1份高中物理_牛顿运动定律综合讲义
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5牛顿运动定律的应用训练1牛顿运动定律的简单应用考点一从受力确定运动情况1.(2022·汕尾市高一期末)刹车痕迹是交警判断交通事故中汽车是否超速的重要依据之一,在一次交通事故中,货车司机看到前方道路上突然窜出一头牛时紧急刹车,但还是发生了事故。
交警在现场量得货车的刹车痕迹长为15 m,已知货车车轮与地面间的动摩擦因数是0.6,发生碰撞时速度接近0。
请你帮助交警计算货车的初速度大约为()A.40 km/h B.50 km/hC.60 km/h D.70 km/h2.如图所示,质量为m=1 kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.3,当物体运动的速度大小为10 m/s时,给物体施加一个与速度方向相反的大小为F=2 N的恒力,在此恒力作用下(取g=10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.物体经10 s速度减为零B.物体经5 s速度减为零C.物体速度减为零后将保持静止D.物体速度减为零后将向右运动3.如图所示为某小球所受的合力与时间的关系图像,各段的合力大小相同,作用时间相同,且一直作用下去,设小球由静止开始运动,由此可判定()A.小球向前运动,再返回停止B.小球向前运动,再返回不会停止C.小球始终向前运动D.小球向前运动一段时间后停止考点二从运动情况确定受力4.车辆在行驶过程中,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。
为了尽可能地减小碰撞引起的伤害,人们设计了安全带及安全气囊如图所示。
假定乘客质量为70 kg,汽车车速为108 km/h(即30 m/s),从发生碰撞到车完全停止需要的时间为1 s,安全带及安全气囊对乘客的平均作用力大小为()A.2 100 N B.6 000 NC.8 000 N D.1 000 N5.(多选)如图所示,质量m=2 kg的滑块以v0=20 m/s的初速度沿倾角θ=37°的足够长的斜面向上滑动,经t=2 s滑行到最高点。
用牛顿运动定律解决问题(一)教材分析力和物体运动的关系问题,一直是动力学研究的基本问题,人们对它的认识经历了一个漫长的过程,直到牛顿用他的三个定律对这一类问题作出了精确的解决.牛顿由此奠定了经典力学的基础.牛顿三定律成为力学乃至经典物理学中最基本、最重要的定律.牛顿第一定律解决了力和运动的关系问题;牛顿第二定律确定了运动和力的定量关系;牛顿第三定律确定了物体间相互作用力遵循的规律.动力学所要解决的问题由两部分组成:一部分是物体运动情况;另一部分是物体与周围其他物体的相互作用力的情况.牛顿第二定律恰好为这两部分的链接提供了桥梁.应用牛顿运动定律解决动力学问题,高中阶段最为常见的有两类基本问题:一类是已知物体的受力情况,要求确定出物体的运动情况;另一类是已经知道物体的运动情况,要求确定物体的受力情况.要解决这两类问题,对物体进行正确的受力分析是前提,牛顿第二定律则是关键环节,因为它是运动与力联系的桥梁.教学重点应用牛顿运动定律解决动力学的两类基本问题.教学难点动力学两类基本问题的分析解决方法.课时安排1课时三维目标1.知识与技能(1)知道动力学的两类基本问题,掌握求解这两类基本问题的思路和基本方法.(2)进一步认识力的概念,掌握分析受力情况的一般方法,画出研究对象的受力图.2.过程与方法(1)培养学生运用实例总结归纳一般解题规律的能力.(2)会利用正交分解法在相互垂直的两个方向上分别应用牛顿定律求解动力学问题.(3)掌握用数学工具表达、解决物理问题的能力.3.情感、态度与价值观通过牛顿第二定律的应用,提高分析综合能力,灵活运用物理知识解决实际问题.教学过程导入新课情境导入利用多媒体播放“神舟”五号飞船的发射升空、“和谐号”列车高速前进等录像资料.如图甲、乙所示.引导:我国科技工作者能准确地预测火箭的升空、变轨,列车的再一次大提速节约了很多宝贵的时间,“缩短”了城市间的距离.这一切都得益于人们对力和运动的研究.我们现在还不能研究如此复杂的课题,就让我们从类似较为简单的问题入手,看一下这类问题的研究方法.推进新课牛顿第二定律确定了运动和力的关系,使我们能够把物体的运动情况与受力的情况联系起来.因此,它在天体运动的研究、车辆的设计等许多基础学科和工程技术中都有广泛的应用.由于我们知识的局限,这里只通过一些最简单的例子作介绍.