实验5 探究作用力和反作用力的关系(必考)
[考纲解读] (1)会通过实验探究作用力和反作用力之间的关系。(2)体验用力传感器研究作用力与反作用力关系的方法。
1.用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系
如图甲所示，任取A、B两个弹簧测力计，使两挂钩钩住，B固定，A用手拉着。弹簧测力计A受到B的拉力F BA，弹簧测力计B受到A的拉力F AB。读出此时两个弹簧测力计的示数F A和F B，比较F A和F B的大小和方向。
如图乙所示，将两个弹簧测力计挂钩钩住，B连接一块木块，A用手拉着。探究在水平方向运动时，F A和F B的大小和方向。将拉动方向改为竖直方向，如图丙所示，重复上述探究。
2.用力传感器探究作用力与反作用力的关系
如图丁所示，用两只力传感器钩住对拉。从计算机屏幕上所显示的力和时间关系图线中读出不同时刻两只力传感器间的相互作用力F A和F B，比较F A和F B的大小和方向。
弹簧测力计3个、包装用泡沫塑料若干、小刀1把、木块1块、力传感器2只、数据采集器1台及计算机
1台。
1.用弹簧测力计探究作用力与反作用力的关系
(1)探究静止状态时物体间的作用力与反作用力。
①取其中两个弹簧测力计A、B连接在一起，B固定，A用手拉着。在表中记下此时两弹簧测力计的示数
F A和F B。加大对A的拉力，重复实验多次。实验中注意观察作用力与反作用力的方向及两弹簧测力计示数变化是否有先后。
②若F A和F B大小不等，可尝试以下步骤：将弹簧测力计A与弹簧测力计C互拉，根据各次实验中F A的大小记下对应的弹簧测力计C示数F A′；将弹簧测力计B与弹簧测力计C互拉，根据各次实验中F B的大小记下对应的弹簧测力计C示数F B′。比较F A′与F B′的大小关系。
(2)增加弹簧测力计的“记忆功能”，即在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料。
(3)探究沿水平方向运动时物体间作用力与反作用力。
①将具有“记忆功能”的弹簧测力计A和B挂钩连接在一起，弹簧测力计B连接一块小木块，用手拉A使木块运动一段时间后停下来。根据泡沫塑料的位置读出两弹簧测力计的最大示数F A和F B，记录在表中。实验中要注意观察作用力与反作用力的方向。
②若F A和F B大小不等，则可保持泡沫塑料的位置不变，将弹簧测力计A和B分别与弹簧测力计C互拉，直至A、B两弹簧测力计的示数分别为F A和F B，记下弹簧测力计C的示数F A′和F B′。比较F A′与F B′的大小关系。
③以不同运动状态(匀速直线运动和加速运动)重复实验多次，记下相应数据。
(4)探究沿竖直方向运动时物体间作用力与反作用力。重复(3)中步骤。
2.用力传感器探究作用力与反作用力的关系
(1)探究静止状态时物体间的作用力与反作用力。
①取A、B两只力传感器，使两挂钩钩住，B固定，A用手拉着。以不同力拉A一段时间，通过数字化实验系统记录两传感器间的相互作用力F A和F B随时间变化的图线。
②仔细观察F A和F B所对应的两条曲线，比较不同时刻F A和F B大小是否相等。实验中观察体会作用力与反作用力的方向。
③任取8个时刻，结合图线读出这些时刻两只传感器的相互作用力F A和F B，并将所取时刻和对应的F A和
F B的值填入表中。
(2)探究沿水平方向运动时物体间的作用力与反作用力。重复(1)中步骤。
(3)探究沿竖直方向运动时物体间的作用力与反作用力。重复(1)中步骤。
考点一实验原理和操作
1.使用弹簧测力计前，应先调节指针指零刻。
2.弹簧测力计对拉时作用力要在同一直线上。
3.实际的弹簧测力计往往存在一定的示值误差。发现两弹簧测力计示数不等既不能“视而不见”也不能“武断定论”。
4.将弹簧测力计A和B分别与弹簧测力计C互拉，通过与C的示数比较确定两弹簧测力计拉力是否相等，是一种“等效替代”的方法。
5.同一实验步骤中，泡沫塑料位置必须保持不变。
6.用传感器进行实验时，也需要调零。
7.用传感器对拉时要使作用力在同一直线上。
1.如图所示，利用弹簧测力计探究作用力与反作用力关系的实验中：
(1)(多选)关于实验以下说法正确的是________。
A.若滑块静止不动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小相等
B.若滑块做匀速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小相等
C.若滑块做匀加速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相等
D.若滑块做变加速直线运动，则弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小不相等
(2)如图所示，在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料的作用是________。
A.为了增大指针受到的阻力
B.可以帮助我们记录下指针示数的最大值
C.防止指针与弹簧测力计外壳间的摩擦
D.防止测的力超过弹簧测力计的测量范围
解析(1)弹簧测力计A对B的拉力与B对A的拉力大小关系与运动状态无关，作用力与反作用力总是大小相等。故选项A、B正确。(2)在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料，可以做成带“记忆功能”的弹簧测力计，在实验中泡沫塑料停在拉力最大的位置上，方便我们记录指针示数。故选项B正确。
答案(1)AB (2)B
2.如图所示，小孙同学用力传感器A和B做“探究作用力与反作用力的关系”实验，当用A匀速拉动固定在滑块上的B时( )
A.A对应示数比B大
B.B对应示数比A大
C.A和B对应示数有时不相等
D.A和B对应示数任何时刻都相等
解析根据牛顿第三定律，A对B的作用力和B对A的作用力是作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，故A和B对应示数任何时刻都相等，故D正确，A、B、C错误。
