)气球速度均匀减小过程中所受空气作用力的大小.图7-4考点二牛顿第二定律与图像综合问题1.常见的动力学图像v-t图像、a-t图像、F-t图像、F-a图像等.2.解题策略(1)动力学图像问题实质是求解力与运动的关系,解题关键在于弄清图像斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义.(2)应用物理规律列出与图像对应的函数关系式,进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系,以便对有关物理问题进行准确判断.图7-5例3[2018·全国卷Ⅰ]如图7-5所示,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态.现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动,以x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,如图7-6所示表示F和x之间关系的图像可能正确的是()图7-6变式题1如图7-7甲所示,一个质量为3kg的物体放在粗糙水平地面上,从零时刻起,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动.在0~3s时间内物体的加速度a随时间t 的变化规律如图乙所示,则()图7-7A.F的最大值为12NB.0~1s内和2~3s内物体加速度的方向相反C.3s末物体的速度最大,最大速度为8m/sD.0~1s内物体做匀加速运动,2~3s内物体做匀减速运动变式题2(多选)如图7-8甲所示,一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图乙所示.若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出()甲乙图7-8A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度■要点总结解决图像综合问题的关键(1)分清图像的类别:即分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图像所反映的物理过程,会分析临界点.(2)明确能从图像中获得哪些信息:把图像与具体的题意、情境结合起来,再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义,确定从图像中反馈出来的有用信息,这些信息往往是解题的突破口或关键点.考点三超重与失重问题例4[人教版必修1改编]如图7-9所示,小芳在体重计上完成下蹲动作,反映体重计示数随时间变化的F-t图像可能正确的是图7-10中的()图7-9图7-10■题根分析本题通过受力分析和牛顿第二定律,考查运动过程中的超重、失重问题.对超重、失重问题的分析应注意:(1)超重、失重现象的实质是物体的重力的作用效果发生了变化,重力的作用效果增强,则物体处于超重状态;重力的作用效果减弱,则物体处于失重状态.重力的作用效果体现在物体对水平面的压力、物体对竖直悬线的拉力等方面,在超重、失重现象中物体的重力并没有发生变化.(2)物体是处于超重状态还是失重状态,取决于加速度的方向,而不是速度的方向.只要加速度有竖直向上的分量,物体就处于超重状态;只要加速度有竖直向下的分量,物体就处于失重状态,当物体的加速度等于重力加速度时(竖直向下),物体就处于完全失重状态.(3)在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如天平不能测量物体的质量、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.■变式网络变式题1(多选)某人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图7-11所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力()图7-11A.t=2s时最大B.t=2s时最小C.t=8.5s时最大D.t=8.5s时最小变式题2(多选)如图7-12甲所示为一条倾斜的传送轨道,B是传送货物的平台,可以沿着斜面上的直轨道运送物体.某次传送平台B沿轨道将货物A向下传送到斜面轨道下端,运动过程可用如图乙所示的速度—时间图像表示.下列分析中不正确的是()图7-12A.0~t1时间内,B对A的支持力小于重力,摩擦力水平向右B.t1~t2时间内,B对A的支持力等于重力,摩擦力水平向左C.t2~t3时间内,B对A的支持力大于重力,摩擦力水平向右D.0~t1时间内出现失重现象,t2~t3时间内出现超重现象变式题3(多选)飞船绕地球做匀速圆周运动,宇航员处于完全失重状态时,下列说法正确的是()A.宇航员不受任何力作用B.宇航员处于平衡状态C.地球对宇航员的引力全部用来提供向心力D.正立和倒立时宇航员感觉一样完成课时作业(七)第8讲牛顿第二定律的应用2考点一连接体问题应用牛顿第二定律求解连接体问题时,正确选取研究对象是解题的关键.(1)若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求系统内各物体之间的作用力,则可以把它们看作一个整体,根据牛顿第二定律,已知合外力则可求出加速度,已知加速度则可求出合外力.(2)若连接体内各物体的加速度不相同,则需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二律列方程求解.(3)若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求物体之间的作用力,则可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力,即“先整体求加速度,后隔离求内力”.