牛顿定律复习
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源于名校,成就所托 创新三维学习法让您全面发展 1 教学内容 牛顿第一定律: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。 告诉我们:力不是维持运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因 (书上是如何论证的呢)
牛顿第二定律:物体的加速度大小与物体受到的作用力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与作用力的方向相同。
告诉我们:F=m a ( F合=m a ) 牛顿第三定律: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。
1.人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有(C) A.一对 B.二对 C.三对 D.四对 解析:人走路时受到三个力的作用即重力、地面的支持力和地面对人的摩擦力,力的作用总是相互的,这三个力的反作用力分别是人对地球的吸引作用,人对地面的压力和人对地面的摩擦力,所以人走路时与地球间有三对作用力和反作用力,选C. 2.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动,然后改做匀速运动,最后改做减速运动,则下列说法中正确的是 ( ) A.加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力 B.减速前进时,绳拉物体的力小于物体拉绳的力 C.只有在匀速前进时,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等 D.不管物体如何前进,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总是相等 解析:“绳”与“物”是一对相互作用的物体,绳与物之间的作用力与反作用力遵守牛 顿第三定律,与相互作用的性质、物体的运动状态均无关系,总是等大、反向、作用在 不同物体上且在同一条直线上.故D选项正确. 源于名校,成就所托 创新三维学习法让您全面发展 2 已知受力情况求运动情况 1.一质量为5kg的滑块在F=15N的水平拉力作用下,由静止开始做匀加速直线运动,若滑块与水平面间的动摩擦因素是0.2,g取10m/s2,问: (1) 滑块运动的加速度是多大? (2) 滑块在力F作用下经5s,通过的位移是多大? (3) 如果力F作用8s后撤去,则滑块在撤去F后还能滑行多远?
2.质量m=30 kg的电动自行车,在F=180 N的水平向左的牵引力的作用下,沿水平面从静止开始运动.自行车运动中受到的摩擦力F′=150 N.在开始运动后的第 5 s末撤消牵引力F.求从开始运动到最后停止电动自行车总共通过的路程.
3.一物体受竖直向上拉力作用,当拉力F1=140N时,物体向上的加速度a1为4m/s2,不计空气阻力,求: (1) 物体的质量是多大? (2) 物体在2s内的位移和2s末的速度是多大? (3) 若物体以a2= m/s2向上减速时,竖直向上拉力F2为多大? 源于名校,成就所托
创新三维学习法让您全面发展 3 4、一斜面AB长为10 m,倾角为37°,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3—6—4所示(g取10 m/s2) (1)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. (2)若给小物体一个沿斜面向下的初速度,恰能沿斜面匀速下滑,则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?
5.风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室.小球孔径略大于细杆直径,如图所示. (1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍.求小球与杆间的动摩擦因数. (2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少(sin37°=0.6,cos37°=0.8)?
图3—6—4 源于名校,成就所托
创新三维学习法让您全面发展 4 已知运动情况求受力
1.航空母舰上的飞机跑道长度有限.飞机回舰时,机尾有一个钩爪,能钩住舰上的一根弹性钢索,利用弹性钢索的弹力使飞机很快减速.若飞机的质量为M=4.0×103kg,同舰时的速度为v=160m/s,在t=2.0s内速度减为零,弹性钢索对飞机的平均拉力F=______N(飞机与甲板间的摩擦忽略不计). 答案:3.2×105
2.一块长方形物体的质量为0.4kg,用大小为17 N的水平恒力把它压在竖直墙面上,物体从静止开始加速下滑,2s内下降了3m,求: (1)物体下滑的加速度; (2)物体与墙面间的动摩擦因素。
3、物体的质量为10kg,放在水平地面上,若用大小为F1=20 N的水平拉力时物体恰能匀速运动,若改用与水平方向成370角斜向上的F2拉力拉它,由静止起在2s内运动了5.2m,求: (1) 物体与店面间的动摩擦因素; (2) F2的大小
4.在空中下落的质量为0.01kg 的小球依次经过A、B两点历时0.5s,如果测得它经过A点时的速度大小为4.5 m/s,经过B点时的速度大小为9 m/s,求小球下落过程中所受的空气阻力的大小? 源于名校,成就所托
创新三维学习法让您全面发展 5 (综合应用) 1.如图所示,AB是倾角为370的斜面,长为2m,BC是水平面。质量为m的物体由静止开始匀加速下滑,如果物体与斜面、平面间的动摩擦因素都是0.25,问物体自A点由静止开始运动直至在平面上停止总共经历的时间为?
