2010高考物理总复习名师学案--牛顿运动定律
●复习导航
在前面两章对力和运动分别研究的基础上，本章研究力和运动的关系.牛顿运动定律是动力学的基础，也是整个经典物理理论的基础.正确地理解惯性的概念，理解物体间相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章复习的重点.本章中还涉及到许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；在牛顿第二定律研究中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的隔离法和整体法；以及单位的规定方法、单位制的创建等.对这些方法在复习中也需要认真地体会、理解，从而提高认知的境界.
高考关于本章知识的命题年年都有，既有对本章知识的单独命题，也有与其他知识的综合命题，既有选择题、填空题，也有计算题；既有考查对牛顿运动定律的理解及应用的传统题，也有与实际生活及现代科技联系的新颖题.
新大纲对本章的要求有所降低，对牛顿第二定律只要求会用它解决单一物体（或可视为单一物体的连接体）问题.对于超重和失重，新大纲不再把它作为一个知识点，但仍把它作为牛顿运动定律的一个应用.
本章可分成两个单元组织复习：（Ⅰ）牛顿运动定律.（Ⅱ）动力学的两类基本问题.
第Ⅰ单元牛顿运动定律
●知识聚焦
一、牛顿第一定律
１.定律内容：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.
2.关于牛顿第一定律的理解注意以下几点：
（1）牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动状态.
（2）牛顿第一定律说明一切物体都有惯性.
（3）牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因.
3.惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质.
质量是惯性大小的惟一量度.惯性与物体是否受力及受力大小无关，与物体是否运动及速度大小无关.
惯性的表现形式：（1）物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变（静止或匀速直线运动）.（2）物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度.惯性大，物体运动状态难以改变，惯性小，物体运动状态容易改变.
4.理想实验方法：也叫假想实验或思想实验.它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程.牛顿第一定律即是通过理想实验得出的，它不能由实际的实验来验证.
二、牛顿第二定律
１.定律内容：物体的加速度a跟物体所受的合外力Ｆ成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同.
2.公式：F合＝ma
3.关于牛顿第二定律的理解，注意以下几点：
（1）牛顿第二定律反映的是加速度与力和质量的定量关系：
①合外力和质量决定了加速度，加速度不能决定力和质量；
②大小决定关系：加速度与合外力成正比与质量成反比；
③方向决定关系：加速度的方向总跟合外力的方向相同；
④单位决定关系：应用F=ma进行计算时，各量必须使用国际单位制中的单位.
（2）牛顿第二定律是力的瞬时规律，它说明力的瞬时作用效果是使物体产生加速度.加速度跟力同时产生、同时变化、同时消失.
(3)根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在正交的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：F x=ma x，F y＝ma y列方程.
三、牛顿第三定律
1.定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上.
2.关于一对作用力、反作用力的关系，除牛顿第三定律反映的“等大、反向、共线”的关系外，还应注意以下几点：
（1）同性：一对作用力、反作用力必定是同种性质的力.
（2）同时：一对作用力、反作用力必定同时产生，同时变化、同时消失.
（3）异物：一对作用力、反作用力分别作用在相互作用的两个物体上，它们的作用效果也分别体现在不同物体上，不可能相互抵消，这是一对作用力、反作用力和一对平衡力最根本的区别.
四、牛顿定律的适用范围
对于宏观物体低速的运动(运动速度远小于光速的运动)，牛顿运动定律是成立的，但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动，牛顿运动定律就不适用了，要用相对论观点、量子力学理论处理.
●疑难辨析
1.惯性是物体的固有属性，与物体的运动情况及受力情况无关.质量是惯性大小的惟一量度.
当物体不受外力或所受外力的合力为零时，惯性表现为维持原来的静止或匀速直线运动状态不变.当物体受到外力作用而做变速运动时，物体同样表现具有惯性.这种表现可以从两方面说明：第一，物体表现出具有反抗外力的作用而维持其原来运动状态不变的趋向.具体的说，外力要迫使物体改变原来的运动状态，而物体的惯性要反抗外力的作用而力图维持物体原来的运动状态，这一对矛盾斗争的结果表现为物体运动状态改变的快慢——产生大小不同的加速度，在同样大小的力作用下，惯性大的物体运动状态改变较慢（加速度小），惯性小的物体运动状态改变较快（加速度较大）.第二，做变速运动的物体虽然每时每刻速度都在变化，但是每时每刻物体都表现出要维持该时刻速度不变的性质，只是由于外力的存在不断地打破它本身惯性的这种“企求”，致使速度继续变化，如果某一时刻外力突然撤消，物体就立刻“维持住”该时刻的瞬时速度不变而做匀速直线运动，这充分反映了做变速运动的物体仍然具有保持它每时每刻的速度不变的性质——惯性.
有的同学总认为“惯性与物体的运动速度有关，速度大，惯性就大；速度小，惯性就小”.理由是物体运动速度大，不容易停下来；速度小，容易停下来.产生这种错误认识的原因是把“惯性大小表示运动状态改变的难易程度”理解成“惯性大小表示把物体从运动变为静止的难易程度”.事实上，在受到了相同阻力的情况下，速度（大小）不同质量相同的物体，在相同的时间内速度的减小量是相同的.这就说明质量相同的物体，它们改变运动状态的难易程度是相同的，所以它们的惯性是相同的，与它们的速度无关.
2.牛顿第二定律的适用范围是：低速(相对于光速)、宏观(相对微观粒子).用F＝ma列方程时还必须注意其“相对性”和“同一性”.所谓“相对性”是指：在中学阶段利用F＝ma求解问题时，式中的a相对
的参照系一定是惯性系，一般以大地为参照系.若取的参照系本身有加速度，那么所得的结论也将是错误的.“同一性”是指式中的F、m、a三量必须对应同一个物体.譬如图3—1—1中，在求物体A的加速度时，有些同学总认为B既然在A上，应该有F－μ1（m A＋m B）g－μ2m B g＝（m A＋m B）ɑA.分析此方程，方程的左边是物体A受的合外力，但方程的右边却是A和B的总质量，显然合力F与m不对应，故此方程是错误的.
图3—1—1
●典例剖析
［例1］下列关于惯性的说法正确的是
A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B.物体受到外力时惯性消失
C.汽车速度越大越难刹车，表明速度越大惯性越大
D.在宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，所以没有惯性
E.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小
【解析】惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的惟一量度，惯性与物体所处的运动状态无关，与物体是否受力及受力大小无关.所以A、B、C、D选项均错.正确选项为E.
【思考】物体重力越大，惯性一定越大吗？
【思考提示】物体的质量是惯性大小的惟一量度，由G=mg知，在地球上不同地方，在离地面不同高度时，在不同星球表面，重力加速度大小不同，这使得同一物体在不同地方所受重力不同，重力大的物体的质量不一定大，所以，不能根据重力大小判断惯性大小.
【说明】1.“惯性越大运动状态越难改变”.“汽车速度越大越难刹车”.第一个“难”字与第二个“难”字的含义是不一样的.前者指的是速度变化快慢（加速度）相同时，物体所受的合外力不同，力大时即运动状态难改变；力小时运动状态容易改变.后者指的是刹车过程中力相同时，初速度越大，停下来速度变化量越大，所用时间越长；速度越小，停下来所用时间越短.因此速度越大的汽车越难停下来，不是因为运动状态难改变，而是因为运动状态改变量增大的缘故.
2.在分析判断有关惯性的问题时，必须深刻理解惯性的物理意义，抛开表面现象、抓住问题本质.
【设计意图】设计本例是为了帮助学生深刻理解惯性的含义，明确惯性与什么因素有关，与什么因素无关.掌握判断惯性大小的依据和方法.
［例2］如图3—1—2所示，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θ.求人受的支持力和摩擦力.
图3—1—2
【解析】利用牛顿定律解题时，基本思路是相同的，即先确定研究对象，再对其进行受力分析，最后列方程求解.
方法1：以人为研究对象，他站在减速上升的电梯上，受到竖直向下的重力m g和竖直向上的支持力F N，还受到水平方向的静摩擦力F f，由于物体斜向下的加速度有一个水平向左的分量，故可判断静摩擦力的方向水平向左.人受力如图3—1—3所示，建立如图所示的坐标系，并将加速度分解为水平加速度a x和竖直加速度a y，如图3—1—4所示，则
图3—1—3 图3—1—4
a x=a cosθ
a y=a sinθ
由牛顿第二定律得
F f=ma x
mg-F N=ma y
求得F f=ma cosθ,F N=m(g-a sinθ)
方法2：以人为研究对象，受力分析如图3—1—5所示.因摩擦力F f为待求，且必沿水平方向，设为水平向右.建立图示坐标，并规定正方向.
