用牛顿运动定律解决问题(一)习题(2)
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专题13 探究牛顿第一定律的实验题抓住考点学探究力与运动关系(牛顿第一定律)实验需要学通的基础知识1.此实验让应让下车怎么滑下来?目的是什么?答:让小车从斜面同一高度由静止滑下来;目的是使小车到达水平面时的速度相同。
2.通过什么知道阻力越小,物体运动减小的越慢?答:小车运动的距离,阻力越少,小车运动的距离越远,说明物体运动减小的越慢。
3.这个实验斜面有何作用?答:使小车滑下的速度相同。
4.实验结论:物体受到的阻力越小,物体运动的距离越远,如果物体不受阻力,他将保持运动直线运动,并一直运动下去。
5.此实验采用的方法是?答:控制变量法转换法6.牛顿第一定律能否通过实验探究出来?答:不能,只能在实验基础上推理出来,因为不受力的物体是不存在的。
7.将此实验略加修改还能做哪个实验?答:(1)将斜面长一些,增加刻度尺和秒表可以探究速度变化的实验(2)保证平面的材料相同,增加一个木块可以探究动能大小与哪些因素有关的实验。
8.对牛顿第一定律的理解(1)牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步推理而概括 出来的,因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。
(2)牛顿第一定律的内涵:物体不受力,原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体,不管原来做什么运动,物体都将做匀速直线运动.(3)牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力,即力与运动无关,所以力不是产生或维持物体运动的原因。
(4)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。
【例题1】(2019湖北孝感)小明利用如图所示的装置,探究在水平面上阻力对物体运动的影响,进行如下操作:A .如图甲,将毛巾铺在水平木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离.B .如图乙,取下毛巾,将棉布铺在斜面和木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离.C .如图丙,取下棉布,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离.请针对以上操作回答下列问题:(1)以上操作中错误的一次是_______(选填“A ”、“B ”或“C ”).(2)对比两次正确实验操作能说明:小车受到的阻力越小,通过的距离越________.毛巾甲 棉布 乙 木板 丙根据考点考(3)纠正错误后,多次实验进行分析,并进一步推测:在水平面上滑行的小车,如果受到的阻力为零,它将做_________运动.【答案】(1)B (2)远(3)匀速直线运动【解析】(1)取下毛巾,将棉布铺在木板上,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在水平面上通过的距离.棉布不铺在斜面上,目的是几次实验要控制斜面光滑程度一致,保证几次实验小车到达底端速度一致。
用牛顿运动定律解决问题(一)1、一个静止在水平面上的物体,质量为2 kg ,受水平拉力F =6 N 的作用从静止开始运动,已知物体与平面间的动摩擦因数2.0=μ,求物体2 s 末的速度及2 s 内的位移。
(g 取10 m/s 2)2一个静止在光滑水平地面上的物体,质量是2 kg ,在6.4 N 的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。
求物体在4 s 末的速度和4 s 内的位移。
3、质量为20kg 的物体若用20N 的水平力牵引它,刚好能在水平面上匀速前进。
求:(1)若改用50N 拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它,使物体由静止出发在水平面上前进2.3m 时,它的速度多大?(2)在前进2.3m 时撤去拉力,又经过3s ,物体的速度多大?4一斜面AB长为10 m,倾角为30°,一质量为2kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止开始下滑,如图所示(g取10 m/s2),若斜面与物体间光滑,求小物体下滑到斜面底端B 点时的速度及所用时间.5、如图4-6-3所示,一个滑雪运动员沿与水平成30°斜坡滑下,坡长400m,设下滑时运动员下滑时没有使用滑雪杆,他受到的平均阻力(包括摩擦力和空气阻力)为下滑分力的1/5,求运动员从静止开始到达坡底时的速度和时间。
6从静止开始做匀加速直线运动的汽车,经过t =10s ,发生位移x =30m .已知汽车的质量m =4×103kg ,牵引力F =5.2×103N .求:(1)汽车运动的加速度大小;(2)运动过程中汽车所受的阻力大小7如图所示,质量为0.5kg 的物体在与水平面成300角的拉力F 作用下,沿水平桌面向右做直线运动,经过0.5m 的距离速度由0.6m/s 变为0.4m/s ,已知物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.1,求作用力F 的大小。
(g =10m/s 2)8质量为1.5kg 的物体在水平拉力F 的作用下,从水平面上A 点由静止开始运动,运动一段距离后撤去该力,物体继续滑行t =2.0s 停在B 点,已知AB 两点的距离L =5.0m ,物体与水平面间的动摩擦因数为0.20,求水平拉力F 的大小?9如图所示,物体以一定初速度沿斜面上滑时加速度大小为6m/s 2,沿斜面自由下滑时加速度大小为4 m/s 2,试求物体与斜面间的动摩擦因数以及斜面的倾角。
