上海市高二下学期合格考总复习3牛顿运动定律（原卷版）

力学（三）牛顿运动定律◎目标导航一、牛顿第一运动定律二、牛顿第二运动定律三、单位制四、牛顿第三运动定律五、整体法和隔离法六、超重和失重◎知识精讲一、牛顿第一定律（1）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．（2）惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。①惯性是物体的固有属性之一，与其所在的地理位置、运动状态、时间次序以及是否受力等均无关②惯性大小的量度是质量③惯性不是力【例1】．以下关于惯性的说法正确的是（）A．高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大 B．用相同的水平力，分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大 C．匀速行驶中的客车突然刹车，乘客向前倾，这是由于惯性所引起的 D．物体不受外力作用时才有惯性二、牛顿第二定律（1）内容：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．（2）表达式：F合＝ma．（3）适用范围：①宏观（相对于分子、原子）．②低速（远小于光速）．③惯性系（相对地面静止或匀速直线运动）．（4）对牛顿第二定律的进一步理解①矢量性：加速度a与合外力F合都是矢量，且方向总是相同．②瞬时性：加速度a与合外力F合同时产生、同时变化、同时消失，是瞬时对应的．③同体性：加速度a与合外力F合是对同一物体而言的两个物理量．④独立性：每个力产生的加速度的矢量和，合加速度总是与合外力相对应．⑤因果性：受力是原因，产生加速度是结果．（5）解题基本思路步骤①准确审题，确定研究对象。②采用隔离和整体法，正确受力分析。③建立坐标系，确定一个正方向，正交分解力。④根据牛顿第二定律列式求解。（6）两类基本问题①受力加速度a运动状态。②运动状态加速度a受力。【例2】．如图所示，质量为4kg的物体静止于水平面上。现用大小为40N，与水平方向夹角为37°的斜向上的力拉物体，使物体沿水平面做匀加速运动，物体与水平面间的动摩擦因数为（g取10m/s2，sin37°＝，cos37°＝）。（1）物体的加速度是多大？（2）若拉力作用2s后撤去，则物体全程的位移多大？【例3】．两个完全相同的物块a、b，在水平面上以相同的初速度从同一位置开始运动，图中a直线表示a物体不受拉力作用、b直线表示b物体受到水平拉力F＝作用的υ﹣t图象，求：（1）a、b运动的加速度的大小；（2）8s末a、b间的距离；（3）物块的质量．三、单位制（1）国际单位制中的基本物理量和基本单位（只有以下7个）物理量名称物理量符号单位名称单位符号力学长度l米m质量m千克kg时间t秒s电磁学电流I安（培）A热学热力学温度T开（尔文）K光学物质的量n摩（尔）mol发光强度I坎（德拉）cd（2）基本单位、主单位、辅助单位的区别：①长度的基本单位是米（m），除此之外还有厘米（cm），毫米（mm）等辅助单位。②基本物理量之外都有各自主单位，如米/秒（m/s）、帕斯卡（Pa）、牛顿（N）、特斯拉（T）等。③所有单位可以用基本物理量的单位来导出表示，也称导出单位，如1特斯拉（T）=kg/(s2·A)。【例4】．下面哪一组单位属于国际单位制的基本单位（）A．米、牛顿、千克 B．千克、焦耳、秒 C．米、千克、秒 D．米/秒2、千克、牛顿四、牛顿第三定律（1）内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．（2）作用力与反作用力的区别：相同点：①大小相同；②方向在同一直线上；③性质相同；④同时出现、变化、消失。不同点：①方向不同；②作用对象不同；③作用效果不同。（3）相互作用力与平衡力的区别：相同点：大小相等，方向相反，作用在一条直线上。不同点：①相互作用力是分别作用在两个物体上，而平衡力是作用在同一物体上；②相互作用力的性质一定相同，但平衡力的性质不一定相同；③相互作用力一定是同时产生，同时消失，但平衡力各自独立，不一定同时变化。【例5】．汽车能拉着拖车在平直公路上做加速运动，是因为（）A．汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力 B．汽车对拖车的拉力等于拖车对汽车的拉力 C．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力 D．汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力五、整体法和隔离法整体法：把两个或两个以上相互连接的物体看成一个整体，此时不必考虑物体之间的作用内力．隔离法：当求物体之间的作用力时，就需要将各个物体隔离出来单独分析．解决实际问题时，将隔离法和整体法交叉使用，有分有合，灵活处理．【例6】．如图所示，两木块的质量M是m的二倍，水平面光滑，当用水平力F分别推m和M时，两物体之间弹力之比N1：N2应为（）A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．3：1六、超重和失重（1）超重是指视重（弹簧秤）大于物体本身重力的现象；失重是指视重小于物体本身重力的现象。（2）竖直方向运动的物体，其超重和失重本质上是向上加速或向下加速导致。F为物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力，G为物体在地球表面的重力。现象实质超重F>Ga竖直向上或竖直向上有分量失重F<Ga竖直向下或竖直向下有分量完全失重F=0具有竖直向下的加速度，且a＝g（3）宇航员在太空站处于完全失重状态，失重原因不同于上述内容，是万有引力充当向心力。【例7】．如图，质量为m的小球挂在电梯的天花板上。电梯在以大小为的加速度向下加速运动的过程中，小球（）A．处于失重状态，所受拉力为 B．处于失重状态，所受拉力为 C．处于超重状态，所受拉力为 D．处于超重状态，所受拉力为【例8】．如图，A、B两物块叠放在一起，以相同的初速度竖直向上抛出后，不计空气阻力，若A的重力为GA，A对B的作用力为F，则（）A．在上升和下降过程中，F均为零 B．上升过程中，F大于GA C．下降过程中，F大于GA D．在上升和下降过程中，F均等于GA【例9】．来到许愿树下，许老师把许的心愿用绸带系在两个小球上并抛到树上，这一情景可以简化为如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上。已知M＞m，滑轮质量及摩擦均不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．细线上的拉力一定等于mg B．细线上的拉力可能大于Mg C．细线上的拉力等于m+M2g D．天花板对滑轮的拉力等于T′＝2T＝◎巩固练习1.如图所示船夫站在水平甲板上撑杆使船离岸,该过程中()A.船夫和船之间存在摩擦力B.岸对杆的作用力大于杆对岸的作用力C.杆的弯曲是由杆对岸的作用力引起的D.船夫对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力2.牛顿第三定律说明了力的作用是相互的，一个作用力必然会产生另外一个同样大小且方向相反的作用力。小明用手托着一块砖，开始时静止不动，后来手突然向上加速运动，下列判断错误的是（）A.静止时，砖块受到的支持力等于砖块的重力B.加速时，砖块对手的压力大于砖块的重力C.静止时，砖块受到的支持力等于砖块对手的压力D.加速时，砖块受到的支持力大于砖块对手的压力3.关于F1赛车，下列说法正确的是（）A.赛车起动时，地面对车轮的作用力等于车轮对地面的作用力B.赛车在直道行驶时，速度越大，其加速度也一定越大C.赛车转弯时，速度方向改变，其惯性也随之变化D.赛车高速通过终点后难以立即停下，表明速度越大，其惯性越大4.一辆高速行驶的F1赛车与一架静止在发射场的航天飞机，两者运动状态较难改变的是，你判断时依据的物理规律是，请写出你判断的逻辑过程:。5.牛顿运动定律与日常生活息息相关，下列有关牛顿运动定律的说法正确的是（）A.牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零情况下的特例B.向尾部喷气使火箭加速的过程，可用牛顿第二定律和牛顿第三定律解释C.我们用力提一个很重的箱子，却提不动它，这跟牛顿第二定律有矛盾D.根据牛顿第二定律，运动物体的速度方向必定与其所受合力的方向相同6.在学习了牛顿第一定律之后，某同学想到用如下的方法取出羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则（）A.该同学无法取出羽毛球B.羽毛球会从筒的下端出来C.羽毛球简向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D.该同学是在利用羽毛球的惯性7.