2019届高考物理一轮复习:牛顿第一定律牛顿第三定律含解析
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第一讲牛顿第一定律牛顿第三定律[A组·基础题]一、单项选择题1.关于牛顿第一定律的说法中,正确的是( )A.由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B.牛顿第一定律只是反映惯性大小的,因此也叫惯性定律C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律,因此,物体在不受力时才有惯性D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因,又揭示了运动状态改变的原因解析:根据牛顿第一定律,物体在任何时候都有惯性,故选项C错;不受力时惯性表现为使物体保持静止状态或匀速直线运动状态,故选项A错;牛顿第一定律还揭示了力与运动的关系,即力是改变物体运动状态的原因,所以选项D正确;牛顿第一定律并不能反映物体惯性的大小,故选项B错.答案:D2.(2017·山东枣庄八中期中)在“鸟巢欢乐冰雪季"期间,花样滑冰中的男运动员托举着女运动员一起滑行,对于此情景,下列说法正确的是( )A.由于男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行,所以男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力B.男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力C.女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力是一对作用力和反作用力D.男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力解析:男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行,在水平面内运动,竖直方向没有加速度,所以男运动员对女运动员的支持力等于女运动员受到的重力,故A错误.男运动员除了受到重力、冰面对他的支持力外,还受到女运动员对他的压力,三个力平衡,故B错误.女运动员对男运动员的压力与男运动员对女运动员的支持力,是一对作用力和反作用力,故C错误.男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力,故D正确.答案:D3.如图所示,物块P与木板Q叠放在水平地面上,木板Q对物块P的支持力的反作用力是( )A.物块P受到的重力B.地面对木板Q的弹力C.物块P对木板Q的压力D.地球对木板Q的吸引力解析: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,所以Q对P的支持力的反作用力是P对Q的压力,选项C正确.答案:C4.(2017·江西上饶横峰中学月考)有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风扇,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆受力而向前运动,如图所示.对于这种设计,下列说法正确的是()A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运动B.根据牛顿第三定律,这种设计不能使小车运动C.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运动D.以上说法均不正确解析:风扇向前吹出风时,风扇也受到风给的反作用力,方向向后,同时风给风帆一个向前的力;也就是说小车受到风帆给的一个向前的力,还有风扇给的一个向后的力,大小相等,方向相反,风帆和风扇都是小车的一部分,所以小车受到的合力为零,小车不能运动,所以可以通过牛顿第三定律来说明,故选B。
第三章牛顿运动定律第7讲牛顿第一、第三定律考(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)意义①指出了一切物体具有__惯性__,因此牛顿第一定律又称__惯性定律__。
②指出力不是__维持__物体运动状态的原因,而是__改变__物体运动状态的原因,即力是产生__加速度__的原因.③当物体不受力时,物体总保持__匀速直线运动__状态或__静止__状态.(3)惯性①定义:物体具有保持原来__匀速直线运动__状态或__静止__状态的性质.②量度:__质量__是物体惯性大小的唯一量度,与物体的运动状态、受力情况、地理位置均无关,__质量大__的物体惯性大,__质量小__的物体惯性小.③普遍性:惯性是物体的__固有__属性,一切物体都有惯性.2.牛顿第三定律(1)作用力和反作用力两个物体之间的作用总是__相互__的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力.(2)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__。
(3)表达式__F=-F′__.(4)意义建立了相互作用物体之间的联系及作用力与__反作用力__的相互依赖关系.1.请判断下列表述是否正确,对不正确的表述,请说明原因.(1)物体不受外力作用时一定处于静止状态.(×)解析物体不受外力作用时处于平衡状态(匀速直线运动状态或静止状态).(2)在水平面上滑动的木块最终停下来,是没有外力维持木块运动的结果.(×)解析在水平面上滑动的木块最终停下来是因为受摩擦阻力的结果.(3)运动的物体惯性大,静止的物体惯性小.(×)解析物体惯性大小的唯一量度是质量.(4)做匀速直线运动的物体和静止的物体没有惯性.(×)解析物体的惯性与运动状态无关.(5)作用力与反作用力可以是不同性质的力.(×)解析作用力与反作用力,性质完全相同.(6)作用力与反作用力的作用效果不能抵消.(√)(7)人走在松软的土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力.(×)解析人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力,而作用力与反作用力大小相等.2.(多选)下列关于牛顿第一定律的说法正确的是(ABD)A.牛顿第一定律不能在实验室中用实验验证B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态D.物体的运动不需要力来维持3.在日常生活中,小巧美观的冰箱贴使用广泛.一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时,它受到的磁力(D)A.小于受到的弹力B.大于受到的弹力C.和受到的弹力是一对作用力与反作用力D.和受到的弹力是一对平衡力一牛顿第一定律的应用技巧1.