8.1牛顿第一定律【巩固精练】1.立定跳远测试中,小明想:地球自转会影响成绩吗?对此,下列认识正确的是()A.向东跳有利B.向西跳有利C.向南或向北跳有利D.向各个方向跳都一样2.一辆汽车正在公路上行驶,有关汽车的说法正确的是()A.汽车静止时不具有惯性B.正在运动的汽车不具有惯性C.各种状态下的汽车都有惯性D.汽车刹车时才具有惯性3.关于在龙舟赛的过程中的相关物理知识,下列说法正确的是()A.龙舟静止时没有惯性,运动起来后才有惯性B.龙舟到达终点后不能立即停下来,是因为受到惯性力的作用C.运动员不再划龙舟,龙舟会慢慢停下来,说明物体运动情要力来维持D.运动员用浆向后划水使龙舟前进,说明物体之间力的作用是相互的4.下列关于惯性说法正确的是()A.静止在草坪上的足球没有惯性B.高速公路汽车限速是为了安全,因为速度越大惯性越大C.百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离,是由于受到惯性的作用D.歼击机投入战斗前要抛掉副油箱,是为了减小惯性增强战斗机的灵活性5.一颗正在竖直向上飞行的子弹,如果它受到的一切外力同时消失,那么它将()A.先减速上升,后加速下降B.沿竖直方向做匀速运动C.立刻停在空中D.立刻向下加速运动6.北京冬奥会上,滑冰运动员脚下的冰刀在冰面上划出一道道痕迹,这表明力能使物体发生。
若以冰鞋为参照物,运动员是的,运动员到达终点后由于_______还会继续滑行。
7.运输液体的槽车,液体上面有气泡,如图,当车向前开动时,气泡将向_______运动,其原因是__________具有惯性。
8.在一条东西方向的平直公路上,一辆沿公路行驶的汽车上有水滴落在路面上,路面上部分水滴的印迹如图所示。
请根据水滴印迹的特点指出该车行驶的方向是___________,是因为______具有惯性(图中虚线为汽车的行驶路线)。
9.人类对“运动和力的关系”的认识就经历了一个曲折漫长的探索过程。
(1)古希腊哲学家亚里士多德认为:力是维持物体运动的原因,这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了近2000年。
高考物理牛顿运动定律的应用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图所示,质量为2kg 的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F 作用下由静止开始运动.已知力F 的大小为5N ,物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)物体由静止开始运动后的加速度大小;(2)8s 末物体的瞬时速度大小和8s 时间内物体通过的位移大小; (3)若8s 末撤掉拉力F ,则物体还能前进多远? 【答案】(1)a =0.3m/s 2 (2)x =9.6m (3)x ′=1.44m 【解析】(1)物体的受力情况如图所示:根据牛顿第二定律,得: F cos37°-f =ma F sin37°+F N =mg 又f =μF N联立得:a =cos37(sin 37)F mg F mμ--o o代入解得a =0.3m/s 2(2)8s 末物体的瞬时速度大小v =at =0.3×8m/s=2.4m/s 8s 时间内物体通过的位移大小219.6m 2x at == (3)8s 末撤去力F 后,物体做匀减速运动, 根据牛顿第二定律得,物体加速度大小22.0m/s f mg a g m mμμ===='' 由v 2=2a ′x ′得:21.44m 2v x a =''=【点睛】本题关键是多次根据牛顿第二定律列式求解加速度,然后根据运动学公式列式求解运动学参量.2.如图,质量M=4kg 的长木板静止处于粗糙水平地面上,长木板与地面的动摩擦因数μ1=0.1,现有一质量m=3kg 的小木块以v 0=14m/s 的速度从一端滑上木板,恰好未从木板上滑下,滑块与长木板的动摩擦因数μ2=0.5,g 取10m/s 2,求:(1)木块刚滑上木板时,木块和木板的加速度大小; (2)木板长度;(3)木板在地面上运动的最大位移。
牛顿第一定律习题〔一〕1 .在水平桌面上,物体在水平方向上的力F作用下向右运动,当它离开桌面时,假设所受的一切外力同时消失,那么它将〔〕.A.沿竖直方向下落B. 沿水平方向向右做匀速直线运动C.做曲线运动 D .无法确定运动情况2 .坐在行驶的汽车车厢里的乘客看到车厢内悬挂的一个小球忽然向左摆动, 由此可知这辆车的运动情况可能是怎样的?3 .以下现象中不能用惯性知识解释的是〔〕.A.跳远运发动的助跑速度越大,跳远成绩往往越好B.用力将物体抛出去,物体最终要落回地面上C.子弹离开枪口后仍能继续高速向前飞行D.古代打仗时,使用绊马索能将敌方飞奔的战马绊倒4 .物理原理:物体总有保持或状态的性质,叫做惯性.运动物体在不受任何外力的情况下,总保持状态.5 .在匀速直线行驶的火车车厢里, 坐着一位乘客,他发现自己正上方车顶棚上有一个小水滴正要下落,这水滴将落在〔〕.A.此乘客的前面B. 此乘客的后面C.此乘客的头上D. 此乘客的左侧6 .某人骑自行车以一定的速度沿平直公路匀速前进, 当他经过某路口横道线时, 恰好从口袋中落下一串钥匙,那么钥匙落地时的位置应在〔〕.A.横道线上B. 越过横道线,但在自行车的后面C.越过横道线,且在自行车的下方 D .越过横道线,且在自行车的前面7 .放在一辆足够长的外表光滑的平板车上的两个物体, 随车一起沿水平方向做匀速直线运动,当车忽然停止时,这两个物体在车上〔不考虑摩擦和空气阻力〕〔〕.A. 一定不相碰B. 一定相碰C.假设两个物体质量相等,一定相碰 D .假设两个物体质量不相等,一定相碰8 .