高三物理第一轮复习 专题 牛顿运动定律的运用
- 格式:ppt
- 大小:1001.50 KB
- 文档页数:26
高三物理一轮复习专题专题(一): 牛顿运动定律专题:一、牛顿第二定律的瞬时性 .求解瞬时加速度的一般思路1.如图7,质量为1.5 kg 的物体A 静止在竖直的轻弹簧上,质量为0.5 kg 的物体B 由细线悬挂在天花板上,B 与A 刚好接触但不挤压。
现突然将细线剪断,则剪断后瞬间A 、B 间的作用力大小为(g 取10 m/s 2)( )图7A.0B.2.5 NC.5 ND.3.75 N2.(多选)如图8所示,A 、B 、C 三球的质量均为m ,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A 球相连,A 、B 间由一轻质细线连接,B 、C 间由一轻杆相连。
倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,弹簧、细线与轻杆均平行于斜面,初始系统处于静止状态,细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )图8 A.A 球的加速度沿斜面向上,大小为g sin θ B.C 球的受力情况未变,加速度为0 C.B 、C 两球的加速度均沿斜面向下,大小均为g sin θ D.B 、C 之间杆的弹力大小为0 3、如图所示,质量均为m 的A 、B 两球由轻质弹簧相连,在恒力F 作用下,以大小为a 的加速度竖直向上做匀加速运动,突然撤除恒力的瞬间,A 、B 的加速度大小分别为( ) A.a A =a B =a B.a A =2g+a,a B =a C.a A =a B =g D.a A =2g+a,a B =0变式:4.如图3所示,质量为M 的吊篮P 通过细绳悬挂在天花板上,物块A 、B 、C 质量均为m ,B 、C 叠放在一起,物块B 固定在轻质弹簧上端,弹簧下端与A 物块相连,三物块均处于静止状态,弹簧的劲度系数为k (弹簧始终在弹性限度内),下列说法正确的是( )图3A.静止时,弹簧的形变量为mgk B.剪断细绳瞬间,C 物块处于超重状态C.剪断细绳瞬间,A 物块与吊篮P 分离D.剪断细绳瞬间,吊篮P 的加速度大小为(M +3m )gM +m5.如图所示,小车板面上的物体质量为m=8kg ,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N .现沿水平向左的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到1m/s 2,此后以1m/s 2的加速度向左做匀加速直线运动.在此过程中,以下说法正确的是( )A .当小车加速度(向左)为0.75m/s 2时,物体不受摩擦力作用B .小车以1m/s 2的加速度(向左)做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为8N C .物体受到的摩擦力先减小后增大,先向右后向左D .物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化二、动力学中的图象问题常见的动力学图象v -t 图象、a -t 图象、F -t 图象、F -a 图象等。
牛顿运动定律的运用复习训练(传送带、板块模型)一、单选题1.如图所示,长木板放置在水平面上,一小物块置于长木板的中央,长木板和物块质量均为m ,物块与木板间的动摩擦因数为μ,木板与水平面间的动摩擦因数为4μ,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g ,现对物块施加一水平向右的拉力F ,则木板加速度大小a 可能是( )A .a=μgB .a=12μg C .a=23μg D .a=35μg 2.如图所示,在光滑平面上有一静止小车,小车上静止地放置着一小物块,物块和小车间的动摩擦因数为0.3μ=,用水平恒力F 拉动小车,物块的加速度和小车的加速度分别为1a 、2a 。
当水平恒力F 取不同值时,1a 与2a 的值可能为(当地重力加速度g 取210m/s )( )A .212m/s a =,223m/s a =B .213m/s a =,225m/s a =C .213m/s a =,222m/s a =D .215m/s a =,223m/s a =3.如图甲所示,一质量为M 的足够长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m 的小滑块。