一、从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,可由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律就可以确定物体的运动情况.例1一个静止在水平地面上的物体,质量是2 kg,在6.4 N的水平拉力作用下沿水平方向向右运动.物体与地面间的摩擦力是4.2 N,求物体在4 s末的速度和4 s内发生的位移.分析:这个问题是已知物体受的力,求它的速度和位移,即它的运动情况.教师设疑:1.物体受到的合力沿什么方向?大小是多少?2.这个题目要求计算物体的速度和位移,而我们目前只能解决匀变速运动的速度和位移.物体的运动是匀变速运动吗?师生讨论交流:1.对物体进行受力分析,如图.物体受力的图示物体受到四个力的作用:重力G ,方向竖直向下;地面对物体的支持力F N ,竖直向上;拉力F 1,水平向右;摩擦力F 2,水平向左.物体在竖直方向上没有发生位移,没有加速度,所以重力G 和支持力F N 大小相等、方向相反,彼此平衡,物体所受合力等于水平方向的拉力F 1与摩擦力F 2的合力.取水平向右的方向为正方向,则合力:F =F 1-F 2=2.2 N ,方向水平向右.2.物体原来静止,初速度为0,在恒定的合力作用下产生恒定的加速度,所以物体做初速度为0的匀加速直线运动.解析:由牛顿第二定律可知,F 1-F 2=maa =F 1-F 2ma =2.22m/s 2=1.1 m/s 2 求出了加速度,由运动学公式可求出4 s 末的速度和4 s 内发生的位移v =at =1.1×4 m/s=4.4 m/sx =12at 2=12×1.1×16 m=8.8 m.讨论交流:(1)从以上解题过程中,总结一下运用牛顿定律解决由受力情况确定运动情况的一般步骤.(2)受力情况和运动情况的链接点是牛顿第二定律,在运用过程中应注意哪些问题? 参考:运用牛顿定律解决由受力情况确定物体的运动情况大致分为以下步骤:(1)确定研究对象.(2)对确定的研究对象进行受力分析,画出物体的受力示意图.(3)建立直角坐标系,在相互垂直的方向上分别应用牛顿第二定律列式F x =ma x ,F y =ma y .求得物体运动的加速度.(4)应用运动学的公式求解物体的运动学量.3.受力分析的过程中要按照一定的步骤以避免“添力”或“漏力”.一般是先场力,再接触力,最后是其他力.即一重、二弹、三摩擦、四其他.再者每一个力都会独立地产生一个加速度.但是解题过程中往往应用的是合外力所产生的合加速度.再就是牛顿第二定律是一矢量定律,要注意正方向的选择和直角坐标系的应用.课堂训练(课件展示)如图所示自由下落的小球,从它接触竖直放置的弹簧开始到弹簧压缩到最大程度的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是().A.加速度变大,速度变小B.加速度变小,速度变大C.加速度先变小后变大,速度先变大后变小D.加速度先变小后变大,速度先变小后变大解析:小球接触弹簧后,受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力,其中重力为恒力.在接触开始阶段,弹簧形变较小,重力大于弹力,合力方向向下,故加速度方向也向下,加速度与速度方向相同,因而小球做加速运动.随着弹簧形变量的增加,弹力不断增大,向下的合力逐渐减小,小球加速度也逐渐减小.当弹力增大到与重力相等时,小球加速度等于0.由于小球具有向下的速度,仍向下运动.小球继续向下运动的过程,弹力大于重力,合外力方向变为竖直向上,小球加速度也向上且逐渐增大,与速度方向相反.小球速度减小,一直到将弹簧压缩到最大形变量,速度变为0.答案:C二、从运动情况确定受力与第一种情况过程相反,若已经知道物体的运动情况,根据运动学公式求出物体的加速度,于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的外力,这是力学所要解决的又一方面的问题.例2 一个滑雪的人,质量m=50 kg,以v0=2 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡倾角θ=30°,在t=5 s的时间内滑下的路程x=60 m,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力).合作探讨:这个题目是已知人的运动情况,求人所受的力.应该注意三个问题:滑雪人受到的力1.分析人的受力情况,作出受力示意图.然后考虑以下几个问题:滑雪的人共受到几个力的作用?这几个力各沿什么方向?它们之中哪个力是待求的,哪个力实际上是已知的?2.