应用牛顿第一定律分析实际问题时,要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系,正确理解力不是维持物体运动状态的原因,克服生活中一些错误的直观印象,建立正确的思维习惯.2..如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力作用.因此,判断物体的运动状态是否改变,以及如何改变,应分析物体的受力情况.[例1]伽利略创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展,利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是(A)A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小解析根据题意,铺垫材料粗糙程度降低时,小球上升的最高位置升高,当斜面绝对光滑时,小球在斜面上没有能量损失,因此可以上升到与O点等高的位置,而B、C、D三个选项,从题目不能直接得出,所以选项A正确.二对牛顿第三定律的理解及应用1.相互作用力的特点:“三同、三异、三无关”.(1)三同错误!(2)三异错误!(3)三无关错误!2.一对平衡力与作用力、反作用力的不同点:[例2玻璃打碎了.对于这一现象,下列说法正确的是(C)A.锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力,所以玻璃才碎裂B.锤头受到的力大于玻璃受到的力,只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C.锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的,只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D.因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系解析锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的力是作用力与反作用力的关系,不论力的作用效果如何,两者总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上.故选项C正确.应用牛顿第三定律应注意的三个问题(1)定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的.(2)作用力与反作用力虽然等大反向,但因所作用的物体不同,所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同.(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力,不能涉及第三个物体.1.某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一只手拿着球筒的中部,另一只手用力击打羽毛球筒的上端,则(D)A.此同学无法取出羽毛球B.羽毛球会从筒的下端出来C.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D.该同学是在利用羽毛球的惯性解析一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,羽毛球筒在力的作用下向下运动,而羽毛球由于惯性而保持静止,所以羽毛球会从筒的上端出来,故选项D正确.2.某人用绳子将一桶水从井内向上提起的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是(C)A.只有在桶匀速上升过程中,绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力B.桶加速上升的过程中,绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C.桶加速上升的过程中,绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力D.桶减速向上运动的过程中,绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力3.(多选)下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章:阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中,飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话.宇航员:“汤姆,我们现在已关闭火箭上所有发动机,正向月球飞去."汤姆:“你们关闭了所有发动机,那么靠什么力量推动火箭向前运动?"宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧.”若不计星球对火箭的作用力,由上述材料可知下列说法不正确的是(AB)A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是改变物体运动的原因”B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行解析由于汤姆对物理知识了解的不全面,只能依据生活经验认为物体的运动要靠力来维持,而宇航员的回答体现了物体靠惯性向前运动,不需要外力维持.选项C、D正确.4。
牛顿第一定律牛顿第三定律(建议用时45分钟)1.(2019·石家庄模拟)在一节火车车厢内有一个光滑的水平桌面,桌上有一个小球。
旁边的乘客观察到,如果火车在水平铁轨上做匀速直线运动,小球在桌面上保持静止。
如果火车做加速直线运动,小球就会由静止开始向后运动。
这说明()A.以匀速运动的车厢为参考系,牛顿第一定律成立B.以加速运动的车厢为参考系,牛顿第一定律成立C.无论是以匀速运动的车厢为参考系还是以加速运动的车厢为参考系,牛顿第一定律都成立D.无论是以匀速运动的车厢为参考系还是以加速运动的车厢为参考系,牛顿第一定律都不成立【解析】选A。
牛顿第一定律只在惯性参考系中成立。
应选择静止或匀速直线运动物体为参考系。
2.如图所示,一个劈形物体M,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面放一个光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则曲线D.抛物线【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)小球在水平方向上受不受力。
(2)球的初始状态是什么。
(3)水平方向是否发生位移。
【解析】选B。
小球在水平方向上不受力,且速度为零,根据牛顿第一定律,小球在水平方向上将保持静止(速度为零)的状态。
该方向上不会发生位移,只在竖直方向向下运动,因此在碰到斜面前其运动轨迹是竖直向下的直线,则B正确,A、C、D错误。
