高一物理牛顿运动定律习题

1、牛顿运动定律及应用一、知识要点回顾课标与考纲课标要求学业水平考试要求高考考纲要求 通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。通过实验认识超重和失重现象。 认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。牛顿运动定律及其应用超重和失重实验四：验证牛顿运动定律牛顿运动定律、牛顿定律的应用超重和失重实验：验证牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律外力是改变物体运动状态的原因惯性的概念意义：加速度与外力、质量的关系表达式：适用条件：宏观、低速、惯性参考系反应物体之间的相互作用规律知识结构二、重点难点疑点（一）

2、. 本讲的核心内容： 牛顿第一定律 定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止. 定律的两层含义：其一是保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持。其二是要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因 牛顿第二定律及其应用（核心） 定律内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F = ma. 定律的五个性质：（运用时要注意的五个问题）.因果性：力是产生加速度的原因。. 瞬时性：在F合=ma中，F合与a永远有瞬时对应关系

3、，F合恒定，a也恒定；F合改变时 a同步改变；F合 消失时，a立即消失。. 矢量性：F = ma是一个矢量方程，加速度a与F方向保持一致. 独立性：物体受几个外力作用，在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关，与其他力无关. 合加速度与合力有关.同体性：a与F与同一物体某一状态相对应。 力学单位制 单位制的组成：由基本单位和导出单位组成单位制。基本单位：选定的几个物理量的单位, Kg, m, s，A, K , mol, cd (坎德拉).导出单位：由基本单位导出来的单位，如 m/s m/s2等 力学中的基本物理量和基本单位。. 基本物理量：时间（ t ） 质量 （ m ）和长度（l ）. 基

4、本物理量的单位：国际单位制：基本单位分别为kg、m、s厘米、克、秒制：基本单位为：cm、g、s（二）. 本讲的基本方法 动力学的两类基本问题与解法： 已知物体的受力情况，要求物体的运动情况如物体运动的位移、速度及时间等 已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向） 解法：. 不管哪种类型，常常是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再建立与加速度相关的方程得出问题的答案. 两类基本问题中，受力分析是关键，求解加速度是桥梁。. 两类动力学基本问题的解题思路图解如下：已知运动状态已知受力情况牛顿第二定律F=ma桥梁作用 整体法与隔离法在牛顿第二定律解题中的应用当研究对象是指由两个或

5、两个以上的物体所构成的有某种关联的系统。当研究的系统各部分具有相同的加速度时，可以整个系统为研究对象列牛顿第二定律方程求解外力或系统的加速度；若求解系统内各物体之间的相互作用力时，必须将物体隔离出来，独立分析其受力，列出相关方程求解。“整体法”和“隔离法”在求解物体系问题中经常交替采用，形成一个完整的解题体系。必须强调, 此类问题的特点是相互作用的物体具有相同的加速度，这一点特别重要。 正交分解法在牛顿第二定律解题中的应用 当物体的受力情况较复杂时，可根据物体所受力的具体情况和运动情况建立合适的直角坐标系，利用正交分解法求解用正交分解法解题时，牛顿第二定律可写成分量式：Fx = max, Fy

6、=may. 在正交坐标系建立时，尽可能使较多的力与坐标轴重合，可以使求解简单化. 并且, 通常选加速度a的方向和垂直于a的方向作为坐标轴的正方向. 正交分解法解牛顿运动定律问题的一般步骤为：. 确定研究对象； . 分析研究对象的受力情况并画出受力图；. 建立直角坐标系，把力或加速度分解在x轴或y轴上；. 分别沿x轴方向和y轴方向应用牛顿第二定律列出方程. 统一单位，计算数值.（三）. 应注意的主要问题1. 牛顿第二定律的理解 F合= ma是一个矢量方程，必须强调F合与a的方向一致，处理一维空间问题时，通常都取a的方向为正方向，表达F合时，与正方向一致的力取正号，与正方向相反的力加上负号，再取代

7、数和。 根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程。 由实验得出的是m 一定时，aF；F一定时，a ，写成等式应为a=，在国际单位中，常数k才取1，所以，牛顿第二定律写成F = ma时，不仅给出了F、m、a三个量的数量关系，还限制了三个量的单位关系。2. 超重与失重问题 超重问题 超重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。 产生超重现象的条件：物体具有竖直向上的加速度。与物体速度的大小和方向无关。失重问题 失重现象

