新课标(人教版)高中物理必修一教案+课时练+答案

A.Q受到的摩擦力一定变小B.Q受到的摩擦力一定变大C.轻绳上拉力一定变小D.轻绳上拉力一定不变专题五．共点力作用下物体的平衡◎知识梳理1．共点力的判别：同时作用在同一物体上的各个力的作用线交于一点就是共点力。这里要注意的是“同时作用”和“同一物体”两个条件，而“力的作用线交于一点”和“同一作用点”含义不同。当物体可视为质点时，作用在该物体上的外力均可视为共点力：力的作用线的交点既可以在物体内部，也可以在物体外部。，2．平衡状态：对质点是指静止状态或匀速直线运动状态，对转动的物体是指静止状态或匀速转动状态。(1)二力平衡时，两个力必等大、反向、共线；(2)三力平衡时，若是非平行力，则三力作用线必交于一点，三力的矢量图必为一闭合三角形；(3)多个力共同作用处于平衡状态时，这些力在任一方向上的合力必为零；(4)多个力作用平衡时，其中任一力必与其它力的合力是平衡力；(5)若物体有加速度，则在垂直加速度的方向上的合力为零。3．平衡力与作用力、反作用力一对平衡力一对作用力与反作用力作用对象只能是同一物体，分别作用在两个物体上力的性质可以是不同性质的力一定是同一性质的力作用效果二者的作用相互抵消各自产生自己的效果，互不影响。共同点：一对平衡力和一对作用力反作用力都是大小相等、方向相反，作用在一条直线上的两个力。【注意】①一个力可以没有平衡力，但一个力必有其反作用力。②作用力和反作用力同时产生、同时消失；对于一对平衡力，其中一个力存在与否并不一定影响另一个力的存在。4．正交分解法解平衡问题正交分解法是解共点力平衡问题的基本方法，其优点是不受物体所受外力多少的限制。解题依据是根据平衡条件，将各力分解到相互垂直的两个方向上。正交分解方向的确定：原则上可随意选取互相垂直的两个方向；但是，为解题方便通常的做法是：①使所选取的方向上有较多的力；②选取运动方向和与其相垂直的方向为正交分解的两个方向。在直线运动中，运动方向上可以根据牛顿运动定律列方程，与其相垂直的方向上受力平衡，可根据平衡条件列方程。③使未知的力特别是不需要的未知力落在所选取的方向上，从而可以方便快捷地求解。解题步骤为：选取研究对象一受力分析一建立直角坐标系一找角、分解力一列方程一求解。◎例题评析【例13】如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为ml和mz的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与0点的连线与水平线的夹角为α=600，两小球的质量比为()【分析与解答】质量为m1的小球受力情况：重力m1g，方向向下；碗对小球的支持力N，方向沿半径方向斜向上；绳对小球的拉力T，沿绳子方雨斜向上。利用分解法或合成法处理三力平衡，并考虑T=m2g，得m2/m1=/3。【答案】A【说明】(1)解答本题只需由平时掌握的隔离体法，分别对m1mz进行受力分析。由平衡条件和牛顿第三定律即可求解。(2)力的合成与分解也是解此题的核心之一。◎能力训练51．如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC边水平，AC边竖直，∠ABC=β，AB及AC两边上分别套有细线系着的铜环，当它们静止时，细线跟AB所成的角θ的大小为(细线长度小于BC)A.B.C.D.2．如图所示，一根水平的粗糙直横杆上，套有两个质量均为m的铁环，两铁环上系着两根等长的细线，共同拴住一质量为M=2m的小球，若细线与水平横杆的夹角为θ时，两铁环与小球均处于静止状态，则水平横杆对其中一铁环的弹力N=____________摩擦力_________________。3．三根不可伸长的相同的轻绳，一端系在半径为R的环1上，彼此间距相等，绳穿过半径为R的第2个圆环，另一端同样地系在半径为2R的环3上，如图所示，环1固定在水平面上，整个系统处于平衡状态，试求第2个环中心与第3个环中心之间的距离(三个环都是用相同的金属丝制作的，摩擦不计)。专题六．动态平衡问题分析◎知识梳理1．所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态中．2．图解分析法对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中做出物体在若干状态下力的平衡图(力的平行四边形)，再由动态力的四边形各边长度变化及角度变化确定力的大小及方向的变化情况．动态平衡中各力的变化情况是一种常见类型．