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1、专题三 牛顿运动定律主编教师:张自海 孙艳斌一、近三年高考真题选1.(新课标理综第21题).如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是(A)2(2011天津第2题)如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力A方向向左,大小不变 B方向向左,逐渐减小C方向向右,大小不变 D方向向右,逐渐减小【答案】:A3(201

2、1四川第19题)如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返 回 地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后,整个装置匀速下降,为确保安全着陆,需 点燃返回舱的缓冲火箭,在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动,则A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态【答案】A4(2011北京第18题).“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力

3、加速度为g。据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为 AG B2g C3g D4g5(2011上海第26题).(5 分)如图,为测量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d。(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间和,则小车加速度 。(2)(多选题)为减小实验误差,可采取的方法是( ) (A)增大两挡光片宽度 (B)减小两挡光片宽度(C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距答案(1) (2)B,C 62010·全国卷·15如右图,轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的木块2相连,整个系统置

4、于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为、。重力加速度大小为g。则有A, B,C, D,【答案】C7. 2010·福建·16质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦 因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。从t=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F随时间t的变化规律如图所示。重力加速度g取10ms², 则物体在t=0至t=12s这段时间的位移大小为A.18m B.54m C.72m D.198m 答案:B82010·

5、上海物理·5将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,则物体(A)刚抛出时的速度最大 (B)在最高点的加速度为零(C)上升时间大于下落时间 (D)上升时的加速度等于下落时的加速度选A。92010·海南物理·3下列说法正确的是A若物体运动速率始终不变,则物体所受合力一定为零B若物体的加速度均匀增加,则物体做匀加速直线运动C若物体所受合力与其速度方向相反,则物体做匀减速直线运动D若物体在任意的相等时间间隔内位移相等,则物体做匀速直线运动【答案】D 102010·海南物理·12雨摘下落时所受到的空气阻力与雨滴的速

6、度有关,雨滴速度越大,它受到的空气阻力越大:此外,当雨滴速度一定时,雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的次方成正比()假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落,最终它们都_(填“加速”、“减速”或”匀速”)下落_(填“大”或“小”)雨滴先落到地面;接近地面时,_(填“大”或“小”)雨滴的速度较小【答案】匀速(2分) 大(1分) 小(1分)11.(09·全国卷·15)两物体甲和乙在同一直线上运动,它们在00.4s时间内的v-t图象如图所示。若仅在两物体之间存在相互作用,则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为 ( B )A和0.30s B3和0.30s C和0.28

7、s D3和0.28sB正确。12.(09·上海·7)图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在点,另一端和运动员相连。运动员从点自由下落,至点弹性绳自然伸直,经过合力为零的点到达最低点,然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程,下列表述正确的是 ( B ) 经过点时,运动员的速率最大 经过点时,运动员的速率最大从点到点,运动员的加速度增大 从点到点,运动员的加速度不变A B C D12.(09·宁夏·20)如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运

8、动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情况为 (B C ) A.物块先向左运动,再向右运动B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动C.木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零14.(09·广东物理·8)某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重,至时间段内,弹簧秤的示数如图所示,电梯运行的v-t图可能是(取电梯向上运动的方向为正) ( A )15.(09·山东·17)某物体做直线运动的v-t图象如图甲所示,据此判断图乙(F表示物体所受合力,x表示物体的位移)四个选项中正确

9、的是 B正确。考点:v-t图象、牛顿第二定律提示:在v-t图象中倾斜的直线表示物体做匀变速直线运动,加速度恒定,受力恒定。速度时间图象特点:P地球Q轨道1轨道2因速度是矢量,故速度时间图象上只能表示物体运动的两个方向,t轴上方代表的“正方向”,t轴下方代表的是“负方向”,所以“速度时间”图象只能描述物体做“直线运动”的情况,如果做曲线运动,则画不出物体的“位移时间”图象;“速度时间”图象没有时间t的“负轴”,因时间没有负值,画图要注意这一点;“速度时间”图象上图线上每一点的斜率代表的该点的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向;“速度时间”图象上表示速度的图线与时间轴所

