【创新设计-课堂讲义】2021-2022学年高中物理(粤教版必修一)同步课时作业：第四章-力与运动

第四章力与运动第一节伽利略的抱负试验与牛顿第肯定律1．在争辩物体运动缘由的过程中，亚里士多德的结论是：力是________物体运动的缘由．2．伽利略的抱负试验(1)伽利略留意到，当一个球沿斜面对下运动时，它的速度________，而向上运动时，它的速度________，他由此猜想当球沿水平面运动时，它的速度应当是____________，实际上球运动的越来越慢，伽利略认为是由于________的原因．他推断，若不存在________，球将永久运动下去．(2)伽利略通过争辩抱负斜面试验，得出的结论是：力不是________________的缘由，而恰恰是____________________的缘由．3．一切物体总保持________________状态或__________状态，直到__________迫使它转变这种状态为止，这就是牛顿第肯定律．4．物体保持原来的________________状态或________状态的性质，叫惯性．一切物体都有惯性，________是物体惯性大小的唯一量度，________大，惯性大．5．关于惯性，下列说法不正确的是()A．只有静止或匀速直线运动的物体才有惯性B．惯性的大小与物体的受力状况无关C．质量是物体惯性大小的唯一量度D．物体的惯性大小与其速度大小无关6．下列说法正确的是()A．运动越快的汽车越不简洁停下来，是由于汽车运动得越快，惯性越大B．小球在做自由落体运动时，惯性不存在了C．把一个物体竖直向上抛出后，能连续上升，是由于物体仍受到一个向上的推力D．物体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小7．乘坐汽车时，假如汽车突然启动，乘客会往后倒；假如汽车遇到紧急状况急刹车，乘客会向前倾；假如汽车在弯道上转弯，乘客会向外倾斜．这些都是乘客不自觉地发生的现象，如图1所示．乘客坐在汽车中发生这些现象的缘由是什么？图1【概念规律练】学问点一伽利略的抱负试验1．伽利略的抱负试验是将牢靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，伽利略的斜面试验程序如下：(1)减小其次个斜面的倾角，小球在斜面上仍旧要达到原来的高度．(2)两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．(3)假如没有摩擦，小球将上升到释放时的高度．(4)连续减小其次个斜面的倾角，最终使它成水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动．请按程序先后次序排列，并指出它到底属于牢靠的事实还是通过思维过程得到的推论，下列选项正确的是(数字表示上述程序号码)A．事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4)B．事实(2)→推论(1)→事实(3)→推论(4)C．事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)D．事实(2)→事实(3)→推论(1)→推论(4)2．伽利略的抱负试验证明白()A．要物体运动必需有力的作用，没有力的作用物体将要静止B．要物体静止必需有力的作用，没有力的作用物体就运动C．物体不受力作用时，肯定处于静止状态D．物体不受力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态学问点二惯性的概念3．关于物体的惯性以下说法中正确的是()A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性C．在同样大小的力作用下，运动状态越难转变的物体，其惯性肯定越大D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发觉落回原处，这是由于人跳起后，车连续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已4．关于物体的惯性，下列说法中正确的是()A．运动速度大的物体不能很快地停下来，是由于物体的速度越大，惯性也越大B．静止的火车启动时，速度变化慢，是由于静止的物体惯性大的原因C．乒乓球可以快速抽杀，是由于乒乓球的惯性小D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性学问点三牛顿第肯定律5．下列关于牛顿第肯定律的说法中正确的是()A．牛顿第肯定律是试验定律B．牛顿第肯定律只是提出了惯性的概念C．牛顿第肯定律提出了当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态D．牛顿第肯定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是转变物体运动状态的缘由6．下列说法正确的是()A．牛顿第肯定律是科学家凭空想象出来的，没有试验依据B．牛顿第肯定律无法用试验直接验证，因此是不成立的C．抱负试验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第肯定律可知，静止的物体肯定不受外力作用【方法技巧练】应用牛顿第肯定律分析物体的运动7．火车在长直水平轨道上匀速行驶，在门窗紧闭的车厢内，有一个人竖直向上跳起，发觉仍落回到车上原处，这是由于()A．人跳起时会得到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动C．人跳起后，车在连续前进，所以人落下后必定偏向后一些，只是由于时间很短，偏后的距离太小，不明显而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度8．如图2所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体A从静止开头释放，则小球在遇到斜面前的运动轨迹是()图2A．沿斜面对下的直线B．竖直向下的直线C．无规章曲线D．抛物线9．如图3所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动．当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球()图3A．肯定相碰B．肯定不相碰C．不肯定相碰D．无法确定1．下面的说法中不正确的是()A．在水平路面上用力推车，车才前进，人停止推车，车就会渐渐停下来B．力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就不能运动C．地面上滑行的物体会停下来，是由于与地面摩擦的作用D．物体以肯定的初速度在不同的水平地面上滑行，摩擦力越小，滑行的距离越大2．下列说法正确的是()A．牛顿第肯定律是在伽利略“抱负试验”的基础上总结出来的B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第肯定律的建立毫无意义C．牛顿第肯定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性D．牛顿第肯定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性3．关于力和运动的关系，下列说法正确的是()A．力是物体运动的缘由B．力是维持物体运动的缘由C．力是转变物体运动状态的缘由D．力是转变物体惯性大小的缘由4．以下说法中正确的是()A．高速运动的物体不简洁停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大B．用一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一些C．行驶中的车厢突然刹车，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5．16世纪末，伽利略用试验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学进展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是()A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大B．一个运动的物体，假如不再受力了，它总会渐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落得较快D．