根据运动学的关系得到下滑加速度,求出对应的合力,再由合力求出人受的阻力.3.适当选取坐标系.坐标系的选择,原则上是任意的,但是为了解决问题的方便,选择时一般根据以下要求选取:(1)运动正好沿着坐标轴的方向.(2)尽可能多的力落在坐标轴上.如有可能,待求的未知力尽量落在坐标轴上,不去分解.解析:如图,受力分析建立如图坐标系,把重力G 沿x 轴和y 轴的方向分解,得到求滑雪人受到的阻力G x =mg ·sin θG y =mg ·cos θ与山坡垂直方向,物体没有发生位移,没有加速度,所以G y 与支持力F N 大小相等、方向相反,彼此平衡,物体所受的合力F 等于G x 与阻力F 阻的合力.由于沿山坡向下的方向为正方向,所以合力F =G x -F 阻,合力的方向沿山坡向下,使滑雪的人产生沿山坡向下的加速度.滑雪人的加速度可以根据运动学的规律求得:x =v 0t +12at 2 a =2(x -v 0t )t 2 a =4 m/s 2 根据牛顿第二定律F =maG x -F 阻=maF 阻=G x -maF 阻=mg ·sin θ-ma 代入数值后,得F 阻=67.5 N.答案:67.5 N结合两种类型中两个例题的解题过程,总结出用牛顿定律解题的基本思路和解题步骤:1.选定研究对象,并用隔离法将研究对象隔离出来.2.分别对研究对象进行受力分析和运动情况分析,并作出其受力图.3.建立适当的坐标系,选定正方向,正交分解.4.根据牛顿第二定律分别在两个正交方向上列出方程.5.把已知量代入方程求解,检验结果的正确性.课堂训练(课件展示)1.一个物体的质量m =0.4 kg ,以初速度v 0=30 m/s 竖直向上抛出,经过t =2.5 s 物体上升到最高点.已知物体上升过程中所受到的空气阻力大小恒定,求物体上升过程中所受空气阻力的大小是多少?解析:设物体向上运动过程中做减速运动的加速度大小为a ,以初速度方向为正方向. 因为v t =v 0-a t ,v t =0所以a =0v t=12 m/s 2 对小球受力分析如图,由牛顿第二定律f +mg =maf =m (a -g )=0.4×(12-9.8)N=0.88 N.答案:0.88 N2.如图所示,光滑地面上,水平力F 拉动小车和木块一起做匀加速运动,小车的质量为M ,木块的质量为m .设加速度大小为a ,木块与小车之间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中大木块受到的摩擦力大小是( ).A.μmg B.ma C.mM+mF D.F-ma解析:这是一道根据物体运动状态求物体受力情况的典型习题.题中涉及两个物体,题干中的已知量又比较多,对此类题目,要注意选取好研究对象.两者无相对运动,它们之间的摩擦力只能是静摩擦力.因而滑动摩擦力公式f=μmg就不再适用.A选项错误.以木块为研究对象,则静摩擦力产生其运动的加速度F合=f=ma,再由牛顿第三定律可知B选项正确.以小车为研究对象,F-f=Ma,f=F-Ma,D选项也正确.以整体为研究对象,则a=FM+m,再代入f=ma可得f=mFM+m.故C选项也正确.答案:BCD教学建议:1.授课过程中,教师提示分析思路之后.受力分析、过程分析先由学生完成,教师则将解题过程完整写出,以便总结规律、让学生养成规范解题的习惯.2.运算过程中,物理量尽量用相应的字母表示,将所求量以公式形式代出,最后再将已知量代入,求出结果.课堂小结本节课主要讲述了动力学中的两类基本问题:(1)已知受力情况求解运动情况.(2)已知运动情况求物体受力情况.通过对例题的分析解决过程,总结出这两类基本问题的解决方法、思路和一般解题步骤.布置作业教材第87页“问题与练习”1、2、3、4题.板书设计6 用牛顿运动定律解决问题(一)一、从受力情况确定运动情况例1二、从运动情况确定受力情况例2总结:加速度是连接动力学和运动学的桥梁活动与探究课题:牛顿运动定律的适用条件.牛顿运动定律虽然是一个伟大的定律,但它也有自己适用的条件.通过对其适用条件的了解,使学生进一步完整地掌握这个规律,并且为相对论的提出打好基础.习题详解1.解答:如图所示,用作图法求出物体所受的合力F =87 Na =F m =872m/s 2=43.5 m/s 2 v =at =43.5×3 m/s=131 m/sx =12at 2=12×43.5×32 m =196 m. 2.解答:电车的加速度为:a =v -v 0t =0-1510m/s 2=-1.5 m/s 2. 电车所受阻力为:F =ma =-6.0×103 N ,负号表示与初速度方向相反.3.