图3—1—5
根据牛顿第二定律得
x方向mg sinθ－F N sinθ－F f cosθ＝ma①
y 方向 mg cos θ＋F f sin θ－F N cos θ＝0 ② 由①、②两式可解得 F N =m (g -a sin θ），F f =-ma cos θ.
F f 为负值，说明摩擦力的实际方向与假设方向相反，为水平向左. 【思考】 (1)扶梯以加速度a 加速上升时如何?
(2)请用“失重”和“超重”知识定性分析人对扶梯的压力是大于人的重力还是小于人的重力？ 【思考提示】 （1）扶梯以加速度a 加速上升时支持力F N 大于重力，大小为 F N =m (g +a sin θ)
静摩擦力方向水平向右，大小为 F f =ma cos θ
(2)扶梯减速上升时，加速度斜向下，扶梯上的人处于失重状态，故人对扶梯的压力小于他的重力；扶梯加速上升时，加速度斜向上，扶梯上的人处于超重状态，故人对扶梯的压力大于他的重力.
【说明】 1.利用正交分解法解决动力学问题建立坐标系时，常使一个坐标轴沿着加速度方向，使另一个坐标轴与加速度方向垂直，从而使物体的合外力沿其中一个轴的方向，沿另一轴的合力为零.但有时这种方法并不简便，例如本题.所以要根据具体问题进行具行分析，以解题方便为原则，建立合适的坐标系.
2.判断静摩擦力的方向、计算静摩擦力的大小是一难点.在物体处于平衡状态时，可根据平衡条件判断静摩擦力的方向，计算静摩擦力的大小；若物体有加速度，则应根据牛顿第二定律判断静摩擦力的方向，计算静摩擦力的大小.
【设计意图】 1.强调建立坐标系的方法和灵活性.
2.说明利用牛顿第二定律判断静摩擦力方向、计算静摩擦力大小的方法.
［例3］如图3—1—6所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg.（g ＝１0 m/s 2，sin27°＝0.6，cos27°＝0.8）
图3—1—6
（１）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况. （2）求悬线对球的拉力.
【解析】 (1)球和车厢相对静止，它们的运动情况相同，由于对球的受力情况知道的较多，故应以球为研究对象.球受两个力作用：重力mg 和线的拉力F ，由于球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动，故其加速度沿水平方向，合外力沿水平方向.做出
平行四边形，如图3—1—7所示.球所受的合外力为
F 合＝mg t a n27°
由牛顿第二定律F 合＝ma 可求得球的加速度为
a ＝
m
F 合＝gtan27°＝7.5 m/s 2
加速度方向水平向右.
车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动. （2）由图3—1—7可得，线对球的拉力大小为
图3—1—7
F ＝
8
.010
137cos ?=
?mg N ＝12.5 N 【思考】 （1）若本题不知道悬线偏离竖直方向的角度，而知道车厢的加速度a ，如何求悬线的拉力
及偏角？并进一步讨论偏角大小与加速度大小的关系？
（2）坐在封闭的车厢中，你设计一种判断车厢运动情况的方法.
【思考提示】 （1）同样是先根据球的受力情况及加速度方向判断出合力的方向，再画出平行四边形如图3—1—7所示，由勾股定理可求得悬线的拉力为：
F =2
22222a g m a m g m +=+悬线与竖直方向的夹角α为
tan α=
g
a
mg ma = 由此式可知，小车的加速度越大，悬线与竖直方向的偏角越大.
（2）可根据本例题的方法，用线悬挂一个小物体，根据悬线偏离竖直方向的角度判断车厢的加速度方向和加速度大小.
【说明】 本题的解题关键是根据小球的加速度方向，判断出物体所受合外力的方向，然后画出平行四边形，解其中的三角形就可求得结果.这也是解决“二力”问题的最简便有效的方法，希望读者能切实掌握.
【设计意图】 通过本例题向学生说明：①如何根据加速度方向判断合外力方向；②对于“二力”问题如何利用解三角形的方法分析求解.
［例4］如图3—1—8所示，一个弹簧台秤的秤盘和弹簧质量都不计，盘内放有一质量m =12 kg 并处于静止的物体P ，弹簧劲度系数k=300 N/m ，现给P 施加一个竖直向上的力F ，使P 从静止开始始终向上做匀加速直线运动，在这过程中，头0.2 s 内F 是变力，在0.2 s 后F 是恒力，则
图3—1—8
（1）物体P 做匀加速运动的加速度大小为多少？ （2）F 的最小值、最大值分别为多少？
【解析】 物体P 与托盘分离的条件为相互间弹力为零.物体P 与托 盘分离前F 为变力，分离后F 为恒力.因托盘不计质量，所以分离时必是弹簧原长的时刻.
mg =k Δx ①
Δx =
2
1a t 2
②
由①②得a =20 m/s 2
F 最小值为P 刚开始加速时，P 与托盘整体受力如图3—1—9所示 即：F min =ma =12×20 N=240 N
F 最大值即为P 刚要离开托盘时和离开托盘后， F max -m g=ma
图3—1—9
所以F max =m (g +a )=360 N
【思考】 你能否写出力F 随时间变化的关系式. 【思考提示】 当t ≤0.2 s 时 F +kx -mg =ma F =m (g +a )-kx =m (g +a )-k (Δx -2
1at 2
) =ma +
2
1kat 2
当t ＞0.2 s 时F 为恒力，F =m (g +a ).
【说明】 有弹簧弹力参与下的物体做匀加速运动，必有其他力也为变力，所以F 的取值有一定范围.若图3—1—9中F 仍为恒力作用，则物体做加速度减小的变加速运动.
本题中若托盘也有质量，则0.2 s 末，即物体P 与托盘分离处只有相互作用力为零的结论，而无弹簧处于原长的结论（弹簧有一定的压缩量）.
详细分析物体运动的各个阶段特征及其受力情况，找出各阶段的转折点临界点，是解答好变力问题或变加速运动问题的基础.
【设计意图】 通过本例题使学生学会临界问题的分析方法，知道对于临界问题，关键是根据临界状态的特点判断临界条件，如本例题中物体和秤盘分离的临界条件为它们之间相互作用的弹力为零.
?［例5］如图3—1—10所示，竖直光滑杆上套有一小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M 、N 固定于杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M 瞬间，小球加速度大小为12 m/s 2，若不拔去销钉M 而拔去销钉N 的瞬间，小球的加速度可能是（g 取10 m/s 2）
A.22 m/s 2 竖直向上
B.22 m/s 2 竖直向下
C.2 m/s 2 竖直向上
D.2 m/s 2 竖直向下
【解析】 因为弹簧原来的压缩和伸长状态未知，所以本题有多种情况需讨论. （1）平衡时两弹簧均处于伸长状态，小球受力如图3—1—11所示. F M =mg +F N ① 拔去M 后，F N +mg =ma =12m ② 拔去N 后，F M -mg =ma ′ ③
由①②③得a ′=2 m/s 2方向向上，C 正确
（2）平衡时两弹簧均处于压缩状态,小球受力如图3—1—12所示 F N ′=mg +F M ′ ④ 拔去M 后，F N ′-mg =ma =12m ⑤ 拔去N 后，F M ′+mg =ma ″ ⑥
由④⑤⑥得：a ″=22 m/s 2
,方向竖直向下，B 正确
（3）平衡时，M 处于伸长，N 处于压缩状态，则受力图应为图3—1—13所示 F M ″+F N ″=mg ⑦
拔去M 后F M ″消失，应用F N ″-mg =ma =12m ⑧
由⑦式可知，F N ″＜mg 由⑧式可知，F N ″＞mg 矛盾，所以（3）假设不成立 （4）平衡时，若M 处于压缩，N 处于伸长，则同（3）类似，也发生矛盾，所以（4）不成立，故本题应选BC.