日常生活中,惯性现象既有利,也有弊,以下属于利用惯性“有利〞的一面是〔〕.A.赛车在拐弯时滑出赛道 B .高速公路上汽车限速行驶C.跳远运发动跳远时助跑 D .人踩到西瓜皮上会摔倒9 .运发动跑到终点后,不能立即停下来,这是由于〔〕.A.运发动失去了惯性B.运发动具有惯性C.运发动不受力的作用D.运发动的惯性大于阻力10 .用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上做圆周运动,当绳子忽然断裂时,小球会〔〕.A.保持原来的圆周运动状态B.保持断裂时的速度做匀速直线运动C.小球的运动速度减小,但保持直线运动D.以上三种情况都有可能11 .关于牛顿第一定律,以下说法中正确的选项是〔〕.A.牛顿第一定律是通过实验直接得出的B.牛顿第一定律不能用实验直接验证,因此定律没有实际意义C.牛顿第一定律指出物体具有惯性 D .牛顿第一定律的得出是牛顿一个人的成果12 .轮船在海面上匀速航行,小明在甲板中央竖直向上跳起,那么小明下落时〔〕.A.仍在起跳点B. 在起跳点前C.在起跳点后D. 可能从船的后部落水13 .首部?中华人民共和国道路交通平安法?已正式实施,我们知道,惯性是造成许多交通事故的原因,以下各项交通法规中,不是为了预防因惯性而造成交通事故的是〔〕. A.转弯时机动车应减速慢行B.车辆快速行驶时前后要保持车距C.车辆要靠近道路的右侧行驶D.小型客车的驾驶员和前排乘客必须系上平安带14 .许多高档轿车都安装了平安气囊,在特定情况下它会“蹦〞出来,以免身体直接撞到车身而受伤,平安气囊最有可能“蹦〞出来的情况是轿车在〔〕.A.高速公路上匀速行驶时 B .盘山公路上缓慢行驶时C.刚开始忽然启动时 D .与前方物体发生猛烈碰撞时15 .用手拍打衣服可以将衣服上的灰尘拍打下来,这是许多同学都已经养成的卫生习惯,因为衣服和上面沾的灰尘原来都是的.手拍衣服时,衣服离开了原来的位置,而灰尘由于要停在原来的位置,所以灰尘离开衣服被除去.16 .汽车刹车时,站在车内的人会向前倾倒,在解释这个现象时要用到以下四句话:①刹车时人脚和汽车一起减慢了速度;②汽车行驶时人和汽车以相同的速度前进;③人的上身由于惯性还在以原来的速度向前运动;④人会向前倾倒.用这四句话根据怎样的顺序可以把这个现象解释得最清楚.17 .许多交通事故造成的损失与伤害,是与物体具有的惯性有关,为了减少此类事故发生, 在公路交通治理中有许多要求和举措,就你所知道的填写出任意两条.⑴;⑵.18 .为了能够灵活地改变速度、调整方向,歼击机不仅做得轻巧,作战中有时还需要甩掉副油箱;让足球和铅球都静止在地面上, 足球轻轻一踢就能运动起来, 但要使铅球运动起来却不那么容易.请分析以上情景,提出一个你认为应该探究的问题: C 13.一次,在做完斜面实验后,老师让同学们对实验结果进行讨论.下面是小刚和小明讨论时的对话:小明:小车从斜面上冲下后,在木板平面上并没有受到推力作用而能继续运动, 说明物体的运动不需要力来维持.小刚:正由于没有推力作用,小车最终停下来,说明小车的运动需要力来维持.请你仔细分析一下他们所持的观点正确与否,并说明理由.19 .小刚同学把一只熟鸡蛋和一只生鸡蛋都放在水平桌面上,用同样大小的力分别使它们在桌面上绕竖直轴水平旋转,然后用手按住熟鸡蛋立即释放, 发现熟鸡蛋静止了;用手按住生鸡蛋立即释放,发现生鸡蛋沿原来方向继续转了几圈, 请用初中物理知识解释为什么释放后生鸡蛋又继续转了几圈.牛顿第一定律习题〔二〕一、填空题1 .原来作曲线运动的物体,忽然去掉所有外力,物体作运动.2 .下面几种情况中利用惯性的是〔选填字母〕A.用手拍身上衣服,可以去掉灰尘;B.跳远运发动要助跑;C.汽车刹车时还要冲出一段路;D.锤头松了,把锤柄的一端在地面上撞击几下就紧了.3.伽俐略对物体的运动研究结果是:如果物体在运动中不受任何力的作用,它的速度将,物体将永远.4.一切物体在作用的时候,总保持和,这就是5.物体保持的性质叫惯性,惯性是物体的属性,无论物体处于状态或状态,都具有惯性.6.乘客面向车前进方向站在汽车里.当汽车忽然起动时,乘客会倒向 ,这说明物体具有.7.烧锅炉时工人用铲子送煤,当铲子停在炉前,煤由于继续运动而进入炉内.二.选择题1 .根据物体惯性的概念,以下说法中正确的选项是〔〕A. 一个物体静止不动时有惯性,受力运动时就失去惯性;B. 一个物体作匀速直线运动时有惯性,作变速直线运动时或曲线运动时就失去惯性;C. 一个物体在地球上有惯性,在离开地球很远的地方,因失去地球对它的吸引力,惯性也就失去了;D. 一切物体都有惯性.2 .下面现象中,不是由于惯性原因的是〔〕A.自行车从斜坡顶沿斜坡向下运动,速度不断增大;B.房间里的家具,没人搬动总留在原处;C.运发动跑到终点时不能立即停下来;D.站在行驶的公共汽车里的乘客,假设汽车紧急刹车,人就要向前倾.3 .在平直轨道上行驶的火车中悬挂一水壶,水壶忽然向火车行驶的方向摆去,这现象说明火车〔〕A.作匀速运动;B.忽然减速;C. 忽然加速;D.运动状态无法确定.4 .人要从行驶的车中跳到地面上,为了预防摔倒,跳车人应该〔〕A.向车行的反方向跳B. 向上跳;C.向车行的方向跳,着地后立即向车行的方向跑几步;D.向与车行驶的垂直方向跳.5 .有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时,从热气球里掉出一个物体,这个物体离开热气球后将〔〕A.继续上升一段距离,然后下落;B. 立即下落;C.以原来的速度永远上升;D. 以上说法都不对.6 .正在运动着的物体,假设它所受的一切外力都同时消失,那么它将〔〕A.立即停下来;B. 速度变慢逐渐停止;C.速度大小不改变但方向改变;D. 作匀速直线运动.7 .用绳子拉小车在光滑水平面上运动,当绳子忽然断裂后,小车的运动速度将〔〕A.变小;B.不发生变化;C. 变大;D. 立即变为零.8 .