当木板受到随时间t 变化的水平拉力F 作用时,用传感器测出长木板的加速度a 与水平拉力F 的关系如图乙所示,取g=10m/s 2,则通过分析计算可得( )A .滑块与木板之间的滑动摩擦因数为0.2B .当F=8N 时,滑块的加速度为1m/s 2C .木板的质量为2kg ,滑块的质量为1kgD .若拉力作用在小滑块m 上,当F=9N 时滑块的加速度为2m/s 24.如图所示,在光滑水平面上有一质量为m 1的足够长的木板,其上叠放一质量为m 2的木块.假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等.现给木块施加一随时间t 增大的水平力F=kt (k 是常数),木板和木块加速度的大小分别为a 1和a 2.下列反映a 1和a 2变化的图线中正确的是( )A .B .C .D .5.如图所示,一足够长、质量1kg M =的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数10.1μ=,一个质量1kg m =、大小可以忽略的铁块放在木板的右端,铁块与木板间的动摩擦因数20.4μ=,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,取210m /s g =。
第三章牛顿运动定律本章是高中物理的重点内容,是解决力学问题的三大途径之一,是物理学各分科间、物理学与其它学科间、以及物理学与生产实际相结合的重要纽带.同时还渗透了“构建物理模型”、“整体法与隔离法”、“力和运动的关系”、“临界问题”等物理学思想方法,对学好电磁学、热学等各类知识有广泛而深远的影响.可以说,牛顿定律是高中物理学的重要基石.本章及相关内容知识网络:专题一牛顿第一定律惯性【考点透析】一、本专题考点牛顿第一定律和惯性是Ⅱ类要求,既能够确切理解其含义及与其它知识的联系,能够用它解决生活中的实际问题.在高考中主要考查方向是运用牛顿第一定律的知识解释科技、生产、生活中的物理现象和进行定性判断.二、理解和掌握内容1.知识点的理解①牛顿第一定律的内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.②惯性:物体保持匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性.惯性是物体的固有属性,与物体的运动及受力情况无关.物体的惯性仅由质量决定,质量是惯性大小的量度.2.几点说明:①不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验来直接验证,它是伽利略在大量实验现象的基础上,通过思维逻辑推理(既理想实验)方法得出的.②牛顿第一定律是独立定律,不能简单认为它是牛顿第二定律在不受力时的特例,事实上,牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,描述的是物体不受外力时的运动规律.③牛顿第一定律的意义在于指出了一切物体均有惯性,指出力不是物体运动的原因而是改变物体运动状态使物体产生加速度的原因.④惯性不是力,惯性是物体保持匀速直线运动或静止状态的性质,而力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念.3.难点释疑有的同学认为“惯性与物体的运动有关,速度大惯性大,速度小惯性小”,理由是物体的速度大则不易停下,速度小则易停下.产生这种错误的原因是把“惯性大小表示运动状态改变的难易程度”错误的理解成“惯性大小表示把物体由运动变为静止的难易程度”.事实上,在受到了相同阻力情况下,有相同的质量而速度不同的物体,在相同的时间内速度减少量是相同的.这就充分说明了质量相同的物体,它们运动状态改变的难易程度——惯性是相同的,与速度大小无关.4.综合创新牛顿定律给人们定义了一种参考系:一个不受外力作用的物体在这个参考系中观察将保持静止或匀速直线运动状态,这个参考系称为惯性系.研究地面上物体的运动时,地面参考系可认为是惯性系,相对于地面做匀速直线运动的参考系,也是惯性系,相对于地面做变速运动的物体就称为非惯性系.牛顿定律只在惯性系成立.【例题精析】例1 下列关于生活中常见的现象的说法正确的是()A.运动越快的汽车越不易停下,是因为汽车运动越快,惯性越大.B.骑车的人只有静止或匀速直线运动时才有惯性.C.