答案 D
考点二实验数据处理及误差分析
1.数据处理
设计表格，记录实验中的数据，对比两个力的大小和方向。
2.误差分析
(1)除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差。
(2)用两个弹簧测力计或者传感器对拉时作用力不在同一直线上，导致读数不同。
1.关于用弹簧测力计“探究作用力与反作用力关系”的实验，与减小实验误差无关的操作是( )
A.实验时，两个弹簧测力计的拉力方向应与弹簧轴线方向一致
B.在探究运动过程中的规律时，要保证弹簧测力计做匀速直线运动
C.检查指针是否对齐零刻度线
D.使用之前，最好轻轻拉几次弹簧测力计的挂钩，避免弹簧被壳子卡住
解析实验时，两个弹簧测力计的拉力方向应与弹簧轴线方向一致，否则容易造成弹簧与外壳之间阻力增大，影响实验测量，选项A正确，D正确；作用力与反作用力的大小关系与运动状态无关，所以B错误；如果指针在零刻度线以上或者以下，这时候没有把指针调节至0，就会产生误差，在零刻度线以上，测出来的力比实际的力小，反之在零刻度线以下，测出来的力比实际的力大，所以选项C正确。故与减小误差无关的是选项B。
答案 B
2.在探究作用力与反作用力关系的实验中，其中A、B是两个力传感器。
(1)如图甲所示是对拉的两个传感器，传感器显示两钩子受力随时间变化的图象如图乙所示。
根据图象得出的结论是：
①____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________；
②____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)如图丙所示，将B固定在木块C上，放开木块，用A拉B向右运动，上述结论是否仍成立？
____________________________________________________________________。
解析(1)从题图中可以看出，两个力传感器的示数大小始终相等，而且是同时产生同时消失同时变化。
(2)作用力与反作用力的大小关系与运动状态无关，所以结论成立。
答案(1)作用力与反作用力大小相等作用力与反作用力同时产生同时消失
(2)成立
3.(2020·浙江9月选考测试)在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，某同学用两个力传感器进行实验。
(1)将两个传感器按图甲方式对拉，在计算机屏上显示如图乙所示，横坐标代表的物理量是________，纵坐标代表的物理量是________。
(2)由图乙可得到的实验结论是( )
A.两传感器间的作用力与反作用力大小相等
B.两传感器间的作用力与反作用力方向相同
C.两传感器间的作用力与反作用力同时变化
D.两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上
答案(1)时间(t) 力(F) (2)AC
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示，将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是( )
A．小球在半圆形槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统在水平方向上动量守恒
B．小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态
C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒
D．小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒
2．某交变电路如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，R l=30Ω，R2=20Ω。一示波器接在电阻R1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示。电压表与电流表均为理想电表，不计示波器的电流对电路的影响，下列说法正确的是
A．电压表的示数为53.1V
B．电流表的示数为0.2A
C．原线圈的输入电压u=250sin50πt(V)
D．电阻R2消耗的电功率为15W
3．关于物体的内能，下列说法正确的是
A．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B．内能与物体的温度有关，所以0℃的物体内能为零
C．物体的温度升高，则组成物体的每个分子的动能都增大
D．做功和热传递都能改变物体的内能
4．如图所示，倾角为θ＝30°的斜面A置于水平面上，滑块B、C叠放在一起沿斜面匀速下滑，且始终保持相对静止，斜面A静止不动，B上表面倾斜，则B、C在斜面上运动时，下列说法正确的是
A．B可能受三个力作用
B．A、B间的动摩擦因数μ＝
C．A一定受四个力作用
D．地面对A的支持力小于A、B、C三者重力之和
5．图示为一个均匀带正电的细圆环，半径为R。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上某点P到O点的的距离为x，设无穷远处的电势为零，点的电势为，真空中静电力常量为。下面判断正确的是（）
A．图中P点电场强度E的方向是沿x轴正方向, O点电场强度E为零
B．图中P点电场强度E的方向是沿x轴负方向, O点势为零
C．从O点到P点，电场强度E一定逐渐增大，电势一定逐渐增大
D．从O点到P点，电场强度E一定逐渐减小，电势一定逐渐减小
6．如图所示，AD、BD、CD都是光滑的直角斜面，斜面固定在水平地面上，现使一小物体分别从A、B、C 点由静止开始下滑到D点，所用时间分别为t1、t2、t3，则( )
A．t1＞t2＞t3 B．t3＞t2＞t1
C．t2＜t1＝t3 D．t2＜t1＞t3
二、多项选择题
