高考物理牛顿运动定律专题分析
教学目标：1．深入理解力和运动的关系、知道动力学的两类基本问题；学会处理动力学问
题的一般思路和步骤
2．应用牛顿运动定律解决实际问题，提高分析解决实际问题的能力
本讲重点：牛顿运动定律的应用
本讲难点：1．力和运动的关系
2．牛顿运动定律的应用
一、考纲解读
本专题涉及的考点有：牛顿运动定律及其应用；超重和失重。
《大纲》对牛顿运动定律及其应用为Ⅱ类要求，对超重和失重为Ⅰ类要求。
牛顿定律是历年高考重点考查的内容之一。对这部分内容的考查非常灵活，各种题型均可以考查。其中用整体法和隔离法处理牛顿第二定律，牛顿第二定律与静力学、运动学的综合问题，物体平衡条件等都是高考热点；对牛顿第一、第三定律的考查经常以选择题或融合到计算题中的形式呈现。另外，牛顿运动定律在实际中的应用很多，如弹簧问题、传送带问题、传感器问题、超重失重问题、同步卫星问题等应用非常广泛，尤其要注意以天体问题为背景的信息给予题，这类试题不仅能考查考生对知识的掌握程度而且还能考查考生从材料、信息中获取有用信息的能力，因此备受命题专家的青睐。
二、命题趋势
牛顿运动定律是解决力和运动关系问题的依据，是历年高考命题的热点。总结近年高考的命题趋势，一是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。
三、例题精析
【例1】一斜面AB 长为5m ，倾角为30°，一质量为2kg 的小物体（大小不计）从斜面顶端A 点由静止释放，如图所示．斜面与物体间的动摩擦因数为6
3，求小物体下滑到斜面底端B 时的速度及所用时间．（g 取10 m/s 2）
解析：以小物块为研究对象进行受力分析，如图所示．物块
受重力mg 、斜面支持力N 、摩擦力f ，
垂直斜面方向，由平衡条件得：mg cos30°=N
沿斜面方向上，由牛顿第二定律得：mg sin30°-f =ma
又f =μN
由以上三式解得a =2.5m/s 2
小物体下滑到斜面底端B 点时的速度：==
as v B 25m/s 运动时间：22==a
s t s 题后反思：以斜面上物体的运动为背景考查牛顿第二定律和运动学知识是常见的题型之一，熟练掌握斜面上物体的受力分析，正确求解加速度是解决问题的关键。
【例2】如图所示，固定在水平面上的斜面其倾角θ=37o，长方体木块A 的MN 面上钉着一颗小钉子，质量m =1.5kg 的小球B 通过一细线与小钉子相连接，细
线与斜面垂直．木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.50．现将木块由静止释
放，木块将沿斜面下滑．求在木块下滑的过程中小球对木块MN 面的压
力大小．（取g =10m/s 2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）
解析：以木块和小球整体为研究对象，设木块的质量为M ，下滑的
加速度为a ，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：
（M ＋m ）g sin37o－μ（M ＋m ）g cos37o=（M ＋m ）a
解得：a =g （sin37o－μcos37o）=2m/s 2
以小球B 为研究对象，受重力mg ，细线拉力T 和MN 面对小球沿斜面向上的弹力F N ，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：
mg sin37o－F N =ma
解得：F N =mg sin37o－ma =6N ．
由牛顿第三定律得，小球对木块MN 面的压力大小为6N ．
题后反思：对于有共同加速度的连接体问题，一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度，再根据题目要求，将其中的某个物体进行隔离分析和求解．
由整体法求解加速度时，F=ma ，要注意质量m 与研究对象对应．
【例3】一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平面的中央。桌布的一边与桌的AB 边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与
桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a 将桌布
抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB 边。若圆盘
最后未从桌面掉下，则加速度a 满足的条件是什么？（以g
表示重力加速度）
解析：设圆盘的质量为m ，桌长为l ，在桌布从圆盘下抽出的过程中，盘的加速度为a 1，有 11ma mg =μ ①
桌布抽出后，盘在桌面上作匀减速运动，以a 2表示加速度的大小，有
22ma mg =μ ②
设盘刚离开桌布时的速度为v 1，移动的距离为x 1，离开桌布后在桌面上在运动距离x 2
后便停下，有
11212x a v = ③
22212x a v = ④
盘没有从桌面上掉下的条件是
122
1x l x -≤ ⑤ 设桌布从盘下抽出的时间为t ，在这段时间内桌布移动的距离为x ，有
22
1at x =
⑥ 21121t a x = ⑦ 而
12
1x l x +=
⑧ 由以上各式解得 g a 12
212μμμμ+≥ ⑨ 题后反思：本题涉及到圆盘和桌布两个物体的运动，而且圆盘的运动过程包括加速和减速两个过程，本题是一个综合性较强的动力学问题，难度较大。画出研究对象的运动草图，抓住运动过程的特点分别应用牛顿第二定律和运动学公式即可求解。
【例4】如图所示，A 、B 两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力F 拉A ，使A 、B 一起沿光滑水平面做匀加速直线运动，这时弹簧长度为L 1；若将A 、B 置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F 拉A ，使A 、B 一起做匀加速直线运动，此时弹簧长度为L 2。若A 、B 与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是 （ ）
A ．L 2＜L 1
B ．L 2＞L 1
C ．L 2＝L 1
D ．由于A 、B 质量关系未知，故无法确定L 1、L 2的大小关系
解析：利用整体法和隔离法，分别对AB 整体和物体B 分别由牛顿第二定律列式求解，即得C 选项正确。本题容易错选A 或C ，草率地认为A 、B 置于粗糙水平面上时要受到摩擦力的作用，力F 的大小不变，因此L 2应该短一些，或认为由于A 、B 质量关系未知，故L 1、L 2的大小关系无法确定。
答案：C
题后反思：本题涉及到胡克定律、滑动摩擦力、牛顿第二定律等。从考查方法的角度看，本题重在考查考生对整体法和隔离法的应用，属于2级要求。对胡克定律、摩擦力的考查在
近年高考中屡屡出现，并可与其他知识相结合，变化灵活，体现对考生能力的考查。
【例5】质量为40kg 的
雪撬在倾角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。今测得雪撬运动的v-t
图像如图7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 和雪撬与斜坡间的动摩擦因数μ。
解析： 由牛顿运动定律得：ma kv N mg =--μθsin
由平衡条件得：θcos mg N =
由图象得：A 点，v A =5m/s ，加速度a A ＝2.5m/s 2；
最终雪橇匀速运动时最大速度v m =10m/s ，a ＝0
代入数据解得：μ=0.125 k=20N ·s/m
解决本题的关键是，先对雪橇进行受力分析，画出正确的受力图，然后由正交分解法列出牛顿第二定律的方程。从物理图像上分别读取初、末两个状态的速度和加速度值，代入方程组联立求解。
题后反思：本题以体育运动为素材，涉及匀变速直线运动的规律、牛顿运动定律、斜面上的受力分析、摩擦力、物理图象等多个知识点，综合性较强，考查学生分析、解决力和运动的关系问题。以体育运动为背景的问题历来是高考命题的重点和热点，情景复杂多变，涉及的知识点较多，可以有效地考查学生的基础知识和综合能力。