跳水运动员跳起后能继续上升,是因为运动员仍受到一个向上的推力D.人推车的力是改变车惯性的原因.E.汽车的牵引力是使汽车产生加速度的原因.解析:物体的惯性仅由质量决定,与物体的运动及受力情况无关,所以ABC均错.力是改变物体运动状态原因故E正确.思考与拓宽:大家不妨以“假如生活中没有了惯性”为标题展开联想,写一篇科普小论文,谈谈那将如何改变我们的生活.例2 一向右运动的车厢顶部悬挂两单摆M、N,如图3-1,某瞬时出现如图情形,由此可知,车厢运动情况及单摆相对车厢运动情况可能为()A.车匀速直线运动,M摆动,N静止B.车匀速直线运动,M摆动,N摆动C.车匀速直线运动,M静止,N摆动D.车匀加速直线运动,M静止,N静止解析:由牛顿第一定律,当车匀速直线运动时,相对车厢静止的物体其悬线应为竖直,故M正在摆动;N可能相对车厢静止,也可能恰好摆到如图位置,故选项A B正确,C错误.当车匀加速运动时,由于物体的合外力向右,不可能出现N球悬线竖直情况,故选项D错误.思考与拓宽:要正确理解牛顿第一定律,就要去除日常生活中的一些错误观点.如我们常看到的一些物体都是在推力和拉力作用下运动的,以至于我们一看到物体在运动,就认为物体必受一沿运动方向的动力,这显然是错误的.若没有阻力作用就不需要推力或牵引力,力不是维持物体运动的原因,是使物体产生加速度的原因.【能力提升】Ⅰ知识与技能1.关于一些生活中常见的现象,下列说法正确的是()A.一同学用手推不动原来静止的小车,于是说:这辆车惯性太大B.在轨道上飞行的宇宙飞船中的物体不存在惯性C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故D.静止的火车起动较慢,是因为火车静止时惯性大2.如图3-2所示,一个各面均光滑的劈形物体M,上表面水平,放在固定斜面上.在M 的水平面上放一光滑小球m.将M由静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹为()A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则的直线D.抛物线3.在水平轨道上匀速行驶的火车内,一个人向上跳起,发现仍落回原处,这是因为()A.人跳起后空气给它向前的力,带着它随火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢的地板给它向前的力,推动它随火车一起向前运动C.车继续动人落下后必定偏后些,只是由于时间很短,偏后距离很小,不明显而已D.人跳起直到落下,在水平方向始终具有和车同样的速度4.在加速上升的电梯中用绳悬挂一物体,在剪断绳的瞬间,下列说法正确的是()A.物体立即向下作自由落体运动B.物体具有向上的加速度C.物体速度为0,但具有向下的加速度D.物体具有向上的速度和向下的加速度5.如图3-3所示,一轻弹簧的一端系一物体,用手拉弹簧的另一端使弹簧和物体一起在光滑水平面上向左匀加速运动,当手突然停止时物体将()A.立即停止B.向左作变加速运动C.向左作匀速运动D.向左减速运动6.关于力和运动的关系正确的是()①.撤掉力的作用,运动的汽车最终必定停下②.在跳高过程中,运动员受到的合外力不为0,但瞬时速度可能为0③.行驶汽车的速度方向总和受力方向一致④.加速行驶火车的加速度方向总和合外力方向一致A.①③ B.②④ C.①④ D.②③Ⅱ能力与素质7.如图3-4所示,在研究性学习活动中,某同学做了个小实验:将重球系于丝线DC下,重球下再系一根同样的丝线BA,下面说法正确的是()①.在丝线A端慢慢增加拉力,结果CD先被拉断②.在丝线A端慢慢增加拉力,结果AB先被拉断③.在丝线A端突然加力一拉,结果AB被拉断④.在丝线A端突然加力一拉,结果CD被拉断A.①③ B.②④ C.①④ D.②③8.如图3-5所示,在匀加速向右行驶的车厢中,悬挂一盛油容器,从容器中依次滴下三滴油滴并均落在底板上,下列说法正确的是()A.这三滴油滴依次落在OA间,且后滴较前滴离O点远B.这三滴油滴依次落在OB间且后滴较前滴离O点近C.这三滴油滴落在OA之间同一位置D.这三滴油滴均落在O点9.伽俐略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,能更深刻地反映自然规律,伽俐略的斜面实验程序如下:(1)减小第二斜面的倾角,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,小球将滚上另一斜面(3)如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度(4)继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平面做匀速运动请按程序先后次序排列,并指出它究竟属于可靠的事实,还是通过思维过程的推论,下列选项正确的是()A.