图3—1—
10 图3—1—
11 图3—1—12 图3—1—13
【思考】你能否根据拔去销钉M瞬间的加速度大小和加速度可能的方向，判断上、下两弹簧的形变情况？
【思考提示】若拔去销钉M瞬间，加速度方向向下，由于a=12 m/s2＞g，故下面弹簧必伸长，则拔去销钉M前，由平衡条件知上面弹簧也为伸长状态，若拔去销钉M瞬间，加速度方向向上，则下面弹簧必为压缩状态，则拔去销钉前，由平衡条件知下面弹簧也为压缩状态.由于小球的加速度方向只有向上、向下两种可能性，所以，上、下两弹簧的形变情况也只有上述两种可能性.
【说明】判断拔去销钉之前，两弹簧所处状态，是解决该题的关键.还有一些情况：如①M压缩，N 伸长②M、N均处于原长③M伸长，N原长等均不可能，因为弹簧所处的状态不同，因而拔去N出现了多解的可能性.
象本题有一定发散性、讨论性的问题，在高考不断向能力考核转化的形势下显得更为重要，应加强该类问题练习.
【设计意图】（1）通过本例说明瞬时问题的分析方法.
（2）对于多解问题，强调要把各种可能性分析全面.
●反馈练习
★夯实基础
1.伽利略的理想实验证明了
①要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止
②要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动
③要使物体由静止变运动，必须受不为零的合外力作用，且力越大速度变化越快
④物体不受力时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
A.①②
B.③④
C.①③
D.②④
【解析】力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故选项①、②均错.物体的运动不需要力来维持，在物体不受力时，惯性使物体保持原来的运动状态不变，④选项正确.由牛顿第二定律得：F合=ma
合外力越大，物体的加速度越大（同一物体m一定），速度变化越快.③选项正确.故选B.
【答案】B
2.下列现象中，体现了“力是改变物体运动状态的原因”思想的是
①树欲静而风不止
②汽车关闭发动机后逐渐停下来
③楚霸王不能自举其身
④扫帚不到，灰尘照例不会自己跑掉
A.①②③④
B.①②
C.①②④
D.只有②
【答案】C
3.跳高运动员从地面上跳起，是由于
①地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力
②运动员给地面的压力大于运动员受的重力
③地面给运动员的支持力大于运动员受的重力
④运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力
以上说法正确的是
A.只有①
B.只有④
C.②③
D.②③④
【解析】运动员受重力和支持力，其中支持力和对地面的压力是一对作用力和反作用力，故大小相
等且大于重力.
【答案】 C
4.如图3—1—14是做直线运动的物体受力F 与受力后位移s 的关系图，则从图可知
图3—1—14
①这物体至位移s 2时的速度最小 ②这物体至位移s 1时的加速度最大 ③这物体至位移s 1后便开始返回运动 ④这物体至位移s 2时的速度最大 以上说法正确的是
A.只有①
B.只有③
C.①③
D.②④
【解析】 由图3—1—14知，力的方向始终跟位移方向相同，所以物体始终做加速运动，在位移s 2处，物体的速度最大，在位移s 1处物体受力最大，则在该处物体的加速度最大.选项D 正确.
【答案】 D
5.质量为m 的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F 的水平恒力拉木块，其加速度大小为a .当拉力方向不变，大小变为2F 时，木块的加速度大小为a ′，则
A.a ′=a
B.a ′＜2a
C.a ′＞2a
D.a ′=2a 【解析】 由牛顿第二定律得 F -F f =ma 2F -F f =ma ′
由于物体所受的摩擦力 F f =μF N =μmg
即F f 不变，所以
a ′=
m
F a m
F F F m
F F f f
f f
+
=+-=
-2)(22 =2a +μg ＞2a
选项C 正确 【答案】 C
6.如图3—1—15所示，一个劈形物体ABC 置于固定的光滑斜面上，AB 面光滑且水平，在AB 面上放一个小物体，现将ABC 由静止开始释放，则在小物块碰到斜面之前的运动由它的受力情况可知是
图3—1—15
A.匀速直线运动
B.初速度为零的匀加速直线运动
C.自由落体运动
D.平抛运动
【解析】 小物体只在竖直方向上受重力和支持力，水平方向不受力，所以，小物体在碰到斜面之前只能在竖直方向上做匀加速直线运动，故选项B 正确.
【答案】 B
7.一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度.小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图3—1—16所示，图中oa 段和cd 段为直线根据此图象可知，小孩和蹦床相接触的时间为
图3—1—16
A.t 2~t 4
B.t 1~t 4
C.t 1~t 5
D.t 2~t 5
【解析】 小孩从高处下落，在接触蹦床前，他做匀加速直线运动，其速度图象为直线，即oa 段；小孩接触蹦床后，先做加速度逐渐减小的加速运动(t 1~t 2),t 2时刻加速度减小到零时，速度达到最大；然后小孩又做加速度逐渐增大的减速运动（t 2~t 3),到t 3时刻小孩速度减小到零；接着小孩又向上做加速度逐渐减小的加速运动（t 3~t 4)，到t 4时刻加速度减小到零，速度增大到最大；然后小孩又做加速度逐渐增大的减速运动（t 4~t 5)，到t 5时刻，小孩离开蹦床；之后小孩向上做匀减速运动（t 5~t 6).所以，在t 1~t 5这段时间内，小孩与蹦床接触.选项C 正确.
【答案】 C
8.设洒水车的牵引力不变，所受阻力跟车重成正比，洒水车在水平直公路上行驶，原来是匀速的，开始洒水后，它的运动情况是
A.继续做匀速运动
B.变为做匀加速运动
C.变为做变加速运动
D.变为做匀减速运动
【解析】 设牵引力为F ，洒水车的质量为m ，阻力为kmg ，由牛顿第二定律得 F -kmg =ma
a =
m
F
-kg 开始时F =kmg ，a =0，随着m 减小,a 逐渐增大，故酒水车做加速度逐渐增大的加速运动，选项C 正确.
【答案】 C
9.一只木箱在水平地面上受到水平推力F 作用，在5 s 时间内F 的变化和木箱速度变化如图3—1—17中(a)、(b)所示，则木箱的质量为_______ kg ，木箱与地面间的动摩擦因数为_______.(g =10 m/s 2)
图3—1—17
【解析】 由v-t 图象知，物体在0~3 s 做匀加速直线运动，加速度大小为 a =
3
6
=?t v m/s 2=2 m/s 2 在3 s~5 s 物体做匀速直线运动，则由牛顿第二定律得 F 1-μmg =ma F 2-μmg =0
解得：m =25 kg,μ=0.2 【答案】 25；0.2 ★提升能力
10.光滑的水平面上有一质量为m =1 kg 的小球，小球与水平轻弹簧和与水平成θ=30°角的轻绳的一端相连，如图3—1—18所示，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零.当剪断绳的瞬间，小球的加速度大小及方向如何？此时轻弹簧的弹力与水平面对球的弹力的比值为多少？（g 取10 m/s 2）
图3—1—18
【解析】 因此时水平面对小球弹力为零，故小球在绳未剪断时受三个力的作用，如图所示，由于小球处于平衡态，依据小球在水平和竖直方向受力平衡求出F T 和F 的大小.剪断绳时，F T =0，小球在竖直方向仍平衡，但在水平方向所受合外力不为零，从而产生加速度
绳未断时，由平衡条件得 F T c os 30°=F F T s in30°=mg
解得F =3mg =103 N.
绳剪断瞬间，小球受弹簧的拉力F 、重力mg 和支持力F N ，则 F =ma F N =mg
解得a =103 m/s 2,
3=N
F F
. 【答案】 103 m/s 2，水平向左；3
11.如图3—1—19所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始到将弹簧
压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度及合外力的变化情况怎样？小球做什么运动？
【答案】 小球的重力mg 跟弹簧的弹力F 大小相等的位置为小球的平衡位置.小球到达平衡位置前，mg ＞F ，由牛顿第二定律得:mg -F =ma ，随着弹力F 增大，合力减小，加速度减小，即小球做加速度逐渐减小的加速运动，小球通过平衡位置以后，mg ＜F ,由牛顿第二定律得：F -mg =ma ，随着弹力F 增大，合力增大，加速度增大，即小球做加速度逐渐增大的减速运动，直到速度减小到零，小球到达最低点.
12.一质量为m 的物体，在一动摩擦因数为μ的水平面上，受水平力F 的作用做匀加速直线运动，现对该物体多施加一个力的作用而不改变它的加速度，问：
（1）可能吗？
（2）若有可能，应沿什么方向施力？对该力的大小有何要求？（通过定量计算和必要的文字说明回答）
【解析】 （1）可能.