3.(2019·日照模拟)一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球,若车厢内的旅客突然发现(俯视图)小球沿如图所示的虚线从A点运动到B点,则由此可以判断列车的运行情况是()A.减速行驶,向北转弯B.减速行驶,向南转弯C.加速行驶,向南转弯D.加速行驶,向北转弯【解析】选B。
由图可知小球相对于车厢向前运动,所以列车应减速,又由于小球相对于车厢向北运动,所以列车应向南转弯,B正确。
【补偿训练】一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下列关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论,正确的是()A.车速越大,它的惯性越大B.车的质量越大,它的惯性越大C.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越小D.车速越小,刹车后滑行的路程越短,所以惯性越小【解析】选B。
高考物理一轮复习讲义—牛顿运动三定律考点一牛顿第一定律的理解1.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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)意义:①揭示了物体的固有属性:一切物体都具有惯性,因此牛顿第一定律又被叫作惯性定律;②揭示了运动和力的关系: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,即力是产生加速度的原因.2.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关.1.牛顿第一定律是实验定律.(×)2.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小.(×)3.物体不受力时,将处于静止状态或匀速直线运动状态.(√)1.惯性的两种表现形式(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,惯性表现为抗拒运动状态的改变,惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态较易改变.2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的.(1)牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力,力是如何改变物体运动状态的问题则由牛顿第二定律来回答.(2)牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的,而牛顿第二定律是一条实验定律.例1(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法中符合历史事实的是()A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:如果物体不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出,如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案BCD解析亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,故A错误;伽利略通过“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因,如果物体不受力,它将以这一速度永远运动下去,故B正确;笛卡儿指出如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,故C正确;牛顿认为物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,故D正确.例2水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻璃管,液体中有一气泡,水平静止时,气泡位于玻璃管中央,如图甲所示.一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪,一个沿车头方向,一个垂直于车头方向.某时刻,气泡位置如图乙所示,则此时关于火车运动的说法可能正确的是()A.加速行驶,且向左转弯B.加速行驶,且向右转弯C.减速行驶,且向左转弯D.减速行驶,且向右转弯答案B解析由题意可知,水平静止或匀速直线运动时,气泡位于玻璃管中央,由题图乙可以看出:沿车头方向的气泡向车头方向移动,当火车加速时,气泡和液体由于惯性不会随火车立即加速,还会以原来的速度运动,相对火车向后运动,因为气泡密度小于液体密度,所以气泡在液体作用下就向前运动,故C、D错误;垂直于车头方向的装置中气泡处于右端,因原来火车做直线远动,气泡位于中心位置,当火车向右转弯时,气泡和液体由于惯性不会立即随火车右转,还会沿直线运动,所以气泡和液体就相对火车向左运动,因为气泡密度小于液体密度,所以气泡在液体的作用下相对中心位置向右运动;所以此时刻火车应是加速运动且向右转弯,故B正确.考点二牛顿第二定律1.牛顿第二定律(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表达式:F=ma.2.力学单位制(1)单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制.(2)基本单位:基本物理量的单位.国际单位制中基本物理量共七个,其中力学有三个,是长度、质量、时间,单位分别是米、千克、秒.(3)导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.1.物体加速度的方向一定与合外力方向相同.(√)2.由m=Fa可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比.(×) 3.可以利用牛顿第二定律确定高速电子的运动情况.(×)4.物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小.(√)5.千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位.(×)1.对牛顿第二定律的理解2.解题的思路和关键(1)选取研究对象进行受力分析;(2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力;(3)根据F合=ma求物体的加速度a.考向1对牛顿第二定律的理解例3(多选)下列说法正确的是()A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用瞬间,物体立即获得加速度B.物体由于做加速运动,所以才受合外力作用C.F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关D.