关于物体的惯性,以下说法中正确的选项是〔〕A.物体在静止时的惯性比运动时的大;8 .物体的惯性随速度增大而增大;C.物体受到的力越大,它的惯性也越大;D.物体的惯性大小跟它的运动状态、受力情况都没有关系.9 .在一艘作匀速直线运动的轮船上,一小孩脸朝船行驶的方向坐在座位上,竖直向上抛出一个小球,小球落下时〔〕A.落在小孩的前面;B.落在小孩的后面;C.落在小孩的手里;D.无法确定.10 .人站在行驶的公共汽车内,汽车忽然刹车,人向前倾倒的原因是〔〕A.汽车有惯性,所以人向前倒;B.汽车刹车时,使人受到一个向前的力,所以人就向前倒;C.人有惯性,汽车刹车,人的脚停止运动,上身保持原有向前运动状态,所以人向前倒.11 .在作匀速直线运动的火车车厢内, 乘客把小球竖直向上抛出, 小球落下的位置在抛出点的〔〕A.正前方;B.正下方;C.正前方D. 正上方12 .关于惯性,以下说法中正确的选项是〔〕A.运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性;B.静止的物体有惯性,运动的物体没有惯性;C.不受到力的物体没有惯性,受到力的物体有惯性;D.惯性是物体的属性,一切物体不管运动和静止、受力和不受力都有惯性.13 . 一个运动着的物体,假定受到的一切力都消失,物体的运动状况是〔〕A.立即停止;B.先慢下来,然后停止;C.作匀速直线运动;D.条件缺乏,无法判断14 .坐在汽车里的人,感到椅背对自己有作用时,汽车的运动情况不可能的是[]A.正在加速行驶;B.正在起动;C. 正在刹车;D.正在匀速爬上山坡三.实验题把一叠硬币放在桌子上,用一根薄塑料尺贴着桌面迅速打击底部的分币.〔1〕实验结果是被击中的硬币 ,其他硬币.〔2〕对上述实验现象有以下几种解释,这几种解释都有错,请你在错的地方划一条横线.A.最下面的硬币受到外力作用,克服惯性,飞出去了;B.上面的硬币,没有惯性,所以静止不动;C.上面的硬币受到惯性作用,所以仍落在原处.〔3〕实验结果的正确解释是:这堆硬币原来都处于静止状态,被击中的硬币由于受到塑料尺的作用,静止状态,飞出去,而其他硬币没有受到塑料尺的力作用, 由于,保持原来的静止状态. 四.说理题正在行走的人踩到香蕉皮会向后倾倒,为什么?如果这个人正在跑步呢?牛顿第一定律习题〔三〕一、选择题1、正在行驶的汽车,如果作用在汽车上的一切外力忽然消失,那么汽车将〔〕A、立即停下来B 、先慢下来,然后停止C、做匀速直线运动D、改变运动方向2、以下实例中,属于预防惯性的不利影响的是〔〕A、跳远运发动跳远时助跑 B 、拍打衣服时,灰尘脱离衣服C小型汽车驾驶员驾车时必须系平安带D锤头松了,把锤柄的一端在水泥地上撞击几下,使锤头紧套在锤柄上3、水平射出的子弹离开枪口后,仍能继续高速飞行,这是由于〔〕A、子弹受到火药推力的作用 B 、子弹具有惯性C子弹受到飞行力的作用 D 、子弹受到惯性力的作用4、以下现象中不能用惯性知识解释的是〔〕A、跳远运发动的助跑,速度越大,跳远成绩往往越好日用力将物体抛出去,物体最终要落到地面上C子弹离开枪口后,仍然能继续高速向前飞行D古代打仗时,使用绊马索能将敌人飞奔的马绊倒5、关于惯性,以下说法中正确的选项是〔〕A、静止的物体才有惯性 B 、做匀速直线运动的物体才有惯性C、物体的运动方向改变时才有惯性 D 、物体在任何状态下都有惯性6、对于物体的惯性,以下正确说法是〔〕A.物体在静止时难于推动,说明静止物体的惯性大B.运动速度大的物体不易停下来,说明物体速度大时比速度小时惯性大C.作用在物体上的力越大,物体的运动状态改变得也越快,这说明物体在受力大时惯性变小D.惯性是物体自身所具有的,与物体的静止、速度及受力无关,它是物体自身属性7、一架匀速飞行的战斗机,为能击中地面上的目标,那么投弹的位置是〔〕A.在目标的正上方B. 在飞抵目标之前C.在飞抵目标之后D. 在目标的正上方,但离目标距离近些8、汽车在高速公路上行驶,以下交通规那么与惯性无关的是〔〕A、右侧通行 B 、系好平安带 C 、限速行驶D、保持车距9、在匀速直线行驶的火车上,有人竖直向上跳起,他的落地点在〔〕A.位于起跳点后面B.位于起跳点前面C.落于起跳点左右D. 位于起跳点处10、在匀速直线行驶的火车车厢里,有一位乘客做立定跳远,那么他〔〕A、向前跳将更远 B 、向后跳的更远C 、向旁边跳得更远D 、向前向后跳得一样远11 .在光滑的水平面上,使原来静止的物体运动起来以后,撤去外力,物体将不断地继续运动下去,原因是〔〕A.物体仍然受到一个惯性力的作用B.物体具有惯性,无外力作用时,保持原来运动状态不变C.由于运动较快,受周围气流推动D.由于质量小,速度不易减小12 .关于运动和力的关系,以下几种说法中,正确的选项是〔〕A.物体只有在力的作用下才能运动B.力是使物体运动的原因,比方说行驶中的汽车,只要把发动机关闭,车马上就停下了C.力是维持物体运动的原因D. 力是改变物体运动状态的原因二、填空题13.在下面现象中,物体的运动状态是否发生了变化?〔填上“变化〞或“不变化〞〕小朋友荡秋千.雨点竖直匀速下落.关闭发动机后汽车向前滑行.14、桌上放一个装满水的瓶子,中间有一个气泡,如下图,用手推一下瓶子,气泡将,如果使瓶子在桌面上匀速运动时,气泡将.15、牛顿在伽利略等人的研究根底上, 概括出牛顿第一定律,其内容是.16、正在行驶的汽车关闭发动机后, 由于仍然向前运动,但汽车的速度将〔选填“变大〞、“变小〞、或“不变〞〕这是由于汽车受到的缘故.17、马路上的汽车忽然启动时,站在车上的乘客将会倾倒,行驶的汽车急刹车时, 站在车上的乘客将会向倾倒,这两个现象都是由于人有而造成的.18、节日放飞的气球下吊一物体, 在空中竖直向上运动一段距离后又向下运动, 这又是由于19、在航天飞行器中处于失重状态的宇航员,其身体惯性.