第四章牛顿定律学案(于)

1、第四章学习提纲第一节.牛顿第一定律一.围绕牛顿第一定律的物理学史1、亚里士多德对力和运动的认识：2、对物理研究方法作出了开拓性贡献的伽利略先生：著名的理想斜面实验3、笛卡尔的贡献4.牛顿说自己站在巨人的肩膀上，这话绝对不是谦虚的话，牛顿在前人工作的基础上提出了牛顿第一定律二、牛顿第一定律的内容及其深层含义【练习】1.如图所示，一个劈形物体M放存固定的粗糙斜面上，其上面呈水平.在其水平面上放一光滑小球m.当劈形物体从静止开始释放后，观察到m和M有相对运动，则小球m在碰到斜面前的运动轨迹是().(A)沿水平向右的直线(B)沿斜面向下的直线(C)竖直向下的直线(D)无规则的曲线2.如图所示，一辆表面

2、光滑的小车静止在水平地面上，车长5m，高也为5m，有一个小球放在车的正中央静止，现在车以5m/s2的加速度向左运动，求小球落地时，小球到车尾的水平距离？第二节：牛顿第二定律一、内容：二、对牛顿第二定律的说明【典型例题】1.一质量为1kg的物体放在粗糙的水平地面上，物体和地面之间的滑动摩擦因数为0.2，物体受到斜向上的与水平面夹角为370的外力F的作用下，由静止开始动（1）当外力F7.5N时，物体在第二秒末的速度为多大？（2）当外力F17.5N时，物体的加速度为多大？2.如图，一车厢在水平路面上做匀变速直线运动，在车厢顶端通过轻丝线挂一小球，当小球与车厢相对静止时，丝线与竖直线的夹角为，假设车厢

3、在某时刻的速度为v，则经过时间t后，物体的位移为多大？（在时间t内车厢一直在运动）。3.【冥想特训】（1）一物体沿着光滑的固定斜面下滑，斜面倾角为，物体的下滑加速度为_(2) 一物体沿着光滑的固定斜面上滑，斜面倾角为，物体的向上滑动的加速度为_（3）一物体沿着粗糙的固定斜面下滑，斜面倾角为，动摩擦因数为，物体的下滑加速度为_（4）一物体沿着粗糙的固定斜面上滑，斜面倾角为，动摩擦因数为，物体的上滑加速度为_（5）如图所示，物体A放存固定的斜面B上，在A上施加一个竖直向下的恒力F，下列说法中正确的有().(A)若A原来是静止的，则施加力F后，A仍保持静止(B)若A原来是静止的，则施加力F后，A将加

4、速下滑(C)若A原来是加速下滑的，则施加力F后，A的加速度不变(D)若A原来是加速下滑的，则施加力F后，A的加速度将增大4.伽利略的题目:如图所示，试证明，质点从竖直平面内的圆环上的各个点沿弦的方向安装的斜面向滑到最低点D所用的时间都相等，都等于从最高点A自由下落到最低点D所用的时间，假设斜面与质点间无摩擦5.在粗糙水平面上放着一箱子，前面的人用与水平方向成仰角1的力F1拉箱子，同时，后面的人用与水平方向成俯角2的推力F2推箱子，此时箱子的加速度为a.如果撤去推力F2，则箱子的加速度().(A)一定增大(B)一定减小(C)可能不变(D)不是增大就是减小，不可能不变6.如图所示，小车上有一竖直杆

5、，总质量为M，杆上套有一块质量为m的木块，杆与木块间的动摩擦因数为，小车静止时木块可沿杆自由滑下.问:必须对小车施加多大的水平力让车在光滑水平面上运动时，木块才能匀速下滑? 7 一个质量为的物块放在倾角为的传送带上，物体与皮带始终保持相对静止。（1）分析当传送带以加速度a向上匀加速运动时，分析物块受到的静摩擦力的大小和方向（2）分析当传送带以加速度a向下匀加速运动时，分析物块受到的静摩擦力的大小和方向8.如图所示水平面上，质量为10 kg的物块A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的另一端固定在小车上，小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5 N时，物块处于静止状态，若小车以加速度a=1 m/s2