一个物体维持匀速直线运动不需要力6．如图4所示，一木块在小车上随小车一起在水平面上向右做匀速运动，已知小车的上表面光滑，在小车遇到一障碍物的瞬间，木块将()图4A．向前倾倒B．向后倾倒C．仍在车上匀速前进D．无法推断7．(双选)如图5所示，列车沿东西方向做直线运动，车里光滑桌面上有一小球，乘客看到小球突然沿桌面对东滚动，则列车可能是()图5A．以很大的速度向西做匀速运动B．向西做减速运动C．向西做加速运动D．向东做减速运动8．(双选)甲、乙两个物体，m甲＝5kg，m乙＝3kg.速度v甲＝5m/s，v乙＝8m/s.关于它们的惯性以下的说法中正确的是()A．甲的速度小，乙的速度大，乙的惯性大B．甲的质量大，乙的质量小，甲的惯性大C．甲的质量和速度的乘积大，乙的质量与速度的乘积小，甲的惯性大D．物体惯性的大小只由质量打算，与物体运动状态无关题号12345678答案9.在水平轨道上行驶的火车车厢中的桌面上放有一个皮球，它能静止在桌面上，假如皮球相对于面对火车前进方向的乘客发生下列运动，试说明火车的运动状态发生了怎样的变化？(1)皮球向前运动；(2)皮球向后运动；(3)皮球向右运动；(4)皮球向左运动．10．有一仪器中电路如图6所示，其中M是质量较大的一个钨块，将仪器固定在一辆汽车上，试分析在汽车启动和刹车时，分别是哪个灯亮？简要说出其原理．图6第四章力与运动第一节伽利略的抱负试验与牛顿第肯定律课前预习练1．维持2．(1)增大减小不增不减摩擦力摩擦力(2)维持物体运动转变物体速度3．匀速直线运动静止有外力4．匀速直线运动静止质量质量5．A6．D[惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，仅由质量打算．一切物体都有惯性，与它的受力状况及运动状况均无关．正确选项为D.]7．是由于惯性的原因．课堂探究练1．C[小球从对接的两个斜面的一个斜面上滚下，它将滚到另一个斜面上，这可以在试验中做到，所以是事实，即为事实(2)，在实际试验中，永久摆脱不了力的作用，特殊是摩擦力，所以既不能达到同样高度，也不能在水平面上永不停止地做匀速直线运动，所以(1)、(3)、(4)都是推论，在试验中，是将其次个斜面的倾角渐渐减小直到水平，所以程序为：事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)．]点评本题考查了抱负试验这一重要科学方法的应用．在日常生活中直接观看到的现象，需要用科学的方法进行分析、全面地争辩，严密地推理，不断地总结，才能迈入真理的殿堂．2．D3．C[物体的惯性大小由质量唯一确定，与物体的速度无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速状态，B错误；同样大小的力作用于物体，状态越难转变，说明物体保持原来状态的本事越大，惯性也越大，所以C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车上原处，D错误．]点评一切物体在任何状态下都有惯性，其大小取决于物体的质量，和其他任何因素无关．4．C[一切物体都具有惯性，惯性大小只与物体的质量有关．惯性是物体本身的一种属性，与外界因素(受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关，故A、D选项错误．静止的火车启动时，速度变化缓慢，是由于火车的质量大，惯性大，而不是由于静止的物体惯性大，B选项错误．乒乓球可以快速抽杀，是由于其质量小，惯性小，在相同的力的作用下，运动状态简洁转变，故C选项正确．]5．D[牛顿第肯定律不是试验定律，A错；牛顿第肯定律提出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状态转变的缘由，B错；牛顿第肯定律提出了物体不受外力作用时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，所以C错；综上所述，D选项是正确的．]点评(1)牛顿第肯定律所描述的是一种抱负状态，即物体不受外力时的状态．(2)牛顿第肯定律虽然无法由试验直接证明，但可由经过科学推理的抱负试验推出．(3)从牛顿第肯定律中可知：力是转变物体运动状态的缘由，惯性才是维持物体运动状态的缘由．6．C7．D8．B[小球原来静止时受重力和支持力作用，其合力为零．当劈形物体由静止释放，A应沿斜面下滑，故B也将运动，运动状态就要发生转变，但由于惯性，小球原来速度为零，没有水平或其他方向上的速度，而小球又光滑，除竖直方向可以有合力外，其他方向上没有合力，加之力是使物体运动状态转变的缘由，小球只能在竖直方向上有运动，在遇到斜面之前，运动轨迹应为一条直线，即竖直向下的直线．]9．B[因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受到外力作用．原来两球与小车有相同速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度不变，所以肯定不会相碰．]课后巩固练1．B2.A3.C4.C5．D[亚里士多德认为：物体受的力越大，速度就越大；力是物体运动的缘由，静止是物体不受力的自然状态；从同一高度较重的物体下落得较快．物体做匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反，所以本题选D.]6．C[小车与障碍物碰撞瞬间．木块在水平方向不受力，因惯性连续向右做匀速运动．]7．CD[当列车向西加速或向东减速时，小球要保持原来的运动状态，相对桌面对东滚动．]8．BD9．(1)火车做减速运动(2)火车做加速运动(3)火车向左转弯(4)火车向右转弯10．当汽车启动时，钨块由于惯性，要保持原来的静止状态，因而相对汽车向后运动，将绿灯与电源接通，因而绿灯亮．同理分析，汽车刹车时红灯亮．其次节影响加速度的因素第三节探究加速度与力、质量的定量关系1．物体运动状态变化的快慢，也就是物体________的大小，与物体的________有关，还与物体________________有关．物体的质量肯定时，受力越大，其加速度就________；物体的受力肯定时，质量越小，加速度就________．2．探究加速度与力的定量关系时，应保持物体________不变，测量物体在________________的加速度；探究加速度与质量的关系时，应保持物体________不变，测量不同质量的物体在____________的加速度，这种争辩问题的方法叫____________法．3．测量物体的加速度可以用刻度尺测量______，并用秒表测量________，由公式____________算出．也可以在运动物体上安装一条通过打点计时器的纸带，依据________________来测量加速度．4．在该探究试验中，我们猜想物体的加速度与它所受的力成________，与质量成________，然后依据试验数据作出______图象和______图象，都应是过原点的直线．5．在该试验中，为使滑块所受的拉力近似等于砝码所受重力，试验中应使物体的加速度不易________．因此试验中要求满足条件：砝码的质量M应远小于滑块的质量m.6．若用气垫导轨探究加速度与力、质量的关系，设挡光片的宽度为d，挡光片经过两光电门的时间分别为Δt1，和Δt2，则滑块通过光电门1和光电门2的速度分别为__________和________，若两光电门的间距为s，则滑块的加速度可以表示为：____________________.7．假如a－F的图象是通过坐标原点的一条直线，说明物体的加速度a与施加在物体上的力是________关系；假如a－eq\f(1,m)的图象是通过坐标原点的一条直线，说明物体的加速度a与物体的质量是________关系．【概念规律练】学问点一试验的操作1．(双选)在接受如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系时，有以下说法，其中正确的是()图1A．为了探究a与F的关系，应保持滑块的质量不变，转变砝码的数量来转变力F的大小．B．A步骤中，应使砝码的重力与滑块的重力大致相等较为合适．C．若滑块通过光电门的时间分别为Δt1和Δt2，则滑块经过光电门1和2时的速度可分别表示为eq\f(d,Δt1)和eq\f(d,Δt2).D．分析a与质量m的关系时，可以只做a－m图象，不必做a－eq\f(1,m)图象．学问点二加速度与力、质量的关系2．