物体所受合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小答案ACD解析由于物体的加速度和合外力是瞬时对应关系,由此可知当力作用瞬间,物体会立即产生加速度,选项A正确;根据因果关系,合外力是产生加速度的原因,即物体由于受合外力作用,才会产生加速度,选项B错误;牛顿第二定律F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关,选项C正确;由牛顿第二定律可知物体所受合外力减小,加速度一定减小,如果物体做加速运动,其速度会增大,如果物体做减速运动,速度会减小,选项D 正确.例4某型号战斗机在某次起飞中,由静止开始加速,当加速度a不断减小至零时,飞机刚好起飞.关于起飞过程,下列说法正确的是()A.飞机所受合力不变,速度增加越来越慢B.飞机所受合力减小,速度增加越来越快C.速度方向与加速度方向相同,速度增加越来越快D.速度方向与加速度方向相同,速度增加越来越慢答案D解析根据牛顿第二定律可知,当加速度a不断减小至零时合力逐渐减小到零,速度增加得越来越慢,故A、B项错误;飞机做加速运动,加速度方向与速度方向相同,加速度减小,即速度增加得越来越慢,故C项错误,D项正确.考向2牛顿第二定律的简单应用例52021年10月16日0时23分,“神舟十三号”成功发射,顺利将三名航天员送入太空并进驻空间站.在空间站中,如需测量一个物体的质量,需要运用一些特殊方法:如图所示,先对质量为m 1=1.0kg 的标准物体P 施加一水平恒力F ,测得其在1s 内的速度变化量大小是10m/s ,然后将标准物体与待测物体Q 紧靠在一起,施加同一水平恒力F ,测得它们1s 内速度变化量大小是2m/s.则待测物体Q 的质量m 2为()A .3.0kgB .4.0kgC .5.0kgD .6.0kg 答案B 解析对P 施加F 时,根据牛顿第二定律有a 1=F m 1=Δv 1Δt=10m/s 2,对P 和Q 整体施加F 时,根据牛顿第二定律有a 2=F m 1+m 2=Δv 2Δt=2m/s 2,联立解得m 2=4.0kg ,故选B.例6(多选)如图甲所示,一竖直放置的足够长的固定玻璃管中装满某种液体,一半径为r 、质量为m 的金属小球,从t =0时刻起,由液面静止释放,小球在液体中下落,其加速度a 随速度v 的变化规律如图乙所示.已知小球在液体中受到的阻力F f =6πηvr ,式中r 是小球的半径,v 是小球的速度,η是常数.忽略小球在液体中受到的浮力,重力加速度为g ,下列说法正确的是()A .小球的最大加速度为gB.小球的速度从0增加到v0的过程中,做匀变速运动C.小球先做加速度减小的变加速运动,后做匀速运动D.小球的最大速度为mg6πηr答案ACD解析当t=0时,小球所受的阻力F f=0,此时加速度为g,A正确;随着小球速度的增加,加速度减小,小球的速度从0增加到v0的过程中,加速度减小,B错误;根据牛顿第二定律有mg-F f=ma,解得a=g-6πηvrm,当a=0时,速度最大,此后小球做匀速运动,最大速度v m=mg6πηr,C、D正确.考点三牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体同时对前一个物体也施加力.2.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.3.表达式:F=-F′.1.作用力与反作用力的效果可以相互抵消.(×)2.人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力.(×)3.物体静止在水平地面上,受到的重力和支持力为一对作用力和反作用力.(×)一对平衡力与作用力和反作用力的比较名称一对平衡力作用力和反作用力项目作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消考向1牛顿第三定律的理解例7(多选)如图所示,用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上,物体保持静止,下列说法中正确的是()A.水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力答案BD解析水平力F与墙壁对物体的弹力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,是一对平衡力,选项A错误;物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用,因物体处于静止状态,这两个力是一对平衡力,选项B正确;水平力F作用在物体上,而物体对墙壁的压力作用在墙壁上,这两个力不是平衡力,也不是相互作用力,选项C错误;物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力,是一对作用力与反作用力,选项D正确.考向2相互作用力与一对平衡力的比较例8(2022·广东深圳市红岭中学高三月考)“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具.如图,人笔直站在“电动平衡车”上,在某水平地面上沿直线匀速前进,下列说法正确的是()A.“电动平衡车”对人的作用力大于人对“电动平衡车”的作用力B.人的重力与车对人的支持力是一对相互作用力C.地面对车的摩擦力与人(含车)所受空气阻力平衡D.在行驶过程中突然向右转弯时,人会因为惯性向右倾斜答案C解析根据牛顿第三定律,“电动平衡车”对人的作用力等于人对“电动平衡车”的作用力,故A错误;人的重力与车对人的支持力的受力物体都是人,不可能是相互作用力,故B错误;地面对车的摩擦力与人(含车)所受空气阻力平衡,所以人与车能够匀速运动,故C正确;在行驶过程中突然向右转弯时,人会因为惯性向左倾斜,故D错误.考向3转换研究对象在受力分析中的应用例9如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行,长木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与长木板间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,若长木板仍处于静止状态,则长木板对地面摩擦力的大小和方向为()A.μ1(m+M)g,向左B.μ2mg,向右C.μ2mg+ma,向右D.μ1mg+μ2Mg,向左答案B解析对木块分析可知,长木板对它水平向左的摩擦力大小为F f1=μ2mg,由牛顿第三定律可知,木块对长木板的摩擦力向右,大小也为F f1;由于长木板仍处于静止状态,对长木板受力分析可知,地面对它的静摩擦力方向向左,大小为F f2=F f1=μ2mg,由牛顿第三定律可知,长木板对地面的摩擦力大小为μ2mg,方向向右,故B正确.在对物体进行受力分析时,如果不便于直接分析求出物体受到的某些力时,可先求它的反作用力,再反过来求待求力.