〔没有/仍具有〕20、虽然物体不受外力作用的情况是不存在的, 但是由于牛顿第一定律是建立在的根底上的,经过而得出的,因而是正确的.21、在平直轨道上行驶的列车车厢内,在水平桌面上放置一个小球,忽然小球向前运动,这时列车是在行驶.〔填“加速〞或“减速〞〕22、坐在汽车车箱内靠左侧车窗的乘客,车忽然开动时,身体将 ,当汽车刹车时, 身体将,当向右转弯时,身体将 ,转弯时乘客产生这种现象的原因是:23 .要想改变物体的运动状态,必须对物体施以的作用,力是―物体运动状态的原因.24 .物体从变为运动或从变为静止,物体速度的或发生变化,都叫做运动状态的改变.25 .一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持或,这就是牛顿第一定律.又叫做.26 .当汽车忽然起动的时候,由于乘客具有 ,他会向跟车行的方向倾倒;向北行驶的汽车忽然向西拐弯时,车上的乘客会向倾倒.27 .沿水平方向匀速飞行的轰炸机,要击中地面目标,应在投弹.〔填“目标正上方〞或“到达目标上方前〞〕28 .正在运动着的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它将〔〕A.立即停下来B.先慢下来,然后再停下来C.改变运动方向D. 沿原来的运动方向做匀速直线运动29 .关于惯性,以下说法正确的选项是〔〕A.静止的物体没有惯性,运动的物体才有惯性B.物体运动速度越大,其惯性越大C.物体惯性的大小与运动状态有关D.任何物体在任何情况下都有惯性30 . 一位旅客在匀速直线前进的轮船的甲板上竖直向上跳起, 这位旅客的落地点〔不计空气阻力〕〔〕A.在起跳点之后 B.在起跳点之前 C.仍在起跳点 D. 无法确定31 .以下现象中,不属于惯性现象应用的是〔〕A.用手拍打衣服上的灰尘B.锤头松了,将锤柄在地上撞几下C.运发动采用助跑跳远D.骑自行车时为了减速捏车闸32 .我国公安部规定,汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上平安带,这主要是为了减轻在以下那种情况出现时,可能对人体造成伤害〔〕A.车速太快B. 车速太慢C.忽然起动D.紧急刹车33 .牛顿第一定律是〔 〕A.是通过斜面小车实验直接得到的结论B.只是通过理论分析得出的规律 C.是在实验根底上,经过分析推理得到的结论 D.是日常生活得出的结论34 .有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时, 从热气球里掉出一个物体,这个物体离开热气球后将〔 〕A.继续上升一段距离,然后下落;B .立即下落; C.以原来的速度永远上升; D .以上说法都不对.35 .用绳子拉小车在光滑水平面上运动,当绳子忽然断裂后,小车的运动速度将〔 〕A.变小;B.不发生变化;C .变大;D.立即变为零.36 .关于物体的惯性,以下说法中正确的选项是〔 〕A.物体在静止时的惯性比运动时的大; B .物体的惯性随速度增大而增大;C.物体受到的力越大,它的惯性也越大;D.物体的惯性大小跟它的运动状态、受力情况都没有关系. 37 .在一艘作匀速直线运动的轮船上, 一小孩脸朝船行驶的方向坐在座位上,一个小球,小球落下时〔 〕A.落在小孩的前面;B.落在小孩的后面;C.落在小孩的手里;D.无法确定.38 .如图11 — 8所示的小车实验,外表越粗糙,小车受到的摩擦阻力,它的速度减小得 ;外表越光滑,摩擦阻力 ,它 的速度减小得 ,当小车受到的摩擦阻力为零时,它将做 运动.牛顿第一定律习题〔四〕一、填空题1 .要想改变物体的运动状态,必须对物体施以 的作用,力是 物体 运动状态的原因.2 .物体从 变为运动或从 变为静止,物体速度的 或 发生变化,都叫 做运动状态的改变.3 . 一切物体在没有受到外力作用的时候, 总保持 或,这就是 牛顿第一定律.又叫做.4 .当汽车忽然起动的时候,由于乘客具有 ,他会向跟车行 的方向倾倒;向北行驶的 汽车忽然向西拐弯时,车上的乘客会向 倾倒.5 .沿水平方向匀速飞行的轰炸机,要击中地面目标,应在 投弹.〔填“目标正上方〞 或“到达目标上方前〞〕6 .在平直公路上匀速行驶的7^车受到的阻力大小 汽车的牵引力.7 .用钢丝绳系上一个重为 500 N 的物体,当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力是N,当钢丝绳拉着物体静止时, 绳对物体的拉力是 N,当钢丝绳拉着物体以 2 m/s 的速度匀速下降时,绳对物体的拉力是 N.8 .放在水平桌面上静止的物体, 受到 和 两个力的作用,它们的施力 物体 和,这两个力的关系是 .9 .重104N 的车厢,在103N 水平拉力作用下做匀速直线运动,车厢受到的阻力是 N;假设竖直向上抛出木板外表将拉力增大,那么车厢速度将 ;假设拉力减小,那么车厢速度将 二、选择题10 .正在运动着的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它将〔 〕A.立即停下来B. 先慢下来,然后再停下来C.改变运动方向D.沿原来的运动方向做匀速直线运动11 .关于惯性,以下说法正确的选项是〔 〕A.静止的物体没有惯性,运动的物体才有惯性B. 物体运动速度越大,其惯性越大C.物体惯性的大小与运动状态有关D.任何物体在任何情况下都有惯性12 . 一位旅客在匀速直线前进的轮船的甲板上竖直向上跳起, 这位旅客的落地点〔不计空气阻力〕〔〕A.在起跳点之后B. 在起跳点之前C.仍在起跳点D.无法确定13 .关于力和运动的关系,以下说法中正确的选项是〔 〕A.力是维持物体运动状态的原因B.力是改变物体运动状态的原因C.只有在力的作用下物体才能运动D.只要有力作用在物体上,物体的运动状态就一定改变14 .物体在平衡力的作用下,以下说法中哪个正确〔〕A.物体一定处于静止状态B. 物体一定做匀速直线运动C.物体的运动状态一定发生变化D.