（2）物体在水平力F 、重力mg 、支持力F N 及摩擦力F f 作用下做匀加速运动，受力图如图甲所示，则
F -F f =ma F N -mg =0 F f =μF N
解得a =
m
F
-μg
图甲 图乙
若给物体施加一个向前的斜向下的推力F ′，如图乙所示，物体的加速度仍为a ，则有： F +F ′cos θ-F f ′=ma F N ′=mg +F ′s in θ F f ′=μF N ′
为使a 不变，则有 F ′cos θ=μF ′sin θ 即tan θ=
1 若给物体施加一个向后斜向上的拉力F ″,如图丙所示，物体的加速度仍为a ，则有：
图丙
F -F ″cos α-F f ″=ma
图3—1—19
F N ″+F ″sin α=mg F f ″=μF N ″
为使a 不变，须使 F ″cos α=μF ″sin α 且F ″sin α≤mg 即tan α=
μ
1且F ″≤)
1
sin(arctan sin μ
αmg mg =
【答案】 （1）可能；（2）向后方斜向上的拉力，F ≤
)
1
sin(arctan μ
mg 或向前方斜向下的推力.
?
13.如图3—1—20，物体m 原以加速度a 沿斜面匀加速下滑，现在物体上方施一竖直向下的恒力F ，
则下列说法正确的是
图3—1—20
A.物体m 受到的摩擦力不变
B.物体m 下滑的加速度增大
C.物体m 下滑的加速度变小
D.物体m 下滑的加速度不变
【解析】 物体原以加速度a 下滑，则有 此时：F μ＝μmg cos θ ① mg sin θ－μmg cos θ＝ma a ＝g （sin θ－μcos θ） ② 施加竖直向下恒力F 后，则有
此时：F μ′＝μ（mg cos θ＋F cos θ）＝μ（mg ＋F ）cos θ ③
(mg +F )sin θ－μ（mg ＋F ）cos θ＝ma ′ a ′＝（g ＋
m
F ）（sin θ－μcos θ） ④
比较①③式，A 错；比较②④式，B 对，C 、D 错. 【答案】 B ?
14.西方交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度500 g (g 为重力加速度）这一数值，以醒世人.据测定，人体受力最脆弱的部分是人的头部，它的最大承受力为2.28×104 N ，假如人的头部质量为5 kg ，试通过计算说明为什么确定500 g 为死亡加速度？
【答案】 当a =500 g 时，人头部受力F =ma =2.45 ×104 N ＞2.28×104 N,超过了头部能承受的最大力. ?
15.一质量为m 的物体，置于动摩擦因数为μ的水平地面上，现用与水平成θ角的拉力F 拉物体(如图3—1—21所示)，为使物体能沿水平面做匀加速运动，F 的取值范围怎样?
图3—1—21
【解析】 设沿水平面做匀加速运动的加速度为a (受力分析如右图)，则有 F cos θ－μF N ＝ma ① F sin θ＋F N ＝mg ② 若满足题意应有：a ＞0，F N ≥0 即F cos θ－μ（Ｇ－F sin θ）＞0 mg －F ·sin θ≥0 解得：
θ
sin mg
≥F ＞θμθμsin cos +mg
【答案】
θ
sin mg
≥F ＞θμθμsin cos +mg
?
16.如图3—1—22所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m 的物体A ，A 与地面的摩擦不计.（1）当
卡车以a 1＝
21g 的加速度运动时，绳的拉力为6
5
mg ，则A 对地面的压力多大? (2)当卡车的加速度a 2＝g 时，绳的拉力多大?
图3—1—22
【解析】 (1)卡车和A 的加速度一致.由图3—1—22知绳的拉力的分力使A 产生了加速度，故有：
65mg cos α＝m ·2
1
g 得cos α＝52，sin α＝5
4
，
设地面对A 的弹力为F ， 则有F ＝mg －
65mg ·sin α＝2
1
mg , 由牛顿第三定律得： A 对地面的压力为
2
1
mg . (2)若当地面对A 弹力为零时，物体的加速度为g ·cot θ＝
4
3
g ，故当a 2＝g 时，物体已飘起.此时物体所受合力为mg ，则由三角形知识可知,拉力F 2＝2)()(2
2=
+mg mg mg .
【答案】 （1）
3
1
mg （2）2mg 第Ⅱ单元 动力学的两类基本问题·超重和失重
●知识聚焦
1.动力学的两类基本问题
应用牛顿运动定律求解的问题主要有两类：一类是已知受力情况求运动情况；另一类是已知运动情况求受力情况.在这两类问题中，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析是解决问题的关键.
2.超重和失重
在平衡状态时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）大小等于物体的重力.当物体在竖直方向上有加速度时，物体对支持物的压力就不等于物体的重力了.当物体的加速度向上时，物体对支持物的压力大于物体的重力，这种现象叫做超重现象；当物体的加速度向下时，物体对支持物的压力小于物体的重力，这种现象叫失重现象.特别的，当物体向下的加速度为g 时，物体对支持物的压力变为零，这种状态叫完全失重状态.
对超重和失重的理解应当注意以下几点：
(1)物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化. (2)发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向.
(3)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、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.
3.在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体之间的相互作用力，并且各个物体具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它们看成一个整体（当成一个质点）.分析受到的外力和运动情况，应用牛顿第二定律求出加速度（或其他未知量）；如果需要知道物体之间的相互作用力，就需要把物体从系统中隔离出来，将内力转化为外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列出方程.隔离法和整体法是互相依存、互相补充的.两种方法互相配合交替应用，常能更有效地解决有关连接体的问题.
●疑难辨析
1.对物体进行受力分析时，强调较多的是隔离法，但采用整体法求解，常能化难为易，化繁为简.如图3—2—1，物块b 沿静止的粗糙斜面a 匀速下滑，判断地面与斜面间有无摩擦力.由于系统处于平衡状态，系统的重力与地面对它们的支持力平衡，水平方向无其他外力，故在水平方向不存在相对运动的趋势，系统和水平面之间就不存在静摩擦力.
图3—2—1
2.动力学问题的一般解题步骤
(1)选取研究对象.所选的研究对象可以是一个物体，也可以是多个物体组成的系统.同一题目，根据需
要也可以先后选取不同的研究对象.
(2)分析研究对象的受力情况和运动情况.
(3)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程.由于所用的公式均为矢量，所以列方程过程中，要特别注意各量的方向.一般情况均以加速度的方向为正方向，分别用正负号表示式中各量的方向，将矢量运算转化为代数运算.
(4)代入已知量求解. ●典例剖析
［例1］静止在水平地面上的物体的质量为2 kg ，在水平恒力F 推动下开始运动，4 s 末它的速度达到4 m/s ，此时将F 撤去，又经6 s 物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求F 的大小.
【解析】 物体的整个运动过程分为两段，前4 s 物体做匀加速运动，后6 s 物体做匀减速运动. 前4 s 内物体的加速度为
a 1＝
4
4
01=-t v m/s 2＝1 m/s 2 设摩擦力为F f ，由牛顿第二定律得
F －F f ＝ma 1
①
后6 s 内物体的加速度为 a 2＝
6402-=-t v m/s 2＝－3
2
m/s 2 物体所受的摩擦力大小不变，由牛顿第二定律得
－F f ＝ma 2
②
由①②可求得水平恒力F 的大小为 F ＝m (a 1－a 2)＝2×（1＋
3
2
） N ＝3.3 N 【说明】 （1）本例属于已知运动情况求受力情况的问题.分析思路为：先由运动情况求加速度，再根据牛顿第二定律求力.
（2）在分析物体的运动过程中，一定弄清整个运动过程中物体的加速度是否相同，若不同，必须分段处理，加速度改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量.分析受力时要注意前后过程中哪些力发生了变化，哪些力没发生变化.
【设计意图】 本题是已知运动情况求受力情况.通过本例帮助学生掌握这类问题的解题方法.同时，通过本例也让学生学会分析这种多过程问题的方法.
［例2］质量为m ＝2 kg 的木块原来静止在粗糙水平地面上，现在第1、3、5…奇数秒内给物体施加方向向右、大小为F 1＝6 N 的水平推力，在第2、4、6…偶数秒内给物体施加方向仍向右、大小为F 2＝2 N 的水平推力，已知物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.1，取g ＝10 m/s 2，问：
(1)木块在奇数秒和偶数秒内各做什么运动?