【例6】如图所示，在光滑的桌面上叠放着一质量为m A =2.0kg 的薄木板A 和质量为m B =3 kg 的金属块B ．A 的长度L =2.0m ．B 上有轻线绕过定滑轮与质量为m C =1.0 kg 的物块C 相连．B 与A 之间的滑动摩擦因数 μ =0.10，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力．忽略滑轮质量及与轴间的摩擦．起始时令各物体都处于静止状态，绳被拉直，B 位于A 的左端（如图），然后放手，求经过多长时间t
后 B 从 A 的右端脱离（设 A
的右端距滑轮足够远）（取
g =10m/s 2）．
解析： 以桌面为参考系，令a A 表示A 的加速度，a B 表示B 、C 的加速度，s A 和s B 分别表示 t 时间 A 和B 移动的距离，则由牛顿定律和匀加速运动的规律可得
m C g-μm B g =（m C +m B ）a B
μ m B g =m A a A
乙
甲
s B =
2
1a B t 2 s A =21a A t 2 s B -s A =L
由以上各式，代入数值，可得
t =4.0s
题后反思： 本题属于多体运动问题，研究对象涉及到三个物体，考点涉及匀变速直线运动的规律、牛顿运动定律、受力分析、摩擦力等多个知识点，综合性较强，考查学生分析、解决力和运动的关系问题。此类试题历来是高考命题的重点和热点，情景复杂多变，涉及的知识点较多，可以有效地考查学生的基础知识和综合能力。解决本题的关键是，弄清A 、B 、C 三个物体的加速度，以及A 、B 间的位移关系。B 、C 属于连接体，加速度大小相等；A 板长L 是联系A 、B 间位移关系的纽带。
【例7】如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从A 到
B 长度为16m ，传送带以10m/s 的速度逆时针转动．在传送带
上端A 处无初速度的放一个质量为0.5kg 的物体，它与传送带
之间的摩擦因数为0.5．求物体从A 运动到B 所用时间是多
少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
解析：物体放在传送带上后，开始的阶段，由于传送带的
速度大于物体的速度，物体所受的摩擦力沿传送带向下如图
15所示，物体由静止加速，由牛顿第二定律得
mgsin θ+μmgcos θ=ma 1
解得a 1=10m/s 2
物体加速到与传送带速度相同需要的时间为
t 1=11010
v a =s=1s 物体加速到与传送带速度相同发生的位移为
2211101522s at m m ==??= 由于μ＜tan θ（μ=0.5，tan θ=0.75），物体在重力作用下将继续加速运动，当物体的速度大于传送带的速度时，物体给传送带的摩擦力沿传送带向上．如图16所示，
由牛顿第二定律得mgsin θ－μmgcos θ=ma 2
解得：a 2=2m/s
设后一阶段物体滑至低端所用时间为t 2，
由L －s =vt 2+212
at
解得t 2=1s （t 2=11s 舍去）
所以，物体从A 运动到B 所用时间
t =t 1+t 2=2s
题后反思：本题是倾斜放置的传送带问题，涉及到斜面上的受力分析、牛顿运动定律、运动过程分析等较多知识。难度较大，能力要求较高。求解此类问题应认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定物体是否受到滑动摩擦力的作用，如果受到滑动摩擦力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．
【例8】某人在地面上最多可举起60 kg 的物体，在竖直向上运动的电梯中可举起80 kg 的物体，则此电梯的加速度的大小、方向如何？电梯如何运动？（g =10 m/s 2）
解析：某人在地面上最多可举起m 1=60 kg 的物体，则人对物体的最大支
持力
F N = m 1g=600N ，
当人在竖直向上运动的电梯中可举起m 2=80 kg 的物体，物体受力如图3
所示，由牛顿第二定律得
m 2g- F N = m 2a ，
解得a =2.5 m/s 2，竖直向下．
所以，电梯向上做匀减速直线运动．
题后反思：超重和失重现象，只决定于物体在竖直方向上的加速度，与物体的运动方向无关．物体有向上的加速度时，超重；有向下的加速度时，失重；当竖直向下的加速度为重力加速度时，完全失重．这是一种力学现象，物体所受重力（mg ）并不变化．
【例9】一弹簧秤秤盘的质量M =1.5kg ，盘内放一个质量m =10.5kg 的物体P ，弹簧质量忽略不计，轻弹簧的劲度系数k =800N/m ，系统原来处于静止状态，如图所示．现给物体P 施加一竖直向上的拉力F ，使P 由静止开始向上作匀加速直线运动．已知在前0.2s 时间内F 是变力，在0.2s 以后是恒力．求物体匀加速运动的加速度多大？取g =10m/s 2
．
解析： 因为在t =0.2s 内F 是变力，在t =0.2s 以后F 是恒力，所以在t =0.2s 时，P 离开秤盘．此时P 对盘的压力为零，由于盘的质量M =1.5kg ，所以此时弹簧不能处于原长．
开始时，系统处于静止状态，设弹簧压缩量为x 1，由平衡条件得 g m M kx )(1+= t =0.2s 时，P 与秤盘分离，设弹簧压缩量为x 2，对秤盘据牛顿第二定律得：
Ma Mg kx =-2
t =0.2s 内，物体的位移：2212
1at x x x =
-= 由以上各式解得a =6m/s 2．
题后反思：与弹簧关联的物体，运动状态变化时，弹簧的长度（形变量）随之变化，物体所受弹力也相应变化．物体的位移和弹簧长度的变化之间存在一定的几何关系，
这一几何
关系常常是解题的关键．
四、考点精炼
1．手提一根不计质量的、下端挂有物体的弹簧上端，竖直向上作加速运动。当手突然停止运动后的极短时间内，物体将 （ ）
A ．立即处于静止状态
B ．向上作加速运动
C ．向上作匀速运动
D ．向上作减速运动
2．如图所示，质量为m 的木块在推力F 作用下，沿竖直墙壁匀加速向上运动，F 与竖
直方向的夹角为θ．已知木块与墙壁间的动摩擦因数为μ，则木块受到的滑动摩擦力大小是 （ ）
A ．μmg
B ．F cos θ -mg
C ．F cos θ+mg
D ．μF sin θ 3．倾角为θ的光滑斜面上有一质量为m 的滑块正在加速下滑，如图所示。滑块上悬挂的小球达到稳定（与滑块相对静止）后悬线的方向是（ ）
A ．竖直下垂
B ．垂直于斜面
C ．与竖直向下的方向夹角θα<
D ．以上都不对
4．某同学找了一个用过的“易拉罐”在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则下列说法正确的是 （ ）
A ．易拉罐上升的过程中，洞中射出的水的速度越来越快
B ．易拉罐下降的过程中，洞中射出的水的速度越来越快
C ．易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水的速度都不变
D ．易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出
5．如图所示，将小球甲、乙、丙（都可视为质点）分别从A 、B 、C 三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D ，其中甲是从圆心A 出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B 到达另一端D ，丙沿圆弧轨道从C 点运动到D ，且C
点很靠近D 点。如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是：
（ ）
A ．甲球最先到达D 点，乙球最后到达D 点
B ．甲球最先到达D 点，丙球最后到达D 点
C ．丙球最先到达
D 点，乙球最后到达D 点
D ．甲球最先到达D 点，无法判断哪个球最后到达D
点
6．质点受到在一条直线上的两个力F 1和F 2的作用，
F 1、F 2随时间的变化规律如图37所示，力的方向始终在
一条直线上且方向相反。已知t =0时质点的速度为零。在
图示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中，哪一时刻质点的速率最大？
（ ）
A ．t 1
B ．t 2
C ．t 3
D ．t 4 7．如下右图所示一根轻绳跨过光滑定滑轮，两端分别系一个质量为m 1、m 2的物块。m 1放在地面上，m 2离地面有一定高度。当m 2的质量发生改变时，m 1的加速度a 的大小也将随之改变。以下左面的四个图象，哪个最能正确反映a 与m 2间的关系 （ ）
