C单元 牛顿运动定律
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初中物理牛顿三大定律在初中物理的学习中,牛顿三大定律是极其重要的基础知识,它们为我们理解物体的运动和相互作用提供了关键的理论框架。
牛顿第一定律,也被称为惯性定律,其内容是:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
简单来说,就是如果一个物体原本是静止的,没有受到力的作用,它就会一直保持静止;如果一个物体原本在做匀速直线运动,没有受到力的作用,它就会一直以这个速度和方向运动下去。
惯性定律告诉我们,物体具有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。
比如,在一辆行驶的汽车突然刹车时,乘客会因为惯性向前倾倒。
牛顿第二定律是:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且加速度的方向跟作用力的方向相同。
这个定律可以用一个公式来表示:F = ma ,其中 F 表示作用力,m 表示物体的质量,a 表示加速度。
这意味着,当对一个物体施加更大的力时,它的加速度就会更大;而物体的质量越大,要产生相同的加速度,就需要更大的力。
例如,推动一辆空车比推动一辆装满货物的车要容易得多,因为空车的质量小,相同的力作用下产生的加速度大。
牛顿第三定律指出:两个物体之间的作用力和反作用力,总是大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。
比如说,当你用力推墙时,墙也会对你施加一个大小相等、方向相反的力。
你推墙的力就是作用力,墙对你的反作用力会让你感觉到自己无法推动墙。
又比如,火箭能够升空,是因为火箭向下喷射高温高压的气体,这些气体给火箭一个向上的反作用力,推动火箭向上飞行。
在日常生活中,牛顿三大定律无处不在。
当我们踢足球时,脚对足球施加的力使足球获得加速度,从而改变其运动状态,这是牛顿第二定律的体现。
而足球在空中飞行时,由于没有水平方向的力作用,会保持水平方向的匀速直线运动,直到受到空气阻力等外力影响,这又符合牛顿第一定律。
当足球撞击球门柱反弹回来,球门柱给足球一个反作用力,这反映了牛顿第三定律。
在交通运输方面,牛顿定律也发挥着重要作用。
高中物理牛顿三大定律1. 引言大家好,今天我们来聊聊牛顿三大定律。
这些定律就像是物理界的“三驾马车”,带着我们走进了力和运动的奇妙世界。
提到牛顿,大家可能会想起那个苹果,从树上掉下来,碰巧砸到了他的头,虽然这个故事有点夸张,但可见牛顿在科学史上的地位有多重要。
他的定律可不是随便说说的,而是我们理解自然规律的基础,没错,就是这么重要!2. 牛顿第一定律2.1 静止与运动的“懒散”首先,让我们从牛顿的第一定律说起。
这个定律也被称为惯性定律,简单来说,就是“物体要么静止,要么匀速直线运动,除非有外力作用。
”你可以把它想象成一个懒得动的朋友。
比如说,你躺在沙发上追剧,谁也别想让你起来,除非有外力,比如外卖到了,或者电视坏了,那你才会被迫动一下。
再说说运动的物体。
如果一辆车在平坦的路上开,司机松开油门,车子会继续向前滑行一段时间,直到摩擦力把它停下来。
这就是惯性在作怪,运动的物体也不想停下来呢!2.2 外力的重要性牛顿第一定律的另一个有趣之处在于,外力的作用可真是“不可或缺”。
想象一下,假如你在一个无摩擦的冰面上滑行,那感觉就像在滑冰场上飞翔,简直太爽了。
但是,一旦碰到墙壁,你就得乖乖停下来,这就是外力的作用。
牛顿告诉我们,任何事情都不能凭空发生,总有力量在背后推动,或者拉着你回来。
3. 牛顿第二定律3.1 力与加速度的关系接下来,我们聊聊牛顿的第二定律。
这条定律可以用一个简单的公式来表达:F=ma,力等于质量乘以加速度。
听起来有点复杂,但其实很简单,假如你想把一辆重重的车推起来,肯定得使出吃奶的力气,不然你就像个在沙滩上堆沙堡的孩子,怎么也推不动。
想象一下,你和朋友在操场上玩推车比赛,你们分别有不同的体重。
你朋友体重较轻,推得车很快,而你推得慢,因为你更重。
这个就是质量和加速度之间的关系,质量越大,加速度越小,当然了,前提是你使出的力是一样的!3.2 实际应用牛顿第二定律在我们的生活中无处不在。
比如,汽车加速时,油门踩得越狠,车子跑得越快;而如果你带着沉重的书包跑步,可能就会觉得“哎呀,我是不是在跑马拉松?”这就是力和质量的对抗,牛顿在这里也是个“生活观察家”,给我们指出了关键的关系。
牛顿运动定律是物理学中最基础的定律之一,由英国物理学家牛顿提出。
它包含了三条定律,分别如下:
1.牛顿第一定律:若一物体没有受到外力作用,则它保持相对静止或匀速直线运动。
2.牛顿第二定律:一物体受到外力作用,则它的加速度与外力成正比,方向与外力的
方向相同。
3.牛顿第三定律:若一物体向另一物体施加外力,则另一物体也会向这个物体施加一
个大小相等且方向相反的外力。
描述了物体运动的基本规律,在研究物体运动时非常重要。
牛顿运动定律也被称为牛顿动力学定律,是研究物体运动的基础。
它的应用范围很广,几乎涵盖了整个物理学的范畴,在生活中也有广泛的应用。
牛顿运动定律高中物理知识点牛顿运动定律高中物理知识点一旦进入高中的学习后,很多人就会感觉学习压力逐渐增加。
作为高中生,应该怎样学习才能有效提高学习效率呢?下面给大家整理了牛顿运动定律的知识点,大家可以用来参考,希望可以帮助大家。
