力与运动(答案)课案

1、第四章 力与运动第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、牛顿第一定律的理解：1、 答案： bd 解析： 物体只有在不受力或所受的合外力为零的情况下才处于静止状态或匀速直线运动状态，所以 a 错。一切物体都有惯性，惯性与物体的受力及运动状态无关，惯性大小只决定于物体的质量。注意，惯性不是力，也没有惯性力，惯性物体保持原有状态的能力。所以 b 对 c 错。d 不用多说了吧。2、 答案： b 解析：伽利略的理想斜面实验是在一个光滑的水平面上进行的，所以不受到摩擦力的作用，物体在不受力的作用下做匀速直线运动，所以说明亚里士多德的运动和力的关系是错误的，但这个实验没有说明改变物体运动状态的原因是什么，

2、所以，只有b 对。3、 答案： c 解析： 静止或作匀速直线运动的物体，可能不受力，也可能受到的是平衡力，所以 a 错。物体的某一时刻速度等于零，但这一时刻的加速度不一定为零，只有加速度为零才能所说物体一定处于平衡状态，所以 b 错。物体的运动方向即物体的速度方向，速度方向可以与所受合外力相同，物体做加速运动；速度方向可以与所受合外力相反，物体做减速运动；速度方向可以与所受合外力不在一条直线上，此时物体运动的速度方向将发生变化，比如圆周运动。二、 牛顿第一定律的的应用：1、 答案： d 解析： 人由于有惯性，所以无论有否跳起，在水平方向上与车有相同的速度。所以跳起后会回到原地。这个问题也可以这

3、样想，做匀速两个字掉，换成静止（匀速与静止是一样的，都是平衡，这种转换以后也可以用） 。这个问题是否就变容易了呢。2、 答案： d 解析： 物体运动状态没有发生变化即速度不变， a 要减速， b 的方向改变， d做的是抛物线，是曲线，所以方向改变（大小也变） 。3、答案：d 解析： 不论小球原来做什么样的运动，撤去所有外力后，小球不受力，由牛顿第一定律可知，小球将静止或匀速直线运动。三、惯性的理解与应用：1、 答案： d 解析： 注意是“利用” ， a 、 c 是“防止” ， b 是关于摩擦力的知识。所以选 d2、 答案： d 解析： 人从车上跳下来，由于惯性，人有向前的速度，当人脚着地后，由

4、于地面的摩擦力脚停下来，但身体没有停下来，所以选 a 。3、答案：a 解析：，当紧急刹车时，由于人有惯性，人会向前运动，所以为了人的安全, b、c是不可少的。而车也有惯性，刹车后车不是立刻停下来的，还要前进一段距离，所以要 保持车距。只有a与惯性无关。4、答案：c 解析：惯性是只保持物体的原有状态，物体在没有离开汽球前，有 2m/s向上速度，在刚离开气球的瞬间，由于惯性，仍保持这种状态，所以先co第二、三节影响加速的因素一、探究牛顿第二定律的基本操作：1、答案：c、f 解析：本题的实验装置图在第三题（要记得这个图喔）。多余的器材是“秒表”，原因是我不用秒表来测时间，误差太大，而用打点计时器来测

5、时间。所以少的器材，一 是打点计时器，二是天平，（用来测小车及吊桶的总质量）、三是吊桶及沙。2、答案：a 解析：本实验不需要平衡摩擦力（无 f）,所以a对b错。拉车的力不能太大, 必须符合mm,所以c错，而光电门安置没有特殊的要求，相距远一点就可以了，不一定 要安在两端，所以 d错。而测加速度的事情由光电门完成了，所以本实验不用打点计时器。3、答案：一、电火花打点计时器应用 220v的交流电源，而不是低压电源。二、小车在运动 前，应停在打点计时器旁，这样打的纸带才比较长，可选来测量加速度的量才多。三、拉车 的绳应与木板平行，这样拉车的拉力才等于吊桶的总重力。四、木板的右端应加高一点，以 平衡摩