A. B. C. D.
8．利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。右图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点O 处，然后放手让小球自由下落。 由此图线所提供的信息，以下判断正确的是 （ ）
A ．t 2时刻小球速度最大
B ．t 1~t 2期间小球速度先增大后减小
C ．t 3时刻小球动能最小
D ．t 1与t 4时刻小球动量一定相同
9．在汽车中悬线上挂一小球。实验表明，当
小球做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成
某一固定角度。如图所示，若在汽车底板上还有一个跟其相对静止的物体M ，则关于汽车的运动情况和物体M 的受力情况正确的是 （ ）
A ．汽车一定向右做加速运动
B ．汽车一定向左做加速运动
C ．M 除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右
的摩擦力作用
D ．M 除受到重力、底板的支持力作用外，还可能受到向左的摩擦力作用
10．如图所示，长方体物块A 叠放在长方体物块B 上，B 置于光滑水平面上.A 、B 质量分别为m A =6kg ，m B =2kg ，A 、B 之间动摩擦因数μ=0.2，开始时F =10N ，此后逐渐增加，在增大到45N 的过程中，则（ ）
2 2 2
2
O
A ．当拉力F ＜12N 时，两物块均保持静止状态
B ．两物块开始没有相对运动，当拉力超过12N 时，开始相对滑动
C ．两物块间从受力开始就有相对运动
D ．两物块间始终没有相对运动，但AB 间存在静摩擦力，其中A 对B 的静摩擦力方向水平向右
11．如图所示，在静止的平板车上放置一个质量为10kg 的物体A ，它被拴在一个水平拉伸的弹簧一端（弹簧另一端固定），且处于静止状态，此时弹簧的拉力为5N 。若平板车从静止开始向右做加速运动，且加速度逐渐增大，但a ≤1m/s 2。则
（ ） A ．物体A 相对于车仍然静止
B ．物体A 受到的弹簧的拉力逐渐增大
C ．物体A 受到的摩擦力逐渐减小
D ．物体A 受到的摩擦力先减小后增大
12．如图所示，滑轮A 可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑，
滑轮下用轻绳挂着一个重力为G 的物体B ，下滑时，物体B 相对于
A 静止，则下滑过程中（ ）
A ．
B 的加速度为g sin θ B ．绳的拉力为G cos θ
C ．绳的方向保持竖直
D ．绳的拉力为G 13．如图所示，在光滑水平面上有一小车A ，其质量为0.2=A m kg ，小车上放一个物体B ，其质量为0.1=B m kg ，如图（1）所示。给B 一个水平推力F ，当F 增大到稍大于3.0N 时，A 、B 开始相对滑动。如果撤去F ，对A 施加一水平推力F ′，如图（2）所示，要使A 、B 不相对滑动，求F ′的最大
值m F
14．如图所示，一高度为h =0.8m 粗糙的水平面在B 点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC 连接，一小滑块从水平面上的A 点以v 0=3m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动。运动到B 点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。已知AB 间的距离s=5m ，求：
（1）小滑块与水平面间的动摩擦因数；
（2）小滑块从A 点运动到地面所需的时
间；
（3）若小滑块从水平面上的A 点以
v 1=5m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动，
运动到B 点时小滑块将做什么运动？并求出
小滑块从A 点运动到地面所需的时间。（取g=10m/s 2）。
图（1）
图（2
）
15．如图，风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径.
（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，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
间的滑动摩擦因数.
（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，则小球从静止出发在细杆
上滑下距离s 所需时间为多少？（sin37°=0.6
cos37°=0.8）
16．在跳马运动中，运动员完成空中翻转的动作，能否稳住是一个得分的关键，为此，运动员在脚接触地面后都有一个下蹲的过程，为的是减小地面对人的冲击力。某运动员质量为m ，从最高处下落过程中在空中翻转的时间为t ，接触地面时所能承受的最大作用力为F （视为恒力），双脚触地时重心离脚的高度为h ，能下蹲的最大距离为s ，若运动员跳起后，在空中完成动作的同时，又使脚不受伤，则起跳后的高度H 的范围为多大？
考点精炼参考答案
1．B （本题考查力和运动的关系。当手突然停止运动后极短时间内，弹簧形变量极小，弹簧中的弹力仍大于重力，合力向上，物体仍向上加速。故B 选项正确）
2．D
3．B ．（滑块和小球有相同的加速度a=g sin θ，对小球受力分析可知，B 选项正确）
4．D （不论上升还是下降，易拉罐均处于完全失重状态，水都不会从洞中射出）
5．A （提示：甲球自由落体，乙球匀加速直线运动，丙球视为简谐运动）
6．B （从0至 t 2时间值点合力方向与速度方向相同，一直加速，故t 2时刻速度最大。）
7．D （对整体，g m m m m a 1
212+-=，D 选项正确） 8．B （本题考查力和运动的关系。绳中拉力与重力相等时，速度最大，绳中拉力最大时，小球速度为零。B 选项正确）
9．C （对小球受力分析可知，有向右的加速度，但小车的初速度可能向右也可能向左，汽车的运动情况不确定；M 有向右的加速度，一定受到向右的摩擦力。故C 选项正确）
10．D （先以B 为研究对象，B 水平方向受摩擦力f=m B a ，当f 为最大静摩擦力时，B 的最大加速度为62
12===B A m g
m a μm/s 2；再以AB 整体为研究对象，能使AB 一起匀加速运动所施加的最大外力F m =（m A +m B ）a =48N 。由题给条件，F 从10N 开始逐渐增加到45N 的过程中，AB 将始终保持相对静止而一起匀加速运动。）
风
11．AD （由题意知，物体A 与平板车的上表面间的最大静摩擦力F m ≥5N 。当物体向右的加速度增大到1m/s 2时，F ＝ma ＝10N ，可知此时平板车对物体A 的摩擦力为5N ，方向向右，且为静摩擦力。所以物体A 相对于车仍然静止，受到的弹簧的拉力大小不变。因加速度逐渐增大，合力逐渐增大，物体A 受到的摩擦力方向先向左后向右。大小变化是先减小后增大。）
12．AB （分析滑轮A 受力分析知a =g sin θ,由于下滑时，物体B 相对于A 静止，因此物体B 的加速度也为g sin θ，对物体B 受力分析得：绳的拉力为G cos θ。绳的方向保持与斜面垂直。）
13．解：根据图（1），设A 、B 间的静摩擦力达到最大值f 时，系统的加速度为a .根据牛顿第二定律有： a m m F B A )(+= ①
a m f A = ②
代入数值联立解得：N f 0.2= ③
根据图（2）设A 、B 刚开始滑动时系统的加速度为a '，根据牛顿第二定律有：
a m f B '= ④ a m m F B A m '+=)( ⑤
联立解得：N F m 0.6= ⑥
14．解：（1）小滑块运动到B 点时速度恰为零，设小滑块在水平面上运动的加速度大小为a ，据牛顿第二定律可得 μmg=ma ①
由运动学公式得 as v 220-=- ②
解得 09.0=μ ③（1分）
（2）小滑块运动到B 点 t 1=g
v μ0=3.3s ④ 在斜面上运动的时间 t 2=s g h 8.0sin 22=θ
⑤ 小滑块从A 点运动到地面所需的时间为 t=t 1+t 2=4.1s ⑥
（3）若小滑块从水平面上的A 点以v 1=5m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动，运动
到B 点时的速度为，由as v v B 2212-=- 得v B ==-as v 22
14m/s 小滑块将做平抛运动。 （1分）
假设小滑块不会落到斜面上，则经过s g h t 4.023==
，由于水平运动的位移x=v B t 3=1.67m>?