2.一质量为2kg的物体放在光滑水平面上,初速度为零.先对物体施加向东的恒力F=8N,历时1s,随即把此力改为向西,大小不变历时1s,接着把此力改为向东,大小不变历时1s„„如此反复,只改变力的方向,共历时4s.在这4s内,画出此过程的a-t图和v-t图,并求这4s内物体经过的位移.
3.如图所示,在倾角为370的足够长的固定斜面底端有一质量为m=1.0kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因素为0.25. 现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F=10N,方向平行于斜面向上。经过t=4s 绳子突然断了。求: (1)绳断时物体的加速度大小和速度大小; (2)从绳断开始到物体再返回到斜面底端的运动时间。 源于名校,成就所托
创新三维学习法让您全面发展 6 4.如图1—9—4所示,质量M=10 kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,动摩擦因数μ=0.02,在木楔的倾角为30°的斜面上,有一个质量m=1.0 kg的物块由静止开始沿斜面下滑,当滑行路程s=1.4 m时,其速度v=1.4 m/s.在这个过程中木楔未动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度g=10 m/s2
图1—9—4
5. 两个人要一直将质量m=1000 kg的小车沿一较长的水平轨道推上长为L=5m、高h=1m的斜坡轨道顶端,小车在任何情况下所受的阻力恒为车重的0.12倍,两人的最大推力各为800N,两个人一直都用最大推力沿前进方向推车,将小车刚好推到坡顶(末速为零),小车应在距坡底多远处起动才行?所用时间是多少?
(2/10smg)
知识精要 1.超重:当物体具有 的加速度时(包括向上加速或向下减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 自身重力的现象。 2.失重:物体具有 的加速度时(包括向下加速或向上减速两种情况),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 自身重力的现象。 3.完全失重:物体以加速度a=g向 竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时),物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于 的现象。 4.思考:①超重是不是物体重力增加?失重是不是物体重力减小? ②在完全失重的系统中,哪些测量仪器不能使用? 源于名校,成就所托
创新三维学习法让您全面发展 7 习题精讲 1. 竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤,如图24-1所示,弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m=4kg的物体,试分析下列情况下电梯的运动情况(g取10m/s2):
(1)当弹簧秤的示数T1=40N,且保持不变. (2)当弹簧秤的示数T2=32N,且保持不变. (3)当弹簧秤的示数T3=44N,且保持不变. 解析:选取物体为研究对象,它受到重力mg和竖直向上的拉力T的作用.规定竖直向上方向为正方向. (1)当T1=40N时,根据牛顿第二定律有T1-mg=ma1,解得这时
电梯的加速度=-=-×=,由此可见,电梯处于a404104m/s012
Tmg
m1
静止或匀速直线运动状态. (2)当T2=32N时,根据牛顿第二定律有T2-mg=ma2,解得这
时电梯的加速度===-.式中的负号表a2m/s22Tmgmms2232404/ 示物体的加速度方向与所选定的正方向相反,即电梯的加速度方向竖直向下.电梯加速下降或减速上升. (3)当T3=44N时,根据牛顿第二定律有T3-mg=ma3,解得这时
电梯的加速度==-=.为正值表示电梯a44404m/s1m/sa3223
Tmgm3
的加速度方向与所选的正方向相同,即电梯的加速度方向竖直向上.电梯加速上升或减速下降. 点拨:当物体加速下降或减速上升时,亦即具有竖直向下的加速度时,物体处于失重状态;当物体加速上升或减速下降时,亦即具有竖直向上的加速度时,物体处于超重状态.