高中物理(学考)-第5讲-牛顿运动定律应用

1、考点六两类动力学问题d基础知识梳理1. 两类动力学问题（1）从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律就可以确定物体 的运动情况.（2）从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，可根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确泄物体所受的力.2. 般方法和步骤明确研究对象受力分析 和运动状 态分析选取正方 向或建立 坐标系确定合外力|列方程'|求解基础题组自测1. 如图18所示，质量为2 kg的冰壶在运动员的水平恒力f作用下在光滑的冰面 上开始运动，4 s末它的速度达到4 m/s,则f的大小为（）a. 2nb. 1 nc. 4

2、nd 8n2. 2013年6月20日，我国宇航员王亚平在太空授课时，利用质量测量仪 粗略测出了聂海胜的质量.如图19所示，若聂海胜受到恒力f从静止开始运动,a庄x经吋间移动的位移为"则聂海胜的质量为（ c ftd.航天员固定在3. 在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹午线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面 上发生滑动吋留下的滑动痕迹.在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14m,假设汽车轮胎与地面间的 动摩擦因数恒为0.7, g取10m/s2,则汽车刹车前的速度为（）a. 7 m/s b. 14 m/s c. 10 m/s d 20 m/s4. 一个木块以某一水平初速度自

3、由滑上粗糙的水平面，在水平面上运动的e/图象如图20所示.己知重力加速度为g，则根据图象不能求出的物理量是（）a. 木块的位移 b.木块的加速度c.木块所受摩擦力d.木块与桌面间的动摩擦因数5. 如图21所示，一个质量为777=2 kg的均匀小球，放在倾角=37。的光滑斜面上.若球被与斜面垂直的 光滑挡板挡住，处于平衡状态.求小球对挡板和斜面的压力.te=10m/s2, sin 37°=0.6, cos 37° = 0.8）考点七共点力平衡条件及应用d基础知识梳理1. 共点力作用下的平衡(1) 平衡状态：物体处于静上或匀速直线运动的状态.f合兀=0,(2) 共点力的平衡条件

4、：f合=0或者丿 门fy=0.2. 平衡条件的推论(1) 物体在两个力作用下处于平衡状态，则这两个力必定,是一对平衡力.(2) 物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的与第三个力(3) 物体受n个共点力作用处于平衡状态时，其屮任意一个力与剩余(n1)个力的合力一定等大反向. 【发展提升】处理平衡问题的一般方法合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、 方向相反分解法物体受三个共点力的作用而平衡，将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他 两个力满足平衡条件止交分解法物体受到三个或三个以上力的作用吋，将物体所受的力分解为相互垂直的两组， 每组力都满足平

5、衡条件a基础题组自测1. 下列事例中处于平衡状态的是()a. “神舟”号飞船匀速落到地面的过程b.汽车在水平路面上启动或刹车的过程物体在光滑斜面上下滑d.竖直上抛的物体在到达最高点的那一瞬间如图22所示，一个重为80 n的物体置于光滑的水平面上，当用一个f=20 n的)b. 100 n,方向竖直向上d. 80 n,方向竖直向下c.2.力竖直向上拉物体时，物体所受到的合力为( 60 n,方向竖直向卞0na.c.如图23所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾角0.若 此人所受重力为g,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()a. g b gsin 3 c geos 3 d gtan

6、 33.94. 如图所示，手沿水平方向将书压在竖直墙壁上，使其保持静止.现增大手对书的压力，则书()a.将沿墙壁滑动b.受到的合外力增大 c.对墙壁的压力不变 d.受到的静摩擦力不变5. 如图25所示，某工人正在修理草坪，推力f与水平方向成a角，割草机沿水平方向做匀速直线运动,则割草机所受阻力的大小为(a. fsin ab feos ac航d亦6. 如图所示，建筑工人用恒力f推运料车在水平地面上匀速前进，f与水平方向成30。角，运料车（含材 料）的总重量为g,下列说法正确的是（）a. 建筑工人受摩擦力方向水平向左b. 建筑工人受摩擦力大小为爭gc. 运料车（含材料）受到地面的摩擦力水平向右d.