7．下列说法正确的是_____
A．在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大
B．简谐机械波的频率等于单位时间内经过介质中一点的完全波的个数
C．火车鸣笛远离我们时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低
D．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长有关
E. 用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的相邻两条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长
8．矿井中的升降机以 5m/s 的速度竖直向上匀速运行,某时刻一螺钉从升降机底板松脱,经过 3s 升降机底板上升至井口,此时松脱的螺钉刚好落到井底,不计空气阻力,取重力加速度 g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A．螺钉松脱后做自由落体运动
B．矿井的深度为 45m
C．螺钉落到井底时的速度大小为 25m/s
D．螺钉随升降机从井底出发到落回井底共用时 6s
9．图示空间有一静电场，y轴上各点的场强方向沿y轴正方向竖直向下，两小球P、Q用长为L的绝缘细线连接，静止在轴上A、B 两点。两球质量均为m，Q球带负电，电荷量为-q，A点距坐标原点O的距离为L，y轴上静电场场强大小E=，剪断细线后，Q球运动到达的最低点C与B点的距离为h，不计两球间的静电力作用。则
A．P球带正电
B．P球所带电荷量为-4q
C．两点间电势差为
D．剪断细线后，Q球与O点相距3L时速度最大
10．如图所示，在质量为M的小车中挂有一单摆，摆球的质量为，小车（和单摆）以恒定的速度v沿光滑水平地面运动，与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞，碰撞的时间极短。在此碰撞过程中，下列说法中可能发生的是
A．小车、木块、摆球的速度都发生变化，分别变为、、，满足
B．摆球的速度不变，小车和木块的速度变为和，满足
C．摆球的速度不变，小车和木块的速度都变为，满足
D．小车和摆球的速度都变为，木块的速度变为，满足
三、实验题
11．质量为M的木楔倾角为θ (θ < 45°)，在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。当用与木楔斜面成α角的力F拉木块，木块匀速上升，如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止)。
(1)当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；
(2)求在(1)的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少？
12．在如图所示的坐标系中，一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程：第一种变化是从状态状态A到状态B，外界对该气体做功为6J；第二种变化是从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为9J。图线AC的反向延长线通过坐标原点O，B、C两状态的温度相同，理想气体的分子势能为零。求：
（1）从状态A到状态C的过程，该气体对外界做的功 W1和其内能的增量；
（2）从状态A到状态B的过程，该气体内能的增量及其从外界吸收的热量Q2。
四、解答题
13．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块A、B，它们的质量分别为m A、m B，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，重力加速度g。求:
(1)物块B刚要离开C时物块A的加速度a
(2)从开始到此时物块A的位移d。
14．“嫦娥四号”飞船在月球背面着陆过程如下：在反推火箭作用下，飞船在距月面100米处悬停，通过对障碍物和坡度进行识别，选定相对平坦的区域后，开始以a=2m/s2垂直下降。当四条“缓冲脚”触地时，反推火箭立即停止工作，随后飞船经2s减速到0，停止在月球表面上。飞船质量m=1000kg，每条“缓冲脚”与地面的夹角为60°，月球表面的重力加速度g=3.6m/s2，四条缓冲脚的质量不计。求：
（1）飞船垂直下降过程中，火箭推力对飞船做了多少功；
（2）从反冲脚触地到飞船速度减为0的过程中，每条“缓冲脚”对飞船的冲量大小。
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C C D C A C
二、多项选择题
7．BCE
8．BC
9．BCD
10．BC
三、实验题
11．（1）（2）
12．（1），
（2），
四、解答题
13．(1) (2) 14．(1) ；(2)
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是
A．从抛出到撞墙，第二次球在空中运动的时间较短
B．篮球两次撞墙的速度可能相等
C．篮球两次抛出时速度的竖直分量可能相等
D．抛出时的动能，第一次一定比第二次大
2．如图所示的电路中，由于某个电阻发生故障，使电流表A的读数变大，电压表V的读数变大，灯泡L 的亮度变暗，关于故障的判断下列说法中正确的是（）
A．可能是R3短路B．可能是R2断路
C．可能是R2短路D．可能是R4短路
3．如图所示，a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上，并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。已知b球质量为m，杆与水平面的夹角为30°，不计所有摩擦。当两球静止时，Oa段绳与杆的夹角也为30°，Ob段绳沿竖直方向，则a球的质量为