10、夹的“面积”表示物体的位移。16.(09·山东·18)2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行,后在远地点343千米处点火加速,由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道,在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是 ( BC )A飞船变轨前后的机械能相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度考点:机械能守恒定律,完全失重,万有引力定律提示:若物体除了重力、弹性力做功

11、以外,还有其他力(非重力、弹性力)不做功,且其他力做功之和不为零,则机械能不守恒。根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。由得,由得,由得,可求向心加速度。17.(09·山东·22)图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,与轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。下列选项正确的是 ( BC ) AmMBm2MC木箱不与弹簧接触

12、时,上滑的加速度大于下滑的加速度D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能考点:能量守恒定律,机械能守恒定律,牛顿第二定律,受力分析提示:能量守恒定律的理解及应用。18.(09·上海物理·22)(12分)如图A,质量m1kg的物体沿倾角q37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图B所示。求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数m;(2)比例系数k。(sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)解析:(1)对初始时刻:m

13、gsinqmmgcosqma0 由图读出a0=4m/s2代入式,解得:m0.25; (2)对末时刻加速度为零:mgsinqmNkvcosq0 又Nmgcosqkvsinq由图得出此时v=5 m/s代入式解得:k0.84kg/s。二、主要知识点知识点一:牛顿第一定律、牛顿第三定律1 惯性惯性是 性质。惯性是物体的 属性,与物体的受力情况及运动状态无关。质量是物体惯性大小的量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。2牛顿第一定律牛顿第一定律是 牛顿第一定律的意义在于:指出了一切物体都有惯性;指出了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,即是产生加速度的原因。3.牛顿第三定律 两个

14、物体之间的作用力和反作用力总是大小 方向 作用在 直线上 一对相互作用力与平衡力的比较一对作用力和反作用力一对平衡力作用对象两个物体同一个物体作用时间同时产生,同时消失不一定同时产生或消失力的性质一定是同性质的力不一定是同性质的力力的大小关系大小相等大小相等力的方向关系方向相反且共线方向相反且共线好题精析例1:下列说法正确的是 ( )A物体只在不受力作用的情况下才能表现出惯性B要消除物体的惯性,可以在运动的相反方向上加上外力C物体惯性的大小与物体是否运动、运动的快慢以及受力无关D惯性定律可用物体的平衡条件取而代之A B B例2:两木块A、B由同种材料制成,mA>mB,并随木板一起以相同速

15、度向右匀速运动,如图所示,设木板足够长,当木板突然停止运动后,则 ( )A若木板光滑,由于A的惯性大,故A、B间距离将增大B若木板粗糙,由于A受阻力大,故B可能与A相碰C无论木板是否光滑,A、B间距离将保持不变D无论木板是否光滑,A、B二物体一定能相碰例3:甲、乙二人拔河,甲拉动乙向左运动,下面说法中正确的是 ( )A做匀速运动时,甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等B不论做何种运动,根据牛顿第三定律,甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等C绳的质量可以忽略不计时,甲乙二人对绳的拉力大小一定相等D绳的质量不能忽略不计时,甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力能力突破1如图所示,将两弹簧秤a、b联结在一起,当用

16、力缓慢拉a弹簧秤时,发现不管拉力F多大,a、b两弹簧秤的示数总是相等,这个实验说明 ( )A这是两只完全相同的弹簧秤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5伽利略的理想实验证明了 ( )A要物体运动必须有力作用,没有力作用物体将静止B要物体静止必须有力作用,没有力作用物体就运动C物体不受外力作用时,一定处于静止状态D物体不受外力作用时,总保持原来的匀速直线运动或静止状态7根据牛顿运动定律,以下选项中正确的是 ( )A人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢的原来位置B人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起

17、跳点的后方C人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方D人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方11一物体受绳的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动,然后作匀速运动,再改做减速运动,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只有匀速前进时,绳拉物体的力才等于物体拉绳的力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相等12在2006年2月26号闭幕的都灵冬奥会上,张丹和张昊一起以完美表演赢得了双人滑比赛的银牌。在滑冰表演刚开始时他们静止不动,随着优美的音乐响起后在相互

