2012届高考物理专题训练 3 牛顿运动定律在直线运动中的应用

高考物理易错题专题三物理牛顿运动定律(含解析)及解析

一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律

1．利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。如图所示，传送带与水平方向成37度角，顺时针匀速运动的速度v＝4m/s。B、C分别是传送带与两轮的切点，相距L＝6.4m。倾角也是37的斜面固定于地面且与传送带上的B点良好对接。一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一质量m＝1kg的工件（可视为质点）。用力将弹簧压缩至A点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到B点时速度v0＝8m/s，A、B间的距离x＝1m，工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同，均为μ＝0.5，工件到达C点即为运送过程结束。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

（1）弹簧压缩至A点时的弹性势能；

（2）工件沿传送带由B点上滑到C点所用的时间；

（3）工件沿传送带由B点上滑到C点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。

【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J

【解析】

【详解】

（1）由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：

2P01sin37cos372Emgxmgxmv

解得：Ep＝42J

（2）工件在减速到与传送带速度相等的过程中，加速度为a1，由牛顿第二定律得：

1sin37cos37mgmgma

解得：a1＝10m/s2

工件与传送带共速需要时间为：011vvta

解得：t1＝0.4s

工件滑行位移大小为：220112vvxa

解得：12.4xmL

因为tan37，所以工件将沿传送带继续减速上滑，在继续上滑过程中加速度为a2，则有： 2sin37cos37mgmgma

解得：a2＝2m/s2

假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落，则运动时间为：

22vta

解得：t2＝2s

工件滑行位移大小为：2 3? 1nnnnn

1

历年高考物理力学牛顿运动定律题型总结及解题方法

单选题

1、现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横

杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的

各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则下列说法错误的是

（ ）

A．运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下

B．起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后

C．运动员在空中最高点时处于失重状态

D．运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同

答案：B

解析：

AB．运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了

竖直上抛运动。各分运动具有等时性，水平方向的分运动与滑板的运动情况一样，运动员最终落在滑板的原位

置。所以水平方向受力为零，则起跳时，滑板对运动员的作用力竖直向上，运动员对滑板的作用力应该是竖直

向下，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；

C．运动员在空中最高点时具有向下的加速度g

，处于失重状态，故C正确，不符合题意；

D．运动员在空中运动时，加速度恒定，所以单位时间内速度的变化量相等，故D正确，不符合题意。

故选B。

2

2、如图所示，物体静止于水平面上的O

点，这时弹簧恰为原长l

0，物体的质量为m

，与水平面间的动摩擦因数

为μ，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是（ ）

A．物体通过O

点时所受的合外力为零

B．物体将做阻尼振动

C．物体最终只能停止在O

点

D．物体停止运动后所受的摩擦力为μmg

答案：B

解析：

A．物体通过O

点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，A错误；

B．物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，B正确；

CD．物体最终停止的位置可能在O

点也可能不在O

点。若停在O

点摩擦力为零，若不在O

点，摩擦力和弹簧的

牛顿运动定律

一、基础知识回顾：

1、牛顿第一定律

一切物体总保持 ，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

注意：（1）牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动（物体速度）的原因，而是

物体运动状态（物体速度）的原因，换言之，力是产生 的原因。（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验“为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的。

2、惯性

物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。

3、对牛顿第一运动定律的理解

（1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。

（2）它定性地揭示了运动与力的关系，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。

（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。

（4）牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。

4、对物体的惯性的理解

（1）惯性是物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，是物体的固有属性，不能克服和避免。

（2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动，是否受力无关。任何物体无论它运动还是静止，无论运动状态是改变还是不改变，物体都有惯性，且物体质量不变惯性不变。质量是物体惯性的唯一量度。

（3）物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性（质量）大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，反之物体的运动状态易改变。

（4）惯性不是力。

5、牛顿第二定律的内容和公式

物体的加速度跟 成正比，跟 成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。公式是：a=F合/ m 或F合 =ma

6、对牛顿第二定律的理解

（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律得出物体的运动规律。反过来，知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况，在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。

压轴题01牛顿运动定律匀变速直线运动

1.本专题是动力学方法的典型题型，包括动力学两类基本问题和应用动力学方法解决多运动过程问题。高考中既

可以在选择题中命题，更会在计算题中命题。2024年高考对于动力学的考查仍然是热点。

2.通过本专题的复习，可以培养同学们的审题能力,分析和推理能力。提高学生关键物理素养。

3.用到的相关知识有:匀变速直线运动规律,受力分析、牛顿运动定律等。牛顿第二定律对于整个高中物理的串联

作用起到至关重要的效果，是提高学生关键物理素养的重要知识点，因此在近几年的高考命题中动力学问题一直

都是以压轴题的形式存在，其中包括对与高种常见的几种运动形式，以及对于图像问题的考查等，所以要求考生了解题型的知识点及要领，对于常考的模型要求有充分的认知。

考向一：有关牛顿第二定律的连接体问题

1.处理连接体问题的方法：

①当只涉及系统的受力和运动情况而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时，一般采用整体法。

②当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时，一般采用隔离法。2.处理连接体问题的步骤：

3.特例：加速度不同的连接体的处理方法：

①方法一（常用方法）：可以采用隔离法，对隔离对象分别做受力分析、列方程。

②方法二（少用方法）：可以采用整体法，具体做法如下：

此时牛顿第二定律的形式：xxxxamamamF

332211合；yyyyamamamF

332211合

说明：①F合x、F合y指的是整体在x轴、y轴所受的合外力，系统内力不能计算在内；

②a1x、a2x、a3x、……和a1y、a2y、a3y、……指的是系统内每个物体在x轴和y轴上相对地面的加速度。

考向二：有关牛顿第二定律的动力学图像问题常见图像v­t图像、a­t图像、F­t图像、F­a图像

三种类型(1)已知物体受到的力随时间变化的图线，求解物体的运动情况。

(2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，求解物体的受力情况。

(3)由已知条件确定某物理量的变化图像。