物体的运动状态一定不发生变化15 .以下现象中,不属于惯性现象应用的是〔〕A.用手拍打衣服上的灰尘B. 锤头松了,将锤柄在地上撞几下C.运发动采用助跑跳远D.骑自行车时为了减速捏车闸16 .我国公安部规定,汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上平安带,这主要是为了减轻在 卜列那种情况出现时,可能对人体造成伤害〔 〕 A.车速太快B.车速太慢 C.17 .牛顿第一定律是〔〕A.是通过斜面小车实验直接得到的结论B.C.是在实验根底上,经过分析推理得到的结论D.18 .如下图的小车实验,外表越粗糙,小车受到的摩擦阻力零时,它将做 运动.19 .如下图,弹簧秤的最小刻度值是 N,量程是 N,弹簧秤示数是 N. 20 .重104N 的汽车在公路上做匀速直线运动,它受到的阻力是车重的 0.03倍,那么汽车发动机的牵引力是多少 N?忽然起动 D.紧急刹车只是通过理论分析得出的规律 是日常生活得出的结论,它的速度减小得;外表越光滑,摩擦阻力 ,它的速度减小得,当小车受到的摩擦阻力为才强外表。
高中物理牛顿运动定律的应用常见题型及答题技巧及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部,另一端和质量为m 的小物块a相连,如图所示.质量为35m 的小物块b 紧靠a 静止在斜面上,此时弹簧的压缩量为x 0,从t=0时开始,对b 施加沿斜面向上的外力,使b 始终做匀加速直线运动.经过一段时间后,物块a 、b 分离;再经过同样长的时间,b 距其出发点的距离恰好也为x 0.弹簧的形变始终在弹性限度内,重力加速度大小为g .求:(1)弹簧的劲度系数; (2)物块b 加速度的大小;(3)在物块a 、b 分离前,外力大小随时间变化的关系式.【答案】(1)08sin 5mg x θ (2)sin 5g θ(3)22084sin sin 2525mg F mg x θθ=+【解析】 【详解】(1)对整体分析,根据平衡条件可知,沿斜面方向上重力的分力与弹簧弹力平衡,则有:kx 0=(m+35m )gsin θ 解得:k=8 5mgsin x θ(2)由题意可知,b 经两段相等的时间位移为x 0;由匀变速直线运动相邻相等时间内位移关系的规律可知:1014x x = 说明当形变量为0010344x x x x =-=时二者分离; 对m 分析,因分离时ab 间没有弹力,则根据牛顿第二定律可知:kx 1-mgsinθ=ma 联立解得:a=15gsin θ(3)设时间为t ,则经时间t 时,ab 前进的位移x=12at 2=210gsin t θ则形变量变为:△x=x 0-x对整体分析可知,由牛顿第二定律有:F+k △x-(m+35m )gsinθ=(m+35m )a解得:F=825mgsinθ+22425mg sinxθt2因分离时位移x=04x由x=04x=12at2解得:052xtgsinθ=故应保证0≤t<052xgsinθ,F表达式才能成立.点睛:本题考查牛顿第二定律的基本应用,解题时一定要注意明确整体法与隔离法的正确应用,同时注意分析运动过程,明确运动学公式的选择和应用是解题的关键.2.如图甲所示,倾角为θ=37°的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一质量m=2 kg的小物体轻轻放在传送带的A端,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示,2 s末物体到达B端,取沿传送带向下为正方向,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,求:(1)小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度v;(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ;(3)2 s内物体机械能的减少量ΔE.【答案】(1)8 m/s (2)0.5 (3)48 J【解析】【详解】(1)由v-t图象的面积规律可知传送带A、B间的距离L即为v-t图线与t轴所围的面积,所以:112122v v vL t tt=++代入数值得:L=16m由平均速度的定义得:168/2Lv m st===(2)由v-t图象可知传送代运行速度为v1=10m/s,0-1s内物体的加速度为:22110/10/1va m s m stVV===则物体所受的合力为:F合=ma1=2×10N=20N.1-2s内的加速度为:a2=21=2m/s2,根据牛顿第二定律得:a1=mgsin mgcosmθμθ+=gsinθ+μgcosθa2=mgsin mgcosmθμθ-=gsinθ-μgcosθ联立两式解得:μ=0.5,θ=37°.(3)0-1s内,物块的位移:x1=12a1t12=12×10×1m=5m传送带的位移为:x2=vt1=10×1m=10m 则相对位移的大小为:△x1=x2-x1=5m则1-2s内,物块的位移为:x3=vt2+12a2t22=10×1+12×2×1m=11m0-2s内物块向下的位移:L=x1+x3=5+11=16m 物块下降的高度:h=L sin37°=16×0.6=9.6m 物块机械能的变化量:△E=12m v B2−mgh=12×2×122−2×10×9.6=-48J负号表示机械能减小.3.如图,质量M=4kg的长木板静止处于粗糙水平地面上,长木板与地面的动摩擦因数μ1=0.1,现有一质量m=3kg的小木块以v0=14m/s的速度从一端滑上木板,恰好未从木板上滑下,滑块与长木板的动摩擦因数μ2=0.5,g取10m/s2,求:(1)木块刚滑上木板时,木块和木板的加速度大小;(2)木板长度;(3)木板在地面上运动的最大位移。