18、猛推一下后分别向相反方向运动。假定两人的冰刀与冰面间的动摩擦因数相同,已知张丹在冰上滑行的距离比张昊远,这是由于 ( ) A.在推的过程中,张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力 B.在推的过程中,张丹推张昊的时间等于张昊推张丹的时间 C.在刚分开时,张丹的初速度大于张昊的初速度 D.在分开后,张丹的加速度的大小大于张昊的加速度的大小知识点二:牛顿第二定律1.牛顿第二定律:物体的加速度跟 成正比,跟 成反比,加速度的方向跟 方向相同。 表达式:F=ma2对定律的理解:(1)矢量性:加速度的方向与合外力的方向始终一致。(2)瞬时性:合外力恒定不变时,加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外

19、力为零时,加速度也为零。(3)独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立的产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是各力产生的加速度的矢量和。好题精析例1如图(1)所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1 、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为,L2水平拉直,物体处于平衡状态。现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。(1)下面是某同学对该题的某种解法:解:设L1线上拉力为T1,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下处于平衡。mg,解得 =mgtan,剪断线的瞬间,T2突然消失,物体却在T2反方向获得加速度,因为mgtan=ma所以加速度a=gtan,

20、方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗?说明理由。(2)若将图(1)中的细线L1改为长度相同,质量不计的轻弹簧,如图(2)所示,其它条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtan,你认为这个结果正确吗?请说明理由。a例2台阶式电梯与地面的夹角为,一质量为m的人站在电梯的一台阶上相对电梯静止,如图所示。则当电梯以加速度a匀加速上升时,求:(1)人受到的摩擦力是多大?(2)人对电梯的压力是多大?变式迁移.如图所示,竖直光滑杆上套有一小球和两根弹簧,两弹簧的一端各与小球相连,另一端分别用销钉M、N固定于杆上,小球处于静止状态.设拔去销钉M的瞬间,小球加速度大小为12 m/s2,则不拔去销

21、钉M而拔去销钉N的瞬间,小球的加速度可能是(g取10 m/s2) ( ) A.22 m/s2,竖直向上B.22 m/s2,竖直向下C.2 m/s2,竖直向上D.2 m/s2,竖直向下.如图所示弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点如果物体受到的阻力恒定,则 ( )A物体从A到O先加速后减速B物体从A到O加速运动,从O到B减速运动C物体运动到O点时所受合力为零D物体从A到O的过程加速度逐渐减小qFbFa在静止的小车内,用细绳a和b系住一个小球,绳a与竖直方向成q角,拉力为Fa,绳b为水平状态,拉力为Fb,如图所示,现让小车从静止开始向右做

22、匀加速运动,此时小球相对于车厢的位置仍保持不变,则两根细绳的拉力变化情况是()AFa变大,Fb不变BFa变大,Fb变小CFa变大,Fb变大DFa不变,Fb变小能力突破1一物体同时受到F1和F2两个力作用,F1和F2与时间的关系 F/N 10 -10 t/s F1 F2 10如图所示。如果该物体由静止开始运动,则物体具有最大速度的时刻是:( ) A2.5s B5sC7.5s D10s2一个物体在几个力作用下处于静止状态,若保持其它力不变,将其中一个力F1逐渐减小到零(方向保持不变),然后又将F1逐渐恢复原状,在这个过程中,物体的 ()A加速度增大,速度增大B加速度减少,速度增大C加速先减少,速度

23、增大D加速度先增大后减小,速度增大Fm3将一质量为m,放在光滑水平面上的物体通过轻滑轮绕过轻滑轮与墙相连如图所示,当用水平力F拉动滑轮时,物体产生的加速度是 ( ) AF/mBF/2m C2F/mDF/4m4质量为M的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a。当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a,则()甲 乙Aa=a Ba<2a Ca>2a Da=2a5.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg的物块,在水平地面上,当小车作匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N当小车作匀加速直线运动时,弹簧秤甲的