6、沿水平地面向右加速运动时（ ） A.物块A相对小车仍静止 B.物块A受到的摩擦力将减小C.物块A受到的摩擦力大小不变 D.物块A受到的弹力将增大图39.如图所示, 质量为m的人站在自动扶梯上, 人鞋与梯的动摩擦因数为. 扶梯倾角为, 若人随扶梯一起以加速度a向上运动. 梯对人的支持力N和摩擦力f分别为多大 10.如图所示，斜面倾角为=30°，斜面上边放一个光滑小球，用与斜面平行的绳把小球系住，使系统以共同的加速度向左作匀加速运动，当绳的拉力恰好为零时，加速度大小为_.若以共同加速度向右作匀加速运动，斜面支持力恰好为零时，加速度的大小为_ 11.一质量为m的物体放置在倾角为的斜面上，斜

7、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，求（1）斜面对物体的摩擦力和物体对斜面的压力分别是多少？（2）斜面对物体的作用力是多少？a12.一质量为m的物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于水平加速运动的小车中，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，求（1）斜面对物体的摩擦力和物体对斜面的压力分别是多少？（2）斜面对物体的作用力是多少？a第三节 多过程分析例1. 在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动。如下图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，

8、滑板与两滑道间的动摩擦因数均为0.50,不计空气阻力，重力加速度g10 m/s2，斜坡倾角37°.（1）若人和滑块的总质量为m60kg,求人在斜坡上下滑时的加速度大小。（sin37°0.6, cos37°0.8）（2）若由于受到场地的限制,A点到C点的水平距离为s50 m，为确保人身安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度应有怎样的要求？例2.重力为G的消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m。在着地缓冲过程中，地面对他双脚的平均作用力估计为多大？【对应练习】一质量为60kg的蹦床运动员从3.2

9、米高处自由落下，与蹦床接触0.5秒后上升的高度为5米，求在0.5秒内，蹦床对运动员的平均作用力多大？第四节 受力分析训练受力分析训练1、小车上固定一个轻折杆，折角为，杆的另一端固定一个质量为的小球， （1）当小车静止时，分析小球的受力？ （2）当小车以加速度向右做匀加速直线运动时，分析小球的 受力？PQ2.如图，P、Q两物体质量分别为。通过一根轻绳跨过一定滑轮搭在斜面上保持静止，当用水平向右的恒力推P时，P仍保持静止。则下列说法正确的是( )A、绳子拉力一定变小B、P受到的摩擦力一定变大C、P受到的摩擦力可能变小D、P受到的拉力一定不变3、如图所示，小车M在恒力作用下，沿水平面作直线运动，由此

10、可以判断：( )vFA、若地面光滑，则小车一定受到三个力作用。B、若地面粗糙，则小车可能受到三个力作用。C、若小车做匀速运动，则小车一定受到四个力作用。D、若小车做加速运动，则小车可能受到三个力作用。4、物块m放在木板M上，一外力作用在木板上，使整体向右匀速运动，分析物块的受力上题中，如果物块和木板之间的滑动摩擦因数为，木板和地面之间的滑动摩擦因数为，那么可能有：(A) (B) (C) (D) 上题中，如果物块和木板保持相对静止一起向右做匀加速运动，请分析木块的受力？上题中，如果物块和木板之间的滑动摩擦因数为，木板和地面之间的滑动摩擦因数为，那么可能有：(A) (B) (C) (D) 5、A和

11、B 相对静止地沿着斜面匀速下滑，分别分析A和B的受力。如果A、B相对静止的沿着斜面加速下滑，分析A 的受力？【类比】物体B放在物体A上，A的上下表面均与斜面平行（如图所示），当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时，下列说法正确的是：AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上。BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下。CA、B之间的摩擦力为零。DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质。6、一个三角形的木块A被一弹簧支持着，木块与斜的墙壁贴着，分析木块的受力第五节 动态分析训练（a）（b）一、小球砸弹簧模型如图（a）所示，一个小球距竖直轻弹簧的上端高处由静止开始自由下落，已知小球的质量

12、为m，弹簧的弹性系数为。（1） 从受力分析的角度出发，分析小球从接触弹簧开始到弹簧被压缩最大的过程中，小球的运动形式？定性地画出小球在整个下落过程中的速度时间图像。（2） 当小球速度最大时，小球距离出发点的距离（3） 如（b）图所示，如果将小球轻轻地放在该弹簧上，分析小球的运动？这种情况与（a）图情况比较，其平衡位置与地面之间的距离将_(变大、变小、不变)【发散】如图所示，一轻质弹簧左端固定在墙上，右端系一质量为m的木块，放在水平地面上，木块在B点时弹簧无形变。今将木块向右拉至A点，由静止释放后，木块恰能运动到C点而静止，木块与水平地面的动摩擦因数恒定，则下列说法中正确的是 （ ）A木块从A运