30tan h =1.36m 所以假设正确。
小滑块从A 点运动到地面所需的时间为5.1213=++B
v v s t s ⑨ 15．解析：（1）设小球所受的风力为F ，支持力为F N ，摩擦力为F f ，小球质量为m ，作小球受力图，如图，
当杆水平固定，即θ=0时，由题意得：
F =μmg ①
∴μ=F /mg =0.5 mg /mg =0.5 ②
（2）沿杆方向，由牛顿第二定律得：
F cos θ+mg sin θ-F f =ma ③
垂直于杆方向，由共点力平衡条件得：
F N +F sin θ-mg cos θ=0 ④
又 F f =μN ⑤
联立③④⑤式得：
a =m F mg F f
-+θθsin cos =m
mg F )cos sin ()sin cos (θμθθμθ-++ 将F =0.5 mg 代入上式得a =
43 g ⑥ 由运动学公式得：s =2
1at 2 ⑦ 所以 t =4/32g s =g
s 38 ⑧ 16．解：设人起跳后重心离地高度为1H ，为完成空中动作，须有2121gt h H =
- 即212
1gt h H += 设人起跳后从2H 高度下落，下蹲过程所受的力为重力和地面的支持力F ，人在这两个力作用下做匀变速直线运动，根据牛顿第二定律，得ma mg F =- 又根据运动学公式得，s
v a 220=，)(2220h H g v -= 故mg
Fs s h H +-=2 则H 的范围为21H H H ≤≤，
即mg Fs s h H gt h +-≤≤+
221
高考物理专题汇编物理牛顿运动定律的应用(一)及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用 1．如图，质量为m =lkg 的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B 的高度h =0. 2m ，滑块经过B 位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v 0=3m/s ，长为L =1m ．今将水平力撤去，当滑块滑 到传送带右端C 时，恰好与传送带速度相同．g 取l0m/s 2.求： (1)水平作用力F 的大小；（已知sin37°=0.6 cos37°=0.8） (2)滑块滑到B 点的速度v 和传送带的动摩擦因数μ； (3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量． 【答案】（1）7.5N （2）0.25（3）0.5J 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块受到水平推力F . 重力mg 和支持力F N 而处于平衡状态，由平衡条件可知，水平推力F=mg tan θ， 代入数据得： F =7.5N. (2)设滑块从高为h 处下滑，到达斜面底端速度为v ，下滑过程机械能守恒， 故有： mgh = 212 mv 解得 v 2gh ； 滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动； 根据动能定理有： μmgL = 2201122 mv mv 代入数据得： μ=0.25 (3)设滑块在传送带上运动的时间为t ，则t 时间内传送带的位移为： x=v 0t 对物体有： v 0=v ?at
ma=μmg 滑块相对传送带滑动的位移为： △x =L?x 相对滑动产生的热量为： Q=μmg △x 代值解得： Q =0.5J 【点睛】 对滑块受力分析，由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小；根据机械能守恒可求滑块滑上传送带上时的速度；由动能定理可求得动摩擦因数；热量与滑块和传送带间的相对位移成正比，即Q=fs ，由运动学公式求得传送带通过的位移，即可求得相对位移． 2．如图，质量分别为m A =2kg 、m B =4kg 的A 、B 小球由轻绳贯穿并挂于定滑轮两侧等高H =25m 处，两球同时由静止开始向下运动，已知两球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两侧轻绳下端恰好触地，取g =10m/s 2，不计细绳与滑轮间的摩擦，求：, (1)A 、B 两球开始运动时的加速度． (2)A 、B 两球落地时的动能． (3)A 、B 两球损失的机械能总量． 【答案】（1）2 5m/s A a =27.5m/s B a = （2）850J kB E = （3）250J 【解析】 【详解】 (1)由于是轻绳,所以A 、B 两球对细绳的摩擦力必须等大，又A 得质量小于B 的质量，所以两球由静止释放后A 与细绳间为滑动摩擦力，B 与细绳间为静摩擦力，经过受力分析可得： 对A ：A A A A m g f m a -= 对B ：B B B B m g f m a -= A B f f = 0.5A A f m g = 联立以上方程得：2 5m/s A a = 27.5m/s B a = (2)设A 球经t s 与细绳分离，此时，A 、B 下降的高度分别为h A 、h B ，速度分别为V A 、V B ，因为它们都做匀变速直线运动
高三物理牛顿运动定律及图像专题训练 1（烟台市2013届高三3月）．如图所示，滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点．则能大致反映滑块整个运动过程中速度v、加速度a、动能E k、重力对滑块所做的功w与时间t或位移x关系的是（取初速度方向为正方向） 2（淄博市2013届高三3月）.“蹦极”是一项既惊险又刺激的运动.运动员脚上绑好弹性绳从很高的平台上跳下，从开始到下落到最低点的速 度一时间图象如图所示.设运动员开始跳下时的初速度为 零，不计阻力，则下列说法正确的是 A.0-t1时间内，运动员做加速运动逐渐减小的加速运动 B.t1-t2时间内，运动员做加速度逐渐减小的加速运动 C.t1-t2时间内，重力对运动员做的功大于运动克服拉力做的功 D.t2-t3时间内，运动员动能的减少量大于克服拉力做的功 3（潍坊市2013届高三3月）. 如图所示，在水平地面上有一个表面光滑的直角三角形物块M，长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于0点（O点固定于地面上），上端连接小球m，小球靠在物块左侧，水平向左的推力F施于物块，整个装置静止.若撤去力f，下列说法正确的是 A. 物块先做加速运动，后做减速运动直至静止 B. 物块先做加速运动，后做勻速运动 C. 小球与物块分离时，若轻杆与水平地面成α角， 小球的角速度大小为ω，则物块的速度大小是ωLsina D. 小球落地的瞬间与物块分离 4. （济南3月）．我国“蛟龙号”深潜器进行下潜试验，从水面开始竖直下潜，最后返回水 面，速度图象如图所示，则有 A．本次下潜的最大深度为6m B．全过程中的最大加速度为0．025m／s2 C．超重现象发生在3-4min和6—8min的时间段 D．0-4min和6～l0min两时间段平均速度大小相等
第一章 质点运动学和牛顿运动定律 1.1平均速度 v =t △△r 1.2 瞬时速度 v=lim 0 △t →△t △r =dt dr 1. 3速度v=dt ds = =→→lim lim △t 0 △t △t △r 1.6 平均加速度a = △t △v 1.7瞬时加速度（加速度）a=lim 0 △t →△t △v =dt dv 1.8瞬时加速度a=dt dv =2 2dt r d 1.11匀速直线运动质点坐标x=x 0+vt 1.12变速运动速度 v=v 0+at 1.13变速运动质点坐标x=x 0+v 0t+ 21at 2 1.14速度随坐标变化公式:v 2-v 02 =2a(x-x 0) 1.15自由落体运动 1.16竖直上抛运动 ?????===gy v at y gt v 22122 ???? ???-=-=-=gy v v gt t v y gt v v 2212 0220 0 1.17 抛体运动速度分量???-==gt a v v a v v y x sin cos 00 1.18 抛体运动距离分量?? ? ??-?=?=20021sin cos gt t a v y t a v x 1.19射程 X=g a v 2sin 2 1.20射高Y=g a v 22sin 20 1.21飞行时间y=xtga —g gx 2 1.22轨迹方程y=xtga —a v gx 2 202 cos 2 1.23向心加速度 a=R v 2 1.24圆周运动加速度等于切向加速度与法向加速度矢量和a=a t +a n 1.25 加速度数值 a=2 2n t a a + 1.26 法向加速度和匀速圆周运动的向心加速度相 同a n =R v 2 1.27切向加速度只改变速度的大小a t = dt dv 1.28 ωΦR dt d R dt ds v === 1.29角速度 dt φ ωd = 1.30角加速度 22dt dt d d φ ωα== 1.31角加速度a 与线加速度a n 、a t 间的关系 a n =22 2)(ωωR R R R v == a t =αω R dt d R dt dv == 牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直 线运动状态，除非它受到作用力而被迫改变这种状态。 牛顿第二定律：物体受到外力作用时，所获得的加速度a 的大小与外力F 的大小成正比，与物体的质量m 成反比；加速度的方向与外力的方向相同。 1.37 F=ma 牛顿第三定律：若物体A 以力F 1作用与物体B ，则同时物体B 必以力F 2作用与物体A ；这两个力的大小相等、方向相反，而且沿同一直线。 万有引力定律：自然界任何两质点间存在着相互吸引力，其大小与两质点质量的乘积成正比，与两质点间的距离的二次方成反比；引力的方向沿两质点的连线