A．B．C．D．2m
4．无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器，很多种高档汽车都应用无极变速。如图所示是截锥式无极变速模型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。当位于主动轮和从动轮之间的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速增加。当滚动轮位于主动轮直径 D1、从动轮直径 D2的位置时，主动轮转速 n1、从动轮转速 n2的关系是（）
A． B．
C． D．
5．如图所示的圆形线圈共n匝,电阻为R,过线圈中心O垂直于线圈平面的直线上有A、B两点,A、B两点的距离为L,A、B关于O点对称.一条形磁铁开始放在A点,中心与O点重合,轴线与A、B所在直线重合,此时线圈中的磁通量为Φ1,将条形磁铁以速度v匀速向右移动,轴线始终与直线重合,磁铁中心到O点时线圈中的磁通量为Φ2,下列说法中正确的是( )
A．磁铁在A点时,通过一匝线圈的磁通量为
B．磁铁从A到O的过程中,线圈中产生的平均感应电动势为E=
C．磁铁从A到B的过程中,线圈中磁通量的变化量为2Φ1
D．磁铁从A到B的过程中,通过线圈某一截面的电量不为零
6．如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1 A．L1逐渐变暗，L2、L3均先变亮然后逐渐变暗 B．L1逐渐变暗，L2立即熄灭，L3先变亮然后逐渐变暗 C．L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗 D．L1、L2、L3均先变亮然后逐渐变暗 二、多项选择题 7．如图所示，轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与质量为m的物体A相连，A放在光滑水平面上，有一质量与A相同的物体B，从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下，与A相碰后一起将弹簧压缩，弹簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升。下列说法正确的是（） A．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为mgh B．弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能为 C．B能达到的最大高度为 D．B能达到的最大高度为 8．在平面内，有沿y轴负方向的匀强电场(图中未画出）。由A点斜射出一带正电荷的粒子，B、C和D是粒子运动轨迹上的三点，如图所示，其中L为常数。粒子所受重力忽略不计。下列说法正确的是 A．粒子在B的电势能比其在D点的电势能大 B．从A到B和从B到C，电场力对粒子的冲量相同 C．从B到C和从C到D，电场力对粒子做的功相同 D．从A到D和从C到D，电场力对粒子做功的功率相同 9．如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框以一定的初速度斜向匀速通过磁场。在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速运动，则 A．金属框内感应电流方向先逆时针再顺时针 B．金属框内感应电流经历两次先增大后减小 C．水平拉力方向与速度同向 D．水平拉力方向与速度方向有关 10．如图所示为正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，场强大小为E，磁场垂直于纸面水平向外，磁感应强度大小为B．一个电量为q、质量为（g为重力加速度）的带正电粒子在场中P点竖直向下以大小为v0的初速度向下射出。则（） A．若，则粒子将向下做匀加速直线运动 B．若且方向竖直向上，射出的瞬间，加速度大小为 C．改变粒子射出的速度，且粒子在场中做直线运动，则粒子一定做匀速直线运动 D．改变粒子射出的速度，且粒子在场中做直线运动，则射出的初速度大小为 三、实验题 11．如图所示，小红和妈妈利用寒假时间在滑雪场进行滑雪游戏。已知雪橇与水平雪道间的动摩擦因数为μ＝0.1，妈妈的质量为 M＝60kg，小红和雪橇的总质量为 m＝20kg。在游戏过程中妈妈用大小为 F＝50N，与水平方向成37°角的力斜向上拉雪橇。（ g 10m / s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求： （1）小红的加速度大小； （2）若要使小红和雪橇从静止开始运动并能滑行到前面 43m 处，求妈妈拉力作用的最短距离 12．如图是“验证力的合成的平行四边形定则”实验示意图。将橡皮条的一端固定于A点，图甲表示在两个拉力F1、F2的共同作用下，将橡皮条的结点拉长到O点；图乙表示准备用一个拉力F拉橡皮条，图丙是在白纸上根据实验结果画出的力的合成图示。 (1)有关此实验，下列叙述正确的是________(填正确答案标号)。 A．在进行图甲的实验操作时，F1、F2的夹角越大越好 B．在进行图乙的实验操作时，必须将橡皮条的结点拉到O点 C．拉力的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触，产生摩擦 D．在进行图甲的实验操作时，保证O点的位置不变，F1变大时，F2一定变小 (2)图丙中F′是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线，一定沿AO方向的是________(填“F”或者“F′”)。 (3)若在图甲中，F1、F2夹角小于90?，现保持O点位置不变，拉力F2方向不变，增大F1与F2的夹角，将F1缓慢转至水平方向的过程中，两弹簧秤示数大小变化为F1__________，F2___________。 四、解答题 13．