6、擦力。二、探究牛顿第二定律的数据处理与分析：1、答案：没有平衡摩擦力或平衡摩擦力过小；不满足m m的条件。解析：左图不过原点，当 f0时，才有加速度，这说明小车受到了摩擦力的影响，也就是 说在实验前，没有平衡摩擦力或平衡摩擦力过小；右图中当1/m很大时，m很小，不满足 m m的条件时，小车的加速度与拉力不再成 正比，拉力增大，a也增在，但增大得没有这么快了。（详见第四节的第 7题）2、答案：（1） bc （2） d（3） d 解析：原因与上题相似。 ,，、，、一，1 23、答案：（1）拉车的细绳与轨道平行、远小于 （2）由初速度为零的位移公式 s= at ,2在t相同时，a与s成正比。（3）

7、23. 35 ; 3122解析：（1）不多说；（2）由s= at ,可得a = 2 s，即a与s成正比，可通过 s的大 2t2小比较a的大小。（3）读数时要注意两点，一是要估读一位，二是看清起点是否在原点。对 于第2个问题，注意 s与f的比值近似相等的，如第 4组的数据，s: f=9: 1。第四节牛顿第二定律一、牛顿第二定律的理解：1、答案：b2、答案：a 3、答案：d4、答案：d5、答案：（1）静止或匀速直线运动；（2）向右匀加速直线运动或向左匀减速直线运动8n, a=0.4m/s 2,可得 m=3kg（3）向左匀加速直线运动或向右匀减速直线运动二、用牛顿第二定律的求加速度（包力）：1、答案

8、：3kg 解析：（注意解题的规范）受力如图所示, 第一次拉，物体做匀速直线运动，所以有f =f1 =0.6n第二次拉，物体做匀加速直线运动，所以有f合=f2 - f = ma由于物体受到的是动摩擦力，所以f不变，代入f2=1。2、答案：b 解析：注意f的方向。3、答案：c 解析：注意当f增大两彳时，f并汪变，所以合力变化大于两倍。4、答案：0.3 解析：下落的加速度原来为 10 m/s：阻力越大，合力越小，即加速度减小 的越多，当a由10变为7时，少了 3,即f为重力的3/10。5、答案：a = g tan日6、答案：a=gsin8 （ a = gsin 8 ng cos）解析：第5题与第6题

9、的答案，请同学们要记住喔，后面还有很多的应用呢。mgmmg7、答案：a =-t t =ma =m mm m解析：也可以用整体法来理解这个问题，对 力，对m和m这个整体，只有一个外力，就是结论是只有当m m时，a才与拉力成正比。m和对m,都有一个拉力 t,这个拉力t是内 mg这个力使两个物体产生了加速度，也就得到了答案。拉车的问题，只有当m m时，m可忽略不计，a电mg ,此时a才与拉力成正比。m第五节牛顿第二定律的应用一、已知物体运动的情况，求物体的受力情况(恒力)：1、解：设汽车刹车后滑动的加速度大小为a,受力如图所示，由牛顿第二定律可得pmg=ma, a=闵。由匀变速直线运动速度一位移关系

10、式vo2=2ax,可得汽车刹车前的速度为 v0 =；j：2ax = q2zgx =2 0.6 10 12 = 12m/ s解析：求解此类问题可先由牛顿第二定律求出加速度a,再由匀变速直线运动公式求出相关的运动学量。2、解：(1)由平均速度公式得，vvovt20 4, 八，m/ s = 2m/s2(2)由加速度公式可得，avt -vo4 -022m/s2=2m/s由匀变速直线运动的位移公式可得,s = 1 at2 = 4m2(3)受力如图所示，由牛顿第二定律可得f合=f2 - f = ma-n = jmg由得到动摩擦因数=0.33、解：(1)由位移公式sat222sf2 42=2m/s2 2物体