如求压力时,可先求支持力,在许多问题中,摩擦力的求解亦是如此.可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用,使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔.课时精练1.对一些生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以分析.其中正确的是()A.太空中处于失重状态的物体没有惯性B.“安全带,生命带,前排后排都要系”.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害C.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了D.战斗机作战前抛掉副油箱,是为了增大战斗机的惯性答案B解析惯性只与质量有关,所以处于失重状态的物体还是具有惯性,A错误;系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害,B正确;“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的速度减小了,惯性不变,C错误;战斗机作战前抛掉副油箱,是为了减小战斗机的惯性,增加灵活性,D错误.2.(2021·浙江1月选考·4)如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时()A.小车只受重力、支持力作用B.木板对小车的作用力方向水平向左C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等答案D解析小车在木板上水平向左加速运动时,受重力、支持力、水平向左的摩擦力,而木板对小车的作用力是支持力与摩擦力的合力,方向指向左上方,并不是水平向左,故A、B错误;根据牛顿第三定律,木板对小车的作用力与小车对木板的作用力一定大小相等,方向相反,故C错误,D正确.3.(多选)如图所示,体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是()A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜答案BD解析甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等,与二者的运动状态无关,即不管哪个获胜,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,甲才能获胜,故A、C错误,B、D正确.4.在研究运动和力的关系时,伽利略设计了著名的理想斜面实验(如图所示),将可靠的事实和逻辑推理结合起来,能更深刻地反映自然规律.下面给出了伽利略斜面实验的五个事件,请对事件的性质进行判断并正确排序:在A点由静止释放的小球,①若没有摩擦时,能滚到另一斜面与A点等高的C点;②当减小斜面动摩擦因数时,滚到另一斜面的最高位置,更接近等高的C点;③若没有摩擦时减小斜面BC的倾角,小球将通过较长的路程,到达与A点等高的D点;④若没有摩擦,且另一斜面水平放置时,小球将沿水平面一直运动下去;⑤不能滚到另一斜面与A点等高的C点.以下正确的是()A.事实⑤→事实②→推论①→推论③→推论④B.事实⑤→事实②→推论③→事实①→推论④C.事实⑤→事实②→事实①→推论③→推论④D.事实⑤→事实②→推论①→事实③→推论④答案A解析根据实验事实⑤斜面不光滑,在A点由静止释放的小球不能滚到另一斜面与A点等高的C点,事实②当减小斜面动摩擦因数时,滚到另一斜面的最高位置,更接近与A点等高的C点,得出实验推论:如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度,即①,进一步假设若减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度,即得出③,没有摩擦时减小斜面BC的倾角,小球将通过较长的路程,到达与A点等高的D点,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续匀速直线运动,即④,故A正确,B、C、D错误.5.一辆装满石块的货车在某段平直道路上遇到险情,司机以加速度a=3g紧急刹车.货箱中4石块B的质量为m=400kg,g=10m/s2,则石块B周围与它接触的物体对石块B的作用力为()A.3000N B.4000NC.5000N D.7000N答案C解析当货车刹车时,在竖直方向,其他物体对石块B的作用力F y=mg=4000N,在水平方向,其他物体对石块B的作用力F x=ma=3000N,故作用力F=F x2+F y2=5000N,故选C.6.一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断,例如从解得物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性,举例如下:声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关,下列速度表达式中,k为比例系数,无单位,则这四个表达式中可能正确的是()A.v=kpρB.v=kpρC.v=kρpD.v=kpρ答案B解析速度的单位是m/s,密度的单位是kg/m3,压强的单位是kg/(m·s2),所以kpρ的单位是m2/s2,kpρ的单位是m/s,kρp的单位是s/m,kpρ的单位是kg/(m2·s),选项B正确,A、C、D错误.7.一个物体在多个力的作用下处于静止状态,如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零,然后又逐渐从零恢复到原来大小,那么,图中能正确描述该过程中物体速度与时间关系的是()答案D 解析原来物体在多个力的作用下处于静止状态,物体所受的合力为零,使其中某个力的大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中,物体的合力从零开始逐渐增大,又逐渐减小到零,则物体的加速度先增大后减小,物体先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的加速运动.根据v -t 图象的斜率表示加速度可知,v -t 图象的斜率先增大后减小,故A 、B 、C 错误,D 正确.8.如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过小物块压缩0.4m 后锁定,t =0时解除锁定释放小物块.计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的v -t 图线如图乙所示,其中Oab 段为曲线,bc 段为直线,倾斜直线Od 是t =0时图线的切线,已知小物块的质量为m =2kg ,重力加速度g =10m/s 2,则下列说法正确的是()A .小物块与地面间的动摩擦因数为0.3B .小物块与地面间的动摩擦因数为0.4C .