8、：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况称为失重现象。 产生失重现象的条件：物体具有竖直向下的加速度，与物体速度的大小和方向无关. 完全失重现象：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态，叫做完全失重状态。产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时，就产生完全失重现象。注意：超重与失重现象不是物体的重力有变化，物体的重力不会因物体的运动状态的改变而改变.三、典型例题分析例1：下列关于惯性的说法中正确的是 ：A物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B物体只有受外力作用时才有惯性C物体运动速度大时惯性大D任何有质量的物体在任何情况下都有惯性例2：

9、下列对运动的认识不正确的是A亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动B伽利略认为力不是维持物体速度的原因C牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动D伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去例3：电梯内有一弹簧挂着一个重为5N的物体，当电梯运动时，看到弹簧测力计的读数为6N，可以确定 ：A电梯可能加速向上运动 B电梯可能减速向上运动C电梯可能加速向下运动 D电梯可能减速向下运动0/ms-10t/s1234510200503040例4：质量为50kg的物体，置于电梯内的台秤上，从静止开始上升

10、，电梯运行v-t关系如图所示，求在电梯运行30-40s的时间内台秤的读数及电梯最终上升的高度，(g取10m/s2) 例5：如图所示，水平地面上有一质量为m=0.5Kg的木块A叠放在木块B上，木块B一直处于静止状态,求：如果对木块A施以斜向上方的力F=3N（= 53°），使A在B上水平由静止开始2s内滑动了2m，问A、B间动摩擦系数µ 及该过程中地面对木块B的摩擦力的大小和方向？(g=10 m/s2 cos 53°= 0.6 sin53°=0.8）2mFAB37°BA例6：如图所示，传送带与地面倾角37°，从 A B 长度为16 m，传

11、送带以 10 m/s的速率逆时针转动。在传送带上端 A 无初速度地放一个质量为0.5 kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为 0.5。求物体从 A 运动到B所需的时间。（最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小且sin37°0.6，cos37°0.8）四、课后实战训练1.下面的实例不属于惯性表现的是( )A滑冰运动员停止用力后，仍能在冰面上滑行一段距离B人在水平路面上骑自行车，为维持匀速直线运动，必须用力蹬自行车的脚踏板C奔跑的人的脚被障碍物绊住，人就会摔倒D从枪口射出的子弹继续运动2. 在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都以相对船相同的速度起跳

12、，则( )A向北跳得最远B向前跳得最远C向东向西跳得一样远，但没有向南跳得远D无论向哪个方向跳都一样远3. 关于物体惯性的大小，下列说法中正确的是( )A高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越小B用不同的水平力分别去推动放在地面上的两个不同的物体，需用力大的物体惯性大C两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同D在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小4. 某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动可见( )A力是使物体运动的原因B力是维持物体运动速度的原因C力是小车速度大小改变的原因D力是使物体惯

13、性改变的原因5. 伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，有关的实验程序内容如下：减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然能达到原来的高度两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度继续减小第二个斜面的倾角，最后使它变成水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是属于通过思维过程的推论，下列选项正确的是( )A事实事实推论推论B事实推论推论推论C事实推论推论推论D事实推论推论6. 下列说法正确的是( )A力是使物体惯性改变的原因B静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为

14、物体静止时惯性大C乒乓球可被快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小D为了防止机器运转时振动，采用地脚螺钉固定在地球上，是为了增大机器的惯性7. 对于质量相等的甲、乙两个物体来说，下面哪个说法是正确的( )A乙物体的加速度大，说明乙物体受到的合外力大B乙物体的速度比甲物体的大，说明乙物体受到的合外力大C由于乙物体的速度比甲物体的大，所以乙物体的加速度要比甲物体的大D如果甲、乙两个物体受力方向相同，那么它们的运动方向一定相同8. 下列物体的运动状态没有发生变化的是 ( )A减速驶入车站的汽车B悬停在空中的直升机的机体C匀速直线下落的跳伞员D环绕地球运转的人造卫星9. 在“探究加速度与力、质量的定量关系”的

15、实验中，采用的研究方法是( )A理想实验法 B替代法C控制变量法 D类比法10. 在探究加速度与力、质量的关系的实验中，下列认识正确的是( )A力F、质量m和加速度a三个物理量都有直接测量工具B实验时为了消除摩擦力对小车运动的影响，要将木板无滑轮的一端垫高，直到小车不挂重物时也能沿长木板运动C实验时重物通过细绳拉小车的力要比重物的重力要小一些D根据实验数据，得到的F不变时的am图线是过原点的倾斜直线11. 物体静止在光滑的水平桌面上，从某一时刻起用水平恒力F推物体，则在该力刚开始作用的瞬间( )A立即产生加速度，但速度仍然为零B立即同时产生加速度和速度C速度和加速度均为零D立即产生速度，但加速