11、的受力如图所示，由牛顿第二定律可得二t - mg = ma得t=120n(2)对人的受力如图所示，人处于平衡状态，所以有n =g -t =280n4、答案：1500n 解：将运动员看作质量为m的质点,从儿高处下落，刚接触网时速度的大小v12ghi （向下）=8m/s弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度的大小v22gh2 （向上）=10m/s-14 -速度的改变量以a表示加速度， t表示接触时间，则v =vi +v2（向上）=18m/s v= aa ta=15 m/s2接触过程中运动员受到向上的弹力n和向下的重力 mg.由牛顿第二定律,f合=n - mg = ma n = mg ma =1500

12、n解析：这个力就是我们说的支持力，由于要把人反弹上去，就像跳高，支持力比重力大，所大的部分产生向上的加速度，使人由向下变为向上运动。二、已知物体的受力情况，求物体的运动情况（恒力）：1、答案：（1） 2m/s2（2） 4m/s （3） v= i2m/s s=24m2、答案：（1）t=0s v=2j30m/s （2） t=v10s v = 2j70m/s 3解析：本题在于同学们对前面我们得到的结论a = g sin a （ a = g sine ng cos6 ）的理解。12知道了加速度，再利用匀变速直线运动的位移与速度公式（ s = at及v = at ）可得解。23、解：（1）行李刚开始运动

13、时受重力g支才i力n和滑动摩擦力f ,其中力f是动力，是物体运动状态改变的原因（由静止开始做匀加速运动），滑动摩擦力f即为行李所受合力。f = n= mg= 0.1 x4x10n= 4n a= f/m = 4 + 4m/s2 = 1 m/s 2（2）行李做匀加速运动直到行李的速度大小与传送带的速度大小相等，此时行李运动的位移为s1 = v2/2a =12/2 x 1m= 0.5m ,运动了：t1 = v/a = 1/1s = 1s此后行李跟随传送带做匀速直线运动，运动的位移为s 2=l s1= （20.5） m= 1.5m运动的时间：t2= s2/v = 1.5/1s = 1.5s故行李从a运

14、动到b的时间是： t=t1+t2= （ 1+1.5 ） s = 2.5s（3）要使传送的时间最短，可知行李应始终做匀加速运行，所以当行李到达右端刚好等于传送带速度时，传送带速度最小.设传送带的最小运行速率为vmin,则有：vlin =2al因加速度仍为a=lm/s2,所以最小运行速率 vmin =、2al =2m/s行李最短运行时间tmin =* =2sa解析：本题的重点在于动摩擦力是动力（一开始行李的速度小于传送带的速度，两物体有相对运动），当两者的速度不等时，动摩擦力使行李加速，当两者的速度相等时（相对静止），动摩擦力消失，行李不再加速，而与传送带一起做匀速直线运动。4、答案：a 解析：本

15、题的滑环做的是，这一点大家都知道，本题要求的是时间，同学们就没有想法了。？ ？ ？ ？时间是运动学的物理量，求时间匀加速直线运动拿出来就可以了（你12有拿吗？还是在干想），s= at2,求t,就要知道s与a （你会求吗）。如图，加两条辅助 2速度为a = g sin 12s2lst a ； g sin线，设角为e , ad为直径，设为l,有cd =l sinh ,而由上面所学，可得由 cd下滑是的加5、答案：a 解析：本题的思维方向与上题相同。备注：本题的关键在于隐藏了物体下滑时的位 移s与加速度a,你找到了，也就解出了问题，如 我把图改一改，答案又是什么呢？自己想一想吧！三、用牛顿第二定律分

16、析物体的运动状态与受力的关系（变力）1、答案：cd2、答案：b3、答案：ce4、答案：bce5、答案：ac解析：解本类的关键在于三点，一是做出正确的受力分析，二是找出变化的力，如何变，找 出合力的方向。三是明确速度大小的变化不是由力的大小所决定的，而是由由合力的方向所 决定的。在这类问题中，有一共同点当合外力为零时，a=0,速度不变，这时的速度为极值（最大或最小，因v不变）。而往往v= 0的瞬间，物体准备改变运动方向， 这时的a最大（力最大）。四、用牛顿第二定律分析绳或弹簧断开瞬间的受力情况：解析：1、本类题很鲜明地体现了 a与f之间的瞬时关系，应加以领会。2、绳索、弹簧以及杆（或棒）是中学物