某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究，他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v－t图象，如图所示（除2～10 s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线），已知在小车运动的过程中，2 s后小车的功率P＝9 W保持不变，小车的质量为1.0 kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变．求： （1）小车所受到的阻力大小； （2）小车在0～10 s内位移的大小x． 14．如图所示是圆心为O内外半径分别为R1、R2的同心圆，内圆区域内存在均匀辐射的电场，圆心与内圆圆周边界间的电势差恒为U，内外圆之间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的粒子从圆心O处由静止释放，不计重力。 (1)求粒子到达内圆边界时的速度大小； (2)若粒子首次到达外圆圆周时没有射出外圆，求磁感应强度的最小值。【参考答案】 一、单项选择题 题号 1 2 3 4 5 6 答案 A D A B B B 二、多项选择题 7．BD 8．AB 9．AB 10．BCD 三、实验题 11．（1）1.15（2）20 12．BC F F1先减小后增大 F2一直增大 四、解答题 13．（1）1.5N （2）42m 14．（1）；（2） 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 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？ 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-= -， 《作用力和反作用力》教学案例 主题：作用力和反作用力 案例背景：在初中阶段，主要是让学生能通过一些现象、事例简单概述出物体间力的作用是相互的这一规律。但是在具体的解题过程中，学生往往将“平衡力”和“相互作用力”相混淆。虽然相互作用力是高中阶段的学习内容，但是为了让学生能准确的对二者进行判断，在对学生进行二力平衡知识讲解的同时，渗透了相互作用力的知识。 实景描述：用手拉弹簧，手的肌肉收缩发生形变，同时弹簧也发生形变，这时不但弹簧受到手的拉力，手也受到弹簧的拉力。坐在椅子上用力推桌子，会感到桌子也在推我们，我们的身体向后移动。在平静的水面上的一只船上，用力推另一只船，另一只船也要推前一只船，两只船将同时向相反方向运动。人走路时用脚蹬地，脚对地面施加一个向后的作用力，地面给脚一个向前的反作用力，使人前进。轮船的螺旋桨旋转时，用力向后推水，水同时给螺旋桨一个作用力，推动轮船前进。 通过观察和实验表明：两个物体间力的作用总是相互的，一个物体对另一个物体有力的作用，后一个物体一定同时对前一个物体有力的作用，力是物体与物体间的相互作用，物体间相互作用的这一对力，常常叫做作用力和反作用力。作用力和反作用力之间存在什么样的关系呢?我们再来看看下面的实验： 把两个弹簧秤A和B联结在一起。用手拉弹簧秤A，可以看到两个弹簧秤的指针同时移动。弹簧秤B的示数指出弹簧秤A对它的作用力F的大小，而弹簧秤A的示数指出弹簧秤B对它的反作用力F1的大小。可以看出，两个弹簧秤的示数是相等的。改变手拉弹簧的力，弹簧秤的示数也随着改变，但两个示数总相等。这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反。研究表明，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。这就是牛顿第三定律。 效果及反思：通过事例和实验的讲解，让学生理解了相互作用力的关系。明白了“平衡力”和“相互作用力”的区别：前者是作用在同一个物体上，后者是在两个物体之间发生的。在解题时对于一些简单的现象能熟练的作出判断：例如一本书静止的放在桌面上，其中竖直方向上的重力和支持力是一对平衡力，而压力和支持力则是一对相互作用力。同时对于相互作用力的应用能解释其原理，如导弹、火箭的飞行都是因为它们的发动机在点火后向后高速喷出气体，给了气体一个向后的作用力，由于力的作用是相互的，这些喷出的气体同时也给了它们一个向前的反作用力，从而使它们向前运动。除此之外，在学习中，学生的观察能力、分析能力、实验能力、综合运用知识的能力得到了提高。所以，今后的物理教学要以学生为本，以探究实验为主，让学生从生活走向物理、从物理走向社会，收获更多。 §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。 作用力功与反作用力功的区别与联系 姜立东 （姜堰第二中学 江苏 姜堰 225500） 作用力与反作用力发生在相互作用的两个物体之间，作用力与反作用力的功的问题实质上就是寻找力的方向上的位移问题。 本文从几个实例出发，就有关作用力功与反作用力功的几种类型进行了分析，以帮助同学们理清思路，提高分析问题的能力。 一、作用力与反作用力均不做功 例1 如图1所示，质量为m 的A 物体和质量为M 的B 物体在水平拉力F 的作用下，一起沿光滑水平面向右运动，当运动距离为S 时，这一过程中，A 物体对B 物体支持力做功大小？B 物体对A 物体压力做功大小？ 解析 A 物体对B 物体支持力与B 物体对A 物体压力是一对作用力与反作用力。物体运动距离为S 过程中，由于A 物体对物体支持力F N 这一方向上物体的位移为零，所以A 物体对B 物体的支持力F N 做的功 一定为零。同样分析，B 物体对A 物体压力F`N 做的功也一定为零。此题也可进一步分析得出地面对A 物体的支持力和A 物体对地面的压力这一对作用力与反作用力均不做功。 二、作用力做功，反作用力不做功 例2 如图1所示，质量为m 的A 物体和质量为M 的B 物体在水平拉力F 的作用下，一起沿粗糙水平面向右运动，设动摩擦因数为μ，运动距离为S ，求地面对A 物体摩擦力做功大小和A 物体对地面摩擦力做功大小？ 