24、示数变为8N。这时小车运动的加速度大小是 ( )A2m/s2 B4m/s2C6m/s2 D8m/s2AB6如图所示,木块A与B用一轻质弹簧相连,竖直放在木板C上,三者静置于水平面上,A与B质量之比是12,B与C、C与水平面间摩擦均不计,在沿水平方向将C迅速抽出的瞬间,A和B的加速度分别是 ( ) Ag,gB0,gC0,3g D0,3g/27物体从某高度自由落下,恰好落在直立于地面上的轻弹簧上,如图所示,在A点物体开始与弹簧接触,到B时物体的速度为零,以后物体被弹回,则下列说法正确的是: ( ) A下降时物体在AB段的速度越来越小FPB上升时物体在BA段的速度越来越大C物体在AB段下降时和在BA

25、段上升时其速度是先增大后减小D在B点时因为物体的速度为零,所以它受到的合外力也为零8如所示,位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用。已知物块P沿斜面加速下滑。现保持F的方向不变,使其减小,则加速度( )A 一定变小 B 一定变大C 一定不变 D 可能变小,可能变大,也可能不变9(2007济南)如图所示,被水平拉伸的轻弹簧右端栓在小车壁上,左端栓一质量为10kg的物块M,小车静止不动,弹簧对物块的弹力大小为5N时,物块处于静止状态,若小车以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速运动时 A物块M相对小车仍静止 B物块M受到的摩擦力大小不变C物块M受到的摩擦力将减小 D物块M受到的

26、弹簧的拉力将增大0质量为m的物体在下落时,所受阻力与它的速度成正比,已知物体匀速下落时的速度为50m/s,求它下落速度为20m/s时的加速度。11总质量为M的载重汽车,在坡路上行驶。汽车所受阻力与车重成正比。当汽车匀速上坡(牵引力为F)时,突然从车上掉下一箱货物。汽车立即得到加速度a。求车上掉下货物的质量。知识点三:牛顿第二定律的应用(一)1动力学的两类基本问题(1)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(2)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)说明:不管哪种类型,一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度,然后再由此得出问题的答案两类基本问

27、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:好题精析例1如图所示,质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为=0.5,在与水平方向成=37°角的恒力F作用下,从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F,又经过t2=4.0s物体刚好停下。求:F的大小、最大速度vm、总位移s。 ABa例2一小圆盘静止在桌布上,位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合,如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为,盘与桌面间的动摩擦因数为。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面,加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下,则加速度a满足的条件是什么?(以g表示重

28、力加速度)解析:设圆盘的质量为m,桌长为l,在桌布从圆盘上抽出的过程中,盘的加速度为,有 桌布抽出后,盘在桌面上作匀减速运动,以a2表示加速度的大小,有 设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1,离开桌布后在桌面上再运动距离x2后便停下,有 盘没有从桌面上掉下的条件是 设桌布从盘下抽出所经历时间为t,在这段时间内桌布移动的距离为x,有 而 由以上各式解得 变式迁移1质量的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行停在B点,已知A、B两点间的距离,物块与水平面间的动摩擦因数,求恒力F多大。()2一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可

29、视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动,当其速度达到v0后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。能力突破1竖直向上抛出的物体,最后又落回原处,若考虑空气阻力,且阻力在整个过程中大小不变,则物体 ( )A上升过程的加速度大小一定大于下降过程的加速度的大小B上升过程最后1s内位移的大小一定等于下降过程中最初1s内位移的大小C上升过程所需要的时间一定小于下降过程所需要的时间D上升过程的平均速度一定大于下降过程的过程的平均速度2一物体由静止沿倾角为

30、q的斜面下滑,加速度为a;若给此物体一个沿斜面向上的初速度vo,使其上滑,此时物体的加速度可能为 ( )Aa B2a C2gsinq-a D2gsinq+a 3质量为m的物体,放在粗糙水平面上,在水平拉力F作用下由静止开始运动,经过时间t,速度达到v,如果要使物体的速度达到2v,可采用以下方法的是 ( )A将物体质量变为m/2,其他条件不变 B将水平拉力增为2F,其他条件不变C将时间增为2t,其他条件不变 D将质量、作用力和时间都增为原来的2倍F4质量为12kg的箱子放在水平地面上,箱子和地面的滑动摩擦因数为0.3,现用倾角为37°的60N力拉箱子,如图所示,3s末撤去拉力,则撤去拉