17、理中常见的约束元件，它们的特性是不同的, 现列表对照如下：比国疑强籥秆理变情况只肓热长既可伸长、也可缩短认为长度不变卮力与受力情况只能受拉力和施出拉力既能受到成施出挖 力，也能受到或施出 压力既翡受到或随出掖力，也能受到或施出压力确方向蛇舞沿着缔子沿着弹簧纵向不一定沿着杆子力的变化可以发生突变无记忆）只能发生渐变（有记 忆，用以发生笑变（无记忆3、如图所示，一个小球重量为 20n,处于静止状态，理想化时，弹簧和绳的弹力原来都为10n,此时弹簧的形变是比较大的，而绳也有形变，但它的形变很小，外形上看不出来。（1）如果现在剪去弹簧，在没有弹簧时，绳的拉力立即发生改变（绳的形变量要变大，但与原来要比

18、，可认为几乎是不变的），并与重力平衡，变为了 20n。（2）而如果剪去绳，弹簧的弹力 也要增大，（但增大要有一定过程和时间，原因是弹簧的形变量要变大，小球要向下运动一段 时间。）所在在剪的那个瞬间，弹簧的弹力还没有变，还是5n。这就是绳与弹簧弹力在某个瞬间的区别，弹簧的弹力不会发生突变，剪绳之前是多大，剪绳之后的瞬间还是多大，（原来是10n,现在还是10n）;而绳的弹力会突变，原来是 10n,在一个瞬间可变为 5n,也可变为20n,当然也可不变。（这就有点难了，所以对绳的情况， 一定要根据实际情况分析，还好，我们遇到的大多是剪绳而留弹簧的问题）1、答案：a 解析：绳断后，绳的拉力消失，只剩重力

19、，所以a=g,但由于惯性，所以物体仍有向上的速度 v0。2、答案：c 解析：分别以a、b两球为研究对象.当细线未剪断时， a 球受到竖直向下的重力 nmg、弹簧的弹力 t,竖直向上细线的拉力 t ; b球 受到竖直向下的重力 mg,竖直向上弹簧的弹力 t图2.它们都处于力平衡状 态.因此满足条件t = mbgt/ = mag t =皿 mb）g细线剪断的瞬间，拉力消失，但弹簧仍暂时保持着原来的拉伸状态，故b球受力不变,仍处于平衡状态，ab =0；而a球则在两个向下的力作用下，其瞬时加速度为aa =2g3、答案：d 解析：本题与上题相类似，过程自己想想吧。4、答案：2的i （ 1）对（2）错。

20、解析：对（1）,我们前面已说了，当 剪去12后，11的弹力在那个瞬间是不变的， 所以t2 mg仰第6页的第5题）， 所以解法是对的。对（2）当剪去12后，11是绳，它的弹力在那个瞬间是是可变的，如图，在那个瞬间，1 1将拉着小球做圆周摆动，所以合力不是水平的，而是与 1 1的方向垂直（此时t2 mg与第6页的第6题情景相同），所以a = gsinh。五、力与图象：1、答案：cd 解析：由图可知，物体所受的合外力变小，所以 a变小，a不对。当to时刻，表示合外力为零，所以 a=0,这时速度不变，物体做匀速直线运动，速度不为零，而且由于速度不再变化，这之前物体一直加速，所以此时的速度是最大的。b错

21、c、d对。2、答案：ad 解析：看图看四点，是哪四点，同学们还记得吗？自己看笔记啦。一,；：a 1（1）看斜率，k = 丁 =一,所以k越大，m越小。选d ;f m（2）看交点，两条线与 y轴交于同一点。这时拉力为零，受力如图，物体只受动摩擦力， 所以a = ng 可知，n值是相同的，选 ao3、答案：静止2n 0.5kg 0.4解析：本题关键在于 24s这一段，由牛顿第二定律可得。f合=f _ f = f _ nmg = ma从图中得到正确的信息，代入上式可得答案。4、答案：b 解析：列出三个方程，f合 1 = f _ f = ma1 f合2 = f = nmg = ma2al = a2可得