牛顿运动定律★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运动状态为止.(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.(2)定律说明了任何物体都有惯性.(3)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新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律.(4)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.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.(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.因此说,人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度.★★★★3.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,表达式F 合=ma(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,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)对牛顿第二定律的数学表达式 F 合=ma,F 合是力,ma 是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力.(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.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,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.(4)牛顿第二定律F 合=ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F 合的方向总是一致的.F 合可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解.4. ★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.(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失.(2)作用力和反作用力总是同种性质的力.(3)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,不可叠加.5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.6.超重和失重(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力F N (或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即F N =mg+ma.(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg.即FN=mg-ma.当a=g时F N =0,物体处于完全失重.(3)对超重和失重的理解应当注意的问题①不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力.②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.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重.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、液体柱不再产生压强等.7、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力。
牛顿运动定律知识点归纳牛顿运动定律知识点一:牛顿第一定律1、内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.2、理解:①它说明了一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质.质量是物体惯性大小的量度(惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关).②它揭示了力与运动的关系:力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因,而不是维持运动的原因。
③它是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证.牛顿运动定律知识点二:牛顿第二定律1、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、理解:①瞬时性:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失.②矢量性:加速度的方向与合外力的方向相同。
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的。
牛顿运动定律知识点三:牛顿第三定律1内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.2理解:①作用力和反作用力的同时性.它们是同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力.②作用力和反作用力的性质相同.即作用力和反作用力是属同种性质的力.③作用力和反作用力的相互依赖性:它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提.④作用力和反作用力的不可叠加性.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,两力的作用效果不能相互抵消.3、牛顿运动定律的适用范围: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.4、易错现象:(1)错误地认为惯性与物体的速度有关,速度越大惯性越大,速度越小惯性越小;另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。
牛顿三大定律高中物理1. 牛顿三大定律简介说到牛顿三大定律,大家可能第一反应就是“这是什么东西呀?”其实,这可是物理学的基石之一,是老牛顿大爷对我们这个世界的观察和总结,简直是人类智慧的结晶啊!简单来说,牛顿定律就像我们生活中的一些原则,告诉我们物体是怎么运动的,为什么会停下来,以及它们是怎么相互作用的。
嘿,听起来是不是挺高大上的?不过别担心,我会把这些复杂的理论给你讲得轻松又有趣!1.1 第一条定律:惯性定律首先,我们得聊聊牛顿的第一条定律,俗称“惯性定律”。
它的意思是:如果没有外力作用,静止的物体会一直静止下去,而运动的物体会继续保持匀速直线运动。
简单点说,懒洋洋的你要是躺在沙发上,不想动,那就没外力的话你绝对不会动!就像你在看电视剧的时候,电视一开,没准就能一直盯着屏幕,直到那部剧完结。
这条定律可以用一句话总结:“不动就不动,动了就不停!”这个定律也正是让我们在生活中感受到的那种“哎呀,我又被沙发吸引住了”的懒惰情绪。
比如你坐公交车,突然刹车,身体向前倾,那就是因为你的身体想保持原来的运动状态,嘿,这可不是你脑袋坏了,而是牛顿的定律在作祟呢!1.2 第二条定律:加速度定律接下来,我们聊聊牛顿的第二条定律。
这个定律告诉我们,物体的加速度和施加在它上面的外力成正比,而和它的质量成反比。
换句话说,F=ma(力等于质量乘以加速度)。
你可能会想,这公式有什么用?其实,它能解释很多生活中的现象呢!想象一下,你和朋友在公园里玩推人。
你轻轻一推,他可能只是晃了晃;但如果你使劲一推,那他可就飞了起来!这就是力的作用。
再说说质量,质量越大,推得越费劲。
就像推一辆车,轻松推着玩具车,但推一辆重的SUV,那得有多费力啊!这就是生活中的牛顿定律在发挥作用,你可得好好记住了!2. 牛顿第三定律:作用与反作用最后,我们要聊的是牛顿的第三条定律。
这条定律可真是个有趣的家伙,听着啊,它说的是“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。
牛顿三大定律公式及定义嘿,咱今天就来好好聊聊牛顿的三大定律!这可真是物理学中的超级大宝贝。
先来说说牛顿第一定律,也叫惯性定律。
它说的是,任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
这就好比一辆在平地上滑行的滑板车,如果没有摩擦力或者其他外力来阻挡它,它就会一直滑下去。
我想起之前看到的一个有趣场景,在公园里有个小朋友在玩滑梯。
他从滑梯上滑下来后,想继续往前跑,结果没跑几步就因为惯性往前冲了几步,差点摔倒。
这其实就是惯性在起作用啦。
再看牛顿第二定律,这个公式是F = ma ,力等于质量乘以加速度。
简单来说,就是你给一个物体施加的力越大,它的加速度就越大;物体的质量越大,要让它获得相同的加速度,需要施加的力也就越大。
有一次我在马路上看到一辆小汽车和一辆大货车,在绿灯亮起的瞬间同时启动。
小汽车一下子就冲了出去,而大货车启动就慢得多。
这就是因为大货车的质量大得多,要获得相同的加速度,需要更大的牵引力。
最后是牛顿第三定律,相互作用的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,且作用在同一条直线上。
这就像你用力推墙,墙也会给你一个大小相等、方向相反的反作用力。
记得有一次我和朋友一起玩跷跷板,我用力往下压,跷跷板的另一头就会把朋友高高地跷起来,而朋友往下压的时候,我也会被高高地跷起。
这就是牛顿第三定律在生活中的体现。
在我们的日常生活中,牛顿三大定律无处不在。
比如我们骑自行车,当我们用力蹬脚踏板时,就是在给自行车施加一个向前的力,从而让自行车加速前进。
而当我们刹车时,刹车装置给车轮一个摩擦力,让车轮减速,从而使整个自行车停下来。
在体育运动中,牛顿三大定律也发挥着重要作用。
像跳远运动员起跳时,脚用力蹬地,地面给运动员一个反作用力,让运动员跳得更远。
甚至在航天领域,牛顿三大定律更是至关重要。
火箭发射时,燃料燃烧产生的强大推力,推动火箭克服地球引力飞向太空。
总之,牛顿三大定律是物理学的基石,它们不仅在科学研究中有着重要的地位,也深深影响着我们的日常生活。