解答:人在气囊上下滑的加速度为:a =mg sin θ-F m =g sin θ-F m =(10×3.24.0-24060) m/s 2=4.0 m/s 2 滑至底端时的速度为:v =2ax =2×4.0×4.0 m/s =5.7 m/s.4.解答:卡车急刹车时的加速度大小为:a =F m =μmg m=μg =7 m/s 2 根据运动学公式:v 0=2ax =2×7×7.6 m/s =10.3 m/s≈37.1 km/h>30 km/h 所以,该车超速.设计点评动力学的两类基本问题在高中阶段的地位相当重要,对于培养学生的分析、判断、综合能力有很大的帮助.对于方法的总结,遵循由特殊到一般、再由一般到特殊的人们认识事物的基本发展思路.过程清晰,层次分明,有助于学生理解和掌握.备课资料一、牛顿运动定律的适用范围17世纪以来,以牛顿运动定律为基础的经典力学不断发展,在科学研究和生产技术上得到了极其广泛的应用,取得了巨大的成就.这一切不仅证明了牛顿运动定律的正确性,甚至使有些科学家认为经典力学已经达到十分完善的地步,一切自然现象都可以由力学来加以说明,过分地夸大了经典力学的作用.但是,实践表明,牛顿运动定律和所有的物理定律一样,只具有相对的真理性.1905年,著名的美籍德国物理学家爱因斯坦(1879—1955)提出了研究匀速相对运动体系的狭义相对论,引起了物理学的一场巨大革命.他指出,经典力学中的绝对时空观并不是直接从观察和实验中得出的.实际上,时间、空间和观察者是相对的.根据相对论原理,物体的质量也不是恒定不变的,而是随着物体运动状态的变化而变化.1916年爱因斯坦又发表了研究加速相对运动的广义相对论.运用这些理论所得出的结论和实验观察基本一致.这表明:对于接近光速的高速运动的问题,经典力学已不再适用,必须由相对论力学来研究.经典力学可以看做是相对论力学在运动速度远小于光速时的特例.从20世纪初以来,原子物理学发展很快,发现许多新的物理现象(如光子、电子、质子等微观粒子的波粒二象性)无法用经典力学来说明.后来,在普朗克(1858—1947)、海森堡(1901—1976)、薛定谔(1887—1961)、狄拉克(1902—1984)等物理学家的努力下创立了量子力学,解决了经典力学无法解决的问题.因此经典力学可以看做是量子力学在宏观现象中的极限情况.总之,“宏观”“低速”是牛顿运动定律的适用范围.二、用整体法与局部法巧解动力学问题在实际问题中,还常常碰到几个物体连在一起,在外力作用下的共同运动,称为连接体的运动.在分析和求解物理连接体问题时,首先遇到的关键之一,就是研究对象的选取问题.其方法有两种:一是隔离法,二是整体法.所谓隔离(体)法就是将所研究的对象——包括物体、状态和某些过程,从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法.所谓整体法就是将两个或两个以上物体组成的整个系统或整个过程作为研究对象进行分析研究的方法.以系统为研究对象,运用牛顿第二定律求解动力学问题能回避系统内的相互作用力,使解题过程简单明了.隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交叉运用,相辅相成.例1 用力F 推M ,使M 和m 两物体一起在光滑水平面上前进时,求两物体间的相互作用力.解析:如图所示,对整体应用牛顿第二定律有F =(M +m )a隔离m ,m 受外力的合力为M 对m 的推力N ,由牛顿第二定律N =ma ,解得:N =m M +m F . 答案:mM +m F 例2 如图所示,质量为M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球.开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的12,即a =12g .则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?解析:解法一:(隔离法)木箱与小球没有共同加速度,用隔离法解决如下.取小球m 为研究对象,受重力mg 、摩擦力F f ,如图,据牛顿第二定律得:mg -F f =ma ①取木箱M 为研究对象,受重力Mg 、地面支持力F N 及小球给予的摩擦力F f ′,如图. 据物体平衡条件得:F N -F f ′-Mg =0②且F f =F f ′③由①②③式得F N =2M +m 2g 由牛顿第三定律知,木箱对地面的压力大小为F N ′=F N =2M +m 2g . 解法二:(整体法)对于“一动一静”连接体,也可选取整体为研究对象,依据牛顿第二定律列式: (mg +Mg )-F N =ma +M ×0故木箱所受支持力:F N =2M +m 2g . 