某同学在试验中保持拉力不变，得到了物体加速度随质量变化的一组数据，如下表所示试验次数加速度a/m·s－2小车与砝码总质量m/kg小车与砝码总质量的倒数m－1/kg－110.290.205.020.250.254.030.220.303.340.180.352.950.150.402.5请你在图2方格中建立合适坐标系并画出能直观反映出加速度与质量关系的图线．图2【方法技巧练】一、用图象法分析物理量之间的关系3．某同学在探究牛顿其次定律的试验中，在物体所受合外力不变时，转变物体的质量，得到的数据如下表所示.试验次数物体质量m/kg物体的加速度a/(m·s－2)物体质量的倒数eq\f(1,m)/kg－110.200.785.0020.400.382.5030.600.251.6740.800.201.2551.000.161.00对于该数据的处理，不同同学提出不同观点，其中正确的是()A．甲同学认为：由表中数据直观地看出物体的质量越大，加速度越小，物体的加速度随质量的增大而减小，但不是反比关系．B．乙同学认为：由表中数据可以得到物体的加速度随质量的增大而线性减小．C．丙同学认为，做出a－m图象，由图象可以看出a－m关系图象好像是双曲线，因此a与m成反比．D．丁同学认为，a－m图象不能直观地确定a与m的关系，应进一步做a－eq\f(1,m)图象才能精确     确定a与m的关系．二、试验数据的处理技巧4.图3如图3所示，在探究加速度和力、质量关系的试验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为s1、s2，则在试验误差允许的范围内，有()A．当m1＝m2、F1＝2F2时，s1＝2s2B．当m1＝m2、F1＝2F2时，s2＝2s1C．当F1＝F2、m1＝2m2时，s1＝2s2D．当F1＝F2、m1＝2m2时，s2＝2s15．用斜面、小车、小盘、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”试验，图4是试验中一条打完点的纸带，相邻计数点的时间间隔为T，且间距s1、s2、s3、s4、s5、s6已量出．图4图5(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式．(2)如图5(a)所示，为甲同学依据测量数据画出的a－F图线，表明试验的问题是____________．(3)乙、丙两同学用同一装置试验，画出了各得意到的a－F图线如图(b)所示，说明两个同学做试验时的哪一个物理量取值不同？并比较其大小．1．在本试验中，若用斜面、小车做试验，下列说法中正确的是()A．平衡摩擦力时，小盘应用细线通过定滑轮系在小车上，但小盘内不能装重物B．试验中无需始终保持小车和砝码的质量远远大于盘和重物的质量C．试验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上时，即可证明加速度与质量成反比D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必需连好，由于运动过程中纸带也要受到阻力2．在“探究加速度与力、质量的关系”的试验中，下列说法中不正确的是()A．为了减小试验误差，悬挂物的质量应远小于小车和砝码的总质量B．为减小小车、纸带受到摩擦力对试验的影响，需把小车运动平面起始端略垫高C．试验结果接受描点法画图象，是为了减小误差D．试验结果接受a－eq\f(1,m)坐标作图，是为了依据图象直观地作出推断3．在探究牛顿其次定律的试验中，我们利用了“把握变量法”．当保持外力不变的状况下，由试验得出a－eq\f(1,m)图象是通过原点的一条直线，这说明()A．物体的加速度大小与质量成正比B．物体的加速度大小与质量成反比C．物体的质量与加速度大小成正比D．物体的质量与加速度大小成反比题号123答案4.若接受如图6所示的试验装置探究加速度与力、质量的关系，按试验要求安装好器材后，应按肯定的步骤进行试验，下列给出供选择的操作步骤：图6A．保持小盘和重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次B．保持小车质量不变，转变小盘中重物的质量，测出加速度，重复几次C．用天平测出小车和砂子的质量D．在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木，平衡摩擦力E．依据测出的数据，分别画出加速度和力的关系图线及加速度和质量的倒数关系图线F．用停表测出小车运动的时间G．将放有重物的小盘用细线通过定滑轮系到小车上，接通电源，释放小车，在纸带上打出一系列的点以上步骤中，不必要的步骤是__________，正确步骤的合理挨次是________________．(填写代表字母)5．某试验小组利用如图7所示的试验装置来探究当合力肯定时，物体运动的加速度a与其质量m之间的关系．图7由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s＝23cm，用游标卡尺测得遮光条的宽度d＝0.52cm.该试验小组在做试验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间为0.026s，遮光条通过光电门2的时间为0.010s，则滑块经过光电门1时的瞬时速度v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度v2＝________，则滑块的加速度a＝________.6．某次试验测得如下数据：当m肯定时a与F的关系如表一所示；当F肯定时，a和eq\f(1,m)的关系如表二所示．表一F/N1.002.003.004.00a/(m·s－2)1.903.955.857.62表二eq\f(1,m)/kg－10.520.670.801.00a/(m·s－2)1.512.102.493.10(1)在图8和图9所示的相应坐标系中分别作出表一、表二所给数据确定物理量的图线．图8图9(2)在争辩a与m的关系时，作了a－eq\f(1,m)的图线，而没作a－m的图线，那么作a－eq\f(1,m)的图线有何优点？\其次节影响加速度的因素第三节探究加速度与力、质量的定量关系课前预习练1．加速度质量受力的大小越大越大2．质量不同外力作用下受力该力作用下把握变量3．位移时间a＝eq\f(2s,t2)纸带打出的点4．正比反比a－Fa－eq\f(1,m)5．过大6.eq\f(d,Δt1)eq\f(d,Δt2)eq\f(\f(d,Δt2)2－\f(d,Δt1)2,2s)7．正比反比解析假如a－F的图象是通过坐标原点的一条直线，说明物体的加速度a与施加在物体上的力是正比关系；假如a－eq\f(1,m)的图象是通过坐标原点的一条直线，说明物体的加速度a与物体的质量是反比关系．课堂探究练1．AC[在试验中，通过悬挂砝码对滑块施加力的作用，转变砝码的个数，可以转变力的大小，故A正确．由于滑块受到的拉力并不等于砝码的重力，且加速度越大，它们的差别越大，因此试验中要求滑块运动的加速度不易太大，因此要求砝码的质量应远小于滑块的质量，B错误．滑块在通过光电门时，时间较短，可以看成短时间的匀速运动，因此可以用平均速度表示滑块通过光电门的瞬时速度，C正确．处理数据时若做a－m图象，其关系图线为曲线，不易找到a和m的关系，若做a－eq\f(1,m)图象，当a与m成反比时，a－eq\f(1,m)图象为过原点的倾斜直线．试验中可以通过做a－m图象和a－eq\f(1,m)图象来确定a和m的关系，D错误．]2．见解析解析“a与m成反比”实际上就是“a与eq\f(1,m)成正比”，以a为纵坐标，以eq\f(1,m)为横坐标建立坐标系，选取适当的标度，描出坐标点，连线得到图象如下图所示．3．D[由表中数据可以看出：随质量的增大，加速度渐渐减小，要想确定a与m的关系，应做a－eq\f(1,m)图象，若图象是过原点的倾斜直线，则说明a与m成反比．答案D正确．]4．A5．(1)a＝eq\f(s2－s1,T2)a＝eq\f(s4－s1,3T2)a＝eq\f(s4＋s5＋s6－s1＋s2＋s3,9T2)(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(3)两小车及车上的砝码的质量不同，且m乙<m丙．方法总结试验的数据处理一般有两种方法，即计算法和图象法．(1)计算法处理该试验时，在测得加速度或得到加速度之比后，可以将之与所受力之比进行比较，或与物体质量之比进行比较，应满足eq\f(a1,a2)＝eq\f(F1,F2)或eq\f(a1,a2)＝eq\f(m2,m1).