7、运料车（含材料）对地面压力为号+g考点八超重与失重e）基础知识梳理1.超重与失重特征状态加速度视重（f）与重力的关系运动情况受力图超重f=m(g+a)>mg向上加速运动，向下减速运动mga1失重f=m(ga)sg向下加速运动，向上减速运动mga完全失重f=0自由落体运动、抛体运动、正常运行的卫星mgg【发展提升】超重与失重的理解（1）当出现超重、失重时，物体的重力并没变化；（2）物体处于超重状态还是失重状态，只取决于加速度方向是向上还是向下，而与速度方向无关；（3）当物体处于完全失重状态吋，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的 物体不再受浮力，液柱不再产生向下

8、的压强等.基础题组自测1. （2015-浙江9月学考样题）2013年6月20日，我国第一次开展了太空授课，宇航员王亚平讲授了 “失重 坏境下水的表面张力”和“失重坏境下测量宇航员的质量”等知识.她讲授的是（）a.语文 b.数学 c.英语 d.物理2. 两砖块叠在一起放在竖直升降电梯的水平地板上，当两砖块间的压力小于上面砖块的重力吋，电梯可 能的运动是（）a. 向上加速运动b.向上减速运动 c.向下匀速运动 d.向下减速运动3. 如图27所示，质量为50 kg的小红同学站在升降机屮的磅秤上，某一时刻她发现磅秤的示数为40 kg,则在该时刻升降机可能是以下列哪种方式运动（）a. 匀速上升b.加速上

9、升c.减速下降d.加速下降4. （2015-浙江1月学考）如图所示，小文同学在电梯屮体验加速上升和加速下降的过程，这两个过稈（）,a. 都是超重过程b.都是失重过程c.加速上升是失重过程，加速下降是超重过程d.加速上升是超重过程，加速下降是失重过程5. 小明站在电梯中的体重计上，电梯静止时体重计示数如图甲所示.电梯运行经过5楼时体重计示数如 图乙所示，则此时（）甲乙a.电梯一定在向上运动b.电梯一定在向下运动c.电梯的加速度方向可能向上d.电梯的加速度方向一定向下6. 如图所示是运动员以背越式成功地跳过1.90m高度的情景.下列有关运动员跳高的说法正确的是（）a. 跨越横杆时人可视为质点b.

10、上升过程人受到的重力大于下降过程人受到的重力c. 起跳瞬间地面对人的支持力大于人受到的重力d. 掉在海绵垫子上时，垫子对人的支持力大于人对垫子的压力考点九 实验：探究加速度与力、质量的关系e）基础知识梳理1. 实验目的（1）通过实验探究物体的加速度与它所受的合力、质量的定量关系.（2）学会用控制变量法研究物理规律.（3）学会灵活运用图象法处理物理问题的方法（化曲为直）.2. 实验原理在探究加速度g与合力f及质量加的定量关系时，用到的基本方法是控制变量法，w：（1）保持加一定时，改变物体受力f测出加速度/用图象法研究a与f的关系；（2）保持f 定时，改变物体质量加测岀加速度°,用图象法

11、研究a与加的关系.3. 实验器材小车、祛码、小盘、细绳、夹子、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、复写纸、 导线两根、纸带、天平、刻度尺等.4. 实验步骤（1）用天平测出小车和盛有舷码的小盘的质量2和加，把数据记录在表格中.（2）按实验装置图把实验器材安装好，使长木板有滑轮的一端伸出桌血.如图31.舷码- 端有 定滑轮 的长木板小车打点计时器 、实验台图31(3) 在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，通过前后移动，來平衡小车的摩擦力.(4) 把细线系在小车上并跨过定滑轮，此时要调节定滑轮的高度使细线与木板平行.(5) 将小车放于靠近打点计时器处，在小盘里放入适量的舷码，接

12、通电源，放开小车得到一打好点的纸带(注 意不要让小车撞到定滑轮，打好的纸带要标明条件加=?=?).(6) 保持小车的质量不变，改变磁码的质量，按上面步骤再做5次实验.(7) 在每条纸带上都要选取一段比较理想的部分，算出每条纸带加速度的值并记录在表格中.(8) 保持小盘内祛码质量不变，在小车上放钩码改变小车的质量，重复上而的实验.把各次实验中的数据填 入表内.5. 用图象处理数据的方法(1)加速度通过分析纸带得出如可以用刻度尺在纸带上测出位移，通过打点计时器打的点得到时间，然后 用0=扌求得加速度；也可以通过0 f图象得出.(2) 研究加速度a和力f的关系.以加速度。为纵坐标，以力f为横坐标，根