16、度仍然为零12. 下面说法正确的是( )A物体的速度为零时，合力一定为零 B物体的合力为零时，速度一定为零C物体的合力减小时，速度一定减小D物体的合力减小时，加速度一定减小13. 关于牛顿第二定律，下列说法正确的是 ( )A物体的质量跟外力成正比，跟加速度成反比B加速度的方向一定与合外力的方向一致C物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比D由于加速度跟合外力成正比，整块砖的自由下落时的加速度一定是半块砖自由下落时加速度的2倍14. 物体在变力的作用下由静止开始运动，如果变力F随时间t按图示的规律变化，那么在0t1时间内，物体将( )A加速度越来越小B速度越来越小C加速度越来越大

17、D速度越来越大15. 固定在水平面上的轻弹簧上放一重物，如图4­4­7所示，现用手把重物压下一段距离，然后突然松手，在重物脱离弹簧之前，重物的运动情况是 ( )A先加速后减速B先加速后匀速C加速度先向上后向下D加速度方向一直向上16. 水平地面上放一物体，用4N的水平力可使该物体获得1.5m/s2的水平加速度，用5N的水平力可使该物体获得2m/s2的水平加速度，用6N的水平力可以使该物体获得多大的水平加速度？此物体与地面的动摩擦因数为多少？17. 在交通事故中的分析中，刹车线长度是很重要的依据刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹在某次交通事故中，汽车的

18、刹车线的长度是14m，假设汽车轮胎与地面的动摩擦因数为0.7.取g10m/s2.则汽车开始刹车时的速度为( )A7m/s B10m/sC14m/s D20m/s18. 雨滴从空中由静止落下，若雨滴落下时空气对它的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，下图的图象可能正确反映雨滴下落运动情况的是( )19. 一个静止在水平面上的物体，质量是2kg，在水平方向受到5N的拉力，物体跟水平面间的动摩擦因数为0.1.(g取10m/s2)(1)求物体在4s末的速度；(2)若在4s末撤去拉力，求物体滑行时间20.如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°，球和车相对静止

19、，球质量为1kg.重力加速度g10m/s2，cos37°0.8，求(1)小球的加速度a的大小和方向；(2)悬挂小球的悬线对小球的拉力21.列车在水平直线铁轨上行驶，在t50s内由v136km/h匀加速增加到v254km/h，列车的质量为m1.0×103t，已知机车的牵引力F1.5×105N，求(1)列车的加速度a；(2)列车受到的阻力f及列车和铁路间的动摩擦因数；(3)在这段时间里列车通过的位移s.22. 以5m/s匀速上升的气球，当升到20m高时，从气球上落下一小球，小球的质量为500g，小球在运动过程中遇到的阻力是0.1N，求经过多长时间达到地面23.关于超重

20、和失重，下列说法中正确的是( )A超重就是物体受到的重力增加了B失重就是物体受到的重力减小了C完全失重就是物体不受重力D不论超重还是失重，物体所受的重力不变24. 如图所示，用一根绳吊起金属小桶，在桶的下部侧壁钻两个小孔A、B，当桶内盛水时，水从A、B孔喷出当剪断绳，让小桶自由落下，如果空气阻力可以忽略，则在下落过程中( )A水继续以相同速度喷出B水将不再从小孔中喷出C水将以更大速度喷出D水将以较小速度喷出25. 某人在以2.5m/s2的加速度下降的升降机中，最多能举起80kg的物体他在地面上最多能举起多少千克的物体？若此人在一个加速上升的升降机中最多能举起40kg的物体，则此升降机上升的加速

21、度为多少？课后实战训练答案：1. B 2. D 3. C 4. C 5. C6. CD 7. A 8. BC 9. C 10.C11.A 12.D 13.BC 14.AD 15.AC16. 【解析】 因为，所以物体运动过程中受到摩擦力的作用，设摩擦力大小为f则fmg当水平力F14N时，由牛顿第二定律得：F1fma1当水平力F25N时，由牛顿第二定律得：F2fma2当水平力F36N时，由牛顿第二定律得：F3fma3解以上方程得： a32.5m/s2，0.05.17. C 18. C19. 【解析】(1)由牛顿第二定律可求得物体的加速度aFmgma所以ag1.5m/s2物体在4s末的速度vat1.5×4m/s6m/s(2)撤去拉力后物体的加速度a满足：mgma，所以ag1m/s2物体滑行时间为t6s. 20. 【解析】小球受