解析 从整体上分析，A 和B 组成的系统受四个力作用：重力g m M )(+，地面对系统的摩擦力f ，地面支持力F N ，拉力F 。地面对A 物体的摩擦力与A 物体对地面的摩擦力是一对作用与反作用力。地面对物体A 的摩擦力为：g m M f )(+=μ 当系统运动距离为S 时，地面对A 物体摩擦力做功大小为：gS m M fS W )(+==μ 但由于地面处于静止状态，在A 物体对地面摩擦力的方向上位移为零，所以A 物体对地面摩擦力做功大小为零。 三、作用力做正功，反作用力也做正功 例3 如图2所示，两个用条形磁铁做成的小车A 和B ，原来静止放在光滑水平面上，现从静止同时开始释放它们，分析以后的过程中它们之间的力的做功情况？ 解析 图所示的小车之间表现为相互吸引力，这是一对作用力与反作用力。开始静止 在光滑水平地面上，当释放它们后，对两个物体而言，力的方向都与物体的位移方向相同， 即作用力做正功，反作用力也做正功。 四、作用力做负功，反作用力也做负功 例4如图2所示，两个用条形磁铁做成的小车A 和B ，原来静止放在光滑水平面上，给A 车一个向左的初速度的同时，给B 车一个向右的初速度，分析两小车相距最远之前，其相互作用力的做功情况？ 解析 同上的分析过程，图2所示的小车之间表现为相互吸引力。对A 物体而言，力的方向与物体的位移方向相反，作用力做负功；对B 物体而言，力的方向与物体的位移方向相反，反作用力也做负功。 五、作用力做正功，反作用力做负功 例5 如例1问题，试分析A 物体对B 物体摩擦力f 做功与B 物体对A 物体摩擦力f `做功情况？ 解析 A 物体对B 物体的摩擦力f 与B 物体对A 物体的摩擦力f `是一对作用和反作用力。在运动过程中，物体间没有发生相对滑动，A 物体与B 物体位移相同，所以A 物体对B 物体的摩擦力f 做正功，B 物体对A 物体的摩擦力f `做负功。 六、作用力做功与反作用力做功大小相等 例6 如例1问题，求A 物体对B 物体摩擦力f `做功大小？ 解析 根据牛顿第二定律可得：a m M F )(+=，m M mF ma f += = A 物体对B 物体的摩擦力f 做正功为：m M mFS fS W +== 由此也可求出B 物体对A 物体摩擦力f `做负功，大小也为： m M mFS +，所以作用力做功大小与反作用力做功大小相等。 图1 图2 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） 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； 作用力与反作用力 教学对象简析 学生在学习本节知识之前，在初中阶段就对物体的形变、弹力的产生已经有了初步的了解，并能对弹力的大小能进行定性的分析。由于弹力在我们日常生活中普遍存在，学生亲身体验过的实验比较多，所以学生学起来比较感兴趣，并且比较容易接受。但学生对弹力产生的原因：“弹性形变”，特别是“微小的形变”还没有一个比较感性的认识，因此在对这个问题理解起来觉得有点困难 教材处 理与教学方法 ①在教学中应充分运用实际运动的事例和相应的思考、活动，发挥学生的主体作用，开展探究性学习。②充分利用课间模拟运动，在把条件理想化；③重组教材，突出重点，精选例题，以便培养学生判断分析问题的能力。 板书纲要一、作用力和反作用力 二、牛顿第三定律 1、内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在 同一条直线上。 2、公式表述为：F= -F` 3、特点：力的性质相同、同时产生、同时变化、同时消失。 三：反冲 1、内容：当物体中的一部份向某个方向抛出时，其余部份就会同时发生向反方向的运 动。这种现象叫反冲。 2、特征：①速度由相同变为不同。 ②两部分运动方向相反。 教学过程 教学内容（第一课时）教师指导学生活动 课题导入：(一)引入新课 人在划船时用桨推河岸，发生了什么现象呢？船离开了岸．这个问题 在初中已经研究过，当时对这个问题的解释是：物体间力的作用是相互 的．当一个物体对另一个物体施加力的作用时，这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用，我们把这个过程中出现的两个力分别叫做作用力和反作用力．下面进一步来研究两个物体之间的作用力和反作用力的关系．讲授新课: (二)教学过程设计 第六节牛顿第三定律 1．物体间力的作用是相互的 我们通过几个实验来研究今天的内容．通过实验大家要总结出作用力跟反作用力的特点及其关系．在实验中大家要注意观察现象，分析现象所说明的问题． 实验1．在桌面上放两辆相同的小车，两车用细线套在一起，两车间夹一弹簧片．当用火烧断线后，两车被弹开，所走的距离相等． 实验2．在桌面上并排放上一些圆杆，可用静电中的玻璃棒．在棒上铺一块三合板，板上放一辆遥控电动玩具小车．用遥控器控制小车向前运动细致观察分 析第一个实 例; 教师指导学 生推导 导入本学 习的基本内 做好上课 准备 学生自行分 析后两个实 例 让学生进行 讨论与交流 调动学生的 积极性培养 学生的合作 意识与交流 能力,加强师 生的互动性. 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 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 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： 作用力和反作用力 一、教学目标 1、鼓掌体验认识力总是成对出现的。 2、通过观察反冲气球及喷水火箭的演示实验，学会用作用力和反作用力解释其工作原理。 3、在弹簧测力计的测量活动中，体验作用力和反作用力大小相等，方向相反。 4、通过讨论知道作用力和反作用力在日常生活中的应用。 二、学习重点和难点 【重点】知道每一个作用力必会有一个方向相反的反作用力。 【难点】指出一个作用力的反作用力。 三、教学准备 【器材】 活动二：长型气球、饮料管、直铁丝、透明胶布、塑料瓶、带有玻璃管的橡皮塞、橡皮管、气泵、发射架。 