(2)经过多长时间，木块位移的大小等于40.25 m?
【解析】 以木块为研究对象，它在竖直方向受力平衡，水平方向仅受推力F 1(或F 2)和摩擦力F f 的作用.由牛顿第二定律可判断出木块在奇数秒内和偶数秒内的运动，结合运动学公式，即可求出运动时间.
(1)木块在奇数秒内的加速度为
a 1＝
2
10
21.0611??-=-=
-m mg F m
F F f
μ m/s 2＝2 m/s 2 木块在偶数秒内的加速度为
a 2＝
2
10
21.0222??-=
-=
-m mg F m
F F f
μ m/s 2＝0 所以，木块在奇数秒内做a ＝a 1＝2 m/s 2的匀加速直线运动，在偶数秒内做匀速直线运动.
(2)在第1 s 内木块向右的位移为 s 1＝
22122
1
21??=at m ＝1 m. 至第1 s 末木块的速度 v 1＝at ＝2×1 m/s ＝2 m/s
在第2 s 内，木块以第1 s 末的速度向右做匀速运动，在第2 s 内木块的位移为 s 2＝v 1t ＝2×1 m ＝2 m 至第2 s 末木块的速度 v 2＝v 1＝2 m/s
在第3 s 内，木块向右做初速度等于2 m/s 的匀加速运动，在第3 s 内的位移为
s 2＝v 2t ＋
21at 2
＝2×1 m ＋2
1
×2×12 m ＝2 m
至第3 s 末木块的速度
v 2＝v 2＋at ＝2 m/s ＋2×1 m/s ＝4 m/s
在第4 s 内，木块以第3 s 末的速度向右做匀速运动，在第4 s 内木块的位移为 s 4＝v 2t ＝4×1 m ＝4 m 至第4 s 末木块的速度 v 4＝v 2＝4 m/s ……
由此可见，从第1 s 起，连续各秒内木块的位移是从1开始的一个自然数列.因此，在n s 内的总位移为 s n ＝1＋2＋2＋…＋n ＝
2
)
1(+n n . 当s n ＝40.25 m 时，n 的值为8＜n ＜9.取n ＝8，则8 s 内木块的位移共为 s 8＝
2
)
18(8+ m ＝26 m ， 至第8 s 末，木块的速度为v 8＝8 m/s.
设第8 s 后，木块还需向右运动的时间为t x ，对应的位移为s x ＝40.25 m －26 m ＝4.25 m ，由s x ＝v 8t x ＋
2
1at x 2
即4.25＝8t x ＋
2
1
×2t x 2 解得t x ＝0.5 s
所以，木块位移大小等于40.25 m 时需运动的时间T ＝8 s ＋0.5 s ＝8.5 s 【思考】 若根据v -t 图象如何求解？ 【思考提示】 物体的v -t 图象如图所示：
由v -t 图象不难求出物体在第1 s 、第2 s 、第3 s 、第4 s …第n s 内的位移分别为1 m 、2 m 、3 m 、4 m …n m.则前n s 内的总位移为
s n =（1+2+3+…+n ）m=
2
)1(n
n + m 当s n =40.25 m 时，8＜n ＜9,前8 s 内的位移为 s 8=
2
8
)18(?+ m=36 m 8 s 后物体的位移为：s x =s -s 8=40.25 m-36 m=4.25 m s x =v 8t x +
2
1at x 2
求得tx =0.5 s ，则物体发生40.25 m 的位移所需时间为8.5 s.
【说明】 （1）本题属于已知受力情况求运动情况的问题，解题思路为先根据受力情况由牛顿第二定律求加速度，再根据运动规律求运动情况.
（2）根据物体的受力特点，分析物体在各段时间内的运动情况，并找出位移的一般规律，是求解本题的关键.
【设计意图】 （1）通过本例使学生体会已知受力情况求物体的运动情况的方法.
（2）应用数学知识解决物理问题的能力是高考考查的能力之一，当然也是高三复习重点培养的能力之一.通过本例说明了应用数列知识解决物理问题的方法.
［例3］某人在地面上最多能举起60 kg 的重物，当此人站在以5 m/s 2的加速度加速上升的升降机中，最多能举起多少千克的重物?(g 取10 m/s 2)
【解析】 本题属于超重的问题，分析时要抓住一点，即在不同的环境下人的最大上举力（人对物体的推力）是不变的. 这一点想明白了，之后列方程求解就简单了.某人在地面上能举起60 kg 的重物.则他的最大举力为F =600 N.设在加速上升的升降机中最多能举起质量为m 的物体.取物体m 为研究对象，它只受重力mg 和举力F 的作用，由牛顿第二定律可得：F -mg =ma
所以m =
5
10600
+=
+a g F kg=40 kg 【思考】 怎样使该人举起质量更大的物体？
【思考提示】 当升降机的加速度方向向下时，此人可举起质量更大的物体，向下的加速度越接近重力加速度，他能举起物体的质量越大.
【说明】 （1）物体处于超重或失重状态，其重力并不发生变化.
（2）物体是处于超重状态还是处于失重状态，与物体的运动速度大小及方向无关，仅与加速度方向有关，当加速度方向向上时，物体处于超重状态；当加速度方向向下时，物体处于失重状态.
【设计意图】 虽然新大纲中不再把超重和失重作为知识点出现，但仍然要求做超重和失重的演示实验，这说明新大纲仍然把超重和失重作为牛顿运动定律的应用，要求学生掌握.通过本例帮助学生进一步理解超重和失重的条件和含义.
［例4］如图3—2—2所示，在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面上，有一质量m =1 kg 的物体，物体与
斜面间动摩擦因数μ=0.2，物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力F =9.6 N 的作用，从静止开始运动，经2 s 绳子突然断了，求绳断后多长时间物体速度大小达到22 m/s.（sin37°=0.6,g =10 m/s 2）
图3—2—2
【解析】 本题为典型的已知物体受力求物体运动情况的动力学问题，物体运动过程较为复杂，应分阶段进行过程分析，并找出各过程的相关量，从而将各过程有机地串接在一起.
第一阶段：在最初2 s 内，物体在F =9.6 N 拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速运动，据受力分析图3—2—3可知：
图3—2—3 沿斜面方向：F -mg sin θ-F f =ma 1
① 沿y 方向：F N =mg cos θ ② 且F f =μF N
③
由①②③得： a 1=
m
mg mg F θ
μθcos sin --=2 m/s 2
2 s 末绳断时瞬时速度v 1=a 1t 1=4 m/s
第二阶段：从撤去F 到物体继续沿斜面向上运动到达速度为零的过程，设加速度为a 2 则a 2=
m
mg mg )
cos sin (θμθ+-=-7.6 m/s 2
设从断绳到物体到达最高点所需时间为t 2 据运动学公式 v 2=v 1+a 2t 2 所以 t 2=
2
1
0a v -=0.53 s 第三阶段：物体从最高点沿斜面下滑，该第三阶段物体加速度为a 3，所需时间为t 3. 由牛顿第二定律可知：a 3=g sin θ-μg cos θ=4.4 m/s 2,速度达到v 3=22 m/s,所需时间 t 3=
=-3
30
a v 5 s 综上所述：从绳断到速度为22 m/s 所经历的总时间t =t 2+t 3=0.53 s+5 s=5.53 s 【思考】 若本题的问题改为：“绳断后多长时间物体的速度大小为2 m/s ”结果如何？ 【思考提示】 绳断后物体的速度从4 m/s 减小到2 m/s 所用时间为：
t 2′=6
.74
2212--=-'
a v v s=0.26 s 物体的速度减小到零后，又反向增大2 m/s 所用时间为
t 3′=4
.42
033=-'a v s=0.45 s t ′=t 2+t 3′=0.53 s+0.45 s=0.98 s
则从绳断后物体的速度大小达到2 m/s 所用的时间分别为0.26 s 、0.98 s. 【设计意图】 通过本例培养学生分析综合问题的能力.