细线 hC 单元 牛顿运动定律目录C 单元 牛顿运动定律 (1)C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律 (1)C2 牛顿第二定律 单位制 (1)C3 超重和失重 (2)C4 实验:验证牛顿定律 (2)C5 牛顿运动定律综合 (3)答案与 (5)C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律 (5)C2 牛顿第二定律 单位制 (5)C3 超重和失重 (5)C4 实验:验证牛顿定律 (5)C5 牛顿运动定律综合 (5)C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律(2014·浙江宁波效实中学高一下学期期末)1. 关于物体的惯性,下列说法正确的是( )A .质量就是惯性B .物体运动遵循牛顿第一定律,是因为物体有惯性C .一人飞跑时不易被别人挡住,是因为飞跑时的惯性要比走路时大D .从受一定牵引力作用下的汽车上不断卸下货物,汽车速度的变化不断加快C2 牛顿第二定律 单位制(2014·吉林一中高一三月月考)1. 如图所示,弹簧被质量为m 的小球压缩,小球与弹簧不粘连且离地面的高度为h ,静止时细线与竖直墙的夹角为错误!未找到引用源。
,不计空气阻力。
现将拉住小球的细线烧断,则关于小球以后的说法正确的是( )A .直线运动B .曲线运动C .绳子烧断瞬间的加速度为gD .落地时的动能等于mgh(2014·陕西西安铁一中、铁一中国际合作学校高二下学期第二次月考) 2. 在光滑水平面上,有一个物体同时受到两个水平力F 1与F 2的作用,在第1s 内物体保持静止状态。
若力F 1、F 2随时间的变化如图所示。
则物体 ( )A .在第2s 内做加速运动,加速度大小逐渐减小,速度逐渐增大B .在第3s 内做加速运动,加速度大小逐渐增大,速度逐渐增大C .在第4s 内做加速运动,加速度大小逐渐增大,速度逐渐增大D .在第5s 末加速度为零,运动方向与F 1方向相反(2014·重庆一中高一下学期期末)3. 如图所示,在以速度v 逆时针匀速转动的、与水平方向倾角为θ的足够长的传送带的上端轻轻放置一个质量为m 的小木块,小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ(μ<tan θ),则下列图象中能够客观反映出小木块的速度随时间变化关系的是( )(2014·浙江宁波效实中学高一下学期期末)4. 质量为10 t 的机车从停车场出发,经225m 后,速度达到54km/h ,此时,司机关闭发动机,让机车进站,机车又行驶125m 才停在站上。
牛顿运动定律与动量守恒知识点总结在物理学的殿堂中,牛顿运动定律和动量守恒定律无疑是两颗璀璨的明珠。
它们不仅是理解物体运动和相互作用的基石,也是解决众多物理问题的有力工具。
接下来,让我们一同深入探索这两个重要的知识点。
一、牛顿运动定律1、牛顿第一定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律。
它指出:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到外力迫使它改变这种状态为止。
这意味着物体具有保持其运动状态不变的特性,即惯性。
惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
例如,在一辆行驶的公交车上,如果突然刹车,乘客会向前倾。
这是因为乘客原本具有向前的运动惯性,而刹车的外力改变了车的运动状态,但乘客的身体由于惯性仍要保持原来的运动状态。
2、牛顿第二定律牛顿第二定律揭示了力与物体运动状态变化之间的定量关系。
其表达式为 F = ma,其中 F 表示作用在物体上的合力,m 是物体的质量,a 是物体的加速度。
这一定律表明,当物体受到外力作用时,它会产生加速度,且加速度的大小与合力成正比,与物体的质量成反比。
以举重运动员举起杠铃为例,运动员施加的力越大,杠铃的加速度就越大;而相同的力作用在更重的杠铃上,产生的加速度就会较小。
3、牛顿第三定律牛顿第三定律阐述了物体之间相互作用的规律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上。
这一定律强调了力的相互性,即任何一个力都有其对应的反作用力。
比如,当你用力推墙时,墙也会以同样大小的力推你。
你推墙的力是作用力,墙对你的反作用力会让你感受到无法推动墙。
二、动量守恒定律1、动量的定义动量(p)被定义为物体的质量(m)与速度(v)的乘积,即 p =mv。
动量是一个矢量,其方向与速度的方向相同。
2、动量守恒定律的内容如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。
例如,在光滑水平面上做相向运动的两个小球,它们的质量分别为m1 和 m2,速度分别为 v1 和 v2。
