高考物理一轮复习提分宝典 第6课 牛顿运动定律

第6课牛顿运动定律1．牛顿第一定律(1)(多选)(经典题，6分)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是()A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动答案：AD解析：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，故A项正确。没有力的作用，物体也可能保持匀速直线运动状态，故B项错误，D项正确。行星在圆周轨道上保持匀速率运动而不是匀速直线运动，所以不能称为惯性，故C项错误。2．牛顿第二定律a．多角度理解牛顿第二定律(2)(多选)(2016全国Ⅰ，6分)一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D．质点单位时间内速率的变化量总是不变答案：BC解析：由牛顿第二定律可知，质点的加速度总是与该恒力方向相同，且加速度恒定，单位时间内速度的变化量不变，但速率的变化量可能不同，故C项正确，D项错误。当恒力与速度方向不在同一直线上时，质点做匀变速曲线运动，速度方向与恒力方向不相同，但速度方向不可能总与该恒力方向垂直，故B项正确。只有当恒力与速度同向，做匀加速直线运动时，速度方向才与该恒力方向相同，故A项错误。b．公式F＝ma中已知两个物理量求另一个物理量的简单计算(3)(经典题，12分)如图所示，在光滑的水平地面上有一个长为L，质量为M＝4kg的木板A，在木板的左端有一个质量为m＝2kg的小物体B，物体A、B之间的动摩擦因数为μ＝0.2，当对B施加水平向右的力F时(设A、B之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力的大小)，取重力加速度g＝10m/s2。①若F＝4.2N，则A、B的加速度分别为多大？②若F＝10N，则A、B的加速度分别为多大？答案：①0.7m/s2，0.7m/s2(7分)②1m/s2，3m/s2(5分)解析：①设A、B的整体加速度为aAB，A、B的加速度分别为aA、aB，A、B间滑动摩擦力与最大静摩擦力大小为f，则f＝μmg(2分)故A的加速度aA的最大值aAmax＝eq\f(f,M)(2分)解得aAmax＝1m/s2(1分)aAB＝eq\f(F,M＋m)＝0.7m/s2<aAmax(1分)故aA＝aB＝0.7m/s2(1分)②aAB＝eq\f(F,M＋m)＝eq\f(5,3)m/s2>aAmax(1分)故aA＝aAmax＝1m/s2(1分)由F－f＝maB(2分)得aB＝3m/s2(1分)(4)(2013安徽理综，6分)如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行。在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力FN分别为(重力加速度为g)()A．T＝m(gsinθ＋acosθ)，FN＝m(gcosθ－asinθ)B．T＝m(gcosθ＋asinθ)，FN＝m(gsinθ－acosθ)C．T＝m(acosθ－gsinθ)，FN＝m(gcosθ＋asinθ)D．T＝m(asinθ－gcosθ)，FN＝m(gsinθ＋acosθ)答案：A解析：法一(分解力)对小球受力分析，水平方向有Tcosθ－FNsinθ＝ma，竖直方向有Tsinθ＋FNcosθ＝mg，解得T＝m(gsinθ＋acosθ)，FN＝m(gcosθ－asinθ)，故A项正确。法二(分解加速度)如图，将小球的加速度分解为斜面方向和垂直斜面方向，得T－mgsinθ＝macosθ，mgcosθ－FN＝masinθ，解得T＝m(gsinθ＋acosθ)，FN＝m(gcosθ－asinθ)，故A项正确。c．分析受力突变，求解瞬时加速度(5)(2017东北师大附中一模，6分)如图所示，A、B、C三球质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与A球相连，A、B间固定一轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是(已知重力加速度为g)()A．A球的受力情况未变，加速度为零B．C球的加速度沿斜面向下，大小为eq\f(g,2)C．A、B之间杆的拉力大小为2mgsinθD．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为eq\f(1,2)gsinθ答案：D解析：细线被烧断的瞬间，C不再受细线的拉力作用，a＝gsinθ，沿斜面向下，故B项错误。以A、B组成的系统为研究对象，烧断细线前A、B静止，处于平衡状态，合力为零，弹簧的弹力F弹＝3mgsinθ，烧断细线的瞬间，由于弹簧弹力不能突变，由牛顿第二定律得3mgsinθ－2mgsinθ＝2ma，则A、B的加速度a＝eq\f(1,2)gsinθ，故A项错误，D项正确。以B为研究对象，由牛顿第二定律得FT－mgsinθ＝ma，解得FT＝eq\f(3,2)mgsinθ，故C项错误。d．运用牛顿第二定律解决实际应用问题(6)(2014全国Ⅰ，6分)如图所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态，现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比，小球的高度()A．一定升高B．一定降低C．保持不变D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定答案：A解析：设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得T1＝mg，橡皮筋的伸长量x1＝eq\f(mg,k)，即小球与悬挂点的距离为L1＝L0＋eq\f(mg,k)，当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图所示，得T2cosα＝mg，T2sinα＝ma，所以T2＝eq\f(mg,cosα)，橡皮筋的伸长量x2＝eq\f(T2,k)＝eq\f(mg,kcosα)。小球与悬挂点的竖直方向的距离为L2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L0＋\f(mg,kcosα)))cosα＝L0cosα＋eq\f(mg,k)。所以L1＞L2，即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小，所以小球一定升高，故A项正确。3．牛顿第三定律(7)(经典题，6分)如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”，两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成是光滑的，则下列说法正确的是()A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利答案：C解析：根据牛顿第三定律，甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，故A项错误。因