［例5］如图3—2—4所示，传输带与水平间的倾角为θ=37°,皮带以10 m/s 的速率运行，在传输带上端A 处无初速地放上质量为0.5 kg 的物体，它与传输带间的动摩擦因数为0.5 ，若传输带A 到B 的长度为16 m ，则物体从A 运动到B 的时间为多少？
图3—2—4
【解析】 首先判定μ与tan θ的大小关系，μ=0.5,tan θ=0.75，所以物体一定沿传输带对地下滑，不可能对地上滑或对地相对静止.
其次皮带运行速度方向未知，而皮带运行速度方向影响物体所受摩擦力方向，所以应分别讨论. 当皮带的上表面以10 m/s 速度向下运行时，刚放上的物体相对皮带有向上的相对速度，物体所受滑动摩擦力方向沿斜坡向下，（如图3—2—5所示）
图3—2—5
该阶段物体对地加速度 a 1=
m
mg mg θ
μθcos sin +=10 m/s 2
方向沿斜坡向下
物体赶上皮带对地速度需时间t 1=1
a v
=1 s 在t 1 s 内物体沿斜坡对地位移 s 1=
2
1
a 1t 12=5 m 当物体速度超过皮带运行速度时物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，物体对地加速度
2018年高考物理学史总结 物理学史这部分内容在高考卷上通常以选择题形式出现（实验题中也会小概率出现），分值在6分以下，一般情况下不会出偏难怪的，毕竟这不是考纲里的重点。复习建议：以现有的生活经验常识为主，稍加了解就可以。现总结如下：1、伽利略 （1）通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点 （2）推翻了亚里士多德“重的物体比轻物体下落得快”的观点 2、开普勒：提出开普勒行星运动三定律； 3、牛顿 （1）提出了三条运动定律。 （2）发现表万有引力定律； 4、卡文迪许：利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量G 5、爱因斯坦 （1）提出的狭义相对论（经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体） （2）提出光子说，成功地解释了光电效应规律，并因此获得诺贝尔物理学奖（3）提出质能方程2 E ，为核能利用提出理论基础 MC 6、库仑：利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。 7、焦耳和楞次 先后独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳——楞次定律（这个很冷门！以教材为主！） 8、奥斯特 发现南北放置的通电直导线可以使周围的磁针偏转，称为电流的磁效应。 9、安培：研究电流在磁场中受力的规律(安培定则)，分子电流假说，磁场能对电流产生作用 10、洛仑兹：提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点。 11、法拉第 （1）发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象（教材上是这样的，实际不是有一定历史原因，以教材为主！） （2）提出电荷周围有电场，提出可用电场描述电场，提出电磁场、磁感线、电场线的概念 12、楞次：确定感应电流方向的定律，愣次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 13、亨利：发现自感现象（这个也比较冷门）。 14、麦克斯韦：预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。 15、赫兹： （1）用实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等于光速。 （2）证实了电磁理的存在。 16、普朗克 提出“能量量子假说”——解释物体热辐射（黑体辐射）规律电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，即量子理论
f 2019全国普通高校招生考试物理试题分类汇编：牛顿运动定 律 注意事项：认真阅读理解，结合历年的真题，总结经验，查找不足！重在审题，多思考，多理解！ 8〔2018上海卷〕、如图，光 滑斜面固定于水平面，滑块A、 B叠放后一起冲上斜面，且始 终保持相对静止，A上表面水 平。那么在斜面上运动时，B 受力的示意图为〔〕 答案：A 23(2018全国理综).〔11分〕 图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz 的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关 系”。 〔1〕完成以下实验步骤中的填空： ①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。 ②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。 ③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸袋，在纸袋上标出小车中砝码的质量m。 ④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。 ⑤在每条纸带上清晰的部分，没5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间 距s 1 ，s 2 ，…。求出与不同m相对应的加速度a。 ⑥以砝码的质量m为横坐标1 a 为纵坐标，在坐标纸上做出1 m a 关系图线。假设 加速度与小车和砝码的总质量成反比，那么1 a 与m处应成_________关系〔填“线 性”或“非线性”〕。 〔2〕完成以下填空：
〔ⅰ〕本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。 〔ⅱ〕设纸带上三个相邻计数点的间距为s 1、s 2、s 3。a 可用s 1、s 3和Δt 表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s 1、s 3的情况，由图可读出s 1=__________mm ，s 3=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s 2。 〔ⅲ〕图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k ，在纵轴上的截距为b ，假设牛顿定律成立，那么小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。 【解析与答案】〔1〕间距相等的点。〔2〕线性 〔2〕〔i 〕远小于m (ii)2 1 3213)(50)5(2t s s t s s a ?-=?-= cm s 43.225.168.31=-= cm s 72.628.700.123=-= s m t s s a /15.2) 02.05(210)43.272.6()5(22 2 213=???-=?-=-. (iii)设小车的质量为'm ，那么有a m m F )'(+=，变形得 F m m F a ' 11+=,所以m a -1 图象的斜率为k F =1，所以作用力k F 1=，m a -1图象的截距为b F m ='，所 以k b m ='。 17〔2018广东卷〕图4是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B 处安装一个压力传感器，其示数N 表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑，通过B 是，以下表述正确的有 A .N 小于滑块重力 B .N 大于滑块重力 C .N 越大说明h 越大 D .N 越大说明h 越小 答案：BC 23〔2018北京高考卷〕、〔18分〕 摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米、电梯的简化模型如图1所示、考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a 是随时间t 变化的，电梯在t =0时由静止开始上升，a ─t 图像如图2所示、 电梯总质量m =2.0×103 kg 、忽略一切阻力，重力加速度g 取10m/s 2、
牛顿运动定律的应用学案 一.学习目标： 能用牛顿运动定律解决两类主要问题：已知物体的受力情况确定物体的运动情况、已知物体的运动情况确定受力情况。同时能够掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响，建立应用科学知识解决实际问题的意识。 二.重点难点 能够灵活的选择和应用解题方法来处理牛顿运动定律相关问题。 三.课前检测 1.牛顿第二定律的内容？ 四.课堂练习习题 1.(多选)如图所示,表示某小球所受的合力与时间关系,各段的合力大小相同,作用时间相同, 设小球从静止开始运动,由此可以判定( ) A.小球向前运动,再返回停止 B.小球向前运动,再返回不会停止 C.小球始终向前运动 D.小球在4秒末速度为0 2.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示. 取重力加速度g=10 m/s2. 试利用两图线求 （1）物块在运动过程中受到滑动摩擦力大小； （2）物块在3～6s的加速度大小； （3）物块与地面间的动摩擦因数.