31、力时箱子的速度为多少?箱子继续运动多少时间而静止?固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,取重力加速度g10m/s2。求:(1)小环的质量m; (2)细杆与地面间的倾角a。如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。(重力加速度g10m/s2)求:(1)斜面的倾角a;(2)物体与水平面之间的动摩擦因数m;(3)t0.6s时的瞬时速度v。.质量为 10 kg的物体

32、在F200 N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角37O力F作用2秒钟后撤去,物体在斜面上继续上滑了125秒钟后,速度减为零求:物体与斜面间的动摩擦因数和物体的总位移S。 (已知 sin37o06,cos37O08,g10 m/s2)8民用航空客机的机舱,除了有正常的舱门和舷梯连接,供旅客上下飞机,一般还设有紧急出口发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊构成的斜面,机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上来,如图所示某机舱离气囊底端的竖直高度AB=30m,气囊构成的斜面长AC=50m, 斜面与水平CD段间有一段小圆弧平滑连

33、接一个质量m=60kg的人从气囊上由静止开始滑下,人与气囊、地面间的动摩擦因数均为=05不计空气阻力,g=10m/s2求:(1)人从斜坡上滑下时的加速度大小;(2)人滑到斜坡底端C时的速度大小;(3)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下知识点四、牛顿第二定律的应用(二).整体法、隔离法解决简单的连接体问题对于有共同加速度的连接体问题,一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度,再根据题目要求,将其中的某个物体进行隔离分析和求解。由整体法求解加速度时,F=ma,要注意质量m与研究对象对应。.超重、失重问题发生超重和失重现象,只决定于物体在竖直方向上的加速度。物体具有向上的加速度时,处于超重状态;

34、物体具有向下的加速度时,处于失重状态;当物体竖直向下的加速度为重力加速度时,处于完全失重状态。超重、失重与物体的运动方向无关。好题精析例如图所示,两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块,质量分别为m1和m2,拉力F1和F2方向相反,与轻线沿同一水平直线,且F1>F2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力TFmkMP例.一弹簧秤秤盘的质量M=1.5kg,盘内放一个质量m=10.5kg的物体P,弹簧质量忽略不计,轻弹簧的劲度系数k=800N/m,系统原来处于静止状态,如图所示。现给物体P施加一竖直向上的拉力F,使P由静止开始向上作匀加速直线运动。已知在前0.2s时间内F是变力,在0.2s以后是

35、恒力。求力F的最小值和最大值各多大?取g=10m/s2。 例.如图所示,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定竖直杆,在杆上套一个环,箱的杆的质量为M,环的质量为m,已知环沿杆以加速度a下滑,则此时箱对地面的压力是:( )A(m+M)g B(m-M)g C(m+M)g-ma D(m+M)g+ma变式迁移1一人在井下站在吊台上,用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s2)ABF1F22如图所示,在光滑的水平面上,有

36、A、B两物体在F1和F2的作用下运动,已知F1F2,则 ()A若撤去F1,B的加速度一定增大 B若撤去F1,B对A的作用力一定增大 C若撤去F2,A的加速度一定增大 D若撤去F2,A对B的作用力一定变小m 图3-3-103如图所示,质量为M的箱子静止在水平地面上,箱顶上用质量不计的弹簧挂有一质量为m的物体,两次将物体拉下一小段距离,然后静止释放,物体便上下振动,若空气阻力不计,则物体在振动中,箱子对地面压力大小将 ( )A不会小于(m+M)g B不会等于(m+M)gC不会大于(m+M)g D以上说法都不对能力突破1 在以加速度a匀加速上升的电梯中,有一个质量为m的人,下述说法正确的是( )A此

