第三章 微专题17　牛顿运动定律的理解-2025年高中物理《加练半小时》新教材版

第三章运动和力的关系第三章运动和力的关系微专题17牛顿运动定律的理解1．理解牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、同一性、独立性。2.掌握运用牛顿第二定律解题的步骤：确定研究对象→受力分析→力的合成或正交分解→根据牛顿第二定律列方程并求解。3.作用力与反作用力分别作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，使用整体法对系统进行受力分析时，可以作为内力不考虑。1．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A．物体不停止，因为受到动力作用B．要改变物体的运动状态，必有外力作用C．撤去外力，运动物体会逐渐停下D．物体保持静止状态，一定不受外力答案B解析物体运动不停止是惯性的原因，运动不需要力来维持，故A错误；力是改变物体运动状态的原因，要改变物体的运动状态，必有外力作用，故B正确；由牛顿第一定律可得，撤去外力，物体将做匀速直线运动，故C错误；物体保持静止状态，物体可能不受外力，也有可能所受合外力的矢量和为零，故D错误。2．如图甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是()A．甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了B．乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑C．踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象答案C解析题图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了的原因，故A错误，C正确；题图乙中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，而不是因为雨天路面太滑，故B错误。惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故D错误。3.(多选)如图，一光滑小球置于车上，竖直挡板对小球的弹力大小为FN1，小车斜面对球的弹力大小为FN2。小车沿水平地面向左加速运动且加速度a逐渐增加，则()A．FN2逐渐减小B．FN2不变C．FN1逐渐增加D．FN1与FN2的合力有可能不变答案BC解析以小球为研究对象，其受力如图所示，设斜面与水平方向夹角为α，将FN2沿水平和竖直方向上正交分解。结合题意，竖直方向上根据平衡条件可得FN2cosα＝mg，以向左为正方向，水平方向上根据牛顿第二定律可得FN1－FN2sinα＝ma，由以上可知FN2不变，又因小车沿水平地面向左加速运动且加速度a逐渐增加，所以FN1逐渐增加。故选B、C。4.如图所示，体重计能显示人的体重，利用了“人静止时对体重计的压力等于人的重力”这一结论。对这一结论，以下推理证明哪个正确()A．人静止时，压力与重力是同一个力，所以压力等于重力B．人静止时，压力与重力是平衡力，所以压力与重力大小相等C．人静止时，支持力与重力是作用力与反作用力，故等大反向；又因支持力与压力是平衡力，故等大反向；所以压力大小等于重力大小D．人静止时，支持力与压力是作用力与反作用力，故等大反向；又因支持力与重力是平衡力，故等大反向；所以压力大小等于重力大小答案D解析压力是人对体重计的力，重力是地球对人的力，不是同一个力，故A错误；平衡力是作用在同一物体上，大小相等，方向相反的一对力，人对体重计的压力和重力大小相等方向相同，它们不是平衡力也不是相互作用力，故B错误；人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对相互作用力，故等大反向，体重计对人的支持力和人的重力是一对平衡力，故等大反向，故压力的大小等于重力，故D正确，C错误。5.人们通常认为一个大人和一个小孩拔河比赛，小孩胜出那是异想天开。如图所示，小孩让大人踩着滑板拔河，小孩竟然拉着大人往左边加速运动，大人心服口服，明白了这样的道理()A．小孩拉大人的力一定大于大人拉小孩的力B．大人拉小孩的力一定大于小孩拉大人的力C．决定胜负的关键是双方力气大小、质量大小的较量D．决定胜负的关键是拉力大小和受到地面最大静摩擦力的较量答案D解析小孩拉大人的力与大人拉小孩的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，故选项A、B错误；对于双方拔河者来说，当所受的拉力大于与地面的最大静摩擦力时就要被拉动而失败，则决定胜负的关键是拉力大小和受到地面最大静摩擦力的较量，选项C错误，D正确。