3.一物体以初速度20m/s自倾角为37°的斜面向上滑动，2.5秒后速度为零， （1）求斜面与物体间的动摩擦因数。 (g=10m/s2) （2）若它又滑下，最终到达斜面底端，又要用去多长时间？ 4.质量为m＝4 kg的小物块在一个平行于斜面的拉力F＝40N的作用下，从静止开始沿斜面向上滑动，如图8所示。已知斜面的倾角α＝37°，物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，斜面足够长，力F作用5s后立即撤去，求： （1）力F作用时合力和加速度为多少？ （2）前5 s内物块的位移大小及物块在5 s末的速率；8 （3）撤去外力后向上滑行多长时间？ （4）撤去外力F后4 s末物块的速度。 5.某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力,实验装置如图所示,已知斜面倾角为45°,光滑小球的质量m=3 kg,力传感器固定在竖直挡板上。求:(g=10 m/s2) (1)当整个装置静止时,力传感器的示数。 (3)当整个装置向右做匀加速直线运动时,力传 感器示数为36 N,此时装置的加速度大小。 (2)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时,加速度为10m/s2?力传感器示数为多少？
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 ( ) A ．物体处于超重状态时，其重力增加了 B ．物体处于完全失重状态时，其重力为零 C ．物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了 D ．物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化 11.如图所示，一个物体静止放在倾斜为θ的木板上，在木板倾角逐渐增大到某一角 t/s 0 2 2 1 3 -2 v/ms -1 第 5 题 F 第 6 题
高中物理所有物理学史资料的汇总 1、胡克:英国物理学家;发现了胡克定律(F弹=kx 2、伽利略:意大利的著名物理学家;伽利略时代的仪器、设备十分简陋,技术也比较落后,但伽利略巧妙地运用科学的推理,给出了匀变速运动的定义,导出S正比于t2并给以实验检验;推断并检验得出,无论物体轻重如何,其自由下落的快慢是相同的;通过斜面实验,推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。后由牛顿归纳成惯性定律。伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。 3、牛顿:英国物理学家;动力学的奠基人,他总结和发展了前人的发现,得出牛顿定律及万有引力定律,奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。 4、开普勒:丹麦天文学家;发现了行星运动规律的开普勒三定律,奠定了万有引力定律的基础。 5、卡文迪许:英国物理学家;巧妙的利用扭秤装置测出了万有引力常量。 6、布朗:英国植物学家;在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时,发现了“布朗运动”。 7、焦耳:英国物理学家;测定了热功当量J=4.2焦/卡,为能的转化守恒定律的建立提供了坚实的基础。研究电流通过导体时的发热,得到了焦耳定律。 8、开尔文:英国科学家;创立了把-273℃作为零度的热力学温标。 9、库仑:法国科学家;巧妙的利用“库仑扭秤”研究电荷之间的作用,发现了“库仑定律”。 10、密立根:美国科学家;利用带电油滴在竖直电场中的平衡,得到了基本电荷e。 11、欧姆:德国物理学家;在实验研究的基础上,欧姆把电流与水流等比较,从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念,并确定了它们的关系。 12、奥斯特:丹麦科学家;通过试验发现了电流能产生磁场。 13、安培:法国科学家;提出了著名的分子电流假说。 14、汤姆生:英国科学家;研究阴极射线,发现电子,测得了电子的比荷e/m;汤姆生还提出了“枣糕模型”,在当时能解释一些实验现象。 15、劳伦斯:美国科学家;发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步。
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
§4.1 《牛顿第一、第三定律》复习学案 【学习目标】 1．理解牛顿第一定律的内容和意义。 2．知道什么是惯性，会正确解释有关惯性问题。 3．知道作用力和反作用力的概念，理解牛顿第三定律的确切含义。 【课前复习】 一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持状态或状态，直到有迫使它改变这种状态为止。 2.牛顿第一定律的理解： （1）牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以的理想实验为基础，在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律。（2）牛顿第一定律成立的条件是，是理想条件下物体所遵从的规律，在实际情况中，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的。 （3）牛顿第一定律的意义在于 ①它揭示了一切物体都具有的一种基本属性惯性。 ②它揭示了运动和力的关系：力是的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动的原因，即力是产生加速度的原因。 3.惯性 （1）定义：。 （2）对惯性的理解： ①惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关 ②是物体惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 ③物体的惯性总是以保持“原状”和反抗“改变”两种形式表现出来：当物体不受外力作用时，惯性表现为保持原运动状态不变，即反抗加速度产生，而在外力一定时，质量越大运动状态越难改变，加速度越小。 ④惯性不是力，惯性是物体具有的保持或状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。 二、牛顿第三定律 1.内容：。 2.理解 （1）物体各种形式的作用都是相互的，作用力与反作用力总是产生、变化，同时消失、无先后之分。 （2）作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 （3）作用力与反作用力是性质的力。 （4）作用力与反作用力是分别作用在物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。
（物理）物理牛顿运动定律练习题20篇 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图甲所示，一倾角为37°，长L=3.75 m的斜面AB上端和一个竖直圆弧形光滑轨道BC 相连，斜面与圆轨道相切于B处，C为圆弧轨道的最高点。t=0时刻有一质量m=1 kg的物块沿斜面上滑，其在斜面上运动的v–t图象如图乙所示。已知圆轨道的半径R=0.5 m。（取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求： (1)物块与斜面间的动摩擦因数μ； (2)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小； (3)试通过计算分析是否可能存在物块以一定的初速度从A点滑上轨道，通过C点后恰好能落在A点。如果能，请计算出物块从A点滑出的初速度；如不能请说明理由。 【答案】(1)μ=0.5 (2)F'N=4 N (3) 【解析】 【分析】 由图乙的斜率求出物块在斜面上滑时的加速度，由牛顿第二定律求动摩擦因数；由动能定理得物块到达C点时的速度，根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出)物块到达C点时对轨道的压力F N的大小；物块从C到A，做平抛运动，根据平抛运动求出物块到达C点时的速度，物块从A到C，由动能定律可求物块从A点滑出的初速度； 【详解】 解：(1)由图乙可知物块上滑时的加速度大小为 根据牛顿第二定律有： 解得 (2)设物块到达C点时的速度大小为v C，由动能定理得： 在最高点，根据牛顿第二定律则有： 解得： 由根据牛顿第三定律得： 物体在C点对轨道的压力大小为4 N (3)设物块以初速度v1上滑，最后恰好落到A点 物块从C到A，做平抛运动，竖直方向：
水平方向： 解得 ，所以能通过C 点落到A 点 物块从A 到C ，由动能定律可得： 解得： 2．如图所示，在光滑水平面上有一段质量不计，长为6m 的绸带，在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块A 、B ，现同时对A 、B 两滑块施加方向相反，大小均为F=12N 的水平拉力，并开始计时．已知A 滑块的质量mA=2kg ，B 滑块的质量mB=4kg ，A 、B 滑块与绸带之间的动摩擦因素均为μ=0.5，A 、B 两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计绸带的伸长，求： （1）t=0时刻，A 、B 两滑块加速度的大小； （2）0到3s 时间内，滑块与绸带摩擦产生的热量． 【答案】(1)2 2 121,0.5m m a a s s ==；(2)30J 【解析】 【详解】 (1)A 滑块在绸带上水平向右滑动，受到的滑动摩擦力为A f ， 水平运动，则竖直方向平衡：A N mg =，A A f N =；解得：A f mg μ= ——① A 滑块在绸带上水平向右滑动，0时刻的加速度为1a ， 由牛顿第二定律得：1A A F f m a -=——② B 滑块和绸带一起向左滑动，0时刻的加速度为2a 由牛顿第二定律得：2B B F f m a -=——③； 联立①②③解得：211m /s a =，2 20.5m /s a =； (2)A 滑块经t 滑离绸带，此时A B 、滑块发生的位移分别为1x 和2x 1221 122221212L x x x a t x a t ? +=?? ?=?? ?=?? 代入数据解得：12m x =，21m x =，2s t = 2秒时A 滑块离开绸带，离开绸带后A 在光滑水平面上运动，B 和绸带也在光滑水平面上
新课标高考高中物理学史归纳总结 【新课标高考高中物理学史归纳总结(新人教版)】 必修部分：（必修 1、必修2） 一、力学： 1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）； 2、1654年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验马德堡半球实验； 3、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。 4、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献：胡克定律；经典题目：胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对） 6、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。17世纪，伽利略通过理想实验法指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 7、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。 8、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律； 9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量； 10、1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈（勒维耶）应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。 9、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同；但现代火箭结构复杂，其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比（火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比）；俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先
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
专题：牛顿运动定律的应用导学案 二、两类动力学问题 1、已知受力求运动 例题1：（2019学考）一个质量m=4Kg的木箱静止放置在水平地面上，某同学用F=18N的水平推力推动木箱做匀加速直线运动，已知木箱与地面之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度g=10m/s2。求： （1）木箱受到的滑动摩擦力大小； （2）木箱运动的加速度大小； （3）木箱在2s末的速度大小。 变式1：上题若将力F改为20N，求：木箱在5s末的位移大小。 2、已知运动求受力 例题2：（2019学考）某人驾驶一辆新型电动汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动，汽车行驶了5s时速度达到10m/s。若人与汽车的总质量m=800kg,汽车所受阻力为F阻=160N。求： （1）汽车的加速度大小a; （2）汽车的牵引力大小F； （3）汽车牵引力的反作用作用在哪个物体上？ 变式2：上题5s时撤除牵引力（汽车所受阻力不变），求： （1）汽车加速度大小； （2）汽车经多长时间停止运动？ （3）撤去牵引力后汽车的还能运动多远？ 小结： 课后巩固练习： 1、（2019学）一个质量m=10kg的物体静止在水平地面上，在F=20N的水平恒力作用下开始运动，重力加速度g=10m/s2。 （1）若水平面光滑，求物体加速度大小和2秒末的速度大小； （2）若水平面粗糙，且物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，求物体加速度大小。 2、（2019学）一个滑雪者，质量m=70kg,从静止开始沿山坡匀加速滑下，已知滑雪者运动的加速度大小为4m/s2,山坡可看成充足长的斜面。 （1）求滑雪者在2s末的速度大小v; （2）求滑雪者受到的合力大小；