C单元牛顿运动定律C1 牛顿第一定律、牛顿第三定律14.C1[2012·课标全国卷] 伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础.早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是()A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力的作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动14.AD[解析] 惯性是物体抵抗运动状态变化而保持静止或匀速直线运动状态的性质,A正确;没有力的作用,物体将处于静止或匀速直线运动状态,B错误;行星在圆形轨道上保持匀速率运动的原因是行星受到地球的万有引力作用,不是由于惯性,C错误;运动物体如果没有受到力的作用,将一直匀速直线运动下去,D正确.C2 牛顿第二定律单位制21.C2、D1、E2[2012·福建卷] 如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边.已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为v0,小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1,A、B两点间距离为d(1)小船从A点运动到B f(2)小船经过B点时的速度大小v1;(3)小船经过B点时的加速度大小a.21.[解析] (1)小船从A点运动到B点克服阻力做功W f=fd①(2)小船从A点运动到B点,电动机牵引绳对小船做功W=Pt1②由动能定理有W-W f=12m v21-12m v20③由①②③式解得v1=v20+2m(Pt1-fd)④(3)设小船经过B点时绳的拉力大小为F,绳与水平方向夹角为θ,电动机牵引绳的速度大小为u,则P=Fu⑤u=v1cosθ⑥由牛顿第二定律有F cosθ-f=ma⑦由④⑤⑥⑦式解得a=Pm2v20+2m(Pt1-fd)-fm17.C2[2012·安徽卷] 如图4a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F图4则()A .物块可能匀速下滑B .物块仍以加速度a 匀加速下滑C .物块将以大于a 的加速度匀加速下滑D .物块将以小于a 的加速度匀加速下滑17.C [解析] 不施加F 时,由牛顿第二定律有:mg sin θ-μmg cos θ=ma ,解得a =g sin θ-μg cos θ;施加F 后,相当于物体的重力增加了F ,而质量无变化,又由牛顿第二定律有:(F +mg )sin θ-μ(F +mg )cos θ=ma ′,解得a ′=⎝⎛⎭⎫F mg +1(g sin θ-μg cos θ),所以加速度变大,C 正确.C3 超重和失重C4 实验:验证牛顿定律23.C4[2012·全国卷] 图6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50 Hz 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探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.(1)完成下列实验步骤中的填空: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,获得带有点列的纸带,在纸带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,每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 相对应加速度a .⑥以砝码的质量m 为横坐标,1a 为纵坐标,在坐标纸上作出1a-m 关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则1a与m 应成________关系(填“线性”或“非线性”). (2)完成下列填空:(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和s 3.a 可用s 1、s 3和Δt 表示为a =________.图7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=________mm 2图8(ⅲ)图8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 ,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为________,小车的质量为________.23.[答案] (1)等间距 线性(2)(ⅰ)远小于小车和砝码的总质量(“远小于小车的质量”)(ⅱ)s 3-s 12(5Δt )224.2(23.9~24.5) 47.3(47.0~47.6) 1.16(1.13~1.19) (ⅲ)1k b k[解析] (1)若小车匀速运动,则在相等的时间内运动的位移相等,所以打下的点是均匀的.小车和砝码受到的拉力等于小盘和物块的重力,根据牛顿第二定律,小车和砝码的加速度a =m 0g M +m ,1a =M m 0g +1m 0g·m ,可见1a -m 图象是一条过原点的直线. (2)(ⅰ)设绳子拉力为T ,据牛顿第二定律,对于小盘和重物:m 0g -T =m 0a ,对于小车和砝码:T =(M +m )a ,联立解得T =m 0g 1+m 0M +m,只有当M +m ≫m 0时,T ≈m 0g ,绳子的拉力才是常数.(ⅱ)根据逐差法,s 2-s 1=Δs =a (5Δt )2,s 3-s 2=Δs =a (5Δt )2,所以s 3-s 1=2Δs =2a (5Δt )2,得a =s 3-s 12(5Δt )2. (ⅲ)从关系式1a =M m 0g +1m 0g ·m 可以看出,1a -m 图象的斜率k =1m 0g,所以绳子拉力m 0g =1k ,图象纵轴截距的意义是M m 0g =b ,则M =b k.21.