6．(2024·北京市海淀区阶段练习)在某科技活动中，一位同学设计了一个加速度测量仪。如图甲所示，将一端连有摆球的细线悬挂于小车内的O点，小车沿水平方向运动，小球与小车保持相对静止后，通过如图乙所示的加速度仪表盘测量出细线与竖直方向的夹角θ，再通过该角度计算得到小车此时的加速度值。重力加速度大小为g，不计空气阻力和细线与刻度盘间的摩擦，下列说法正确的是()A．当θ＝60°时，小车的加速度大小为eq\r(3)gB．两侧角度相同时表示小车的加速度相同C．若对每一个角度对应的加速度进行标注，则加速度值是均匀的D．加速度越大，测量的误差越小答案A解析设小车的加速度为a，绳的拉力为FT，则有FTsinθ＝ma，FTcosθ＝mg解得a＝gtanθ，θ＝60°时a＝eq\r(3)g，故A正确；根据A选项分析可知两侧角度相同时，加速度大小相等，但所受合力的方向不同，加速度方向不同，故B错误；根据a＝gtanθ可知a随θ不断均匀变化，结合正切函数的特征可知，当加速度较大时相同的加速度变化量对应的角度变化较小，会导致加速度较大情况下的测量误差较大，故C、D错误。7.如图所示，质量为m的物体静止在水平桌面上，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ。取重力加速度为g，当用方向与水平桌面夹角始终为θ＝30°、但大小不同的拉力F斜向上作用在物体上时，关于物体的加速度a的说法正确的是(重力加速度为g)()A．大小不可能等于0B．大小可能等于μgC．方向一定沿水平方向D．方向与水平桌面的夹角可能大于30°答案B解析当Fcos30°≤Ffmax＝μ(mg－Fsin30°)可得F≤eq\f(μmg,cos30°＋μsin30°)，则物体处于静止状态，物体加速度大小为0，故A错误；根据牛顿第二定律可得Fcos30°－μ(mg－Fsin30°)＝ma，当a＝μg时，可得F＝eq\f(2μmg,cos30°＋μsin30°)，故B正确；当Fsin30°>mg时物体离开地面，此时竖直方向的加速度不为零，则此时物体的加速度不沿水平方向，故C错误；当物体离开水平面时，则物体的水平方向的加速度ax＝eq\f(Fcos30°,m)，竖直方向的加速度ay＝eq\f(Fsin30°－mg,m)，则加速度方向与水平方向的夹角tanα＝eq\f(ay,ax)＝eq\f(Fsin30°－mg,Fcos30°)＝tan30°－eq\f(mg,Fcos30°)<tan30°即α<30°，故D错误。8．(多选)对牛顿第二定律的理解，下列说法正确的是()A．如果一个物体同时受到两个力的作用，则这两个力各自产生的加速度互不影响B．如果一个物体同时受到几个力的作用，则这个物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和C．平抛运动中竖直方向所受的重力不影响水平方向的匀速运动D．物体的质量与物体所受的合力成正比，与物体的加速度成反比答案ABC解析根据力的作用效果的独立性可知，如果一个物体受到两个力的作用，那么这两个力都会使物体产生加速度，互不影响，A正确；加速度是矢量，其合加速度满足矢量合成的平行四边形定则，即物体的加速度等于所受各力单独作用在物体上时产生加速度的矢量和，B正确；由分运动的独立性，平抛运动中竖直方向所受的重力不影响水平方向的匀速运动，C正确；质量是物质本身的固有属性，跟物体的运动状态和是否受力无关，D错误。9.高空坠物危及人身安全，已成为城市公害，因此有专家建议在高楼外墙安装防高空坠物网，某公司的一座高楼在2楼安装了防坠物网，网底水平，与2楼地板等高，如图所示，该层楼地板离地面的高度为3.75m,2楼及以上每层高度为2.8m。现让一瓶矿泉水从26楼的窗台自由坠落进行测试，矿泉水的质量为500g，窗台离地板的高度为1.25m，矿泉水落到防坠物网上后最大下陷深度为37cm，矿泉水下落过程中空气阻力不计，水瓶接触网面后的运动可视为匀减速运动。重力加速度g＝10m/s2。(1)求矿泉水刚落到网面时的速度大小；(2)求矿泉水从开始下落到下陷最大深度时所需的时间；(3)矿泉水对网的作用力大小是一名中学生体重(质量50kg)的多少倍？答案(1)37m/s(2)3.72s(3)1.86解析(1)矿泉水落到网面时通过的位移H＝(1.25＋24×2.8)m＝68.45m由运动学公式v2＝2gH故矿泉水刚落到网面时的速度v＝37m/s(2)设从开始下落到刚到网面所用时间为t1，从刚到网面到