事实2→事实1→推论3→推论4 B.事实2→推论1→推论3→推论4C .事实2→推论1→推论3→推论4D .事实2→推论1→推论410.有一种车载电子仪器内部电路如图3—6所示,其中M 为一质量较大金属块,将仪器固定一辆汽车上,汽车启动时, 灯亮,原理是 .汽车刹车时, 灯亮.【拓宽研究】1.我国公安交通部门规定,从1993年7月起,在各种小型车辆的司机及前排乘座的人必须系安全带,请同学们认真分析这样规定的原因.2.2001年2月11日晚上在中央台“实话实说”节目中,为了揭露李宏志的各种歪理邪说,司马南与主持人崔永元合作表演了“铁锤砸砖”的节目.崔永元头顶8块砖,司马南用铁锤奋力击砖,结果砖被击碎,但崔永元却安然无恙.据司马南讲,他作第一次实验时头顶一块砖,结果被震昏了过去.请从物理学角度定性解释上述事实.专题二 力 加速度 速度的关系【考点透析】一、本专题考点:牛顿第二定律是Ⅱ类要求,在高考中主要考查方向①是通过分析物体的受力情况求物体的运动情况②是通过分析物体的运动情况求物体的受力情况二、理解和掌握内容1.知识点的理解 ①牛顿第二定律:物体的加速度a 与物体所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度与合外力方向相同.即 ∑F =ma当质量一定时,加速度由合外力而定,加速度与合外力保持瞬时对应的关系.②力 加速度 速度的关系:速度是描述物体运动状态的物理量,而力是改变物体运动状态即产生加速度的原因.物体受到的合外力决定了物体当时加速度的大小,而加速度的大小决定了单位时间内速度的变化量而与物体当时的速度无关.分析这类问题有两种途径:(1)分析物体受力,应用牛顿第二定律求出加速度,再由物体的初始条件,应用运动学知识求出物体的运动情况 → 任意时刻的位置、速度.②由物体运动情况,应用运动学公式求出加速度,再应用牛顿第二定律推断物体的受力情况.在上述两种情况中加速度起桥梁作用.既2.难点释疑:如图3-7所示,自由下落的小球m 下落一段距离后与轻弹簧接触,从它接触弹簧到将弹簧压缩到最短过程中:①小球的速度先增大后减小,加速度先减小后增大.②小球速度最大的位置与小球下落高度无关.③在最低点,球对弹簧压力大于2mg .解析:速度大小变化取决于加速度a 与速度V 方向的关系.两者同向时速度增大,反之则减小.而加速度由合外力而定,小球在此过程中受力如图:开始mg >kx , a = mg -kx m,合力向下,a、v同向速度增大,随x ↑,a ↓ 当mg =kx 时,a =0,此时速度最大,x=mg k ,所以速度最大位置与下落高度无关.后来kx<mg a= kx -mg m,合力向下,a与v方向相反,速度减小,随x ↑,a ↑. 由于球与弹簧共同运动可视为简谐振动,球刚触及弹簧时加速度a=g ,而此位置在平衡位置和振幅之间,由简谐振动的特点可知,球在最高点和最低点时加速度a>g ,因而在最低点球对弹簧的弹力大于2mg .思考与拓宽:①请同学们进一步思考球反弹时的a、v变化.②请同学们思考从球下落到返回的全过程,能量是如何变化的.【例题精析】例1一物体受到若干力作用而处于静止状态,若将其中一力F1逐渐减小到0而后又逐渐恢复原值过程中(其余各力保持不变)物体的加速度a及速度v变化为( ) A.a 、v均增加 B.a减小,v增加C. a先增后减,v增大 D. a v均先增后减解析:由于其它各力的合力大小为F1,方向与F1相反,故某时刻物体合外力的大小即为F1的变化量.当F1减小时加速度a增大,当F1增大时加速度a减小,但加速度a的方向始终和速度v的方向相同,故速度v一直增大.答案:C.本题关键要把握:①受多力而平衡的物体,各力间的关系特征.②合外力变化引起加速度的变化.③加速度的方向与速度变化的关系.例2 如图3-8所示,质量相同的木块A、B用轻弹簧相连,置于光滑水平面.现用一水平恒力F推A,则由开始到弹簧第一次压缩到最短的过程中()A.A、B速度相同时,加速度a A=a BB.A、B速度相同时,加速度aA< a BC.A、B加速度相同时,速度vA<vBD .A、B加速度相同时,速度VA>vB解析:开始运动时弹簧的弹力很小,加速度a A>a B,,随弹力的增大A作加速度减小的加速运动,B作加速度增大的加速运动,直到a A=a B时A的平均加速度大,故此时vA>vB..