活动三：弹簧测力计（2个）。 四、内容组织 【教学流程图】 【活动设计】 活动一：认识力总是成对出现的 活动目标： 鼓掌体验认识力总是成对出现的。 活动二：会用作用力和反作用力解释反冲气球、喷水火箭的工作原理。 活动目标： 通过观察反冲气球及喷水火箭的演示实验，学会用作用力和反作用力解释其工作原理。 活动器材：长型气球、饮料管、直铁丝、透明胶布、塑料瓶、带有玻璃管的橡皮塞、 橡皮管、 活动三：测量作用力和反作用力的大小 活动目标： 在弹簧测力计的测量活动中，体验作用力和反作用力大小相等，方向相反。 活动四：知道日常生活中作用力和反作用力的应用 活动目标： 五、训练与评价 【举例】“工作纸”见附件 作用力与反作用力工作纸 组长组员 活动一：认识力总是成对出现 1、鼓掌时（双手/一只手）感觉有点疼。鼓掌时，右手对左手一个作用力，（右/左）手疼，而（右/左）手同时给（右/左）手一个反作用力，所以也会疼。 2、当运动员在做吊环运动时，他是将绳索向（上/下）拉，身体才能往上升。 3、在做“俯卧撑”时，运动员向（上拉/下推）地面，身体才能往上升。 活动四：知道日常生活中作用力和反作用力的应用 1、平时我们走路时，脚向（前/后）蹬地面，因为作用力与反作用力是成对出现，地面同时给脚一个向（前/后）的反作用力，所以人就会往前走。 2、在日常生活中利用作用力与反作用力的实例有许多，请列举一、二。 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。 第二章牛顿运动定律 一、填空题（本大题共16小题，总计48分） 1.（3分）如图所示，一个小物体A靠在一辆小车的竖直前壁上，A和车壁间静摩擦系数是丛，若要使物体A不致掉下来，小车的加速度的最小值应为1=. J A i 疽 3.（3分）如果一个箱子与货车底板之间的静摩擦系数为〃，当这货车爬一与水平方向 成。角的平缓山坡时，若不使箱了在车底板上滑动，车的最大加速度％域=. 4.（3分）质量m = 40kg的箱子放在卡车的车厢底板上，巳知箱子与底板之间的静摩擦系数为从=0.40,滑动摩擦系数为角=0.25,试分别写出在下列情况下，作用在箱了上的摩擦力的大小和方向. （1）卡车以。=2m/s2的加速度行驶，/ =,方向. （2）卡车以a = -5m/s2的加速度急刹车，/ =,方向? 5.（3分）一圆锥摆摆长为/、摆锤质量为在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅直线夹角。，则 （1）摆线的张力§= 2 （3分）质量相等的两物体A和B,分别固定在弹簧的两端，竖直放在光滑水平支持面C 上，如图所示.弹簧的质量与物体A、B的质量相比，M以忽略不计.若把支持面C迅速移走，则在移开的一瞬间，A的加速度大小心= ，B的加速度的大小% = . ⑵ 摆锤的速率V= I 6.（3分）质量为m的小球，用轻绳AB. BC连接，如图，其中AB水平.剪断绳AB前后的瞬间，绳BC中的张力比F T:E；=. 7.（3分）有两个弹簧，质量忽略不计，原长都是10 cm,第一个弹簧上端固定，下挂一个质量为m的物体后，长为11 cm,而第二个弹簧上端固定，下挂一质量为m的物体后，R为13 cm,现将两弹簧串联，上端固定，下面仍挂一质量为〃，的物体，则两弹簧的总长为 . 8.（3分）如图，在光滑水平桌面上，有两个物体A和B紧靠在一起.它们的质量分别为 = 2kg , = 1kg .今用一水平力F = 3N推物体B,则B推A的力等于.如 用同样大小的水平力从右边推A,则A推B的力等于? 9.（3分）一物体质量为M,置于光滑水平地板上.今用一水平力斤通过一质量为m的绳拉动物体前进，贝U物体的加速度但=,绳作用于物体上的力. 10.（3分）倾角为30°的一个斜而体放置在水平桌面上.一个质量为2 kg的物体沿斜面下滑, 下滑的加速度为3.0m/s2.若此时斜面体静止在桌面上不动，则斜面体与桌面间的静摩擦力 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) 《牛顿运动定律》复习学案 一．选择题 1．?以下关于物体运动状态的改变的说法，正确的是 A．?速度大小不变，运动状态就不变 B．?速度方向不变，运动状态就不变 C．?只有速度的大小和方向都变了，才能说运动状态改变了 D．?只要速度的大小或方向有一个变了，运动状态就发生了改变 2．?下面作个说法中正确的是 A．当物体的运动状态发生变化时，它一定受到外力作用 B．?静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用 C．?当物体的速度等于零时，它一定处于平衡状态 D．物体的运动方向一定是它所受的合外力的方向 3．?下列说法中正确的是 A．子弹离开枪口飞出时速度大，力很大，飞行一段时间后速度小，力也就小了 B．作匀速直线运动的物体，所受的合外力一定是零 C．?运动得很快的汽车不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 D．子弹在空中飞行时受到三个力作用：重力、空气阻力、向前运动的力 4．?关于作用力和反作用力，下列说法中正确的是 A．地球对重物的作用力比重物对地球的作用力大 B．两个物体都外于平衡状态时，作用力与反作用力的大小才相等 C．一个作用力和它的反作用力的合力为零 D．作用力与反作用力总相同性质的力 5．当书本A静止于桌面B上时，下列说法中正确的是 A．A对B的正压力等于A的重力，这两个力是平衡力 B．?B对A的支持力等于A的重力，这两个力是作用力与反作用力 C．?B对A的支持力等于A的重力，这两个力是平衡力 D．?B对A的支持力等于A的重力，这两个力是平衡力 6．马拉车加速前进，则 A．?马拉车的力一定大于车拉马的力B．?马拉车的力可能小于车拉马的力 C．?马拉车的力一定等于车拉马的力 D．?马拉车的力等于车拉马的力跟地面与车的摩擦力之和 7．有关超重和失重，以下说法中正确的是（） A．物体处于超重状态时，所受重力增大，处于失重状态时，所受重力减小 B．