弹簧的劲度系数为175N/mD .弹簧的劲度系数为150N/m答案C 解析根据v -t 图线的斜率大小表示加速度大小,由题图乙知,物块脱离弹簧后的加速度大小a =Δv Δt = 1.50.55-0.25m/s 2=5m/s 2,由牛顿第二定律得,摩擦力大小为F f =μmg =ma ,所以μ=a g =0.5,A 、B 错误;刚释放时物块的加速度为a ′=Δv ′Δt ′=30.1m/s 2=30m/s 2,由牛顿第二定律得kx-F f=ma′,代入数据解得k=175N/m,C正确,D错误.9.(2022·河北邢台市质检)一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图所示.已知重力加速度为g,环沿杆以加速度a匀加速下滑,则此时箱子对地面的压力大小为()A.Mg+mg-ma B.Mg-mg+maC.Mg+mg D.Mg-mg答案A解析环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力F f,受力情况如图甲所示,根据牛顿第三定律,环应给杆一个竖直向下的摩擦力F f′,故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力F N及环给它的摩擦力F f′,受力情况如图乙所示.以环为研究对象:mg-F f=ma,以箱子为研究对象,F N=F f′+Mg=F f+Mg=Mg+mg-ma.根据牛顿第三定律,箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小,即F N′=Mg+mg-ma,故选项A正确.10.(多选)如图所示,一个小球O用1、2两根细绳连接并分别系于箱子上的A点和B点,OA 与水平方向的夹角为θ,OB水平,开始时箱子处于静止状态,下列说法正确的是()A.若使箱子水平向右加速运动,则绳1、2的张力均增大B.若使箱子水平向右加速运动,则绳1的张力不变,绳2的张力增大C.若使箱子竖直向上加速运动,则绳1、2的张力均增大D.若使箱子竖直向上加速运动,则绳1的张力增大,绳2的张力不变答案BC解析箱子静止时,对小球,根据平衡条件得F OA sinθ=mg,F OB=F OA cosθ,若使箱子水平向右加速运动,则在竖直方向上合力为零,有F OA′sinθ=mg,F OB′-F OA′cosθ=ma,所以绳1的张力不变,绳2的张力增大,选项A错误,B正确;若使箱子竖直向上加速运动,则F OA″sin θ-mg=ma′,F OB″=F OA″cosθ,所以绳1的张力增大,绳2的张力也增大,选项C正确,D 错误.11.如图为用索道运输货物的情景,已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°,质量为m的货物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3.当载重车厢沿索道向上加速运动时,货物与车厢仍然保持相对静止状态,货物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍,连接索道与车厢的杆始终沿竖直方向,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,那么这时货物对车厢地板的摩擦力大小为()A.0.35mg B.0.3mgC.0.23mg D.0.2mg答案D解析将a沿水平和竖直两个方向分解,对货物受力分析如图所示水平方向:F f=ma x竖直方向:F N-mg=ma yF N=1.15mg又a y a x =34联立解得F f =0.2mg ,故D 正确.12.(多选)如图所示,水平地面上固定一斜面,初始时物体A 沿斜面向下做匀变速运动,其加速度大小为a 1;若在物体A 上施加一竖直向下的恒力F ,其加速度大小变为a 2,已知斜面倾角为θ,A 与斜面间的动摩擦因数为μ,则()A .若μ>tan θ,则a 1>a 2B .若μ>tan θ,则a 1<a 2C .若μ<tan θ,则a 1<a 2D .若μ<tan θ,则a 1>a 2答案BC 解析若μ>tan θ,即μmg cos θ>mg sin θ,重力沿斜面向下的分力小于滑动摩擦力,物体原来是向下做匀减速运动,加速度大小为a 1=μmg cos θ-mg sin θm=μg cos θ-g sin θ,施加F 后μF cos θ>F sin θ,加速度大小为a 2=μF +mgcos θ-F +mg sin θm =μg cos θ-g sin θ+μF cos θ-F sin θm>a 1,故A 错误,B 正确;若μ<tan θ,即μmg cos θ<mg sin θ,重力沿斜面向下的分力大于滑动摩擦力,物体原来是向下做匀加速运动,加速度大小为a 1=mg sin θ-μmg cos θm=g sin θ-μg cos θ,施加F 后μF cos θ<F sin θ,加速度大小为a 2=F +mg sin θ-μF +mg cos θm =g sin θ-μg cos θ+F sin θ-μF cos θm>a 1,故C 正确,D 错误.。
第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】牛顿第一定律Ⅱ1、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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)意义①揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
②揭示了力与运动的关系: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,即力是产生加速度的原因。
2、惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)惯性的两种表现①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时,其惯性表现在反抗运动状态的改变。
(3)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
(4)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
【知识点2】牛顿第三定律Ⅱ1、作用力和反作用力两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力。
2、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。
3、意义:建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。
板块二考点细研·悟法培优考点1对牛顿第一定律的理解[深化理解]1、惯性的两种表现形式(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,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态容易改变。