22、答案。5、答案：a 解析：2s后物体所受的合外力为零，所以物体一定是做匀速直线运动（原来有速度）所以b、c错。而第1s内与第2s内的合外力不同，所以 a的大小与不同，选 a。六、整体法与隔离法1、答案：b 解析：本题是一个基本问题，只要能正确对人和对物体做出受力分析，并理解由于人有拉绳，而绳有拉物体，这两个拉力大小是相等的。这个问题不难解决。2、答案：1/3f 2/3f 1/3f解析：2、3、4题，求的是两物体间的作用力，由于物体有加速度不平衡。解题思路基本是相同的，先用整体法求出整体（两个或两个以上的物体） 的共同加速度（注意两个物体间是相对静止的），再用隔离法对任一个物体受力分析，可求ab

23、间的的相互作用力。解：（1）对ab整体受力分析如图，有f合=f = （ma+mb）a =3ma 得 a =工 口3m对a受力分析如图，有f合a =f 一 nba = maa = 2ma 代入得nba=nab =f3对b受力分析如图，有f合a =nab =mba = ma 代入得nba=nab=1f （可3见对a隔离与对b隔离分析结果是一样的）（2）若f推b而不是推a,整体的加速大小还是一样的，受力如图，有 f合=f = （ma+mb）a =3ma得 a =互 3m对a受力分析如图，有f合a = nba = maa = 2ma 代入得nba = n ab（与一不同，这时 a只受三个力而不是四个力

24、了）。（3）若地面不光滑，动摩擦因数为n ,有f合 =f _ n(ma + mb)g =(ma +mb)a =3ma得 a =-fmg 3m对a受力分析如图，有2f31fa.a = n ba f = maa = 2ma 代入倚 n ba = n ab = f 3（是否很特别，有f与无f时ab间的作用力是一样的，什么原因，自已去发现吧）3、答案：1: 3 解析：解题方法与上题相同，不再重复。4、答案：bcd 解析：注意ab间的摩擦力是静摩擦力，所以 科是无用的，所以 a错。对ab用整体法分析，有 f合=f = （m +m）a 得 a= f m m对m受力分析，有f后=fmm =ma =（f ma

25、） = mf （有 c对）m m对m受力分析，有fm合=ma= mfm m5、答案：c 解析：猫位置不变，可看成静止，合外力为零，而板向下加速，原因是板本身 有一个重力沿斜面向下的的分力，而猫也给了板一个沿斜面向下的力（板给猫一个沿斜面向 上的力，使猫不动）。对整体受力分析得，f合=（m +m）gsinu = ma （只有m有加速度）3由 m=2m 得， a = -gsin -2第六节超重与失重一、超重与失重的理解：1、答案：d 解析：超重与失重的本质是在竖直方向上有加速度，所以在竖直方向上合外力 不为零，而物体的质量（重力）是不变的，所以原来与重力平衡的力（水平面的支持力或悬 挂物体的绳的拉

26、力）变大了（超重）或变小了（失重） 。2、答案：b 解析：a、c、d都不动，都处于平衡状态，所以都不是失重。而b运动的加速度向下，所以是失重。3、答案：ad 解析：绳断的原因是拉力变大了，也就是是超重了，超重即加速度向上，有 两种可能，加速上升或减速下降。4、答案：d 解析：在不考虑空气阻力的作用，但物体在空中自由飞行时，只受重力，加速 度大小为重力加速度，方向向下，这种情形可完全失重。在完全失重时，物体对绳的拉力或 对拉触面的压力都会完全消失，（可处于一种悬浮状态）。所以选d。如果本题考虑空气阻力，结果又是什么呢？请同学们自己思考。二、超重与失重的的应用：1、答案：c 解析：站在磅秤上的人突