之后随a B进一步变大将出现vA=vB,故此时a A<a B.答案:BD.思考与拓宽:在分析某一运动过程时,要形成一个科学的分析习惯,即这一过程是否可划分几个不同的过程?中间的转折点在哪?转折点有何物理特征?只有找出转折点才能正确判断运动的特征.如例题1中的F1减小到0、F1又恢复到原值;例题2中的a A=a B、vA=vB 就是关键的转折点.【能力提升】Ⅰ知识与技能1.轻弹簧下挂一物体,用手提弹簧的上端,使物体向上作匀加速直线运动.若手突然停住,物体在继续上升的过程中()①.速度逐渐减小②.速度先增大后减小③.加速度逐渐减小④.加速度先减小后增大A.①③ B.②④ C.①④ D.②③2.如图3-9所示,弹簧的一端系于墙上,自由端伸长到B点,今将一小物体m系于弹簧的另一端,并将弹簧压缩到A点后释放,C为运动的最远点.物体与地面的摩擦系数恒定,当物体第二次到B时的速度大小为v0,则()①.物体由A到B速度增大,由B到C速度减小②.物体由A到B速度先增大后减小,由B到C速度减小③.物体由C到B速度先增大后减小,由B到A速度减小④.物体在整个运动过程中共有4次速度大小为v0A.①②③ B.②③④ C.①④ D.①③3.一物体受若干力作用而做匀速直线运动,若将其中一力撤掉而保持其余力不变,则()①.物体一定作匀变速运动②.物体一定作匀变速直线运动③.物体可能作匀速圆周运动④.物体可能作曲线运动A.①② B.②④ C.①④ D.①③4.若竖直上抛的物体所受的阻力和速度成正比,则物体从上抛到落回到原处的过程中()A.加速度一直减小,速度先减小后增大B.加速度一直增大,速度先减小后增大C.加速度先减小后增大,速度先减小后增大D.加速度先增大后减小,速度先减小后增大5.如图3-10所示,物体从光滑曲面Q滑下,通过一粗糙静止传送带后落于地面上P点.现起动传送带,还让物体从Q点滑下,则()一、传送带逆时针转动,物体落在P点左侧②.传送带顺时针转动,物体一定落在P点右侧③.传送带逆时针转动,物体还落在P点④.传送带顺时针转动,物体可能还落在P点A.①② B.②④ C.①④ D.③④6.给足够宽的平行金属板AB加上如图3-11所示的电压.在某时刻t将一带正电粒子放入电场中的P点,不计重力,则下列说法正确的是()一、在t=0时将粒子放入,粒子将作简谐振动B.在t=T/4时将粒子放入,粒子将作简谐振动C.在t=T/8时将粒子放入,粒子将时向B运动时向A运动最后打在B板一、在t=5T/8时将粒子放入,粒子将时向A运动时向B运动最后打在B板Ⅱ能力与素质7.在无风的天气里,雨滴在空中竖直下落,由于受到空气阻力,最后以某一恒定速度下落,这个速度通常叫做收尾速度.设空气阻力与雨滴的速度成正比,则()①.雨滴的质量越大,收尾速度越大②.雨滴收尾速度与雨滴质量无关③.雨滴收尾前做加速度减小速度增加的运动④.雨滴收尾前做加速度增加速度也增加的运动A.①② B.①③ C.①④ D.③④8.某同学作如下力学实验:如图3-12甲,有一质量为m的小车A在水平面上运动,用水平向右的拉力作用在小车A上,测得小车加速度a与拉力F之间的关系如图3-12乙所示,设向右为a的正向.则A的质量m为kg,A与水平面摩擦系数为.9.如图3-13所示,传送带与水平面夹角为37°,并以v=10m/s速度逆时针转动.在传送带的上端A处轻放一小物体,物体与传送带摩擦系数为0.5,AB距离16m,.求物体由A到下端B的时间.10.物体在流体中运动时,它将受到流体的粘滞阻力.实验发现当物体相对流体的速度不太大时,粘滞阻力F=6πηvr,式中r为小球的半径,v为小球相对流体运动的速度, η为粘滞系数,随液体的种类和温度而定.现将一半径为r=1.0mm的钢球放入常温下的甘油中,让它下落,已知钢球的密度ρ=8.5×103kg/m3,甘油的密度ρ=1.3×103kg/m3,甘油的粘滞系数η=0.80Pa·S(取g=10m/s2)求:一、钢球从静止释放后,在甘油中做什么性质的运动?(2)当钢球的加速度a=g/2时,它的速度多大?(3)钢球在甘油中下落的最大速度为多大?【拓展研究】加速度计是测定物体加速度的仪器,在现代科技中它已成为导弹、飞机、潜艇、或宇宙飞船制导系统的信息源.如图3—14为应变式加速度计原理剖析图,当系统加速时,敏感元件P下端的滑动臂在滑动变阻器R上滑动把加速信息转换成电信号.