高考物理牛顿运动定律试题经典及解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．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，其运动的图象如图所示取m/s2，求： （1）物体与水平面间的动摩擦因数； （2）水平推力F的大小； （3）s内物体运动位移的大小． 【答案】（1）0.2；（2）5.6N；（3）56m。 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由题意可知，由v-t图像可知，物体在4～6s内加速度： 物体在4～6s内受力如图所示 根据牛顿第二定律有： 联立解得：μ=0.2 （2）由v-t图像可知：物体在0～4s内加速度： 又由题意可知：物体在0～4s内受力如图所示 根据牛顿第二定律有： 代入数据得：F=5.6N （3）物体在0～14s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有：
【点睛】 在一个题目之中，可能某个过程是根据受力情况求运动情况，另一个过程是根据运动情况分析受力情况；或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析，因此在解题过程中要灵活 处理．在这类问题时，加速度是联系运动和力的纽带、桥梁． 2．如图所示为工厂里一种运货过程的简化模型，货物(可视为质点质量4m kg =，以初速度010/v m s =滑上静止在光滑轨道OB 上的小车左端，小车质量为6M kg =，高为 0.8h m =。在光滑的轨道上A 处设置一固定的障碍物，当小车撞到障碍物时会被粘住不 动，而货物继续运动，最后恰好落在光滑轨道上的B 点。已知货物与小车上表面的动摩擦因数0.5μ=，货物做平抛运动的水平距离AB 长为1.2m ，重力加速度g 取210/m s 。 ()1求货物从小车右端滑出时的速度； ()2若已知OA 段距离足够长，导致小车在碰到A 之前已经与货物达到共同速度，则小车 的长度是多少？ 【答案】(1)3m/s ；(2)6.7m 【解析】 【详解】 ()1设货物从小车右端滑出时的速度为x v ，滑出之后做平抛运动， 在竖直方向上：2 12 h gt = ， 水平方向：AB x l v t = 解得：3/x v m s = ()2在小车碰撞到障碍物前，车与货物已经到达共同速度，以小车与货物组成的系统为研 究对象，系统在水平方向动量守恒， 由动量守恒定律得：()0mv m M v =+共， 解得：4/v m s =共， 由能量守恒定律得：()2201122 Q mgs mv m M v μ==-+共相对， 解得：6s m =相对， 当小车被粘住之后，物块继续在小车上滑行，直到滑出过程，对货物，由动能定理得： 22 11'22 x mgs mv mv 共μ-= -，
牛顿运动定律专题集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
牛顿运动定律专题 一、基础知识归纳 1、牛顿第一定律：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为止。 理解要点： （1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持； （2）它定性地揭示了运动与力的关系，即力是改变物体运动状态的原因，（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：t v a ??=，有速度变化就一定有加速度，所以 可以说：力是使物体产生加速度的原因。（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”。）； （3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性；一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。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，牛顿第一定律不能用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律； （5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F =0时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。 2、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。公式F=ma. 理解要点：
第四章牛顿运动定律 一、牛顿第一定律 ［要点］ 1．伽利略的成功在于把“明明白白的实验事实和清清楚楚的逻辑推理结合在一起”，物理学从此走上了正确的轨道。 2．力与运动的关系。（1）历史上错误的认识是“运动必须有力来维持” （2）正确的认识是“运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因”。 3．对伽利略的理想实验的理解。这个实验的事实依据是运动物体撤去推力后没有立即停止运动，而是运动一段距离后再停止的，摩擦力越小物体运动的距离越长。抓住这些事实依据的本质属性，并作出合理化的推理，这就是伽利略的高明之处，我们要学习的就是这种思维方法。 4．对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变，速度的改变包括速度大小和速度方向的改变，速度改变就意味着存在加速度。 5．维持自己的运动状态不变是一切物体的本质属性，这一本质属性就是惯性。揭示物体的这一本质属性是牛顿第一定律的伟大贡献之一。 惯性：物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。一切物体都具有惯性。 6．牛顿第一定律的内容：切物体在没有受到外力的作用时，总保静止状态或匀速直线运动状态。（1）“一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态”——这句话的意思就是说一切物体都有惯性。（2）“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”——这句话的意思就是外力是产生加速度的原因。 7．任何物理规律都有适用范围，牛顿运动定律只适用于惯性参照系。 8．质量是惯性大小的量度。 二、实验：探究加速度与力、质量的关系 ［要点］ 1．实验目的：探究加速度与外力、质量三者的关系。这个探究目的是在以下两个定性研究的基础上建立起来的。 （1）小汽车和载重汽车的速度变化量相同时，小汽车用的时间短，说明加速度的大小与物体的质量有关。 （2）竞赛用的小汽车与普通小轿车质量相仿，但竞赛用的小车能获得巨大的牵引力，所以速度的变化比普通小轿车快，说明加速度的大小与外力有关。 2．实验思路：本实验的基本思路是采用控制变量法。 （1）保持物体的质量不变，测量物体在不同外力作用下的加速度，探究加速度与外力的关系。探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法，也可以彩比较的方法，看不同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系。 （2）保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与力的关系。探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法。 3．实验方案：本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平，需要研究的是怎样测量加速度和外力。 （1）测量加速度的方案：采用较多的方案是使用打点计时器，根据连续相等的时间T内的位移之差Δx=a T2求出加速度。条件许可也可以采用气垫导轨和光电门。教材的参考案例效果也比较好。（2）提供并且测量物体所受的外力的方案：由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动，所以我们必须给物体提供一个恒定的外力，并且要测量这个外力。教材的参考案例提供的外力比较容易测量，采用这种方法是不错的选择。 4．对实验结果的分析是本实验的关键。如果根据实验数据描出的a-F图象和a-1/m图象都非常接
最新高考物理牛顿运动定律练习题 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示，质量2kg M =的木板静止在光滑水平地面上，一质量1kg m =的滑块（可 视为质点）以03m/s v =的初速度从左侧滑上木板水平地面右侧距离足够远处有一小型固定挡板，木板与挡板碰后速度立即减为零并与挡板粘连，最终滑块恰好未从木板表面滑落．已知滑块与木板之间动摩擦因数为0.2μ=，重力加速度210m/s g =，求： （1）木板与挡板碰撞前瞬间的速度v ？ （2）木板与挡板碰撞后滑块的位移s ？ （3）木板的长度L ？ 【答案】（1）1m/s （2）0.25m （3）1.75m 【解析】 【详解】 （1）滑块与小车动量守恒0()mv m M v =+可得1m/s v = （2）木板静止后，滑块匀减速运动，根据动能定理有：2102 mgs mv μ-=- 解得0.25m s = （3）从滑块滑上木板到共速时，由能量守恒得：220111 ()22 mv m M v mgs μ=++ 故木板的长度1 1.75m L s s =+= 2．如图，光滑固定斜面上有一楔形物体A 。A 的上表面水平，A 上放置一物块B 。已知斜面足够长、倾角为θ，A 的质量为M ，B 的质量为m ，A 、B 间动摩擦因数为μ(μ＜)， 最大静擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g 。现对A 施加一水平推力。求： （1）物体A 、B 保持静止时，水平推力的大小F 1； （2）水平推力大小为F 2时，物体A 、B 一起沿斜面向上运动，运动距离x 后撒去推力，A 、B 一起沿斜面上滑，整个过程中物体上滑的最大距离L ； （3）为使A 、B 在推力作用下能一起沿斜面上滑，推力F 应满足的条件。 【答案】（1） （2） （3）