(2)图象法处理该试验时，将测得的F为横坐标，加速度a为纵坐标，描点作a－F图象，看图象性质及特点可得结论；以eq\f(1,m)为横坐标，加速度a为纵坐标描绘a－eq\f(1,m)图象(也可描绘a－m图象，但规律不易看出)，争辩图象性质及特点可得结论．课后巩固练1．D2.C3.B4．FDCGBAE解析打点计时器本身是计时仪器，小车运动时间可由纸带上的点数来确定，故不用停表计时；在本试验中应首先平衡摩擦力才可去做试验．5．0.2m/s0.52m/s0.50m/s26．(1)作出的两个图线如下图所示(2)a－m的图线是曲线，难以找出规律；a－eq\f(1,m)的图线是直线，简洁找出规律．第四节牛顿其次定律1．牛顿其次定律表明，物体的加速度跟____________________成正比，跟____________成反比，其数学表达式是________或____________．牛顿其次定律不仅确定了加速度和力大小之间的关系，还确定了它们方向之间的关系，即加速度的方向和力的方向________．2．在国际单位制中，力的单位是牛顿，符号为____．它是依据牛顿其次定律定义的：使质量为________的物体产生________加速度的力叫做______．比例关系k的含义：依据F＝kma知，k＝F/ma，因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小．k的大小由F、m、a三者的单位共同打算，三者取不同的单位时k的数值不一样，在国际单位制中，k＝1，由此可知，在应用公式F＝ma进行计算时，F、m、a的单位必需统一为国际单位制中相应的单位．3．关于物体的加速度和所受合外力的关系，有下列几种说法，其中不正确的是()A．物体所受的合外力为零，加速度肯定为零B．合外力发生变化时，物体的加速度肯定转变C．物体所受合外力的方向肯定和物体加速度的方向相同D．物体所受合外力的方向可能和物体加速度的方向相反4．给静止在光滑水平面上的物体施加一个水平拉力，当拉力刚开头作用的瞬间，下列说法正确的是()A．物体同时获得速度和加速度B．物体马上获得加速度，但速度仍为零C．物体马上获得速度，但加速度仍为零D．物体的速度和加速度均为零5．质量为m＝5kg的物体放在光滑的水平面上，当用水平力F1＝6N作用在物体上时，物体的加速度为多大？若再作用一个水平力F2＝8N，且F1、F2在同一水平面内，F1垂直于F2.此时物体的加速度为多大？6.(双选)一个质量为m＝2kg的物体静止于光滑的水平面上，现在作用在物体上两个水平拉力F1、F2，已知F1＝3N，F2＝4N，则物体的加速度大小可能是()A．0.5m/s2B．2.5m/s2C．4m/s2D．5m/s2【概念规律练】学问点一牛顿其次定律的理解1．(双选)下列对牛顿其次定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解正确的是()A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B．由m＝eq\f(F,a)可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的加速度成反比C．由a＝eq\f(F,m)可知，物体的加速度与其所受的合力成正比，与其质量成反比D．由m＝eq\f(F,a)可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出2．(双选)在牛顿其次定律的表达式F＝kma中，有关比例系数k的下列说法中正确的是()A．在任何状况下k都等于1B．k的数值由质量、加速度和力的大小打算C．k的数值由质量、加速度和力的单位打算D．在国际单位制中k＝1学问点二力和加速度的关系3．下列说法正确的是()A．物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零B．物体所受合力越大，速度越大C．速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D．速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同4．关于牛顿其次定律，下列说法中不正确的是()A．加速度和力是瞬时对应关系，即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消逝B．物体只有受到力作用时，才有加速度，但不肯定有速度C．任何状况下，加速度的方向总与合外力方向相同，与速度的方向也肯定相同D．当物体受到几个力作用时，可把物体的加速度看成是各个力单独作用时产生的各个加速度的合成学问点三牛顿其次定律的应用5．(双选)图1如图1所示，质量为20kg的物体，沿水平面对右运动，它与水平面间的动摩擦因数为0.1，同时还受到大小为10N的水平向右的力的作用，则该物体(g取10m/s2)()A．受到的摩擦力大小为20N，方向向左B．受到的摩擦力大小为20N，方向向右C．运动的加速度大小为1.5m/s2，方向向左D．运动的加速度大小为0.5m/s2，方向向左6.图2如图2所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，小球的悬线偏离竖直方向37°，球和车厢相对静止，球的质量为1kg.(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动状况；(2)求悬线对球的拉力．【方法技巧练】一、利用牛顿其次定律分析物体的运动状况7.图3如图3所示，一个铁球从竖直立在地面上的轻质弹簧正上方某处自由落下，接触弹簧后弹簧做弹性压缩．从它接触弹簧开头到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和受到的合力的变化状况是()A．合力变小，速度变小B．合力变小，速度变大C．合力先变大后变小，速度先变小后变大D．合力先变小后变大，速度先变大后变小二、正交分解法在牛顿其次定律中的应用8.图4如图4所示，质量为4kg的物体静止在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.物体受到大小为20N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用时，沿水平面做匀加速运动，求物体加速度的大小．(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)三、利用整体法与隔离法求物体的加速度9.图5如图5所示，两个质量相同的物体1和2紧靠在一起，放在光滑水平桌面上，假如它们分别受到水平推力F1和F2作用，而且F1>F2，则1施于2的作用力大小为()A．F1B．F2C.eq\f(1,2)(F1＋F2)D.eq\f(1,2)(F1－F2)1．下面说法中正确的是()A．同一物体的运动速度越大，受到的合力越大B．同一物体的运动速度变化率越小，受到的合力也越小C．物体的质量与它所受的合力成正比D．同一物体的运动速度变化越大，受到的合力也越大2．(双选)关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是()A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零3．(双选)初始静止在光滑水平面上的物体，受到一个渐渐减小的水平力的作用，则这个物体运动状况为()A．速度不断增大，但增大得越来越慢B．加速度不断增大，速度不断减小C．加速度不断减小，速度不断增大D．加速度不变，速度先减小后增大4．有一恒力F施于质量为m1的物体上，产生的加速度为a1、施于质量为m2的物体上产生的加速度为a2；若此恒力F施于质量为(m1＋m2)的物体上，产生的加速度应是()A．a1＋a2B.eq\f(a1＋a2,2)C.eq\r(a1a2)D.eq\f(a1a2,a1＋a2)5．一个物体在几个力的作用下处于静止状态，若其中一个向西的力渐渐减小直到为零，则在此过程中的加速度()A．方向肯定向东，且渐渐增大B．方向肯定向西，且渐渐增大C．方向肯定向西，且渐渐减小D．方向肯定向东，且渐渐减小6．一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2N和6N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小不行能为()A．1m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s27．