2、对牛顿第一定律的三点说明(1)明确惯性的概念:牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性。
(2)揭示力的本质:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因。
(3)理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态,而物体不受外力的情形是不存在的。
2019年高考物理一轮复习精品资料1.理解牛顿第一定律的内容和惯性,会分析实际问题.2.理解牛顿第三定律的内容,会区分相互作用力和平衡力.一、牛顿第一定律的理解与应用1.内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.意义(1)指出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,即力是产生加速度的原因.(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称为惯性定律.(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态,而实际中不受力作用的物体是不存在的,当物体受外力但所受合力为零时,其运动效果跟不受外力作用时相同,物体将保持静止或匀速直线运动状态.3.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关.二、牛顿第三定律的理解与应用1.牛顿第三定律的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.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同.(2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生的效果不同.(3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与物体是否和其他物体存在相互作用无关.3.相互作用力与平衡力的比较对应名称作用力和反作用力一对平衡力比较内容不同点作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零一定是同性质的力 性质不一定相同 相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上高频考点一 牛顿第一定律的理解与应用例1、关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( ) A .它表明了力是维持物体运动状态的原因 B .它表明了物体具有保持原有运动状态的性质 C .它表明了改变物体的运动状态并不需要力D .由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程,所以牛顿第一定律没有用处【答案】B【感悟提升】1.对牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念:牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性。
板块三限时规范特训
时间:45分钟满分:100分
一、选择题(本题共10小题,每小题7分,共70分。
其中1~6为单选,7~10为多选)
1、16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力与运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。
在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是()
A、四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快;这说明,物体受的力越大,速度就越大
B、一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
C、两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快
D、一个物体维持匀速直线运动,不需要力
答案 D
解析亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,力越大物体运动越快,因此A、B、C三项均与亚里士多德的观点一致。
只有D与亚里士多德的观点相反。
2、关于惯性,下列说法中正确的是()
A、物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B、速度越大的物体惯性越大
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、质量越大的物体惯性越大
答案 D
解析惯性是物体的固有属性,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的运动状态和所处的位置无关,故A、B、C错误,D正确。
3、在学习了牛顿第一定律后,四位同学分别列举实例提出了自己的不同认识,你认为以下四个选项中几位同学的研究结论,正确的是()
A、甲同学研究从地面竖直向上跳起来的运动。
地球绕着地轴自西向东自转,他发现人跳起来后总是落回原处,经过思考,他认为这是因为人在空中滞留的时间太短,如果时间足够长,人应该落在起跳点的西侧
B、乙同学通过查阅资料,发现在轨道上的卫星不用火箭施加任何推力就能自行绕地球运转,他认为是惯性维持了卫星的这种运动
C、丙同学通过观察发现,让一列火车停下来比让一辆汽车停下来要困难得多,他认为根本原因是火车的惯性要比汽车的惯性大
D、丁同学观看战争资料片,研究飞机投弹轰炸,他认为若要投得准确,关键是当飞机飞到目标正上方时,准时地将炸弹释放答案 C
解析地球绕着地轴自西向东自转,甲同学研究从地面竖直向上跳起来的运动。
人跳起后水平方向不受外力,由于惯性,他在跳起的这段时间内,水平方向仍然要保持相对地面静止,所以人总是要落回原处,和时间的长短并没有关系,A错误;轨道上的卫星能自行绕地球运转,是因为受到了地球的引力作用,B错误;质量越大,惯性越大,物体的运动状态越难改变,C正确;炸弹要投得准确,必须提前释放,D错误。
4、[2018·福建六校联考]2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭,成功将“墨子号”卫星发射升空并送入预定轨道。
关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是()
A、火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向前的推力