37、人对地球的吸引力为m(g+a) B此人对电梯的压力为m(g-a)C此人受的重力为m(g+a) D此人的视重为m(g+a)m30°图3-3-112如图所示,火车车厢中有一倾角为30°的斜面,当火车以一定的加速度沿水平方向向左运动时,斜面上的物体m与车厢保持相对静止,则下列说法正确的是 ( )A摩擦力方向可能沿斜面向上 B摩擦力方向可能沿斜面下C摩擦力可能为零 D摩擦力不可能为零3如图所示,质量为m1和m2的两个物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面,最后竖直向上运动,在三个阶段的运动中,线上张力的大小 ( ) A由大变小 B由小变大C始终不变 D由大变

38、小再变大 4如图甲所示,水平面上二质量相等的两木块A、B用轻质弹簧相连,整个系统处于平衡状态现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图乙所示研究从F刚作用在木块A上到木块B刚离开地面这一过程,若选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点,则图中可以大致表示力F和木块A的位移x之间关系的是( )5在一粗糙的斜面上放置一正方形的箱子,其内部刚好放人一质量一定的金属球,如图所示,现在从斜面顶部释放箱子,在其加速下滑过程中,下列关于球对箱子的作用力,说法正确的是 ( )A球对箱子a面有压力 B球对箱子b面有压力C球对箱子c面有压力 D球对箱子d面有压力6下列实例属于超重现象的是 (

39、 )A汽车驶过拱形桥顶端 B荡秋千的小孩通过最低点C跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动。 D火箭点火后加速升空。7游乐园中,游客乘坐能加速或减速运动的升降机,可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是 ( ).当升降机加速上升时,游客是处在失重状态.当升降机减速下降时,游客是处在超重状态.当升降机减速上升时,游客是处在失重状态.当升降机加速下降时,游客是处在超重状态8(2007江苏)(分)直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角。直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5 m/s2时,悬索与竖直方向的夹角。如果空气阻力大小不变,

40、且忽略悬索的质量,求水箱中水的质量。(取重力加速度g=10 m/s2;sin=0.242;cos =0.970)9如图所示,一块质量为M的平板可以在倾角为a的斜面上无摩擦地滑动,一个质量为m的人在板上跑动,为了使平板保持静止,这个人跑动的加速度应为多大?方向如何?10(如图所示,在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。系统处一静止状态,现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d,重力加速度为g。 11如图所示,在倾角为的固定斜面上,跨过定滑轮的轻

41、绳一端系在小车的前端,另一端被坐在小车上的人拉住。已知人的质量为60kg,小车的质量为10kg,绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦均不计,斜面对小车的摩擦阻力为人和小车总重力的01倍,取重力加速度g10ms2,当人以280N的力拉绳时,试求(斜面足够长)(1)人与车一起运动的加速度大小;(2)人所受摩擦力的大小和方向;(3)某时刻人和车沿斜面向上的速度为3ms,此时人松手,则人和车一起滑到最高点所用时间为多少?知识点五、牛顿第二定律的应用(三)从知识的应用角度来看,本章知识版块以牛顿第二定律为核心,兼及对物体的受力分析和对物体运动性质分析两个重点的操作性知识。可以概括为“两个分析一个桥”。好题精

42、析 例1. 如图所示,一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线另一端拴一质量为m的小球。当滑块以2g加速度向左运动时,线中拉力T等于多少? 例2. 传送带与水平面夹角37°,皮带以10m/s的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转动,如图所示。今在传送带上端A处无初速地放上一个质量为的小物块,它与传送带间的动摩擦因数为0.5,若传送带A到B的长度为16m,g取,则物体从A运动到B的时间为多少? 例3 将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中,如图所示,在箱的上顶板和下底板装有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a=2.0m/s2的加速度竖直向上做匀减速运

43、动时,上顶板的传感器显示的压力为6.0 N,下底板的传感器显示的压力为10.0 N。(取) (1)若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半,试判断箱的运动情况。 (2)若上顶板传感器的示数为零,箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的?变式迁移1.如图所示,固定在水平面上的斜面其倾角=37º,长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子,质量m=1.5kg的小球B通过一细线与小钉子相连接,细线与斜面垂直。木块与斜面间的动摩擦因数=0.50。现将木块由静止释放,木块将沿斜面下滑。求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力。(取g=10m/s2,sin37º=0.6,cos37