(双选)如图6所示，光滑水平面上，水平恒力F拉小车和木块一起做匀加速直线运动，小车质量为M，木块质量为m，它们的共同加速度为a，木块与小车间的动摩擦因数为μ，则在运动过程中()图6A．木块受到的摩擦力大小肯定为μmgB．木块受到的合力大小为maC．小车受到的摩擦力大小为eq\f(mF,m＋M)D．小车受到的合力大小为(m＋M)a8．(双选)图7如图7所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开头自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到肯定程度后停止下落．在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是()A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大9．某物体做直线运动的v－t图象如图8所示，据此推断下图(F表示物体所受合力，s表示物体的位移)四个选项中正确的是()图8题号123456789答案10.水平面上有一质量为1kg的木块，在水平向右、大小为5N的力作用下，由静止开头运动．若木块与水平面间的动摩擦因数为0.2.(1)画出木块的受力示意图；(2)求木块运动的加速度；(3)求出木块4s内的位移．(g取10m/s2)第四节牛顿其次定律课前预习练1．所受合外力物体的质量F＝maa＝eq\f(F,m)相同2．N1kg1m/s21N3．D4．B[依据牛顿其次定律，力和加速度是瞬时对应关系，拉力刚开头作用的瞬间，物体马上获得一个加速度，但速度仍为零，由于速度的增加需要时间，B正确．]5．1.2m/s22m/s2解析只有F1作用时F1＝ma1则a1＝eq\f(F,m)＝eq\f(6,5)m/s2＝1.2m/s2F1、F2同时作用时F合＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝10Na2＝eq\f(F合,m)＝2m/s2.6．AB课堂探究练1．CD[牛顿其次定律的表达式F＝ma表明白各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，但物体的质量是由物体本身打算的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体产生的，与物体的质量和加速度无关．故排解A、B，选C、D.]点评牛顿其次定律是一个试验定律，其公式也就不能象数学公式那样任凭变换成不同的表示式都是成立的．2．CD[由“牛顿”单位的定义可知，只有当质量、加速度、力三个物理量的单位取国际单位制单位时，k才等于1，而不是由三个物理量的大小打算的，如：当质量取1g，加速度取1m/s2，力取1N，k就不为1，而是1000，因此应选C、D.]3．D[由牛顿其次定律F＝ma知，F合为零，加速度为零，速度不肯定为零；对某一物体，F合越大，a越大，由a＝eq\f(Δv,Δt)知，a大只能说明速度变化率大，速度不肯定大，故A、B项错误；F合、a、Δv三者方向肯定相同，而速度方向与这三者方向不肯定相同，故C项错误，D项正确．]4．C点评1.由牛顿其次定律可知，合力与加速度之间具有瞬时对应的关系，合力与加速度可同时发生突变，但速度不能．2．合力增大，加速度肯定增大，但速度不肯定增大．3．加速度的方向与物体所受合力方向全都，但速度方向与加速度和合力的方向不肯定共线．5．AD6．(1)7.5m/s2向右加速或向左减速(2)12.5N解析小球和车厢相对静止，所以小球与车厢的运动状况相同，则小球的加速度与车厢的加速度相同．对小球受力分析如右图所示，由于车厢的加速度沿水平方向，即小球的加速度沿水平方向，所以小球所受的合力沿水平方向，则有a＝eq\f(F合,m)＝gtan37°＝eq\f(3,4)g＝7.5m/s2.(2)由图可得线对球的拉力为F＝eq\f(mg,cos37°)＝eq\f(1×10,0.8)N＝12.5N.7．D8．0.5m/s2解析取物体为争辩对象，对它受力分析，如下图所示，把力F在水平方向和竖直方向上分解，可得：在水平方向：Fcos37°－f＝ma①在竖直方向：FN＋Fsin37°＝mg②又f＝μFN③解①②③得a＝0.5m/s2.方法总结在动力学问题中可用正交分解法列式求解，在建坐标轴时，一般使其中一坐标轴沿加速度方向，另一坐标轴沿垂直加速度方向，这样不需分解加速度，但在有的题目中为了解题便利，也可能两坐标轴都不沿加速度方向，这时需要分解加速度．9．C[将物体1、2看做一个整体，其所受合力为：F合＝F1－F2，设质量均为m，由牛顿其次定律得F1－F2＝2ma，所以a＝eq\f(F1－F2,2m).以物体2为争辩对象，受力状况如右图所示．由牛顿其次定律得F12－F2＝ma，所以F12＝F2＋ma＝eq\f(F1＋F2,2).]方法总结在牛顿运动定律的应用中，整体法与隔离法的结合使用是常用的一种方法，其常用的一种思路是：利用整体法求出物体的加速度，再利用隔离法求出物体间的相互作用力．课后巩固练1．B[速度大小与合力大小无直接联系，A错；由a＝eq\f(Δv,Δt)，运动速度变化率小，说明物体的加速度小，也就是说物体受到的合力小，B对；物体的质量与合力无关，C错；速度的变化量的大小与物体所受合力的大小无关，D错．]2．CD3．AC[光滑水平面，说明物体不受摩擦力作用，物体所受到的水平力即为合外力．力渐渐减小，合外力也渐渐减小，由公式F＝ma可知：当F渐渐减小时，a也渐渐减小，但速度渐渐增大．]4．D[由F＝m1a1，F＝m2a2，F＝(m1＋m2)a可得答案是D.]5．A[物体在几个力的作用下处于平衡状态，即所受合外力为零．当向西的力减小时，合外力向东且增大，依据F＝ma可知，当合外力增大时，物体的加速度也增大．]6．A[依据牛顿其次定律，假如一个物体同时受到几个力的作用，物体的加速度与所受的外力的合力成正比．题目所给的两个力大小分别为2N和6N，当两个力的方向相同时合力最大，最大值为2N＋6N＝8N，当两个力的方向相反时合力最小，最小值为6N－2N＝4N，当两个力的方向既不相同，也不相反时，合力的大小大于4N而小于8N，所以两个力的方向发生变化时，合力的大小为4N≤F合≤8N.依据牛顿其次定律可得a＝eq\f(F合,m)，当两个力取不同的方向时，物体的加速度大小2m/s2≤a≤4m/s2.]7．BC8．CD[小球的加速度大小打算于小球受到的合外力．从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开头渐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大．当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大．]9．B10．(1)见解析图(2)3m/s2(3)24m解析(1)木块的受力示意图如右图所示(2)依据题意知F－f＝ma，FN＝G，f＝μFN，a＝3m/s2(3)s＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×3×42m＝24m第五节牛顿其次定律的应用1．牛顿其次定律确定了________和______的关系，使我们能够把物体的运动状况的____________联系起来．2．依据受力状况确定运动状况，先对物体受力分析，求出合力，再利用________________求出________，然后利用____________确定物体的运动状况(如位移、速度、时间等)．3．依据运动状况确定受力状况，先分析物体的运动状况，依据____________求出加速度，再利用________________确定物体所受的力(求合力或其他力)．4．质量为2kg的质点做匀变速直线运动的加速度为2m/s2，则该质点所受的合力大小是____N.5．某步枪子弹的出口速度达100m/s，若步枪的枪膛长0.5m，子弹的质量为20g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为()A．1×102NB．2×102NC．2×105ND．2×104N6．用30N的水平外力F拉一个静放在光滑水平面上的质量为20kg的物体，力F作用3s后消逝，则第5s末物体的速度和加速度分别是()A．v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2B．v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2C．v＝4.5m/s，a＝0D．v＝7.5m/s，a＝0【概念规律练】学问点一已知受力状况确定运动状况1.