设敏感元件P的质量为m,两侧弹簧劲度系数为k,电源电动势为ε,滑动变阻器总电阻为R,有效长度为L,系统静止时滑片位于滑动变阻器中央,电压表指针恰好位于表头刻度的中央,求:一、系统的加速度a与电压表的示数U的函数关系式.(2)将电压表的刻度盘改为加速度示数后,其刻度是否均匀?(3)若电压表的指针指向满刻度的3/4位置,此时系统处于加速状态还是减速状态?加速度多大?(设向右为飞行方向)思维发散:由于导弹、飞机、潜艇、或宇宙飞船在三维空间运动,故在飞行器上装有三只加速度计,测定在三个方向上平移的加速度,在配以三只陀螺仪,就可以知道飞行器的飞行方向.如图3—15,为飞行器惯性导航系统的核心部分,它是一个悬浮在高压气体或液体中质量很大的球,球的前后左右都装有能感觉压力的压电元件,平时这些元件都与球轻微接触,当飞行器飞行平稳时,球和周围元件一起运动,任何元件都不会有异常反应,但当飞行器变速、转弯时,某个方向的元件会受到挤压输出电信号.请同学们思考一下,若飞行器沿图示加速度方向运动时,哪个压电元件会受到挤压,能否设计一个电路,将飞行器的加速度大小在电压表上显示出来.专题三、应用牛顿第二定律常用的方法【考点透析】一、本专题考点:应用牛顿第二定律解决物理问题。
第3讲牛顿运动定律的综合应用[A组基础题组]一、单项选择题1.质量为m=60 kg的同学,双手抓住单杠做引体向上,他的重心的速率随时间变化的图象如图所示。
取g=10 m/s2。
由图象可知( )A.t=0.5 s时,他的加速度为3 m/s2B.t=0.4 s时,他处于超重状态C.t=1.1 s时,他受到单杠的作用力的大小是620 ND.t=1.5 s时,他处于超重状态解析:根据速度图象的斜率表示加速度可知,t=0.5 s时他的加速度为0.3 m/s2,选项A错误。
t=0.4 s时他向上加速运动,加速度方向向上,他处于超重状态,选项B正确。
t=1.1 s 时他的加速度为0,他受到单杠的作用力的大小等于重力600 N,选项C错误。
t=1.5 s时他向上做减速运动,加速度方向向下,他处于失重状态,选项D错误。
答案:B2.(2020·高考江苏卷)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。
某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。
若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )A.F B.19F 20C.F19D.F20解析:设列车的加速度为a,每节车厢的质量为m,每节车厢受的阻力为f,对后38节车厢,由牛顿第二定律得F-38f=38ma;设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1,对后2节车厢,由牛顿第二定律得F1-2f=2ma,联立解得F1=F19,故C正确。
答案:C3.(2021·安徽皖江名校联盟高三联考)质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内,它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点,圆弧槽的半径为R,OA与水平线AB成60°角。
槽放在光滑的水平桌面上,通过细线和滑轮与重物C相连,细线始终处于水平状态。
通过实验知道,当槽的加速度很大时,小球将从槽中滚出,滑轮与绳质量都不计,要使小球不从槽中滚出,则重物C的最大质量为( )A.233m B.2mC.(3-1)m D.(3+1)m解析:小球恰好能滚出圆弧槽时,圆弧槽对小球的支持力的作用点在A点,小球受到重力和A点的支持力,合力为mgtan 60°,对小球运用牛顿第二定律可得mgtan 60°=ma,解得小球的加速度a=gtan 60°,对整体分析可得m C g=(m+m+m C)a,联立解得m C=(3+1)m,故D正确,A、B、C错误。
《牛顿运动定律的应用》讲义一、牛顿运动定律的概述牛顿运动定律是经典力学的基础,由艾萨克·牛顿在 17 世纪提出。
它包括三条定律,分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
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。
这一定律揭示了物体具有惯性,即保持原有运动状态的特性。
牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用在它上面的力以及物体的质量之间的关系。