13、动到B的过程中速度逐渐增大，从B到C的过程中速度逐渐减小B木块从A运动到B的过程中速度逐渐增大，从B到C的过程中加速度恒定C木块从A到B先加速后减速，从B到C一直减速D木块经过B点时加速度为零CBA二、传送带模型ABv如图所示，绷紧的传动皮带始终保持大小为v=4m/s的速度水平匀速运动，一质量为m=1kg的物块(视为质点)无初速地放到皮带A处若物块与皮带间的动摩擦因数m=0.2，AB间距离s=6m，重力加速度g=10m/s2，（1） 在同一个速度时间图像中画出小物块和皮带的速度时间图像？（2） 当小物块与皮带达到相对静止时，小物块的位移是多大？皮带的位移为多大?物块相对于皮带的位移为多大？（3

14、） 物块从A运动到B的过程中，物块从A运动到B所需的时间_sAB【发散】如图所示，传送带与水平面夹角为=30°，其上、下两端点A、B间的距离是5.0m。传送带在电动机的带动下，以1.0m/s顺时针匀速运转。现将一质量为10kg的物体（可视为质点）轻放于传送带的A点，已知物体与传送带间的动摩擦因数为/2，则在传送带将物体从A点传送到B点过程中，(g=10m/s2)求： 分析物体的运动，并画出物体运动的图象。（2）在整个传送过程中，皮带的位移为多大？物体与皮带的相对位移为多大？三、板块模型一个质量为的物块（可被视作质点）以初速度滑上静止在光滑水平面上的小车，且最终没有滑出，已知小车的质量

15、为，物块与小车之间的滑动摩擦因数为，解决以下问题：（1） 在同一图像中画出物块和小车的速度时间图像（2） 滑出小车和物块的空间关系图（3） 求小车的位移、物块的位移以及两者之间的相对位移四.弹簧双振子模型AB（图一）v0如图所示，质量分别为m1和m2的两个物块A和B用轻弹簧连接在一起，整体放在光滑的水平地面上。现在给物块A一初速度，分析此后满足什么条件弹簧会最短？满足什么条件弹簧会最长练习4、 如图所示意质量为的物块沿着竖直墙面下滑，已知物体和墙面之间的滑动摩擦因数为，对物体施加一个水平外力，已知（为常量，为时间）。（1） 分析物块的运动情况（2） 画出在下滑过程中，物块受到的摩擦力与时间的关

16、系图像？并指出在哪段时间内，物体做加速运动，在哪段时间内物体做减速运动？第五节 单位制例1：现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空.（填序号字母）A.密度 B.米/秒 C.牛顿 D.加速度 E.质量 F.秒 G.厘米 H.长度 I.时间 J.千克（1）属于物理量的是_.（2）在国际单位制中，作为基本单位的物理量的有_.（3）在物理量的单位中不属于国际单位的是_.（4）在国际单位中属于基本单位的是_，属于导出单位的是_.（5）测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是（ ）A.米尺、弹簧秤、秒表B.米尺、测力计、打点计时器C.量筒、天平、秒表D.米尺、天平、秒表例2：一个恒力作用

17、在质量为m1的物体上，产生的加速度为a1，作用在质量为m2的物体上，产生的加速度为a2，若这个恒力作用在质量为m1+m2的物体上，则产生的加速度为（ ）A.B.a1a2C.D.例3.声音在空气中的传播速度v与空气的密度、压强p有关.下列速度的表达式（k为比例系数，无单位）中正确的是（ ）A.v=kB.v=C.v=D.v=（探究题）物理公式在确定物理量关系的同时，也确定了物理量的单位关系.下面给出的关系式中，l是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量的单位都用国际单位制中的单位.试判断下列表达式的单位，并指出这些单位所对应的物理量的名称.（1），单位_，物理量名称_.（2），单位_，物