Ⅰ.C4[2012·安徽卷] 图10为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的质量为 m ,小车和砝码的总质量为M .实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的)A .将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m 的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B .将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C .将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m 和M 的选取,以下最合理的一组是( )A .M =200 g ,m =10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 gB .M =200 g ,m =20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 gC .M =400 g ,m =10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 gD .M =400 g ,m =20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g(3)图11是实验中得到的一条纸带,A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为:s AB =4.22 cm 、s BC =4.65 cm 、s CD =5.08 cm 、s DE =5.49 cm 、s EF =5.91 cm 、s FG =6.34 cm.已知打点计时器的2(结果保留2位有效数字).1121.Ⅰ.[答案] (1)B (2)C (3)0.42[解析] (1)本实验应先平衡摩擦力,将长木板一端垫起适当的高度,轻推小车后,小车能匀速运动即说明摩擦力已平衡,同时判断小车的运动是否是匀速运动时,应根据纸带上的打点情况,而不能靠用眼观察小车运动.(2)本实验应保证砂和砂桶的总质量m 远远小于小车和砝码的总质量M ,所以C 项最符合题意.(3)采用逐差法求解,可得a =s DE +s EF +s FG -s AB -s BC -s CD 3(5T )2=0.42 m/s 2.C5 牛顿运动定律综合8.C5 [2012·天津卷] 如图甲所示,静止在水平地面的物块A ,受到水平向右的拉力F 作用,F 与时间t 的关系如图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值f m 与滑动摩擦力大小相等,则( )甲 乙A .0~t 1时间内F 的功率逐渐增大B .t 2时刻物块A 的加速度最大C .t 2时刻后物块A 做反向运动D .t 3时刻物块A 的动能最大8.BD [解析] 0~t 1时间内拉力F 小于最大静摩擦力f m ,物块处于静止状态,F 的功率为零,选项A 错误;t 1~t 2时间拉力F 逐渐增大,物块的加速度a =F -f m m也逐渐增大,t 2时刻物块的加速度最大,选项B 正确;t 2~t 3时间内,虽然拉力F 逐渐减小,但仍然大于f m ,所以物块继续沿F 的方向做加速运动(加速度逐渐减小),选项C 错误;t 3时刻之后拉力F 小于滑动摩擦力f m ,物块从t 3时刻开始做减速运动,选项D 正确.4.C5[2012·江苏卷] 将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系的图象,可能正确的是( )A BC D图24.C [解析] 皮球在上升过程中做减速运动,速度越来越小,所受的阻力越来越小,因此受到的合外力越来越小,加速度越来越小,速度减小到0,而加速度大小减小到重力加速度g ,C 图正确.5.C5[2012·江苏卷] 如图所示,一夹子夹住木块,在力F 作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m 、M ,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f .若木块不滑动,力F 的最大值是( )图3 A.2f (m +M )MB.2f (m +M )mC.2f (m +M )M-(m +M )g D.2f (m +M )m+(m +M )g 5.A [解析] 当木块所受的摩擦力最大时加速度最大,力F 最大,对木块分析可得2f -Mg =Ma ,对夹子和木块两个物体的整体进行分析可得F -(M +m )g =(M +m )a ,联立两式可求得F =2f (M +m )M,A 项正确.23.C5[2012·浙江卷] 为了研究鱼所受水的阻力与其形状的关系,小明同学用石蜡做成两条质量均为m 、形状不同的“A 鱼”和“B 鱼”,如图所示.在高出水面H 处分别静止释放“A 鱼”和“B 鱼”,“A 鱼”竖直下潜h A 后速度减为零,“B 鱼”竖直下潜h B 后速度减为零.“鱼”在水中运动时,除受重力外,还受浮力和水的阻力.