图1一物体放在光滑水平面上，若物体仅受到沿水平方向的两个力F1和F2的作用．在两个力开头作用的第1s内物体保持静止状态，已知这两个力随时间的变化状况如图1所示，则()A．在第2s内，物体做加速运动，加速度减小，速度增大B．在第3s内，物体做加速运动，加速度增大，速度减小C．在第4s内，物体做加速运动，加速度减小，速度增大D．在第6s内，物体处于静止状态2．一个滑雪者从静止开头沿山坡滑下，山坡的倾角θ＝30°，滑雪板与雪地的动摩擦因数是0.04(g取10m/s2)求：(1)滑雪者加速度的大小；(2)滑雪者5s内滑下的路程；(3)滑雪者5s末速度的大小．学问点二已知运动状况确定受力状况3．行车过程中，假如车距不够，刹车不准时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到损害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的损害，人们设计了平安带．假定乘客质量为70kg，汽车车速为90km/h，从踩下刹车闸到车完全停止需要的时间为5s，平安带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A．450NB．400NC．350ND．300N4.图2建筑工人用如图2所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽视绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()A．510NB．490NC．890ND．910N5．列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶，在100s内速度由5.0m/s增加到15.0m/s.(1)求列车的加速度大小；(2)若列车的质量是1.0×106kg，机车对列车的牵引力是1.5×105N，求列车在运动中所受的阻力大小．【方法技巧练】一、瞬时性问题的分析方法6.图3如图3所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则()A．a1＝a2＝0B．a1＝a，a2＝0C．a1＝eq\f(m1,m1＋m2)a，a2＝eq\f(m2,m1＋m2)aD．a1＝a，a2＝－eq\f(m1,m2)a7.图4如图4所示，天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球．两小球均保持静止．当突然剪断细绳时，上面小球A与下面小球B的加速度为()A．aA＝gaB＝gB．aA＝gaB＝0C．aA＝2gaB＝0D．aA＝0aB＝g二、由速度图象结合牛顿其次定律求力8．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图5甲、乙所示．重力加速度g取10m/s2.试利用两图线求出物块的质量及物块与地面间的动摩擦因数．图51.图6如图6所示，底板光滑的小车上用两个量程为30N，完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为2kg的物块．在水平地面上，当小车做匀速直线运动时，两弹簧测力计的示数均为15N．当小车做匀加速直线运动时，弹簧测力计甲的示数变为10N．这时小车运动的加速度大小是()A．1m/s2B．3m/s2C．5m/s2D．7m/s22．雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其的阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如下图所示的图象中，能正确反映雨滴下落运动状况的是()3．如图7所示为某小球所受的合力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开头运动．由此可判定()图7A．小球向前运动，再返回停止B．小球向前运动再返回不会停止C．小球始终向前运动D．小球向前运动一段时间后停止4.图8如图8所示，当车厢向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车厢壁上，相对于车厢壁静止，随车一起运动，则下列说法正确的是()A．在竖直方向上，车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡B．在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力C．若车厢的加速度变小，车厢壁对物块的弹力不变D．若车厢的加速度变大，车厢壁对物块的摩擦力也变大5．A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量为mA>mB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离sA与sB相比为()A．sA＝sBB．sA>sBC．sA<sBD．不能确定6.图9图9为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连．运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起．整个过程中忽视空气阻力．分析这一过程，下列表述正确的是()①经过B点时，运动员的速率最大②经过C点时，运动员的速率最大③从C点到D点，运动员的加速度增大④从C点到D点，运动员的加速度不变A．①③B．②③C．①④D．②④7.图10如图10所示，小车质量为M，光滑小球P的质量为m，绳质量不计，水平地面光滑，要使小球P随车一起匀加速运动，则施于小车的水平作用力F是(θ已知)()A．mgtanθB．(M＋m)gtanθC．(M＋m)gcotθD．(M＋m)gsinθ8．搬运工人沿粗糙斜面把一物体拉上卡车，当力沿斜面对上，大小为F时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a2，则()A．a1＝a2B．a1<a2<2a1C．a2＝2a1D．a2>2a19．三个完全相同的物块1、2、3放在水平桌面上，它们与桌面间的动摩擦因数都相同．现用大小相同的外力F沿图11所示方向分别作用在1和2上，用eq\f(1,2)F的外力沿水平方向作用在3上，使三者都做加速运动．令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则()图11A．a1＝a2＝a3B．a1＝a2，a2＞a3C．a1＞a3＞a2D．a1＞a2＞a310．如图12所示．在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1>m2，A、B间水平连接着一轻质弹簧测力计．若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧测力计示数为F1；假如改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度大小为a2，弹簧测力计示数为F2.则以下关系式正确的是()图12A．a1＝a2，F1>F2B．a1＝a2，F1<F2C．a1<a2，F1＝F2D．a1>a2，F1>F2题号12345678910答案11.如图13所示的机车，质量为100t，设它从停车场动身经225m后速度达到54km/h，此时，司机关闭发动机，让机车进站．机车又行驶了125m才停在站上，设机车所受的阻力保持不变，求机车关闭发动机前所受的牵引力．图1312．如图14所示，一架质量m＝5.0×103kg的喷气式飞机，从静止开头在机场的跑道上滑行，经过距离s＝5.0×102m，达到起飞速度v＝60m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍．求：飞机滑行时受到的牵引力多大？(g取10m/s2)图14第五节牛顿其次定律的应用课前预习练1．运动力受力状况2．牛顿其次定律加速度运动学公式3．运动学公式牛顿其次定律4．45．B[依据v2＝2as，a＝eq\f(v2,2s)＝eq\f(1002,2×0.5)m/s2＝1×104m/s2，再依据F＝ma＝20×10－3×1×104N＝2×102N．]6．C[a＝eq\f(F,m)＝eq\f(30,20)m/s2＝1.5m/s2，v＝at＝1.5×3m/s＝4.5m/s.由于水平面光滑，因此5s末物体速度为4.5m/s，加速度a＝0.]课堂探究练1．