斜上抛的木箱中的物体处于完全失重状态 C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机必定处于下降过程 D．在月球表面行走的人处于失重状态 8．如图2所示，一个自由下落的小球，从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短 的过程中，小球的速度和所受合外力的变化情况为（） A、速度一直变小直到零 B、速度先变大，然后变小直到为零 C、合外力一直变小，方向向上 D、合外力先变小后变大，方向先向下后向上 图2 《牛顿第三定律》教案 一、教学目标 （一）、知识与技能 1．理解力的作用是相互的，并能认识作用力和反作用力的关系。 2．理解牛顿第三定律，能运用牛顿第三定律解决有关的实际问题。 3．能区分平衡力和作用力与反作用力。 （二）、过程与方法 1、体验物理过程，加深对物理概念和规律的理解 2、学习对物理现象进行合理的猜想并能自主探究、验证猜想 （三）、情感态度与价值观 培养学生探究日常生活中有关的物理学问题，并将物理知识应用于实际生活的意识。 二、主要的教学过程 由拔河图片引入新课…………. (一)力的作用是相互的 1、从力的概念我们已经知道力的作用是相互的，有受力物体必有施力物体，那 么两物体相互作用之间存在怎样的关系是我们加深对力的概念的理解所必须探讨的问题。今天我们就一块来研究两个物体间发生相互作用的一种规律，那么如何分析研究这种规律呢？这种规律在实际生活中又有怎么样的应用呢？ 2、先进行一个小游戏：实验1．两个同学站在讲台前，相互对推，结果看到两个 同学都往后仰。试验2：一个同学不动，另外一个同学用力，两个同学还是往后仰（采访其中不动的同学，，有没有感受到另外的同学对你的作用？）然后再让这位同学对调，再重复以上试验，再采访其中一个同学，这时知道你对另一同学有力的作用时，同时你也会受到另一同学的作用。 那么是不是所有的事例都是相互的呢？我们不防从生活中举出一些例子来。 （1）、鼓掌时，左右两手相互作用，产生声音 （2）、提问一个踢过球的同学（踢球的时候脚踢了球或头顶了球，同时球也会给你一个作用力）。 （3）、人登船上岸，发生了什么现象呢？视频展示 3、请同学进行总结：（物体间力的作用是相互的）． 当一个物体对另一个物体施加力的作用时，这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用，我们把这个过程中出现的两个力分别叫做作用力和反作用力（作用力和反作用力是可以互换的）． （二）、探究作用力与反作用力的关系 1、两个同学为一组，每组有两个弹簧秤，通过两个弹簧秤对拉来探究作用力 与反作用力的关系。请带着以下问题来探究： （1）是否先有作用力，后有反作用力？ 我的猜想是：。 （2）这两个力的性质是否相同？ 我的猜想是：。 （3）这两个力的受力物体是否相同？ 我的猜想是：。 高考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．某物理兴趣小组设计了一个货物传送装置模型，如图所示。水平面左端A 处有一固定挡板，连接一轻弹簧，右端B 处与一倾角37o θ=的传送带平滑衔接。传送带BC 间距 0.8L m =，以01/v m s =顺时针运转。两个转动轮O 1、O 2的半径均为0.08r m =，半径 O 1B 、O 2C 均与传送带上表面垂直。用力将一个质量为1m kg =的小滑块（可视为质点）向左压弹簧至位置K ，撤去外力由静止释放滑块，最终使滑块恰好能从C 点抛出（即滑块在C 点所受弹力恰为零）。已知传送带与滑块间动摩擦因数0.75μ=，释放滑块时弹簧的弹性势能为1J ，重力加速度g 取210/m s ，cos370.8=o ，sin 370.6=o ，不考虑滑块在水平面和传送带衔接处的能量损失。求： （1）滑块到达B 时的速度大小及滑块在传送带上的运动时间 （2）滑块在水平面上克服摩擦所做的功 【答案】（1）1s （2）0.68J 【解析】 【详解】 解：(1)滑块恰能从C 点抛出，在C 点处所受弹力为零，可得：2 v mgcos θm r = 解得： v 0.8m /s = 对滑块在传送带上的分析可知：mgsin θμmgcos θ= 故滑块在传送带上做匀速直线运动，故滑块到达B 时的速度为：v 0.8m /s = 滑块在传送带上运动时间：L t v = 解得：t 1s = (2)滑块从K 至B 的过程，由动能定理可知：2f 1 W W mv 2 -=弹 根据功能关系有： p W E =弹 解得：f W 0.68J = 3．如图所示，传送带的倾角θ=37°，上、下两个轮子间的距离L=3m ，传送带以v 0=2m/s 的速度沿顺时针方向匀速运动．一质量m=2kg 的小物块从传送带中点处以v 1=1m/s 的初速度沿传送带向下滑动．已知小物块可视为质点，与传送带间的动摩擦因数μ=0.8，小物块在传送带上滑动会留下滑痕，传送带两个轮子的大小忽略不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g 取10m/s 2．求高考物理专题汇编物理牛顿运动定律的应用(一)及解析
牛顿运动定律的应用学案
高考物理牛顿运动定律试题经典及解析
《作用力和反作用力》教学案例
牛顿运动定律学案一
作用力功与反作用力功的区别与联系
最新高考物理牛顿运动定律练习题
导学案：牛顿运动定律的应用
《作用力与反作用力》教案 (1)
高考物理牛顿运动定律练习题及解析
牛顿运动定律习题课导学案
高考物理牛顿运动定律专项训练及答案.doc
作用力和反作用力
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)
大学物理题库第二章牛顿运动定律.doc
高考物理牛顿运动定律真题汇编(含答案)
高中牛顿运动定律复习学案教案
作用力与反作用力教案
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)
相关主题
文本预览