27、然下蹲，其情形就如一个由 10楼静止开始运动到 1 楼的电梯，这一比较，就可得出人所做的运动是先加速向下运动，再匀速直线运动（很短）， 再减速向下运动，最后静止。所以选 c。2、答案：ad 解析：当航天飞机发射离地，加速上升，超重所以 a对。当航天飞机返回地 面时，在没打开降落伞前，加速下降，在打开降落伞后，（阻力大于重力），减速下降。所 以b错。航天飞机在发射架上等待发射时，静止， n=g c错。航天飞机在绕地球运动时，只受重力，（由牛顿第二定律）加速度也向下为g,所以是完全失重，n=0o3、答案：c 解析：a、b被抛出后，只受重力，完全失重，所以选 co由于压力与支持力 的消失，所以摩擦力

28、也消失，而所受合力为重力是竖直向下的。4、答案：bc 解析：如图所示，本题的关键在于，斜面对物体的正压力与摩擦力的合力f是竖直向上，当物体平衡时，f等于重力，当物体加速上升时，f大于重力，清楚了这一点，本题就迎刃而解了。当a竖直向上时，超重， a越大，f越大，f的两个分力正压力与摩擦力也越大，所以 a错b对。当a 定时，f不变，上正交分解法可得，白越大，摩擦力越大，而压力越小。.g三、超重与失重的计算：本类题的解题思路事实上我们前面已讲了，两点，一是用运动学的规律分析运动，二是用牛顿第二定律求加速度，而加速度就是这两者之间的桥梁。1、答案：b 解析：本题先分析出弹簧变长了，拉力变大了，所以一定

29、是超重，ad错。而弹簧由伸长 4 cm变成伸长6cm,拉力增大为原来的1.5倍，所以合力为 重力的0.5倍，所以选bo2、答案：b 解析：由图不难看出，物体在02s内做加速向上运动， a=2 m/s2, 所力如图所示，由牛顿第二定律可得，f合=t - mg = ma，所以t= 1200 n；物体在2s10s内做匀速直线运动，所以 t= 1000n;物体在10s14s内做送减速向上运动 （注意：速度大于零，还是向上运动），由图得a=-l m/s2,代入到式，得到t=900n3、答案：50kg 120kg 解：设此人在地面上的最大“举力”为 f,那么他在加速上升的 升降机中的最大“举力”仍为f,以

30、物体为研究对象进行受力分析，物体的受力示意图如图所示。在地面上时，物体处于平衡状态，则有f=m1g=60x 10n=600n（1）在匀加速上升的升降机中，根据牛顿第二定律：f 600 ,f 合=fm2g=m2a 则有： m2 =kg = 50kgg a 10 2（2）在匀加减速上升的升降机中，根据牛顿第二定律：f合=m3gf=m3a 则有：m2 = f = 600 kg = 120kg g - a 10 -5解析：解本类题的关键在于人的“举力”为f不因运动状态改变而改变，“注意”是力不变，而不是举的质量不变。（举例来说，人的最大“举力”为 f=1000n ,在地面上静止时能举起 100 kg的

31、物体，而到了月球上，由于月球的重力是地球的1/6,人能举起600 kg的物体，要做大力士，到月球上去吧。）当物体在竖直方向上加速或减速时，由于合外力不为零，所以支持力不再等于重力， 而人的“举力”为 f不变，所以举起的质量要发生变化。要“注意”是在这类问题中研究对象的质量“ m”是不同的，也就是电梯外与电梯内不 是同一个物体。4、答案：60kg 5 m/s2解析：方法与上题相似。a沿已知力的方向正交分解。5、答案：macoso 解析：如图，建立直角坐标系并将加速度对 x轴：有ax= a cosfxa. = max = macos8对 丫轴：有ay= masinhfx合=n mg = may = masin得 n =mg+masinh（支持力大于重力，人超重）解析：计算摩擦力必须首先判明是滑动摩擦，还是静摩擦。若是滑动摩擦，可用f= n计算；若是静摩擦，一般应根据平衡条件或运动定律列 方程求解。题中的人随着自动扶梯在作匀加速运动，人与梯间相对静止， 在水平方向上所受的力应该是静摩擦力，这个力是动力，使人有水平方向的加速度。另外， 人在竖直方向受力不平衡，即有加速度，所以把接触面