13、据测量数据描点，然后作出图象，若图象是一条通过原点的直 线，就能说明d与f成正比.(3) 研究加速度a与质量m的关系.如图32甲所示，因为am图象是曲线，检查am图彖是不是双曲线, 就能判断它们之问是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难.若a和也成反比，则a 与+必成正比.我们采取''化曲为直”的方法，以。为纵坐标，以+为横坐标，作hid-寺图象，如图乙所示，若a十图彖是一条能够过原点的直线，说明。与吕成正比，即a与加成反比.1 m图326. 注意事项(1) 平衡摩擦力适当垫高木板不带定滑轮的一端，让小车拉着穿过打点计吋器的纸带匀速运动(即使小车的重力沿斜血方向

14、 的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力).(2) 为使拉小车的力近似等于小盘及盘中祛码的重力，要求小盘及盘中祛码的质量远小于小车的质量.基础题组自测1. “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图33所示，用该装置研究小车加速度a与质量m的关 系时，下列说法正确的是()a. 先释放小车，再接通电源b. 打点计时器接电源直流输出端c. 牵引小车的细绳应与长木板保持平行d在增加小车质暈的同时，应增大木板的倾角2“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图34所示.实验中，为使小车运动吋所受的拉力近似等于盘和重物的总重力,则盘和重物的总质量7与小车的质量m应满足的关系是(小车打点计时器a图34a.加

15、远大于mb.加远小于mc.加略大于md. m略小于m3. 如图35所示是“探究加速度与力、质量的关系”实验装置示意图.同一实验小组中的四位同学利用同 一条纸带求小车运动的加速度，分别作出了如下所示的四幅图象，其中最规范的是()0.0.300.25: : txkimraitnxmr【:«i :i 上 istthmiiunni: i "i” "ir « . t i0.20.4ams")2()70og卄ffiffiffivoftosobbbbiaasl)4小何用如图36所示装置探究加速度。与质量加的关系，在保持受力f相同的情况下体对应的加速度.小何想

16、运用这些数据得到实验结论，作出的图象是以下四幅图屮的(拙* 也:;世，测得不同质量物/-*/5为了 “探究加速度与力、质量的关系”，请思考探究思路并冋答下列问题:(1)为了消除小车与水平木板之间的摩擦力的影响应采取的做法是a. 将不带滑轮的木板一端适当垫高,b. 将不带滑轮的木板一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动c. 将不带滑轮的木板一端适当垫高,d. 将不带滑轮的木板一端适当塑高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动(2)实验中，某实验小组得到如图37所示实验图线甲、乙，其屮描述加速度与质量的关系图线

17、是加速度与力的关系图线是考点十 实验：探究作用力与反作用力的关系n基础知识梳理1. 实验器材弹簧测力计3个、包装用泡沫塑料若干、小刀1把、木块1块、力传感器2只、数据采集器1台及计算机 1台等.2. 实验原理(1) 弹簧测力计的使用方法 先调零； 测力计力的作用线与弹簧伸缩方向在同一直线上(如图38所示)；另“ f图38 待指针稳定后读数.(2) 研究静止状态、匀速直线运动状态和加速运动状态下作用力与反作用力z间的关系，并得出结论.(3) 用力传感器研究作用力与反作用力之间的关系(如图39所示).3. 注意事项(1) 使用弹簧测力计前，应先调节零刻度.(2) 弹簧测力计对拉时作用力要在同一直线

18、上.(3) 实际的弹簧测力计往往存在一定的示值误差.发现两弹簧测力计示数不等既不能“视而不见”也不能 "武断定论”(4) 将弹簧测力计a和b分别与弹簧测力计c互拉，通过与c的示数进行比较确定两弹簧测力计的拉力是 否相等，是-种“等效替代”的方法.(5) 用传感器进行实验时，也需要调零.(6) 用传感器对拉时要使作用力在同一直线上.4. 实验结论无论两物体处于静止、匀速运动、加速运动或减速运动，作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，作 用在同一直线上.基础题组自测1. (2015-浙江1月学考)如图40所示，小孙同学用力传感器a和做“探究作用力与反作用力的关系”实 验，当用4匀速拉动

19、固定在滑块上的3时()图40a. a对应示数比b大b. b对应示数比a大c. a和b对应示数有时不相等d. a和b对应示数任何时刻都相等2. 如图41所示图象，将甲、乙两弹簧互相钩住并拉伸，贝“)图41a. 甲拉乙的力小于乙拉甲的力b. 甲拉乙的力大于乙拉甲的力c. 甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对平衡力d. 甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对相互作用力3. 下列判断正确的是()a. 人行走时向后蹬地，给地面向后的摩擦力，地面给人的摩擦力是人向前的动力b. 人匀速游泳时，人对水向前用力，水给人的力是阻力，方向向后c. 放在桌面上的物体，因有重力，才有对桌面的压力，才有桌面的支持力出现，即压力先产生，支持