18、理量名称_.（3）m，单位_，物理量名称_.第六节 超重和失重【情景1】小虎同学乘坐电梯在10层楼内上下玩耍。写出小虎的感受和观察结果。v方向a方向N与G大小关系刚上升时上升到9层时刚下降时下降到2层时T与G大小关系【情景2】如图所示, 质量为m的人站在自动扶梯上, 人鞋与梯的动摩擦因数为. 扶梯倾角为, 若人随扶梯一起以加速度a向上运动. 梯对人的支持力N和摩擦力f分别为_和_ 若人随扶梯一起以加速度a向下运动. 梯对人的支持力N和摩擦力f分别为_和_ 【分析结果】1.超重：_,当满足_条件时，会出现超重现象？ 1.失重：_,当满足_条件时，会出现失重现象？满足_条件，会出现完全失重现象？

19、【解决问题】1、人在台秤上称体重时，如果人快速下蹲，在下蹲过程中，台秤示数的变化情况是_2. 取一只塑料瓶，在下端靠近底边处钻一个小孔，用手堵住瓶口，然后往瓶里加满水。让瓶子从某一高处自由下落，会发现什么结果？这是为什么？【发散；】要让瓶子不漏水，还可以让瓶子做什么运动？4.质量为200 kg的物体，置于升降机内的台秤上，从静止开始上升。运动过程中台秤的示数F与时间t的关系如图所示，求升降机在7s钟内上升的高度。（取g10 m/s2）5.如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面，斜面的重量为10N，现将一个重4 N的物体放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计的读数为

20、_第七节 整体法和隔离法（连接体问题）1.如图，质量为2 m的物块A与质量为m的物块B放在光滑的水平面上，在已知水平推力F的作用下，A、B做加速运动，A对B的作用力为多大？【总结】通过本题可知，当系统内的两个甚至多个物体的加速度相同时，我们采取的策略通常是_【发散1】（1998年全国高考）如图2-1，质量为2 m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为，在已知水平推力F的作用下，A、B做加速运动，A对B的作用力为_.【发散2】上题中，如果A、B两物体与地面的动摩擦因数皆为，在已知水平推力F的作用下，A、B做加速运动，A对B的作用力为_.ABF【发散3】如图，光滑

21、斜面固定，质量为2m的物体A和质量为m的物体B相互依偎在斜面上，沿斜面的外力F作用在A上，使得两物体向上加速运动，求A与B之间的作用力为多大？【发散4】上题中，如果A、B两物体与斜面间的动摩擦因数皆为，沿斜面的外力F作用在A上，使得A、B做加速运动，A对B的作用力为_.2.如图所示，物体P置于水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N的重物，物体P向右运动的加速度为a1；若细线下端不挂重物，而用F=10N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速度为a2，则().(A)a1>a2(B)a1=a2(C)a1<a2(D)条件不足，无法判断3.如图所示，在光滑水平而上

22、有一质量为M的斜劈，其斜面倾角为，一质量为m的物体放在其光滑斜面上，现用一水平力F推斜劈，恰使物体m与斜劈间无相对滑动，则斜劈对物块m的弹力大小为().(A)mgcos(B)(C)(D)4.如图所示，一轻绳通过一光滑定滑轮，两端各系一质量为m1和m2的物体，m1放在地面上，当m2的质量发生变化时，m1的加速度a的大小与m2的关系大致如下图所示中的图().【3】5.如图，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为_【总结】通过本题可知，当系统内

23、的两个甚至多个物体的加速度不相同时，我们采取的策略通常是_练习1如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起。当框架对地面压力为零瞬间，小球的加速度大小为 _2.如图所示，质量为M的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的，即a=g,则小球在下滑的过程中，木箱对地面的压力为多少？3.本章的弹簧问题1.如图天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时的瞬间，上面小球A与下面小球B的加速度为 分别为_，_AB【总结】绳和弹簧的不同之处在于_2.如图天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。两小球均保持静止。当突然剪断细绳时的瞬间，上面小球A与下面小球B的加速度为 _，_ABC3. 如图，已知A、B两个木块的质量之比为1：2，系统平衡状态，当突然撤去木块C的瞬间，求A、B的加速度各是多大？4如图所示，一个轻弹簧，B端固定，另一端C与细绳一端共同拉着一个质量为m的小球，细绳的另一端A也固定，且AC、BC与竖直方向的夹角分别为1和2，则烧断细绳的瞬间，小球的加速度a1=_，弹簧在C处与小球脱开时小球的加速度a2=_. 5如图所示，质量分别为的A、B两小球分别连