已知“鱼”在水中所受浮力是其重力的109倍,重力加速度为g ,“鱼”运动的位移值远大于“鱼”的长度.假设“鱼”运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计.求:(1)“A 鱼”入水瞬间的速度v A 1;(2)“A 鱼”在水中运动时所受阻力f A .(3)“A 鱼”与“B 鱼”在水中运动时所受阻力之比f A ∶f B .23.[解析] (1)“A 鱼”在入水前做自由落体运动,有v 2A 1-0=2gH得:v A 1=2gH(2)“A 鱼”在水中运动时受重力、浮力和阻力的作用,做匀减速运动,设加速度为a A ,有F 合=F 浮+f A -mgF 合=ma A0-v 2A 1=-2a A h A由题意:F 浮=109mg综合上述各式,得f A =mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫H h A -19 (3)考虑到“B 鱼”的受力、运动情况与“A 鱼”相似,有f B =mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫H h B -19 解得f A f B=h B (9H -h A )h A (9H -h B )25.C5 [2012·重庆卷] 某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为s .比赛时.某同学将球置于球拍中心,以大小为a 的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v 0时,再以v 0做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如图所示,设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m ,重力加速度为g .(1)(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v 变化的关系式;(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v 0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r 的下边沿掉落,求β应满足的条件.25.[解析] (1)在匀速运动阶段,有mg tan θ0=k v 0得k =mg tan θ0v 0(2)加速阶段,设球拍对球的支持力为N ′,有N ′sin θ-k v =maN ′cos θ=mg得tan θ=a g +v v 0tan θ0(3)以速度v 0匀速运动时,设空气阻力与重力的合力为F ,有F =mg cos θ0球拍倾角为θ0+β时,空气阻力与重力的合力不变,设球沿球拍面下滑的加速度大小为a ′,有F sin β=ma ′设匀速跑阶段所用时间为t ,有t =s v 0-v 02a 球不从球拍上掉落的条件12a ′t 2≤r得sin β≤2r cos θ0g ⎝ ⎛⎭⎪⎫s v 0-v 02a 223.C5 [2012·北京卷] 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.已知电梯在t =0时由静止开始上升,a -t 图象如图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10 m/s 2.(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F 1和最小拉力F 2;(2)类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由v -t 图象求位移的方法.请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示的a -t 图象,求电梯在第1 s 内的速度改变量Δv 1和第2 s 末的速度v 2;(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P ;再求在0~11 s 时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W .图1 图223.[解析] (1)由牛顿第二定律,有F -mg =ma由a -t 图象可知,F 1和F 2对应的加速度分别是a 1=1.0 m/s 2,a 2=-1.0 m/s 2 F 1=m (g +a 1)=2.0×103×(10+1.0) N =2.2×104 NF 2=m (g +a 2)=2.0×103×(10-1.0) N =1.8×104 N(2)类比可得,所求速度变化量等于第1 s 内a -t 图线下的面积Δv 1=0.50 m/s同理可得Δv 2=v 2-v 0=1.5 m/sv 0=0,第2 s 末的速率v 2=1.5 m/s(3)由a -t 图象可知,11 s ~30 s 内速率最大,其值等于0~11 s 内a -t 图线下的面积,有v m =10 m/s此时电梯做匀速运动,拉力F 等于重力mg ,所求功率P =F v m =mg v m =2.0×103×10×10 W =2.0×105 W由动能定理,总功12m v 2m-0=12×2.0×103×102 J=1.0×105 JW=E k2-E k1=。