20、力 后产生d. 作用力与反作用力，应是先有作用力，再有反作用力，作用力先变化，反作用力随后跟着做相应变化4. 如图42所示，利用弹簧测力计“探究作用力与反作用力的关系”实验屮.图42(1)关于实验以下说法正确的是.a. 若滑块静止不动，则弹簧测力计a对3的拉力与3对a的拉力大小相等b. 若滑块做匀速直线运动，则弹簧测力计4对b的拉力与b对4的拉力大小相等c. 若滑块做匀加速直线运动，则弹簧测力计a对b的拉力与3对a的拉力大小不相等d. 若滑块做匀减速直线运动，则弹簧测力计a对的拉力与b对4的拉力大小不相等在弹簧测力计的指针下面放上一点泡沫塑料的作用是.a. 为了增大指针受到的阻力b. 可以帮助

21、我们记录下指针示数的最大值c. 防止指针与弹簧测力计外壳间的摩擦d. 防止测的力超过弹簧测力计的测量范围5. 在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，其中a、b是两个力传感器.(1)如图43甲所示是对拉的两个传感器，传感器显示两钩子受力随时间变化的图彖如图乙所示.图43根据图象得出的结论是:(2)如图44所示，将b固定在木块c上，放开木块，用a拉b向右运动，上述结论是否仍成立?图44新高二物理（学考） 第五讲 牛顿运动定律应用【答案精析】考点六基冠题组自测1. aif?2. d 设运动的加速度为d,由牛顿第二定律得f=maf x=at2f即加=石，故选项d正确.3. b 设汽车刹车后滑动的加速

22、度大小为由牛顿第二定律得：f.ung=ma,解得：d=g.由匀变速直线 运动的速度位移关系式询=2处，可得汽车刹车前的速度为%=v=*/2“gx=p2x0.7x10x 14 m/s = 14 m/s,因此b正确.4. c 位移可由图象与时间轴所b）的面积求出，由v-t图线的斜率可求出木块的加速度a,由牛顿第二 定律知，a=“g,故动摩擦因数“也可求出，由于不知木块的质量，故不能求出木块所受摩擦力5. 12n,垂直于挡板向下16n,垂直于斜面向下解析 对小球进行受力分析，设挡板和斜面对小球的支持力分别为fni、环2,则甩=gsin 0= 12 nfn2=zgcos 3= 16 n根据牛顿第三定律

23、可知挡板和斜面对小球的支持力与小球对挡板和斜面的压力大小相等、方向相反，则fni' =fni = 12n,方向垂直于挡板向下，fg' =fn2=16n,方向垂直于斜面向下考点七基础知识梳理2. （1）等大反向（2）合力 等大反向基础题组自测1. a 神舟"号飞船匀速落到地面的过程中，飞船处于平衡状态，a正确；汽车在水平路面上启动（刹车） 过程中，汽车的速度在增大（减小），其加速度不为零，其合外力不为零，所以汽车不是处于平衡状态；物 体在光滑斜面上下滑，速度和加速度均不为零，合外力不为零，物体不是处于平衡状态；物体上升到最高 点时，只是速度为零而加速度为g,所以物体不是

24、处于平衡状态.2. c 重为80 n的物体，受到一个f=20n的力竖直向上拉时并没有被拉动，仍处于平衡状态，其所受 的合力为0,故c正确.3. a 静躺在椅子上的人，受自身重力和椅子各部分对他的作用力的合力，由平衡条件可得，椅子各部 分对他的作用力的合力犬小等于g, a正确4. d5. b 将推力f沿水平方向和竖直方向分解，根据平衡条件得到阻力等于推力的水平分力fcoscgb正确.6. d 以人为研究对象，分析人的受力情况，如图甲，由平衡条件知，人受到的摩擦力方向水平向右， 大小为ff人= fcos 30。=申尸，a、b错误；分析运料车（含材料）的受力情况，作出受力图，如图乙，由平衡条件知，运料车（含材料）受到地面的摩擦力水平向左，地面对运料车（含材料）的支持力大小为fn* = g+fsin 30°=y+g,则运料车（含材料）对地面的压力为f+g,故c错误，d正确.乙考点八基础知识梳理1. 向上向下a=g基础题组自测1. d2. b 因砖块间的压力小于上面砖块的重力，故系统处于失重状态，加速度向下，电梯可能向下加速运 动或向上减速运动，b正确.3. d 小红同学处于失重状态，必有向下的加速度，即减速上升或加速下降，故选项d正确4. d 加速