由牛顿第三定律知:木箱对地面压力F N ′=F N =2M +m 2g . 答案:2M +m 2g 例3 一个质量为0.2 kg 的小球用细线吊在倾角θ=53°的斜面顶端,如图,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计摩擦.当斜面以10 m/s 2的加速度向右做加速运动时,求绳的拉力及斜面对小球的弹力.解析:当加速度a 较小时,小球与斜面体一起运动,此时小球受重力、绳的拉力和斜面的支持力作用,绳平行于斜面.当加速度a 足够大时,小球将“飞离”斜面,此时小球受重力和绳的拉力作用,绳与水平方向的夹角未知,题目中要求a =10 m/s 2时绳的拉力及斜面的支持力,必须先求出小球离开斜面的临界加速度a 0.(此时,小球所受斜面支持力恰好为零)由mg cot θ=ma 0,所以a 0=g cot θ=7.5 m/s 2因为a =10 m/s 2>a 0,所以小球离开斜面,N =0,小球受力情况如图,则T cos α=mg ,所以T =(ma )2+(mg )2=2.83 N ,N =0.答案:2.83 N 0例4 如图所示,三个物体的质量分别为m 1、m 2、M ,斜面的倾角为α,绳的质量不计,所有接触面光滑.当m 1沿斜面下滑时,要求斜面体静止,则对斜面体应施加多大的水平力F?解析:对m 1、m 2构成的系统由牛顿第二定律知:m 1g sin α-m 2g =(m 1+m 2)a ①对m 1、m 2和M 构成的整个系统就水平方向而言,若施力使斜面体静止,只有m 1具有水平方向向右的加速度分量a 1,且有a 1=a cos α②所以,对斜面体必须施加水平向右的推力F ,如图,则对整个系统在水平方向上由牛顿第二定律知:F =m 1a 1③解①②③得:F =m 1g (m 1sin α-m 2)cos αm 1+m 2. 答案:m 1g (m 1sin α-m 2)cos αm 1+m 2这种以系统为研究对象的解题方法,只研究了系统在水平方向上的动力学行为即达目的,既回避了物体运动的多维性和相互作用的复杂性,又体现了牛顿第二定律在某一方向上的独立性.。
牛顿运动定律讲义(学霸版)课程简介:PPT(第1页):今天我们要学习的内容是牛顿运动定律,牛顿运动定律这块内容一直就是我们高中阶段的重点和难点,那么今天让我们一起来提升它。
PPT(第2页):牛顿运动定律是高中阶段最重要的内容之一,对后面的知识点掌握有非常重要的影响,要注意,牛顿运动定律中知识模块的组成,牛顿运动定律主要组成部分为牛顿以第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律,每块知识点都需要先掌握定义,然后通过模型去巩固应用,来让我们正式开始体验它。
PPT(第3页):主要内容和原来的板块一样,同样分为梳理知识体系和解决经典问题实例。
PPT(第4页):我们先看知识体系梳理,这部分也是我们经常说起的部分,物理是科学学科,一定要把知识梳理成体系和框架,科学是一张网。
PPT(第5页):我们先来看一下知识体系框架,牛顿运动定律主要组成部分是三个,分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
PPT(第6页):先来看一下牛顿第一定律。
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;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惯性定律。
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。
PPT(第7页):再来看一下牛顿第三定律,牛顿第三定律是我们要特别注意的内容,因为容易忽略。
首先我们来看一下内容: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,另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力。
物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。
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,作用在同一条直线上。
高中物理牛顿运动定律讲义16.牛顿第一定律、惯性。
*实验推导---伽利略理想实验。
内容---(1)一切物体都有惯性;(2)力是改变物体运动状态的原因。
惯性---定义:物体具有保持原来运动状态的性质。