第6节 用牛顿运动定律解决问题(一) 一、从受力确定运动情况 如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况。 二、从运动情况确定受力 如果已知物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律确定物体所受的力。 【巩固练习】 1.质量为1 kg的质点,受水平恒力作用,由静止开始做匀加速直线运动,它在t秒内的位移为x m,则合力F的大小为( ) A.2xt2 B.2x2t-1 C.2x2t+1 D.2xt-1 2.在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹。在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14 m,假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7,g取10 m/s2,则汽车刹车前的速度为( ) A.7 m/s B.14 m/s C.10 m/s D.20 m/s 3.行车过程中,如果车距不够,刹车不及时,汽车将发生碰撞,车里的人可能受到伤害,为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害,人们设计了安全带,假定乘客质量为70 kg,汽车车速为90 km/h,从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s。安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)( ) A.450 N B.400 N C.350 N D.300 N 4.一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(在上述过程中,此力的方向一直保持不变),那么如图所示的v-t图像中,符合此过程中物体运动情况的图像可能是( )
5.用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为3∶2,初速度之比为2∶3,它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行,直至停止,则它们( ) A.滑行中的加速度之比为2∶3 B.滑行的时间之比为1∶1 C.滑行的距离之比为4∶9 D.滑行的距离之比为3∶2
用牛顿定律解决问题(一) 学点 1 从受力确定运动情况 基本方法、步骤: ①确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力图。 ②根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的合外力(包括大小和方向) 。 ③根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度。 ④结合给定的物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需运动参量。 例 1 一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下, 山坡的倾角 θ= 30°,滑雪板与雪地的动摩擦 因数 0.04,求 10s 内滑下来的路程和 10s 末的速度大小。 (g 取 10m/ s2) 解析 以滑雪人为研究对象,受力情况如图 4-6-1 所示。
研究对象的运动状态为: 垂直于山坡方向, 处于平衡; 沿山坡方向, 做匀加速直线运动。 将重力 mg 分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向,据牛顿第二定律列方程: FN- mgcosθ= 0 mgsinθ-Ff= ma 又因为 Ff=μ FN
由①②③可得: a= g( sinθ- μcosθ)
1 2= 1 at = g 2
故 x= 2 2 (sinθ-μ cosθ) t2
1 1 3 = 2 ×10×( 2 -0.04× 2 )×102m=233m
13 v=at=10×( 2 - 0.04× 2 )× 10m/ s= 46.5m/ s
答案 233m, 46.5m/ s。 方法点拨 物理运算过程中尽量使用代表物理量的字母,必要时再代入已知量。 学后反思 物体的运动情况是由物体所受合外力及物体初始条件决定的, 在解决动力学问题过程中 应注重受力分析能力的培养和提高。 例 2 如图 4-6-2 所示,传送带地面倾角 θ=37°,AB 之间的长度为 L=16m,传送带 以速率 v= 10m/ s逆时针转动,在传送带上 A 端无初速地放一个质量为 m= 0.5kg 的物体, 它与传送带之间的动擦系数 μ =0.5 ,求物体从 A运动到 B 需要多少时间? 2 ( g= 10m/ s2 ,
sin37°
解析 物体放到传送带上, 开始相对于传送带向上运动, 物体由静止开始做初速为零的匀速直线运动,根据牛顿第二定律:
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
物体速度由零增大到 10m/s 所用的时间: t1= x1/ v
1at
12
物体下滑的位移: x1= 2
当物体速度等于 10m/s 时,相对于传送带,物体向下运动,摩擦力方向与原来相反, 沿传送带向上,此时有: mgsin θ- μ mgcosθ=ma2 ④ 从速度增大到 10m/ s后滑到 B 所用时间为 t2,根据运动学知识:
1 a2t
22
L- x1= vt2+ 2 ⑤