牛顿运动定律经典练习题 一、选择题 1．下列关于力和运动关系的说法中，正确的是 （ ） A ．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现 B ．物体受力越大，运动得越快，这是符合牛顿第二定律的 C ．物体所受合外力为0，则速度一定为0；物体所受合外力不为0，则其速度也一定不为0 D ．物体所受的合外力最大时，速度却可以为0；物体所受的合外力为0时，速度却可以最大 2．升降机天花板上悬挂一个小球，当悬线中的拉力小于小球所受的重力时，则升降机的运动情况可能是 （ ） A ．竖直向上做加速运动 B ．竖直向下做加速运动 C ．竖直向上做减速运动 D ．竖直向下做减速运动 3．物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合力方向的关系是 （ ） A ．速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的 B ．速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同 C ．速度方向总是和合力方向相同，而加速度方向可能和合力相同，也可能不同 D ．速度方向与加速度方向相同，而加速度方向和合力方向可以成任意夹角 4．一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面，在此过程中，木箱所受的合力（ ） A ．等于人的推力 B ．等于摩擦力 C ．等于零 D ．等于重力的下滑分量 5．物体做直线运动的v-t 图象如图所示，若第1 s 内所受合力为F 1，第2 s 内所受合力为F 2，第3 s 内所受合力为F 3， 则（ ） A ．F 1、F 2、F 3大小相等，F 1与F 2、F 3方向相反 B ．F 1、F 2、F 3大小相等，方向相同 C ．F 1、F 2是正的，F 3是负的 D ．F 1是正的，F 1、F 3是零 6．质量分别为m 和M 的两物体叠放在水平面上如图所示，两物体之间及M 与 水平面间的动摩擦因数均为μ。现对M 施加一个水平力F ，则以下说法中不正确的是（ ） A ．若两物体一起向右匀速运动，则M 受到的摩擦力等于F B ．若两物体一起向右匀速运动，则m 与M 间无摩擦，M 受到水平面的摩擦力大小为μmg C ．若两物体一起以加速度a 向右运动，M 受到的摩擦力的大小等于F -M a D ．若两物体一起以加速度a 向右运动，M 受到的摩擦力大小等于μ（m+M ）g+m a 7．用平行于斜面的推力，使静止的质量为m 的物体在倾角为θ的光滑斜面上，由底端向顶端做匀加速运动。当物体运动到斜面中点时，去掉推力，物体刚好能到达顶点，则推力的大小为 （ ） A ．mg(1-sin θ) B ．2mgsin θ C ．2mgcos θ D ．2mg(1+sin θ) 8.从不太高的地方落下的小石块，下落速度越来越大，这是因为 ( ) A ．石块受到的重力越来越大 B ．石块受到的空气阻力越来越小 C ．石块的惯性越来越大 D ．石块受到的合力的方向始终向下 9.一个物体，受n 个力的作用而做匀速直线运动，现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零，而其他的力保持不变，则物体的加速度和速度 ( ) A ．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越快 B ．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越慢 C ．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越快 D ．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越慢 10.下列关于超重和失重的说法中，正确的是 ( ) 第 5 题 第 6 题
专题09 图像信息问题 1．(2017河南部分重点中学联考)如图a所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体．现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F 变化的关系如图b所示，已知重力加速度g=10m/s2，由图线可知（） A．甲的质量是2 kg B．甲的质量是6 kg C．甲、乙之间的动摩擦因数是0.2 D．甲、乙之间的动摩擦因数是0.6 【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系． 【参照答案】BC 【名师解析】 由图象可以看出当力F＜48N时加速度较小，所以甲乙相对静止， 采用整体法，F1=48N时，a1=6m/s2，由牛顿第二定律：F1=（M+m）a1① 图中直线的较小斜率的倒数等于M与m质量之和：M+m=8kg 对乙：Ma1=μmg 当F＞48N时，甲的加速度较大，采用隔离法， 由牛顿第二定律：F′﹣μmg=ma′② 图中较大斜率倒数等于甲的质量：6kg，所以乙的质量为2kg， 较大斜率直线的延长线与a的截距等于μg 由图可知μg=2；则可知μ=0.2 所以BC正确，AD错误． 2.(2016·东北三省四市联考)某物体质量为1 kg，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动，其速度－时间图象如图所示，根据图象可知 ( )
A.物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力 B.物体在第3 s内所受的拉力大于1 N C.在0～3 s内，物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反 D.物体在第2 s内所受的拉力为零 【参考答案】BC 3.（贵州省贵阳市第一中学2016届高三预测密卷）如图甲所示，在木箱内粗糙斜面上静止一个质量为m的物体，木箱竖直向上运动的速度v与时间t的变化规律如图乙所示，物体始终相对斜面静止．斜面对物体的支持力和摩擦力分别为N和f，则下列说法正确的是( ) A．在0～t1时间内，N增大，f减小 B．在0～t1时间内，N减小，f增大 C．在t1～t2时间内，N增大，f增大 D．在t1～t2时间内，N减小，f减小 【参考答案】：D 4． (2016福建福州联考)如图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上．一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动．观察小球从开始
高考物理牛顿运动定律练习题及解析 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：0 11sin 37mg f ma -= 其中0 1cos37N F mg =，111N f F μ= 解得：002 11sin 37cos374/a g g m s μ=-= 对薄平板M ，由牛顿第二定律有：0 122sin 37Mg f f Ma +-= 其中00 2cos37cos37N F mg Mg =+，222N f F μ= 解得：2 21m/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 =，2221 2 x a t =，12x x L -= 解得：1s t = 2．如图1所示，在水平面上有一质量为m 1＝1kg 的足够长的木板，其上叠放一质量为m 2＝2kg 的木块，木块和木板之间的动摩擦因数μ1＝0.3，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等?现给木块施加随时间t 增大的水平拉力F ＝3t （N ），重力加速度大小g ＝10m/s 2