大小:只与质量有关。
质量大则惯性大;质量小则惯性小。
应用:先说明物体原来的运动状态,再说明突发现象,然后说明物体由于惯性------。
17.牛顿第二定律、质量、圆周运动的向心力。
*实验---(1)掌握变量控制方法;(2)确定和加速度有关的物理量;(3)当质量一定时,a ∝F ;(4)当外力一定时,a ∝m-1推导---a = kF/m 力的单位---牛顿的规定使得k = 1 。
则 F = ma描述---(1)语言:_______________________________________________________.(2)数学表达式:F合= ma(3) 图像方法:当质量一定时,当外力一定时,因果关系---外因是力,内因是质量,结果是加速度。
加速度与合外力的关系:(1)同方向,(2)同瞬时,(3)正比例,(4)同物体。
使用步骤------(1)确定研究对象;(2)运动分析及受力分析建立坐标系;(3)列方程:主方程Fx=ma Fy=0辅助方程例如f = μF N 等等(4)求解方程并检验。
18.牛顿第三定律。
*内容:_____________________________________________________________附加:同性质、同瞬时。
与二力平衡的关系:区别主要在于不同物体、不同性质。
应用:万有引力定律及动量守恒定律的推导。
19.牛顿力学的适用范围---宏观、低速、惯性系。
20.牛顿定律的应用。
*思路:以加速度为桥梁同时联系运动学和力学。
21.万有引力定律的应用、人造地球卫星的运动(限于圆轨道)。
*推导---太阳和地球之间的引力提供地球绕太阳做匀速率圆周运动的向心力;向心力用带有周期的公式来描述;得出:引力与地球的质量成正比,与距离的平方成反比。
高中物理理论过关9(牛一、牛三)陕西商洛市商州区中学苏安良一、单项选择题1.关于惯性,下列说法中正确的是(A) A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性B.物体不受外力作用时才有惯性C.物体静止时有惯性,一旦开始运动,便不再保持原有的运动状态,也就失去了惯性D.物体静止时没有惯性,只有始终保持运动状态才有惯性2.伽利略用两个对接的斜面,一个斜面固定,让小球从固定斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图所示.伽利略设计这个实验的目的是为了说明(C)A.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度B.如果没有摩擦,物体运动时机械能守恒C.维持物体做匀速直线运动并不需要力D.如果物体不受到力,就不会运动3.甲、乙两队进行拔河比赛,结果甲队获胜.假设甲、乙两队的手与绳子之间都没有滑动,拔河所用的绳子质量不计.则在比赛中①甲队与地面的最大静摩擦力大于乙队与地面的最大静摩擦力;②甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力;③甲队与地面摩擦力的大小等于乙队与地面摩擦力的大小;④甲队拉绳子的力的大小等于乙队拉绳子的力的大小.以上说法中正确的是(C) A.①②③B.②③④C.①④D.①③④4.就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是(C)A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度.这表明,可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这些会改变它的惯性D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到行驶目的5.如图所示,将两弹簧测力计a、b连结在一起,当用力缓慢拉a弹簧测力时,发现不管拉力F多大,a、b两弹簧测力计的示数总是相等,这个实验说明(C)A.这是两只完全相同的弹簧测力计B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比C.作用力与反作用力大小相等、方向相反D.力是改变物体运动状态的原因6.沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭,泥炭是沼泽地积累的植物残体,它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中,泥炭对人的阻力不计).