C2．(1)4.65m/s2(2)58.1m(3)23.3m/s解析(1)以滑雪者为争辩对象，受力状况如右图所示．FN－mgcosθ＝0.mgsinθ－f＝ma.又由于f＝μFN.由以上三式可得：a＝g(sinθ－μcosθ)＝10×(eq\f(1,2)－0.04×eq\f(\r(3),2))m/s2＝4.65m/s2.(2)s＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×4.65×52m＝58.1m.(3)v＝at＝4.65×5m/s＝23.3m/s.点评由物体受力状况求解运动状况的一般步骤是：(1)确定争辩对象，对争辩对象进行受力分析，并画出物体受力图；(2)依据力的合成与分解的方法求出合外力(大小、方向)或对力进行正交分解(物体受两个以上的力作用时一般用正交分解法)；(3)据牛顿其次定律列方程，并解出物体的加速度；(4)分析物体的运动过程，确定始、末状态；(5)选择恰当的运动学公式求解．3．C[汽车的速度v0＝90km/h＝25m/s设汽车匀减速的加速度大小为a，则a＝eq\f(v0,t)＝5m/s2对乘客应用牛顿其次定律可得：F＝ma＝70×5N＝350N，所以C正确．]4．B[对建筑材料进行受力分析．依据牛顿其次定律有F－mg＝ma，得绳子的拉力大小等于F＝210N．然后再对人受力分析由平衡学问得Mg＝F＋FN，得FN＝490N，依据牛顿其次定律可知人对地面的压力为490N，B对．]5．(1)0.1m/s2(2)5.0×104N解析(1)依据a＝eq\f(vt－v0,t)，代入数据得a＝0.1m/s2(2)设列车在运动中所受的阻力大小为f，由牛顿其次定律F合＝F牵－f＝ma，代入数据解得f＝5.0×104N.点评由物体的运动状况，推断或求出物体所受的未知力的步骤：(1)确定争辩对象；(2)分析物体的运动过程，确定始末状态；(3)恰当选择运动学公式求出物体的加速度；(4)对争辩对象进行受力分析，并画出受力图；(5)依据牛顿其次定律列方程，求解．6．D[两物体在光滑的水平面上一起以加速度a向右匀加速运动时，弹簧的弹力F弹＝m1a，在力F撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及转变，大小仍为m1a，因此对A来讲，加速度此时仍为a，对B物体：取向右为正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－eq\f(m1,m2)a，所以只有D项正确．]7．C[剪断细绳之前设弹簧弹力大小为F，对A、B两球在断线前分别受力分析如右图所示．由二力平衡可得：F＝mg，F绳＝mg＋F＝2mg.剪断细绳瞬间，细绳拉力F绳瞬间消逝，而弹簧的弹力F瞬间不发生变化(时间极短，两球没来得及运动)，此时对A、B分别用牛顿其次定律(取竖直向下为正方向)有：mg＋F＝maA，mg－F＝maB，可得：aA＝2g，方向竖直向下，aB＝0，所以C正确．]点评对于弹簧弹力和细绳弹力要区分开，①细绳产生弹力时，发生的是微小形变，因此细绳的弹力可以突变；②弹簧发生的是明显形变，因此弹簧的弹力不会突变．8．1kg0.4解析由v－t图象可知，物块在0～3s内静止，3～6s内做匀加速运动，加速度为a,6～9s内做匀速运动，结合F－t图象可知f＝4N＝μmgF－f＝2N＝maa＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(6m/s,3s)＝2m/s2由以上各式得m＝1kg，μ＝0.4.课后巩固练1．C[开头两弹簧测力计的示数均为15N，当弹簧测力计甲的示数为10N时，弹簧测力计乙的示数将增为20N，对物体在水平方向应用牛顿其次定律得：20－10＝2×a得：a＝5m/s2，故C正确．]2．C[对雨滴受力分析，由牛顿其次定律得：mg－f＝ma，雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度减小，在v－t图象中其斜率变小，故选项C正确．]3．C[由F－t图象知：第1s，F向前；第2s，F向后．以后重复该变化，所以小球先加速1s，再减速1s，2s末刚好减为零，以后重复该过程，所以小球始终向前运动．]4．A[对物块m受力分析如图所示．由牛顿其次定律：竖直方向：f＝mg，水平方向：FN＝ma，所以选项A正确，C、D错误．车厢壁对物块的弹力和物块对车厢壁的压力是一对相互作用力，故B错误．]5．A[通过分析物体在水平面上滑行时的受力状况可以知道，物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg为合外力，由牛顿其次定律知：μmg＝ma得：a＝μg，可见：aA＝aB.物体减速到零时滑动的距离最大，由运动学公式可得：veq\o\al(2,A)＝2aAsA，veq\o\al(2,B)＝2aBsB，又由于vA＝vB，aA＝aB.所以：sA＝sB，A正确．]6．B[在BC段，运动员所受重力大于弹力，向下做加速度渐渐减小的变加速运动，当a＝0时，速度最大，即在C点时速度最大，②对．在CD段，弹力大于重力，运动员做加速度渐渐增大的变减速运动，③对，故选B.]7．B[对小球受力分析如右图所示，则mgtanθ＝ma，所以a＝gtanθ.对整体F＝(M＋m)a＝(M＋m)gtanθ]8．D[依据牛顿其次定律F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma1①2F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma2②由①②两式可解得：a2＝2a1＋gsinθ＋gcosθ，所以a2>2a1.]9．C[依据题意和图示知道，Fsin60°≤mg，三个物块在水平方向受到的都等于F/2，摩擦力各不相同；f1＝μ(mg－Fsin60°)，f2＝μ(Fsin60°＋mg)，f3＝μmg；三个物块在竖直方向都受力平衡；a1＝(F－2f1)/2m，a2＝(F－2f2)/2m，a3＝(F－2f3)/2m；a1>a3>a2，C正确．]10．A[对整体，水平方向只受拉力F作用，因此稳定时具有的相同加速度为a＝F/(m1＋m2)，C、D错；当拉力F作用于B时，对A，F1＝m1a，当拉力作用于A时，对B，F2＝m2a，由于m1>m2，所以F1>F2，A正确．]11．1.4×105N解析设机车在加速阶段的加速度为a1，减速阶段的加速度为a2则：v2＝2a1s1，v2＝2a2s2，解得a1＝0.5m/s2，a2＝0.9m/s2，由牛顿其次定律得F－f＝ma1，f＝ma2，解得：F＝1.4×105N.12．1.9×104N[飞机在加速过程中，由运动学公式得：v2＝2as，所以a＝eq\f(v2,2s)＝3.6m/s2.由牛顿其次定律得：F－0.02mg＝ma，所以F＝0.02mg＋ma＝1.9×104N．]第六节超重和失重1．超重：当物体具有________的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬线的拉力)________物体所受的________的现象称为____________．由此可知：产生超重现象的条件是物体具有________的加速度，它与物体运动速度的大小和方向__________．超重包括____________和____________两种状况．2．失重：当物体具有________的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受的________的现象，称为失重现象．由此可知：产生失重现象的条件是物体具有________的加速度，它与物体运动速度的大小和方向________．失重现象包括____________和____________两种状况．3．完全失重：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于____的状态，叫做完全失重状态．产生完全失重现象的条件：当物体竖直向下的加速度等于____________时，就产生完全失重现象．4．以下关于超重与失重的说法正确的是()A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B．在超重现象中，物体的重力是增大的C．处于完全失重状态的物体，其重力肯定为零D．假如物体处于失重状态，它必定有向下的加速度5．(双选)质量为m的人站在升降机中，假如升降机做加速度大小为a的匀变速直线运动，升降机地板对人的支持力FN＝m(g＋a)，则升降机的运动状况可能是()A．