第三章牛顿运动定律专题 考试内容和要求 一．牛顿运动定律 1．牛顿第一定律 （1）第一定律的内容：任何物体都保持或的状态，直到有迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律指出了力不是产生速度的原因，也不是维持速度的原因，力是改变的原因，也就是产生的原因。 （2）惯性：物体保持的性质叫做惯性。牛顿第一定律揭示了一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质，与外部条件无关，因此该定律也叫做惯性定律。 【典型例题】 1．（2005广东）一汽车在路面情况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，所以惯性越大 2．（2006广东)下列对运动的认识不正确的是（） （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）伽利略认为力不是维持物体速度的原因 （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）伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去 3．（2003上海理综）科学思维和科学方法是我们 认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中， 不仅需要相应的知识，还要注意运用科学的方法。 理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略 设想了一个理想实验，如图所示，其中有一个是经验 事实，其余是推论。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这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，小球将上升到原来释放的高度； ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列（只要填写序号即可）。在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。 下列关于事实和推论的分类正确的是（） （A）①是事实，②③④是推论 （B）②是事实，①③④是推论 （C）③是事实，①②④是推论 （D）④是事实，①②③是推论 2．牛顿第二定律 （1）第二定律的内容：物体运动的加速度同成正比，同成反比，而且加速度方向与力的方向一致。ΣF＝ma （2）1牛顿＝1千克·米/秒2
1．一轮船以4m/s的速度沿垂直于河岸方向匀速渡河，行驶中发动机突然熄火，轮船牵引力随之消失，此后轮船随波逐流。试求此后轮船速度的最小值。已知河水各处水流速度都相同，其大小为3m/s。 2．一木筏以垂直于河岸的速度离开河岸边的点驶向河中心，河中各处河水流速均为 ，木筏无动力，其出发后的航行轨迹如图所示。离岸2min 后，木筏到达图中的点，试用作图法确定木筏离岸后4min 时的位置。 3．在一竖直面内有一圆环（半径为、圆心为及一点（位于环外，且在的斜上方），如图所示。今有一质点自点由静止出发沿一光滑斜面滑至环上，问此斜面应沿何方向架设可 使质点滑行的时间最短？ 4．有一些问题你可能不会求解,但你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性。 举例如下:如图所示,质量为、倾角为的滑块放在水平地面上,把质量为的滑块放在的斜面上,忽略一切摩擦,有人求得相对地面的加速度 ,式中g为重力加速度。 对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题,他
进一步利用特殊条件对该解做了四项分析和判断,所得结论都是“解可能是正确的”,但是其中有一项是错误的,请你指出该项() A.当=0°时,该解给出= 0,这符合常识,说明该解可能对的 B.当=90°时,该解给出,这符合实验结论,说明该解可能对的 C.当时,该解给出≈g,这符合预期的结果,说明该解可能对的 D.当时,该解给出≈,这符合预期的结果,说明该解可能对的 5．使半径=10cm、质量=10kg的均匀实心圆柱体以角速度10rad/s绕中心轴转动，然后将此匀速转动的圆柱体轻轻放在粗糙水平面上。设圆柱体与水平面间的动摩擦因数和静摩擦因数均为=0.1，求经过多长时间后此圆柱体的运动变为纯滚动？ 6．如图所示，为放在光滑水平桌面上的长方形物块，在它上面放有物块和。、、的质量分别为、、，、与之间的静摩擦因数和滑动摩擦因数皆为0.1。为轻滑轮，绕过连接、的轻细绳都处于水平位置。现用沿水平方向的恒定外力拉滑轮，使的加速度为0.2g（g为重力加速度）。在这种情况下，、之间沿水平方向的作用力大小为多少？、之间沿水平方向的作用力大小为多少？外力的大小为多少？
高考物理牛顿运动定律专项训练及答案 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示，一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。某时刻速度为v0＝ 2m/s ，此时一质量与木板相等的小滑块（可视为质点）以v1＝ 4m/s 的速度从右侧滑上木板，经过1s 两者速度恰好相同，速度大小为v2＝ 1m/s，方向向左。重力加速度g＝ 10m/s2，试求： （1）木板与滑块间的动摩擦因数μ1 （2）木板与地面间的动摩擦因数μ2 （3）从滑块滑上木板，到最终两者静止的过程中，滑块相对木板的位移大小。 【答案】（ 1）0.3（ 2）1 （3）2.75m 20 【解析】 【分析】 （1）对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解； （2）对木板分析，先向右减速后向左加速，分过程进行分析即可； （3）分别求出二者相对地面位移，然后求解二者相对位移； 【详解】 （1）对小滑块分析：其加速度为：a1 v2 v1 1 4 m / s2 3m / s2，方向向右 t 1 对小滑块根据牛顿第二定律有：1mg ma1，可以得到： 1 0.3 ； （2）对木板分析，其先向右减速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到： v0 1 mg22mg m t1 然后向左加速运动，根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到： 1 mg 2 2mg m v2 t2 而且 t1 t2 t 1s 联立可以得到： 1 t1 0.5s，t2 0.5s ； 2 ， 20 （3）在t1 0.5s时间内，木板向右减速运动，其向右运动的位移为：0v0 x1t10.5m ，方向向右； 在 t20.5s 时间内，木板向左加速运动，其向左加速运动的位移为：
牛顿运动定律专题（一） 知识达标： 1、下列说法正确的是…………………………………（） A、甲主动推乙，甲对乙的作用力的发生先于乙对甲的作用力 B、施力物体必然也是受力物体 C、地球对人的吸引力显然要比人对地球的吸引力大得多 D、以卵击石，卵破碎，说明石块对卵的作用力大于卵对石块的作用力 2、关于惯性下列说法中正确的是…………………………………………（） A、物体不受力或所受的合外力为零才能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此只有此时物体才有惯性 B、物体加速度越大，说明它的速度改变得越快，因此加速度大的物体惯性小； C、行驶的火车速度大，刹车后向前运动距离长，这说明物体速度越大，惯性越大 D、物体惯性的大小仅由质量决定，与物体的运动状态和受力情况无关 3、一小球用一细绳悬挂于天花板上，以下几种说法正确的是………………………（） A、小球所受的重力和细绳对它的拉力是一对作用力和反作用力 B、小球对细绳的拉力就是小球所受的重力 C、小球所受的重力的反作用力作用在地球上 D、小球所受重力的反作用力作用在细绳上 4、当作用在物体上的合外力不为零时，下面结论正确的是……………………（） A、物体的速度大小一定发生变化 B、物体的速度方向一定发生变化 C、物体的速度不一定发生变化 D、物体的速度一定发生变化 5、关于超重和失重的说法中正确的是…………………………………（） A、超重就是物体受到的重力增加了 B、失重就是物体受到的重力减少了 C、完全失重就是物体的重力全部消失了 D、不论超重、失重还是完全失重，物体所受重力不变 6、在升降机内，一人站在磅秤上，发现自己的体重减少了20%，于是他作出了下列判断，你认为正确的是（） A、升降机以0.8g的加速度加速上升 B、升降机以0.2g的加速度加速下降 C、升降机以0.2g的加速度减速上升 D、升降机以0.8g的加速度减速下降 7、2001年1月，我国又成功进行“神舟二号”宇宙飞船的航行，失重实验是至关宇宙员生命安全的重要实验，宇宙飞船 在下列哪种状态下会发生失重现象………………………（） A、匀速上升 B、匀速圆周运动 C、起飞阶段 D、着陆阶段 经典题型： 一、牛顿第二定律结合正交分解 例：1、细线悬挂的小球相对于小车静止，并与竖直方向成θ角，求小车运动的加速度。 2、如图，斜面固定，物体在水平推力F作用下沿斜面上滑，已知物体质量m，斜面倾角 θ，动摩擦因数μ和物体小球加速度a，求水平推力F的大小。 练习：1、如图，已知θ=300，斜杆固定，穿过斜杆的小球质量m=1kg，斜杆与小球动摩擦因数μ= √3/6，竖直向上的力F=20N，求小球的加速度a=？
牛顿运动定律 班级 姓名 1、一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB 边重 合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为1μ，盘与桌面间的动摩擦因数为2μ。现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB 边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a 满足的条件是什么？(以g 表示重力加速度) 解：设圆盘的质量为m ，桌长为l ，在桌布从圆盘上抽出的过程中，盘的加速度为1a ，有 11`ma mg =μ ① 桌布抽出后，盘在桌面上作匀减速运动，以a 2表示加速度的大小，有 22`ma mg =μ ② 设盘刚离开桌布时的速度为v 1，移动的距离为x 1，离开桌布后在桌面上再运动距离 x 2后便停下，有 11212x a v = ③ 22212x a v = ④ 盘没有从桌面上掉下的条件是 122 1 x l x -≤ ⑤ 设桌布从盘下抽出所经历时间为t ，在这段时间内桌布移动的距离为x ，有 at x 21= ⑥ 21121 t a x = ⑦ 而 12 1 x l x += ⑧
