牛顿运动定律的应用训练案(系列2)

第2单元 牛顿运动定律的应用一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用1．运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型（1）已知受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．（2）已知运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案．常用的运动学公式为匀变速直线运动公式，2/2,2,21,0202200t t t t v v v t s v as v v at t v s at v v =+===-+=+=等. 2．应用牛顿运动定律解题的一般步骤（1）认真分析题意，明确已知条件和所求量，搞清所求问题的类型.（2）选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的整体.同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.（3）分析研究对象的受力情况和运动情况.（4）当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.（5）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程，物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算.（6）求解方程，检验结果，必要时对结果进行讨论.3．应用例析【例1】一斜面AB 长为10m ，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/s 2）若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求小物体下滑到斜面底端B 点时的速度及所用时间．【例2】如图所示，一高度为h =0.8m 粗糙的水平面在B 点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC 连接，一小滑块从水平面上的A 点以v 0=3m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动。

强化训练8 牛顿运动定律的应用（二）本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。

其主要目的在于进一步理解和掌握牛顿运动定律。

能熟练地运用牛顿定律、运动学公式、功能关系、机械能守恒、电磁学知识等等，解决力学综合、力电综合以及其他综合问题，有利于培养和提高我们的审题能力和思维能力。

一、破解依据欲顺利解决此类问题，试归纳以下几条“依据”： ㈠⑴牛顿第一定律（略）⑵牛顿第二定律 ma F =或y y x x ma F ma F ==,，其中F 、F x 、F y 分别表示物体所受合力及其分力；并且，以上各式中力、加速度的方向均时刻保持一致。

注：若0=a 或0,0==y x a a ,则,0=F 或0,0==y x F F ，牛二律转化为平衡条件。

平衡状态是指物体处于静上或匀速度直线状态,或者是匀速转动。

⑶牛顿第三定律（略）实际应用：反冲运动。

㈡利用牛顿定律与高中物理知识解决的力学、力电综合题以及其他综合题。

二、 精选习题㈠选择题（每小题5分，共40分）1.（16上海）在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。

若减小风力，体验者在加速下落过程中（ ） （A ）失重且机械能增加 （B ）失重且机械能减少 （C ）超重且机械能增加 （D ）超重且机械能减少2.（14新课标Ⅱ）如图-1，一质量为M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m 的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g .当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )A ．Mg －5mgB ．Mg ＋mgC ．Mg ＋5mgD ．Mg ＋10mg3.（14日照一中二模）如图-2甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k ，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A 连接；两物块A 、B 质量均为m ，初始时均静止。

12牛顿运动定律应用（二）1．一物体受到多个力（共点力）作用，合力为零，物体静止，当其中一个力逐渐减小到零，而后又逐渐恢复到原来时，物体在这个过程中【 C 】A ．速度从零增大到某一值后，又逐渐减小到零B ．速度从零增大到某一值后，又逐渐减小到某一值C ．速度从零逐渐增大到某一数值后不变D ．以上说法都不对2．从地面竖直上抛一小球．设小球上升到最高点所用的时间为t 1，下落到地面所用的时间为t 2。

若考虑到空气阻力的作用，则【 A 】A ．t 1> t 2B ．t 1< t 2C ．t 1= t 2D ．因不知速度和空气阻力的关系，故无法断定t 1、 t 2哪个较大3．一间新房即将建成时要封顶，考虑到下雨时落到房顶的雨滴能尽快淌离房顶，要设计好房顶的坡度，设雨滴沿房顶下淌时做无初速无摩擦的运动，那么下列图中符合要求的是【 C 】 4．如图所示，倾角为θ的光滑斜面上有一质量为m 的物体，当物体速度为零时，对物体施加水平恒力F ，则物体必将【 A 】 A ．做匀加速直线运动 B ．做平抛运动C ．沿斜面向下做匀加速直线运动D ．做匀变速曲线运动 5．某消防队员从一平台上跳下，下落2m 后双脚触地，接着他用双脚弯屈的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m ，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力估计为【 B 】A ．自身所受重力的2倍B ．自身所受重力的5倍C ．自身所受重力的8倍D ．自身所受重力的10倍 6．如图所示，一弹簧的一端系在墙上O 点，自由伸长到B 点。

今将一小物体m 压着弹簧，将弹簧压缩到A 点，然后释放，小物体能运动到C 点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，试判断下列说法中正确的是【 C 】A ．物体从A 到B 速度越来越大，从B 到C 速度越来越小B ．物体从A 到B 速度越来越小，从B 到C 加速度不变AB CDC．物体从A到B先加速后减速，从B到C一直做减速运动D．物体在B点时所受的合外力为零7．有一种极限运动叫做“蹦极跳”，一名游戏者身系一根弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落到达最低点，若下落过程中的空气阻力恒定，则游戏者在橡皮绳张紧以后的下落过程中速度大小的变化情况为__________，加速度大小的变化情况为____________。

O
于 O点。当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳拉
力 F 的大小为（ A.F ＝ mg C.F= （ M+m） g
） B.mg＜F＜（ M+m） g D.F ＞（ M+m） g
A BC
6. 一位同学的家住在一座 25 层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测
量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律， 他就根据这一特点在电梯内用台秤、
10. 解：物体匀速上升时拉力等于物体的重力，当物体以
a 匀加速下降时，物体失重
则有： FT＝ 3mg－ 3ma ①
物体以 a 匀减速下降时，物体超重故： FT=mg+ma ②
联立①②有： FT＝mg+mg/2=3mg/2
所以：绳子最多能拉着质量为 3m/2 的物体匀速上升。
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重物和停表测量这座楼房的高度。 他将台秤放在电梯内， 将重物放在台秤的托盘上， 电梯从
第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。
在整个过程中，他记录了台秤在不
同时间段内的示数， 记录的数据如下表所示。 但由于 0－ 3.0s 段的时间太短， 他没有来得及
将台秤的示数记录下来，假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，重力加速度
5.8200N 6400N 4600N 6.ABC
能力训练
1.A
2.C
3.B
4.BD
7. （ 1） m(g－ v0 ) t1
（2） mg
5.D
6. （ 1）5.8kg
（ 3） m(g+ v0 ) t3 t2
（ 2）2.9m
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8. 台秤的示数先偏大，后偏小，指针来回摆动一次后又停在原位置。