以加速度a向下加速运动B．以加速度a向上加速度运动C．以加速度a在上升过程中制动D．以加速度a在下降过程中制动6．下列说法中正确的是()A．失重就是物体的重力减小了B．运动的物体惯性小，静止的物体惯性大C．不论超重、失重或完全失重，物体所受重力是不变的D．做试验时，给电磁打点计时器供应沟通电源或直流电源，它都能正常工作【概念规律练】学问点一超重和失重现象1．(双选)游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉．下列描述正确的是()A．当升降机加速上升时，游客是处在失重状态B．当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C．当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D．当升降机加速下降时，游客是处在超重状态图12．(双选)某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490N．他将弹簧测力计移至电梯内称其体重，t0至t3时间段内弹簧测力计的示数如图1所示，电梯运行的v－t图可能是下图中的(取电梯向上运动的方向为正)()学问点二超重和失重现象中的有关计算3．在升降机中，一个人站在磅秤上，发觉自己的体重减轻了20%，于是他作出下列推断，其中正确的是()①升降机以0.8g的加速度加速上升②升降机以0.2g的加速度加速下降③升降机以0.2g的加速度减速上升④升降机以0.8g的加速度减速下降A．只有①和②正确B．只有②和③正确C．只有③和④正确D．均不正确4．质量为60kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取10m/s2)(1)升降机匀速上升；(2)升降机以3m/s2的加速度加速上升；(3)升降机以4m/s2的加速度加速下降．学问点三竖直上抛运动中的失重现象5．(双选)图2如图2所示，A、B两物块叠放在一起，当把A、B两物块同时竖直向上抛出时(不计空气阻力)，则()A．A的加速度小于gB．B的加速度大于gC．A、B的加速度均为gD．A、B间的弹力为零【方法技巧练】一、牛顿第三定律在超重、失重问题中的应用图36．物体B放在真空容器A内，且B略小于A.现将它们以初速度v竖直向上抛出，如图3所示．试分析：(1)若不计空气阻力，系统在上升、下落过程中，B对A的压力如何？(2)若考虑空气阻力，系统在上升、下落过程中，B对A的压力又会怎样？二、牛顿其次定律在超重、失重问题中的应用7．某人在地面上最多能举起m1＝60kg的物体，在一个加速下降的电梯里最多能举起m2＝80kg的物体，取g＝10m/s2，求：(1)此电梯的加速度．(2)若电梯以(1)中加速度大小加速上升，则此人在电梯中最多能举起多大质量的物体？1．(双选)在完全失重的状态下，下列物理仪器还能使用的是()A．天平B．水银气压计C．电流表D．弹簧测力计2．某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然发觉绳子断了，由此推断此时电梯的状况是()A．电梯肯定是加速上升B．电梯可能是减速上升C．电梯可能匀速向上运动D．电梯的加速度方向肯定向上3．(双选)质量为m的物体放置在升降机内的台秤上，升降机以加速度a在竖直方向上做匀变速直线运动，若物体处于失重状态，则()A．升降机加速度方向竖直向下B．台秤示数削减maC．升降机肯定向上运动D．升降机肯定做加速运动4．一个人站在体重计的测盘上，在人下蹲的过程中，指针示数变化应是()A．先减小，后还原B．先增大，后还原C．始终不变D．先减小，后增大，再还原5．某同学找了一个用过的易拉罐做试验，在靠近罐底的侧面打一个洞，用手指按住洞，在里面装上水，再把它悬挂在电梯的天花板上．当电梯不动时，他移开手指，水就从洞喷射出来；当电梯加速上升时，则下列现象中实际消灭的是()A．水连续以相同速率喷出B．水将不再从孔中喷出C．水以更大的速率喷出D．水以较小的速率喷出6．跳水运动员从10m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有()A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态C．上升过程和下落过程均处于超重状态D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态7．(双选)某试验小组，利用DIS系统观看超重和失重现象，他们在电梯内做试验，在电梯的地板上放置一个压力传感器，在传感器上放一个重为20N的物块，如图4甲所示，试验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系，如图乙所示．以下依据图象分析得出的结论中正确的是()图4A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态C．电梯可能开头停在低楼层，先加速向上，接着匀速上升，再减速向上，最终停在高楼层D．电梯可能开头停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最终停在低楼层8.图5姚明成为了NBA一流中锋，给中国人争得了荣誉和敬重，让更多的中国人宠爱上篮球这项运动．姚明某次跳起过程可分为下蹲、蹬地、离地上升、下落四个过程，如图5所示，下列关于蹬地和离地上升两过程的说法中正确的是(设蹬地的力为恒力)()A．两过程中姚明都处在超重状态B．两过程中姚明都处在失重状态C．前过程为超重，后过程不超重也不失重D．前过程为超重，后过程为完全失重题号12345678答案9.某人在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，最多能举起80kg的物体．他在地面上最多能举起_________kg的物体．若此人在一加速上升的升降机中最多能举起40kg的物体，则此升降机上升的加速度为________m/s2.10．如图6所示是电梯上升的速度—时间图象，若电梯质量为100kg，则承受电梯重力的钢绳所受的拉力在0～2s内为__________N，在2～6s内为__________N,6～10s内为__________N．(取g＝10m/s2)图611.图7质量是60kg的人站在升降机的体重计上，如图7所示．当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(g取10m/s2)(1)升降机匀速上升．(2)升降机以4m/s2的加速度加速上升．(3)升降机以5m/s2的加速度加速下降．(4)升降机以重力加速度g加速下降．(5)升降机以加速度a＝12m/s2加速下降．12．某大型游乐场内，有一种能使人体验超重、失重感觉的大型消遣设施，该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处，然后让座舱从高空自由落下(此时座舱受到的阻力微小，可忽视)，当落至肯定位置时，良好的制动系统开头工作，使座舱落至地面时刚好停止．假设座舱开头下落时的高度为80m，当下落至距地面30m时，开头对座舱进行制动，并认为座舱的制动过程是匀减速运动．(1)当座舱从开头下落了20m时，质量是60kg的人对座舱的压力为多大？试说明理由．(2)当座舱下落到距离地面10m位置时，人对座舱的压力与人所受到的重力之比是多少？第六节超重和失重课前预习练1．向上大于重力超重现象向上无关加速上升减速下降2．向下小于重力向下无关加速下降减速上升3．零重力加速度4．D[失重是指弹力小于重力、合力竖直向下的情形，即加速度方向向下，故D对；A项运动员处于静止状态合力为零，既不失重，也不超重．]5．BD6.C课堂探究练1．BC2．AD[在t0～t1时间段内，人失重，应向上减速或向下加速，B、C错；t1～t2时间段内，人匀速或静止，t2～t3时间段内，人超重，应向上加速或向下减速，A、D都有可能对．]3．B[人处于失重状态，其加速度方向竖直向下，可能是加速下降，也可能是减速上升，人从秤上读出自己的体重即为视重FN，由牛顿其次定律有mg－FN＝ma，故FN＝m(g－a)＝(1－20%)mg.解得a＝0.2g.即升降机以0.2g的加速度加速下降或减速上升．]4．(1)600N(2)780N(3)360N解析人站在升降机中的体重计上，受力状况如右图所示．(1)当升降机匀速上升时，由牛顿其次定律得：F合＝FN－G＝0所以人受到的支持力FN＝G＝mg＝600N.依据牛顿第三定律，人对体重计的压力的大小就等于体重计的示数，即600