其表达式为 F = ma,其中 F 表示合力,m 是物体的质量,a 是加速度。
这一定律表明,力是改变物体运动状态的原因,而且力越大,加速度越大;质量越大,加速度越小。
牛顿第三定律指出: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。
二、牛顿运动定律在日常生活中的应用(一)行走与跑步当我们行走或跑步时,脚向后蹬地,地面会给我们一个向前的反作用力,正是这个力推动我们前进。
根据牛顿第三定律,我们施加给地面的力和地面给我们的反作用力大小相等、方向相反。
而我们能够加速、减速或改变方向,是因为我们通过肌肉的力量改变了施加在地面上的力的大小和方向,从而改变了地面给我们的反作用力,进而改变了我们的运动状态,这也体现了牛顿第二定律。
(二)车辆的启动与制动汽车的启动是一个典型的牛顿第二定律的应用。
发动机提供的牵引力使得汽车产生向前的加速度,从而使汽车从静止开始加速运动。
而在制动时,刹车系统施加一个阻力,产生一个向后的加速度,使汽车逐渐减速直至停止。
(三)体育运动在体育运动中,牛顿运动定律也无处不在。
例如,篮球运动员投篮时,手臂对篮球施加一个力,根据牛顿第二定律,篮球获得一个加速度飞出去。
而在足球比赛中,运动员踢球的力量越大,球获得的加速度就越大,飞行的速度和距离也就越远。
(四)电梯的运行当我们乘坐电梯时,如果电梯向上加速运动,我们会感觉到身体变重,这是因为电梯对我们的支持力大于我们的重力。
专题12 牛顿运动定律的综合应用1.掌握超重、失重的概念,会分析有关超重、失重的问题。
2.学会分析临界与极值问题。
3.会进行动力学多过程问题的分析.1.超重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况.(2)产生条件:物体具有向上的加速度.2.失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况.(2)产生条件:物体具有向下的加速度.3.完全失重(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况称为完全失重现象.(2)产生条件:物体的加速度a=g,方向竖直向下.考点一超重与失重1.超重并不是重力增加了,失重并不是重力减小了,完全失重也不是重力完全消失了.在发生这些现象时,物体的重力依然存在,且不发生变化,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化).2.只要物体有向上或向下的加速度,物体就处于超重或失重状态,与物体向上运动还是向下运动无关.3.尽管物体的加速度不是在竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态.4.物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的,其大小等于ma。
★重点归纳★1.物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向,与速度的大小和方向没有关系.下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系。
加速度超重、失重视重Fa=0不超重、不失重F=mga的方向竖直向上超重F=m(g+a)a的方向竖直向下失重F=m(g-a)a =g ,竖直向下完全失重F =0特别提醒:不论是超重、失重、完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变. 2.超重和失重现象的判断“三”技巧(1)从受力的角度判断,当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时, 物体处于超重状态,小于重力时处于失重状态,等于零时处于完全失重状态. (2)从加速度的角度判断,当物体具有向上的加速度时处于超重状态,具有向下的加 速度时处于失重状态,向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态. (3)从速度变化角度判断①物体向上加速或向下减速时,超重; ②物体向下加速或向上减速时,失重.★典型案例★在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示,在这段时间内下列说法中正确的是: ( )A.晓敏同学所受的重力变小了B 。