由以上各式解得 g a 12 2 12μμμμ+≥ ⑨ 2、质量kg m 5.1=的物块（可视为质点）在水平恒力F 作用下，从水平面上A 点由静止 开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行s t 0.2=停在B 点，已知A 、B 两点间的距离m s 0.5=，物块与水平面间的动摩擦因数20.0=μ，求恒力F 多大。（2 /10s m g =） 解：设撤去力F 前物块的位移为1s ，撤去力F 时物块速度为v ，物块受到的滑动摩擦力 mg F μ=1 对撤去力F 后物块滑动过程应用动量定理得mv t F -=-01 由运动学公式得t v s s 2 1=- 对物块运动的全过程应用动能定理011=-s F Fs 由以上各式得2 22gt s mgs F μμ-= 代入数据解得F=15N 3、如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为 m 1和m 2，拉力F 1和F 2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F 1>F 2。试求在两个物块 运动 过程中轻线的拉力T 。 设两物质一起运动的加速度为a ，则有 a m m F F )(2121+=- ① 根据牛顿第二定律，对质量为m 1的物块有
高考物理牛顿运动定律真题汇编(含答案) 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图，有一水平传送带以8m/s 的速度匀速运动，现将一小物块（可视为质点）轻轻放在传送带的左端上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，已知传送带左、右端间的距离为4m ，g 取10m/s 2．求： （1）刚放上传送带时物块的加速度； （2）传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间． 【答案】（1）24/a g m s μ==（2）1t s = 【解析】 【分析】 先分析物体的运动情况：物体水平方向先受到滑动摩擦力，做匀加速直线运动；若传送带足够长，当物体速度与传送带相同时，物体做匀速直线运动．根据牛顿第二定律求出匀加速运动的加速度，由运动学公式求出物体速度与传送带相同时所经历的时间和位移，判断以后物体做什么运动，若匀速直线运动，再由位移公式求出时间． 【详解】 （1）物块置于传动带左端时，先做加速直线运动，受力分析，由牛顿第二定律得： mg ma μ= 代入数据得：2 4/a g m s μ== （2）设物体加速到与传送带共速时运动的位移为0s 根据运动学公式可得：2 02as v = 运动的位移： 2 0842v s m a ==> 则物块从传送带左端到右端全程做匀加速直线运动，设经历时间为t ，则有 212 l at = 解得 1t s = 【点睛】 物体在传送带运动问题，关键是分析物体的受力情况，来确定物体的运动情况，有利于培养学生分析问题和解决问题的能力． 2．四旋翼无人机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．一架质量m =2 kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F =36 N ，运动过程中所受空气阻力大小恒为f =4 N ．(g 取10 m ／s 2)
高一物理牛顿运动定律测试 一、选择题：（每题5分，共50分）每小题有一个或几个正确选项。 1．下列说法正确的是 A．力是物体运动的原因B．力是维持物体运动的原因 C．力是物体产生加速度的原因D．力是使物体惯性改变的原因 2．下列说法正确的是 A．加速行驶的汽车比它减速行驶时的惯性小 B．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 C．已知月球上的重力加速度是地球上的1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6 D．为了减小机器运转时振动，采用螺钉将其固定在地面上，这是为了增大惯性 3．在国际单位制中，力学的三个基本单位是 A．kg 、m 、m / s2 B．kg 、 m / s 、 N C．kg 、m 、 s D．kg、 m / s2 、N 4．下列对牛顿第二定律表达式F=ma及其变形公式的理解，正确的是（）A．由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比 B．由m=F/a可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动加速度成反比 C．由a=F/m可知，物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比 D．由m=F/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它受到的合外力而求得 5．大小分别为1N和7N的两个力作用在一个质量为1kg的物体上，物体能获得的最小加速度和最大加速度分别是 A．1 m / s2和7 m / s2 B．5m / s2和8m / s2 C．6 m / s2和8 m / s2 D．0 m / s2和8m / s2 6．弹簧秤的秤钩上挂一个物体，在下列情况下，弹簧秤的读数大于物体重力的是A．以一定的加速度竖直加速上升B．以一定的加速度竖直减速上升 C．以一定的加速度竖直加速下降D．以一定的加速度竖直减速下降 7．一物体以 7 m/ s2的加速度竖直下落时，物体受到的空气阻力大小是 ( g取10 m/ s2 ) A．是物体重力的0.3倍 B．是物体重力的0.7倍 C．是物体重力的1.7倍 D．物体质量未知，无法判断
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案) 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示，质量M=0．4kg 的长木板静止在光滑水平面上，其右侧与固定竖直挡板问的距离L=0．5m ，某时刻另一质量m=0．1kg 的小滑块(可视为质点)以v 0=2m ／s 的速度向右滑上长木板，一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0．2，重力加速度g=10m ／s 2，小滑块始终未脱离长木板。求： (1)自小滑块刚滑上长木板开始，经多长时间长木板与竖直挡板相碰； (2)长木板碰撞竖直挡板后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。 【答案】（1）1.65m （2）0.928m 【解析】 【详解】 解：(1)小滑块刚滑上长木板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒： 解得： 对长木板： 得长木板的加速度： 自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度： 解得： 长木板位移： 解得： 两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板 解得： (2)长木板碰竖直挡板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒： 最终两者的共同速度： 小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离： 2．地震发生后，需要向灾区运送大量救灾物资，在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带.已知某传送带与水平面成37θ=o 角，皮带的AB 部分长 5.8L m =，皮带以恒定的速率4/v m s =按图示方向传送，若在B 端无初速度地放置一个质量50m kg =的救灾物资
(P 可视为质点)，P 与皮带之间的动摩擦因数0.5(μ=取210/g m s =，sin370.6)=o ， 求： ()1物资P 从B 端开始运动时的加速度． ()2物资P 到达A 端时的动能． 【答案】()1物资P 从B 端开始运动时的加速度是()2 10/.2m s 物资P 到达A 端时的动能 是900J ． 【解析】 【分析】 （1）选取物体P 为研究的对象，对P 进行受力分析，求得合外力，然后根据牛顿第三定律即可求出加速度； （2）物体p 从B 到A 的过程中，重力和摩擦力做功，可以使用动能定律求得物资P 到达A 端时的动能，也可以使用运动学的公式求出速度，然后求动能． 【详解】 （1）P 刚放上B 点时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用，sin mg F ma θ+=； cos N F mg θ=N F F μ=其加速度为：21sin cos 10/a g g m s θμθ=+= （2）解法一：P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 根据动能定理：()()2211sin 22 A mg F L s mv mv θ--=- 到A 端时的动能2 19002 kA A E mv J = = 解法二：P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用， P 的加速度2 2sin cos 2/a g g m s θμθ=-= 后段运动有：2 22212 L s vt a t -=+， 解得：21t s =， 到达A 端的速度226/A v v a t m s =+=