例1a、b两物体的质量分别为m1、m2,由轻质弹簧相连.如图8-1所示,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;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2.下列说法正确的是()图8-1A.x1一定等于x2B.x1一定大于x2C.若m1>m2,则x1>x2D.若m1>m2,则x1<x2图8-2变式题(多选)如图8-2所示,水平地面上两个完全相同的物体A和B紧靠在一起,在水平推力F的作用下,A和B一起运动,用F AB表示A、B间的作用力.下列说法正确的是()A.若地面光滑,则F AB=FB.若地面光滑,则F AB=0.5FC.若地面与物体间的动摩擦因数为μ,则F AB=FD.若地面与物体间的动摩擦因数为μ,则F AB=0.5F图8-3例2(多选)[2018·湛江二模]如图8-3所示,a、b、c为三个质量均为m的物块,物块a、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F作用于物块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()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μmgC.当该水平拉力F增大为原来的1.5倍时,物块c受到的摩擦力大小为0.5μmgD.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μmg图8-4变式题(多选)[2018·武汉模拟]如图8-4所示,质量均为M的物块A、B叠放在光滑水平桌面上,质量为m的物块C用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与B连接,且轻绳从滑轮到B的部分与桌面平行.A、B之间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g.下列说法正确的是()A.物块A运动的最大加速度为μgB.要使物块A、B发生相对滑动,应满足m>C.若物块A、B未发生相对滑动,则物块A受到的摩擦力为D.轻绳对定滑轮的作用力为mg■要点总结求解连接体内部物体之间的作用力时,一般选受力较少的隔离体为研究对象;求解具有相同的加速度的连接体所受的外部作用力或加速度时,一般选取系统整体为研究对象.大多数连接体问题中需要整体法和隔离法交替使用.考点二瞬时类问题1.两种基本模型的特点(1)轻绳不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力可以突变,成为零或者别的值.(2)轻弹簧(或者橡皮绳)需要较长的形变恢复时间,在瞬时问题中,当它两端始终有连接物时其弹力不能突变,大小和方向均不变.2.基本方法(1)选取研究对象(一个物体或几个物体组成的系统).(2)先分析剪断绳(或弹簧)或撤去支撑面之前物体的受力情况,由平衡条件求相关力.(3)再分析剪断绳(或弹簧)或撤去支撑面瞬间物体的受力情况,由牛顿第二定律列方程求瞬时加速度.例3在如图8-5所示的装置中,小球在水平细绳OA和与竖直方向成θ角的弹簧OB作用下处于静止状态,若将绳子OA剪断,求剪断瞬间小球的加速度大小和方向.(重力加速度为g)图8-5图8-6变式题(多选)如图8-6所示,质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住,当小球静止时,橡皮筋AC处在水平方向上,绳BC与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g.下列判断中正确的是()A.在AC被突然剪断的瞬间,BC对小球的拉力不变B.在AC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为g sinθC.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为D.在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为g sinθ图8-7例4(多选)如图8-7所示,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.将细线剪断瞬间,物块a的加速度的大小为a1,S1和S2相对于原长的伸长量分别为Δl1和Δl2,重力加速度大小为g,则()A.a1=3gB.a1=0C.Δl1=2Δl2D.Δl1=Δl2图8-8变式题(多选)如图8-8所示,倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,A、B、C三球的质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接,弹簧、轻杆与细线均平行于斜面,初始时系统处于静止状态.在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是(重力加速度为g)()A.B球的受力情况未变,加速度为零B.A、B两个小球的加速度均沿斜面向上,大小均为g sinθC.A、B之间杆的拉力大小为mg sinθD.C球的加速度沿斜面向下,大小为g sinθ考点三临界、极值类问题1.临界、极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点;(2)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点.。