我国自主研发制造的月球车“玉兔号”圆满并且超额完成了探月任务，当“玉兔号”在地面和月球以相同的速率行驶时，下列判断正确的是()A、在地球运动时的惯性较大 B、在月球运动时的惯性较大C、在地球和在月球运动时的惯性一样大 D、在地球运动时的质量较大8.在交通事故的分析中，刹车线的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发生滑动时留下的滑动痕迹。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，g取10m/s2，则汽车刹车前的速度为()A．7m/sB．14m/sC．10m/sD．20m/s9.小明和小红一起去冰雪嘉年华游玩儿，小红与冰车静止在水平冰面上，总质量为m＝30kg，冰车与冰面间的动摩擦因数为μ＝，小明用21N的水平恒力推冰车，取重力加速度g＝10m/s2。求：(1)小红与冰车的加速度a的大小；(2)经过4s小红和冰车运动位移x的大小。10.滑沙是国内新兴的一种旅游项目，如图甲所示，游客坐在滑沙板上，随板一起下滑，若将该过程处理成如图乙所示模型，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m＝60.0kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道的动摩擦因数均为μ＝，斜坡AB的长度l＝36m。斜坡的倾角θ＝37°(sin37°≈，cos37°≈0.8)，斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2。(1)人从斜坡顶端滑到底端的时间为多少？(2)人滑到水平面上后还能滑行多远？11.如图所示，一质量为m＝40kg的小孩站在电梯内的体重计上。电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0～6s内体重计示数F的变化情况如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？(取重力加速度g＝10m/s2)12.在某次运送肥料包裹时，无人机带着质量为m的包裹水平加速飞行，如下图所示，则树苗飞行的加速度为。(3分)13．无人机逐渐应用到各民用领域，如今我国已成为世界民用无人机制造的领跑者。如图所示的旋翼无人机依靠螺旋桨旋转提供动力。若用G表示无人机重力，空气对无人机作用力的大小记为F，无人机对空气作用力的大小记为Fʹ。无人机从地面起飞过程中速度的水平分量vx、竖直分量vy随时间t的变化关系如图所示。vvx/m·s−180102050vy/m·s−16t/s水平方向0102050t/s竖直方向3040（1）下列图中能表示无人机沿直线斜向上匀速运动过程中受力情况的是FFGAOvFGBOvFGCOvFGDOv（2）由vy–t图可知50s内无人机上升高度为______m。（3）20s末无人机的速度大小为______m/s。（4）t=5s时，A．F=G，Fʹ=G B．F>G，Fʹ=GC．F=G，Fʹ>G D．F>G，Fʹ>G（5）由图可知无人机在10～20s时间段内做的是______（选涂：A．直线 B．曲线）运动。14.在一次“模拟微重力环境”的实验中，实验人员乘坐实验飞艇到达6000m的高空，然后让其由静止下落，下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的倍，实验人员可以在飞艇内进行微重力影响的实验，当飞船下落到距地面的高度为3000m时，开始做匀减速运动，以保证飞艇离地面的高度不得低于500m，g取10m/s2。求:（1）飞艇加速下落的时间；（2）飞艇匀减速运动时的加速度不得小于多少？15.磁悬浮列车在水平直轨道上运行，不计一切阻力，当牵引力为F时，列车从静止开始在t时间内前进了x。如果牵引力增大为2F时，列车从静止开始在t时间内前进了（）16.在游乐场中，小明从滑梯上由静止开始下滑(假设滑梯为斜面)，下列图像可以表示他在滑梯上运动和受力情况的是()17.牛顿第二定律揭示了力的效果是如何改变物体运动状态的，即受力是和运动一一对应的。一个物体的质量为2kg，它受到水平向右16N的拉力，接触面的动摩擦因数为，g取10m/s2，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度为（）A.5m/s2B.6m/s2c.7m/s2D.8m/s218.油滴在运动过程中受到的阻力可由斯托克斯公式f=6πηrv计算（其