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第三章牛顿运动定律专题13 牛顿第二定律的应用第一部分知识点精讲1. 瞬时加速度问题(1)两类模型(2). 在求解瞬时加速度时应注意的问题(i)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。
(ii)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个积累的过程,不会发生突变。
(3)求解瞬时加速度的步骤2.动力学的两类基本问题第一类:已知受力情况求物体的运动情况。
第二类:已知运动情况求物体的受力情况。
不管是哪一类动力学问题,受力分析和运动状态分析都是关键环节。
(1)解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图:作为“桥梁”的加速度,既可能需要根据已知受力求解,也可能需要根据已知运动求解。
(2)动力学两类基本问题的解题步骤(3)掌握动力学两类基本问题的“两个分析”“一个桥梁”,以及在多个运动过程之间建立“联系”。
(i )把握“两个分析”“一个桥梁”(ii)找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂,可画位置示意图确定位移之间的联系。
3.物体在五类光滑斜面上运动时间的比较第一类:等高斜面(如图1所示)由L =12 at 2,a =g sin θ,L =h sin θ可得t =1sin θ 2h g, 可知倾角越小,时间越长,图1中t 1>t 2>t 3。
第二类:同底斜面(如图2所示)由L =12 at 2,a =g sin θ,L =d cos θ可得t = 4d g sin 2θ, 可见θ=45°时时间最短,图2中t 1=t 3>t 2。
第三类:圆周内同顶端的斜面(如图3所示)在竖直面内的同一个圆周上,各斜面的顶端都在竖直圆周的最高点,底端都落在该圆周上。
由2R ·sin θ=12·g sin θ·t 2,可推得t 1=t 2=t 3。
专题03 牛顿运动定律1 .(2020 届安徽省宣城市高三第二次调研)如图所示,在水平桌面上叠放着质量均为M 的A、B 两块木板,在木板 A 的上面放着一个质量为m 的物块C,木板和物块均处于静止状态。
A、B、C 之间以及 B 与地面之间的动摩擦因数都为。
若用水平恒力 F 向右拉动木板 A (已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力),要使 A 从 C 、B 之间抽出来,则对 C 有aC=mg=gm对 B 受力分析有:受到水平向右的滑动摩擦力力,有f= μ(2M+m )g因为μ(M+m )g<μ(2M+m )g 所以 B 没有运动,加速度为0 ;所以当a A>a C 时,能够拉出,则有F mg M m g M解得F> 2μ(m+M )g,故选C2 .(2020 届福建省漳州市高三第一次教学质量检测)如图,个可以看作质点,质量为m=1kg 的物块,以沿传动带向下的速度v0 4m/s 从M 点开始沿传送带运动。
物块运动过程的部分v-t 图像如图所示,取g=10m/s 2,则()F 大小应满足的条件是(A.F (m 2M )g B.F (2m 3M )gC .F 2 (m M )gD .F (2m M )g答案】C解析】要使 A 能从C、 B 之间抽出来,则,A要相对于B、C 都滑动,所以AC 间,AB 间都是滑动摩擦力,对 A 有a A=mg M m gμ(M+m )g,B 与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦MN 是一段倾角为=30 °的传送带A .物块最终从传送带N 点离开B .传送带的速度v=1m/s ,方向沿斜面向下C .物块沿传送带下滑时的加速度a=2m/s 2D .物块与传送带间的动摩擦因数32【答案】D【解析】从图象可知,物体速度减为零后反向向上运动,最终的速度大小为1m/s ,因此没从N 点离开,并且能推出传送带斜向上运动,速度大小为1m/s ,AB 错误;v—t 图象中斜率表示加速度,可知物块沿传送带下滑时的加速度a=2.5m/s 2,C 错误;根据牛顿第二定律mg cos30o mg sin 30o ma,可得3,D 正确。