44、6;=0.8)ABMN2一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床对运动员的弹力F的大小随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图所示.重力加速度g取,由图象可知A运动员所受重力为500N B运动员所受重力为2500NC.运动员所受合力最小值为500N D运动员所受合力最大值为2000N能力突破1用手水平托着一本书做如下几种运动(各种情形中加速度大小都相等,且书与手保持相对静止),则书对手的作用力最大的情况是 ( ) A竖直向上匀加速运动B竖直向上匀减速运动C竖直向下匀加速运动D沿水平方向匀加速运动2如图所示,不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦,物体A的质量为M,水平面光滑,当在绳B端挂一质量

45、为m的物体时,物体A的加速度为a1,当在绳B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,A 的加速度为a2,则a1与a2的大小关系是 ( ) Aa1= a2 Ba1> a2 Ca1< a2 D无法确定4一质量m=1kg的物体在水平恒力F作用下沿水平面运动,1s末撤去恒力F,其v-t图象如图所示则恒力F和物体所受阻力f的大小是 AF=8N B F=9N Cf=2N Df=3N5如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d位于同一球面上,a点为最高点,d点为最低点,每根杆上都套着一个小滑环(图中没画出),三个小环分别从a、b、c处由静止下滑,与d点发生碰撞后又都返回

46、到各自的出发点,用t1、t2、t3依次表示各滑环在全过程中所用的时间,则以下关系中正确的是 ( ) At1<t2<t3 Bt1>t2>t3 Ct3>t1>t2 Dt1=t2=t36一间新房要盖房顶,为了使雨天下落的雨滴能以最短时间淌离房项,则所盖房项的顶角应为(设雨滴在屋项上运动可看做由静止开始沿光滑斜面下滑) A60° B90° C120° D150°7如图所示,两带电的小滑块放在一水平绝缘木板上处于静止状态,现将木板先后由静止开始竖直向上匀加速平移和竖直向下匀加速平移,若移动过程中滑块始终与木板接触,则下列说法正确

47、的是 ( )A.向上平移时,两滑块可能沿木板滑动aB向上平移时,两滑块不可能沿木板滑动C向下平移时,两滑块不可能沿木板滑动D向下平移时,滑块与木板间的摩擦力一定比向上平移时的摩擦力要小8一物体放置在倾角为的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a,如图所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法中正确的是( )A当一定时,a越大,斜面对物体的正压力越小B当一定时,a越大,斜面对物体的摩擦力越小C当a一定时,越大,斜面对物体的正压力越小D当a一定时,越大,斜面对物体的摩擦力越小9在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块,木块和车厢通过一根水平轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k

48、。在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变为 ( ) A.伸长量为 B压缩量为 C伸长量为 D.压缩量为10在平静的水面上,有一长L=12m的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的总质量为m1=200kg,质量为m2=50kg的人立于木船左端,开始时木船与人均静止.若人匀加速度向右奔跑至船的右端并立即抱住桅杆,经历的时间是2s,船运动中受到水的阻力是船(包括人)总重的0.1倍,g取10m/s2.求此过程中船的位移大小.知识点六、验证牛顿运动定律.1.

49、 实验器材: 打点计时器,纸带及复写纸片,小车,附有定滑轮的长木板,薄木垫,小桶,细绳,沙,学生天平(带一套砝码)刻度尺,砝码.2. 实验步骤 (1) 用天平测出小车和小桶的质量M和M,记录数据,在小车上加砝码,小桶里放入适量的沙,使小桶和沙的总质量远小于小车和砝码的总质量,把砝码和沙的质量m和m记下来. (2) 按照图把实验器材安装好,只是不把悬挂小桶用的细绳系在车上,即不给小车加牵引力. (3) 平衡摩擦力,在长木板的不带定滑轮的一端下面垫小木垫,反复移动木垫的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态. 这时,小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在沿斜面方向上的分力平衡.(4) 把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶. 接通电源,放开小车,打点计时

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