B、火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C、火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力
D、卫星进入预定轨道之后,与地球之间不存在相互作用
答案 A
解析火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力,此动力并不是由周围的空气提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,因而B、C错误,A 正确;火箭运载卫星进入轨道之后,卫星与地球之间依然存在相互吸引力,即卫星吸引地球,地球吸引卫星,这是一对作用力与反作用力,D 错误。
5、如图所示,物体静止在一固定在水平地面上的斜面上,下列说法正确的是()
A、物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B、物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力
C、物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力
D、物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力,则物体就不受重力作用了
答案 C
解析物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对相互作用力,故A错误;物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力不是两物体间的相互作用力,故B错误;物体受重力和斜面对物体的作用力,这
两个力大小相等,方向相反,是一对平衡力,故C正确;物体所受重力仍作用在物体上,故D错误。
6、[2018·湖北重点中学联考]伽俐略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家,巧合的是,牛顿就出生在伽利略去世后第二年。
下列关于力和运动关系的说法中,不属于他们观点的是()
A、自由落体运动是一种匀变速直线运动
B、力是使物体产生加速度的原因
C、物体都具有保持原来运动状态的属性,即惯性
D、力是维持物体运动的原因
答案 D
解析伽利略通过斜面实验以及逻辑推理证明自由落体运动是一种匀变速直线运动,A项不符合题意;牛顿第一定律表明力是产生加速度的原因、惯性是物体的固有属性,B、C两项不符合题意;亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,D项符合题意。
7、[2018·清远模拟]如图所示,有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上,当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时,两个人都会向相反方向运动,这是因为A推B时()
A、A与B之间有相互作用力
B、A对B的作用在先,B对A的作用在后
C、B对A的作用力大小等于A对B的作用力大小
D、A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力
答案AC
解析A推B时,A与B之间有相互作用力,是一对作用力与反作
用力,作用力与反作用力同时产生,大小相等,A、C正确,B、D错误。
8、[2018·鄂东联考]一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,下端悬挂一小球,弹簧和小球的受力如图所示,下列说法正确的是()
A、F1的施力者是弹簧
B、F2的反作用力是F3
C、F3的施力者是小球
D、F4的反作用力是F1
答案BC
解析F1即为球的重力,施力者为地球,A错误;F2是弹簧对小球的拉力,其反作用力是小球对弹簧的拉力F3,B、C正确;F4是天花板对弹簧的拉力,其反作用力是弹簧对天花板的拉力,D错误。
9、如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图。
当汽车处于静止或匀速直线运动时,刹车摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉动。
当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动。
若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运动方向和运动状态是()
A、向右行驶、匀速直线运动
B、向左行驶、匀加速直线运动
C、向右行驶、突然刹车
D、向左行驶、突然刹车
答案BC
解析若汽车做匀速直线运动,则在实线位置,故A错误;由图可知摆锤向右摆动,根据摆锤的受力情况,可知摆锤具有水平向左的加速度,汽车可能向左加速或向右减速,故B、C正确,D错误。
10、[2018·淄博模拟]如图所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态。
在缓慢减小木板倾角θ的过程中,下列说法正确的是()
A、A受到的压力逐渐变大
B、A受到的摩擦力逐渐变大
C、C对B的压力逐渐变大
D、C受到两个力的作用
答案AD
解析以小球和凹槽为整体分析,可得木板倾角θ减小时,木板对整体的支持力增大,木板对整体的摩擦力减小,由作用力与反作用力的关系知A正确,B错误;由于木板缓慢移动,则小球C处于动态平衡状态,小球C始终受到重力和凹槽B的支持力两个力的作用而平衡,C对B的压力大小等于C受到的重力,C错误,D正确。
二、非选择题(本题共2小题,共30分)
11、(12分)一仪器中的电路如图所示,其中M是一个质量较大的金属块,左、右两端分别与金属制作的弹簧相连接。
将仪器固定在汽车上,当汽车启动时,哪盏灯亮?当汽车急刹车时,又是哪一盏灯亮?为什么?
答案见解析
解析启动时,金属块M由于惯性保持原来的静止状态,相对车向后运动,与绿灯接线柱接触,绿灯亮。
急刹车时,金属块M由于惯性保持原来的运动状态,相对车向前运动与红灯接线柱接触,红灯亮。
12、(18分)如图所示,底座A上装有一根直立杆,其总质量为M,杆上套有质量为m的圆环B,它与杆有摩擦。
当圆环从底端以某一速度v向上飞起时,圆环的加速度大小为a,底座A不动,求圆环在升起和下落过程中,水平面对底座的支持力分别是多大?
答案(M+m)g-ma(M-m)g+ma
解析圆环上升时,两物体受力如图甲所示,其中F f1为杆给环的摩
擦力,F f1′为环给杆的摩擦力。
对圆环:mg+F f1=ma
对底座:F N1+F f1′-Mg=0
由牛顿第三定律得:F f1=F f1′,
联立可得:F N1=(M+m)g-ma
圆环下降时,两物体受力如图乙所示
对圆环:mg-F f2=ma′
对底座:Mg+F f2′-F N2=0
由牛顿第三定律得:F f2′=F f2,
联立解得:F N2=(M-m)g+ma。