联立方程组解得: t1=1s t2=1s 所以从 A到 B 时间为 t=t1+t2=2s 答案 2s。 方法总结 本题应注意, 开始时物体的速度小于传送带速度, 相对传送带向上运动, 受摩擦力方向 沿斜面向下; 当物体速度加速到大于传送带速度时, 相对传送带向下运动, 摩擦力方向沿斜 面向上。因此,物块在传送带上运动时,分加速度不同的两个阶段进行研究。 例 3 一小圆盘静止在桌布上, 位于一方桌的水平桌面的中央。 桌布的一边与桌的 AB 边 重合, 如图 4- 6- 3。已知盘与桌布间的动摩擦因数为 μ1,盘与桌面间的动摩擦因数为 μ2, 现突然以恒定加速度 a 将桌布抽离桌面 ,加速度方向是水平的且垂直于 AB 边。若圆盘
最后未 从桌面掉下,则加速度 a 满足的条件是什么?(以 g 表示重力加速度)
所受摩擦力方向沿传送带向下, 解析 设圆盘的质量为 m,桌面长为 l ,在桌布从圆盘下抽出的过程中,盘的加速度为 a1,有: μ 1ma=ma1 ①
桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以 a2 表示加速度的大小,有 μ 2ma= ma2 ②
由以上①到⑧式解得: a≥ +2 1+2 2 1
g
答案 a≥ 2
感悟技巧 可根据动力学规律和运动学规律列出相互独立的物理方程 综合求解。
解题的基本方法步骤: ①确定研究对象,对研究对象进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力图; ②选择合适的运动学公式,求出物体的加速度; ③根据牛顿第二定律列方程,求出物体所受的合外力; ④根据力的合成与分解的方法,由合力求出所需的力。 例 4 质量为 200t的机车从停车场出发,行驶 225m 后,速度达到 54km/h,此时,司 机关闭发动机让机车进站,机车又行驶了 125m 才停在站上。设运动阻力不变,求机车关闭 发动机前所受到的牵引力。
设盘刚离开桌布时的速度为 v1,移动的距离为 x1 ,离开桌布后在桌面上再运动距离 x2,
2 后便停下,有 v1 = 2a1x1 ③, 2 v1 =2a2
④,
盘没有从桌面上掉下的条件是 1l x2≤ 2 - x1 ⑤, 设桌布从盘下抽出所经历时间为 t,在这段时间内桌布移动的距离为 x,有
1at2 x= 2 ⑥, 1 a1t 2 ⑦, 1l
而 x = 2 + x1 ⑧,
1+2 2 1g
求解比较复杂的动力学问题, 学点 2 从运动情况确定受力 解析 机车关闭发动机前在牵引力和阻力共同作用下向前加速; 关闭发动机后, 机车只 在阻力作用下做减速运动。 因加速阶段的初末速度及位移均已知, 故可由运动学公式求出加 速阶段的加速度, 由牛顿第二定律可求出合力; 在减速阶段初末速度及位移已知, 同理可以 求出加速度,由牛顿第二定律可求出阻力,则由两阶段的力可求出牵引力。 在加速阶段 初速度 v0=0,末速度 v1= 54km / h= 15m/ s 位移 x1=225m
152 22 由 vt - v0 =2ax 得: 加速度 a1= 2x1 2 225 m/ s
2= 0.5m/ s2
由牛顿第二定律得 F 引-F 阻=ma1=2×105×0.5N = 1× 10 5N ①
减速阶段:初速度 v1= 15m/ s,末速度 v2= 0,位移 x2= 125m
由 v22- v12=2ax得 152 2 125 m/ s2=- 0.9m/ s2,负号表示 a2 方向与 v1方向相反
55 由牛顿第二定律得 F 阻=-ma2=- 2× 105×(- 0.9) N= 1.8×105N
②
由①②得机车的牵引力为 F 引= 2.8×105N
5 答案 2.8× 105N
方法总结 解题前应对问题先作定性和半定量的分析, 弄清物理情景, 找出解题的关键, 以养成良 好的思维品质和解题习惯,在求解加速度过程中要注意加速度和速度方向关系,在求 也可不考虑方向,直接求其大小, a2= 0.9m/ s2,然后根据阻力方向得出 F 阻=- ma2
= 1.8 ×105N 的结果。
例 5 在水平地面上有两个彼此接触的物体 A 和 B,它们的质量分别为 m1 和 m2,与地面 间的动摩擦因数均为 μ,若用水平推力 F 作用于 A 物体,使 A、B 一起向前运动,如图 4-
6-4 所示,求两物体间的相互作用力为多大?若将 F 作用于 B 物体,则 A、B 间的相互作
用力为多大?
解析 由于两物体是相互接触的,在水平推力 F 的作用下做加速度相同的匀加速直线 运动, 如果把两个物体作为一个整体, 用牛顿第二定律去求加速度 a 是很简便的。 题目中要 求 A 、 B 间的相互作用力,因此必须采用隔离法,对 A 或 B 进行受力分析,再用牛顿第二定 律就可以求出两物体间的作用力。
2 v1
2 -v
1 加速度 a2= 2x2
a2 时 解法一:设 F 作用于 A 时, A、B 的加速度为 a1,A、B 间相互作用力为 F1。以 A 为研 究对象,受力图如图 4-6-5 所示,由牛顿第二定律得 水平方向 F-F1-F1 阻=m1a1, 竖直方向 F1 弹=m1g,F1阻=μF1 弹
再以 B 为研究对象,它受力如图 4-6- 6所示,由牛顿第二定律有 水平方向 F1-F2 阻=m2a1, 竖直方向 F2 弹= m2g,又 F2阻=μF2弹 m2F
m1F
F-μ (m1+m2)g=( m1+m2) F 所以 a= m1+ m2 - μg
F1-F2 阻=m2a m1F 则 A、B 间相互作用力 F1为: F1= m1+m2 同理可求得 F2= m1+m2
答案 m1+ m2 ; m1+m2
当 F 作用 B 时,应用同样的方法可求 A、 B 间的相互作用力 F2 为 F 2= m1+ m2
解法二:以 A、 B 为研究对象,其受力如图 4- 6-7 所示,由牛顿第二定律可得
联立以上各式可得 A、B 间相互作用力为 F 1= m1+ m2 ,
再以 B 为研究对象,其受力如图 4-6- 6所示,由牛顿第二定律可得 m2F m2F m1F