如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动,那么,下列说法中正确的是(D)A.当在加速向下运动时,人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力B.当在减速向下运动时,人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力C.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对他的支持力D.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对他的支持力注意:不是失重问题7.火车在长直水平轨道上匀速行驶,一门窗紧闭的车厢内有人向上跳起,发现仍落回原处,这是因为(D)A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏距离太小,不明显而已D.人跳起后直到落地,在水平方向上和车始终具有相同的速度二、多项选择题8.在匀速前进的火车里,一小球放在光滑的水平桌面上相对桌面静止.关于小球的运动情况与火车的运动情况,下列说法正确的是(BC)A.若小球向前滚动,则火车在加速前进B.若小球向后滚动,则火车在加速前进C.火车急刹车时,小球向前滚动D.火车急刹车时,小球向后滚动9.如图所示,重球系于绳DC下端,重球下再系一根同样的绳BA,下列说法正确的是(ACD)A.在绳的A端缓慢增加拉力,结果CD绳拉断B.在绳的A端缓慢增加拉力,结果AB绳拉断C.在绳的A端突然猛一拉,结果AB绳拉断D.在绳的A端突然猛一拉,结果CD绳拉断10.有人做过这样一个实验:如图4所示,把鸡蛋A快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋B撞去(用同一部分撞击),结果每次都是被撞击的鸡蛋B被撞破.则下面说法正确的()A.A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小B.A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小C.A蛋碰撞瞬间,其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力D.A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外,还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力,所以所受合力较小A对B的作用力和B对A的作用力为作用力与反作用力,一定大小相等,A正确,B错误;在撞击瞬间,A蛋内蛋黄和蛋白由于惯性,会产生对A蛋壳向前的作用力,使A蛋壳接触处所受的合力比B蛋壳的小,因此B蛋壳易被撞破,故C、D正确.高中物理理论过关10(牛二)一、单项选择题1.一光滑斜劈,在力F推动下向左做匀加速直线运动,且斜劈上有一木块恰好与斜面保持相对静止,如图1所示,则木块所受合外力的方向为(A)A.水平向左B.水平向右C.沿斜面向下D.沿斜面向上2.如图2所示,某小球所受的合外力与时间的关系,各段的合外力大小相同,作用时间相同,设小球从静止开始运动,由此可判定(C)A.小球向前运动,再返回停止B.小球向前运动再返回不会停止C.小球始终向前运动D.小球向前运动一段时间后停止3.如图3所示,t竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着质量为2kg的物体A,处于静止状态.若将一个质量为3 kg的物体B轻放在A上的一瞬间,则B对A的压力大小为(g取10 m/s2) (D) A.30 N B.0C.15 N D.12 N解:放置B以前,弹簧弹力等于A的重力,为20N放置B以后,向下的力总计为20N+30N=50N,向上的弹力仍是20NAB 作为整体的加速度为26530s m kgN m m G G a b a B A ==+-= 对B 来说,由a=(G-N)/m 即为6=(30-N)/3得N=12N5.如图5所示,质量为m 的木块在大小为F 、与水平方向成α角的拉力作用下沿水平地面加速滑动,木块与水平地面之间的动摩擦因数为μ.以下说法中正确的是(C)A .若减小α角,而力的大小不改变,物体的加速度将减小B .若减小α角,而力的大小不改变,物体的加速度将增大C .若将物体的质量与拉力都增大2倍,物体的加速度将不变D .若将物体的质量与拉力都增大2倍,物体的加速度将减小解:由图可知:Fx=Fcos α-f=ma ①Fy=N+Fsin α-mg=0 ②f=μN ③由①②和③可得:m 的g m F a μαμα-+=)sin (cos 令θθμcos sin =,则)sin(1sin cos 2θαμαμα++=+ 若α减小,F 不变,a 先增大后减小,故A 、B 错;若F 、m 均增大2倍,因m F 不变,故a 不变,所以C 对,D 错。