高考物理专题物理学史知识点全集汇编 一、选择题 1．在物理学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（） A．伽利略利用“理想斜面”得出“力是维持物体运动的原因”的观点 B．牛顿提出了行星运动的三大定律 C．英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了万有引力常量 D．开普勒从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点 2．伽利略是实验物理学的奠基人，下列关于伽利略在实验方法及实验成果的说法中不正确的是 A．开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法 B．通过实验发现斜面倾角一定时，不同质量的小球从不同高度开始滚动，加速度相同C．通过实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础 D．为了说明力是维持物体运动的原因用了理想实验法 3．下列选项不符合历史事实的是（） A．富兰克林命名了正、负电荷 B．库仑在前人工作的基础上通过库仑扭秤实验确定库仑定律 C．麦克斯韦提出电荷周围存在一种特殊的物质--电场 D．法拉第为了简洁形象描述电场，提出电场线这一辅助手段 4．2014年，我国在实验中发现量子反常霍尔效应，取得世界级成果。实验在物理学的研究中有着非常重要的作用，下列关于实验的说法中正确的是() A．在探究求合力的方法的实验中运用了控制变量法 B．密立根利用油滴实验发现电荷量都是某个最小值的整数倍 C．牛顿运用理想斜面实验归纳得出了牛顿第一定律 D．库仑做库仑扭秤实验时采用了归纳的方法 5．发明白炽灯的科学家是() A．伏打 B．法拉第 C．爱迪生 D．西门子 6．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合史实的是( ) A．焦耳发现了电流的磁效应 B．法拉第发现了电磁感应现象，并总结出了电磁感应定律 C．惠更斯总结出了折射定律 D．英国物理学家托马斯杨利用双缝干涉实验首先发现了光的干涉现象 7．下列描述中符合物理学史的是（） A．开普勒发现了行星运动三定律，从而提出了日心说 B．牛顿发现了万有引力定律并测定出引力常量G C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流 D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场
牛顿运动定律习题课 【学习目标】 能够用牛顿三大定律解释相关现象和处理相关问题 【学习重点】：理解、熟练掌握牛顿第二定律及应用。 【学习难点】：(1)准确理解力和运动的关系。 (2)通过运动情况判断物体受力。 (3)熟练应用牛顿定律 【方法指导】自主探究、交流讨论、自主归纳 学习过程：自主学习：（看书回答） 一、基础知识1、牛顿第一定律： ，牛顿第一定律定义了力：物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因。 2、牛顿第二定律： ，牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与物体的受力情况联系起来。 3、牛顿第三定律： ，牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系，把相互作用的几个物体联系起来了。 二、基本题型： 类型一：从物体的受力情况确定物体的运动情况 已知物体的受力情况，能够由牛顿第二定律求出物体的________，再通过_______规律确定物体的运动情况。 类型二：从运动情况确定受力情况 已知物体的运动情况，根据________公式求出物体的加速度，于是就能够由牛顿第二定律确定物体所受的___________。 类型三：平衡类问题 可先对物体实行受力分析，根据__力的合成___法则，可转化成二力模型、三力模型、四力模型来处理。 合作探究一 三、解题要点：（1）分析流程图 强调：抓住 力 和 运动 之间的桥梁——加速度，受力分析和运动分析是基础， （2）基本步骤： 四、基本方法：正交分解、整体法、隔离法、三角形法等 五、典型例题 合作探究二 力的合成分解 受力情况 F 1、F 2…… F 合 a 受力情况 v 0、v t 、s 、t F 合=ma 运动学公式
7.14作业一牛顿第一定律、牛顿第三定律 看书：《大一轮》第一讲 基础热身 1．2012·模拟用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图K12－1所示，下列说确的是( ) B．F2的反作用力是F3 C．F3的施力物体是地球 D．F4的反作用力是F1 2．2011·模拟关于惯性，下列说法中正确的是( ) A．在月球上物体的重力只有在地面上的1 6 ，但是惯性没有变化 B．卫星的仪器由于完全失重，惯性消失了 C．铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼惯性，使其飞得更远 D．磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了 3．2011·模拟跳高运动员蹬地后上跳，在起跳过程中( ) A．运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小 B．运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小 C．运动员所受的支持力和重力相平衡 D．运动员所受的支持力小于重力 4．2011·海淀模拟物体同时受到F1、F2、F3三个力的作用而保持平衡状态，则以下说确的是( ) A．F1与F2的合力一定与F3大小相等，方向相反 B．F1、F2、F3在某一方向的分量之和可能不为零 C．F1、F2、F3中的任何一个力变大，则物体必然做加速运动 D．若突然撤去F3，则物体一定沿着F3的反方向做匀变速直线运动 技能强化 5．就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是( ) A．采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了 C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性 D．摩托车转弯时，车手一方面要控制速度适当，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到急转弯的目的 6．2011·模拟计算机已经应用于各个领域．如图K12－2所示是利用计算机记录的某作用力和反作用力变化图线，根据图线可以得出的结论是( ) 图K12－2 A．作用力大时，反作用力小 B．作用力和反作用力的方向总是相反的 C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的 D．牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用 7．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
高考物理物理学史知识点全集汇编含解析(5) 一、选择题 1．第一个准确测量出万有引力常量的科学家是（） A．B．C．D． 2．下面说法中正确的是（） A．库仑定律是通过实验总结出来的关于点电荷相互作用力跟它们间的距离和电荷量关系的一条物理规律 B．库仑定律适用于点电荷，点电荷就是很小的带电体 C．库仑定律和万有引力定律很相似，它们都不是平方反比规律 D．当两个点电荷距离趋近于零时，库仑力则趋向无穷 3．在物理学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是() A．自然界的电荷只有两种，美国科学家密立根将其命名为正电荷和负电荷，美国物理学家富兰克林通过油滴实验比较精确地测定了电荷量e的数值 B．卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量G和静电力常量k的数值 C．奥斯特发现了电流间的相互作用规律，同时找到了带电粒子在磁场中的受力规律D．开普勒提出了三大行星运动定律后，牛顿发现了万有引力定律 4．物理学中最早使用理想实验方法、发现万有引力定律、最早引入了电场概念并提出用电场线表示电场和发现电流磁效应分别由不同的物理学家完成，他们依次是（） A．伽利略、牛顿、法拉第和奥斯特 B．牛顿、卡文迪许、洛伦兹和安培 C．伽利略、卡文迪许、库仑和奥斯特 D．伽利略、牛顿、库仑和洛伦兹. 5．以下说法符合历史事实的是（） A．伽利略总结了导师第谷留下的大量天文观测数据，发现了行星三大定律 B．库仑采用放大法，利用扭秤装置测出了万有引力常量．因此被誉为第一个称量地球质量的人 C．法拉第首先提出了电场的概念，而且为了形象地描述电场，他又引入了电场线的概念D．牛顿对自由落体运动进行了深入仔细的研究，将理想斜面实验的结论合理外推，得出自由落体运动是匀变速运动 6．在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是() A．古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，伽利略在他的《两种新科学的对话》中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入了困境
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)
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 Ⅱ 1．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□01物体系统称为连接体。 2．外力与内力 (1)外力：系统□ 02之外的物体对系统的作用力。 (2)内力：系统□03内各物体间的相互作用力。 3．整体法和隔离法 (1)整体法：把□ 04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□05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 Ⅱ 1．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□01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□ 02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□03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□ 04静摩擦力达到最大值。 (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□05它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是□06F 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□07a ＝0，速度为0的临界条件是a 达到□ 08最大。 知识点 多过程问题 Ⅱ 1．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□01运动情况和□02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。
牛顿运动定律典型例题分析 基础知识回顾 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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 对牛顿第一定律的理解要点： （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，是使物体产生加速度的原因；（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性； （4）不受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，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，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：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F=ma. 对牛顿第二定律的理解要点： （1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础； （2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度； （3）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，
F x=ma x,F y=ma y,F z=ma z; （4）牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——牛顿（定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2. 3、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。对牛顿第三定律的理解要点： (1)作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提； (2)作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力； （3）作用力和反作用力是同一性质的力； （4）作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。 4.物体受力分析的基本程序： （1）确定研究对象； （2）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力； （3）按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力，最后分析其他场力； （4）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。 5.超重和失重： （1）超重：物体有向上的加速度称物体处于超重。处于失重的物体的物体对支持面的压力F（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，即F=mg+ma.；