二、多项选择题7.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于如图7所示状态.设斜面对小球的支持力为F N ,细绳对小球的拉力为F T ,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是 (AB)A .若小车向左运动,F N 可能为零B .若小车向左运动,F T 可能为零C .若小车向右运动,F N 不可能为零D .若小车向右运动,F T 不可能为零解:当小车具有向右的加速度时,可以是N 为零;当小车具有向左的加速度时,可以使绳的张力T 为零.考生如果不知道这两种临界情况,肯定无法解答A 的;另外还有注意到是小车具有向左的加速度时,可以有两种运动情形,即向左加速运动,或向右减速运动.8.如图8所示,斜劈ABC 放在粗糙的水平地面上,在斜劈上放一重为G 的物块,物块静止在斜劈上,今用一竖直向下的力F 作用于物块上.下列说法正确的是(AC)A.斜劈对物块的弹力增大B.物块所受的合力增大C.物块受到的摩擦力增大D.当力F增大到一定程度时,物体会运动9、A、B、对木块受力分析,受重力G、支持力N、拉力T、滑动摩擦力f,如图由于滑动摩擦力与相对速度无关,两种情况下的受力情况完全相同,根据共点力平衡条件,必然有F1=F2,故B正确,A错误.CD、绳子断开后,木块受重力、支持力和向左的滑动摩擦力,重力和支持力平衡,合力等于摩擦力,水平向左加速时,根据牛顿第二定律,有μmg=ma解得a=μg故木块可能一直向左做匀加速直线运动;也可能先向左做匀加速直线运动,等到速度与皮带速度相同,然后一起匀速运动;由于v1<v2,故①若两种情况下木块都是一直向左做匀加速直线运动,则t l等于t2②若传送带速度为v1时,木块先向左做匀加速直线运动,等到速度三、非选择题10.如图10所示,有一长度x=1 m,质量M=10 kg的平板小车,静止在光滑的水平面上,在小车一端放置一质量m=4 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.25,要使物块在2 s末运动到小车的另一端,那么作用在物块上的水平力F是多少?解:小车和物块的运动情况如图所示,在物块运动到小车右端的过程中,小车发生的位移为x1,物块发生的位移为x2,取向右为正,由题意得:x 2-x 1=x⑤由①②③④⑤带入数据得:F=16N ,施加在小物块上的水平向右的拉力大小应为16N .11.如图11所示为一足够长斜面,其倾角为θ=37°,一质量m =10 kg 物体,在斜面底部受到一个沿斜面向上的F =100 N 的力作用由静止开始运动,物体在2 s 内位移为4 m,2 s 末撤去力F ,(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s 2)求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;(2)从撤掉力F 开始1.5 s 末物体的速度v ;(3)从静止开始3.5 s 内物体的位移和路程.解:(1)有F 作用时,沿斜面向上做匀加速直线运动,由公式得211121t a x = 得212s m a =,又因10037cos 37sin ma mg mg F =--μ, 解得:25.0=μ.(2)设撤去F 瞬间的速度为1v ,则s m t a v 4111==,撤去F 之后:00237cos 37sin mg mg ma μ+=,得228s m a =,方向沿斜面向下.匀加速到速度为零的时间为s a v t 5.0210==,所以减速到速度为零反向匀加速向下运动, 加速度为s m g g a 437cos 37sin 003=-=μ,所以,从撤掉力F 开始1.5 s 末物体的速度s m s s m t a v 4)5.05.1(423=-⨯==(3)从静止s 5.3内的位移:s 20→内,沿斜面向上匀加速m x 41=;s s 5.22→,沿斜面向上匀减速m a v x 122212==; s s 5.35.2→沿斜面向下加速m a v x 22323==. 故从静止开始s 5.3内的位移为m 3,路程为m 7.。