总结其特点有：合力大小和方向不变；一个分力的方向不变，分析另一个分力方向变化时两个分力大小的变化情况．用图解法具有简单、直观的优点．例题评析【例14】如图所示，质量为m的球放在倾角为a的光滑斜面上，试分析挡板Ao与斜面间的倾角多大时，Ao所受压力最小?【分析与解答】虽然题目问的是挡板AO的受力情况，但若直接以挡板为研究对象，因挡板所受力均为未知力，将无法得出结论。以球为研究对象。球所受重力mg产生的效果有两个：对斜面产生了压力F1，对挡板产生了压力F2。根据重力产生的效果将重力分解，如图所示。当挡板与斜面的夹角由图示位置变化时，F1大小改变，但方向不变，始终与斜面垂直，F2的大小、方向均改变(图中画出一系列虚线表示变化的F2)。由图可看出，当F2与F1垂直时，挡板AO所受压力最小，最小压力F2=mgsin．根据力的平行四力形法则或三角形法则，画一系列的图示在作题时是非常实用的。【例15】如图所示，滑轮本身的质量忽略不计，滑轮轴。安在一根轻木杆B上，一根轻绳Ac绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，B0与竖直方向夹角θ=45。，系统保持平衡。若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化情况是()A．只有角θ变小，弹力才变大B．只有角θ变大，弹力才变大C．不论角θ变大或变小，弹力都变大D．不论角θ变大或变小，弹力都不变【分析与解答】轻木杆B对滑轮轴0的弹力不一定沿着轻木杆B的线度本身，而应当是根据滑轮处于平衡状态来进行推断，从而得出其方向和大小。TA=Tc=G．TA和Tc夹角900不变，所以TA和TC对滑轮作用力不变。而滑轮始终处于平衡，所以轻木杆B对滑轮作用力不变。即与θ无关，选项D正确。【答案】D◎能力训练61.如图所示，A、B两物体的质量分别为mA和mB，且mA>mB，整个系统处于静止状态，滑轮的质量和一切摩擦均不计.如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点，整个系统重新平衡后，物体A的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角θ如何变化？ABQ╮m2θPABQ╮m2θPB.物体A的高度降低，θ角变小C.物体A的高度升高，θ角不变D.物体A的高度不变，θ角变小OOθ2.如图所示，用轻绳将小球悬于O点，力F拉住小球使悬线偏离竖直方向600角，小球处于平衡状态，要使F有最小值，F与竖直方向的夹角θ是A.900B.600C.300D.00PAθB3.如图所示，竖直绝缘墙壁上有一固定的质点A，在A的正上方的P点用丝线悬挂另一质点B，A、B两质点因为带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成θ角，由于漏电使APAθBA.变小B.变大C.不变D.无法确定4．如图所示，重225N的物体G由OA和OB两根绳子拉着，绳OB始终保持沿水平方向．已知两根绳子能承受的最大拉力均为1500N，为了保持绳子不被拉断，绳子OA与竖直方向的夹角θ的最大值应为多少?5．一个质量为m的物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用，这三个力的大小和方向刚好构成如图所示的三角形，则这个物体所受的合力是A．2F1B．2F2C．0D．2F36．一物体静止在斜面上如图所示，当斜面的倾角θ逐渐增大而物体仍静止在斜面上时A．物体所受重力和静摩擦力的合力逐渐增大B．物体所受重力和支持力的合力逐渐增大C．物体所受支持力和静摩擦力的合力逐渐增大D．物体所受重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大7．把一个力分解为两个力F1和F2，已知合力F=40N，分力F1与合力F夹角为300，若F2取某一数值，可使F1有两个大小不同的数值，则F2的取值范围是8．如图所示，光滑斜面固定，倾角为θ，一质量为m的物体在一水平恒力F作用下静止其上，则物体m对斜面的压力大小为：A．FB．mgcosθ+FsinθC．FcosθD．mgcosθ专题七．实验：互成角度的两个力的合成◎知识梳理1．实验目的验证平行四边形定则2．验证原理如果两个互成角度的共点力F。、F。作用于橡皮筋的结点上，与只用一个力F’作用于橡皮筋的结点上，所产生的效果相同(橡皮条在相同方向上伸长相同的长度)，那么，F’就是F1和F2的合力。根据平行四边形定则作出两共点力F1和F2的合力F的图示，应与F’的图示等大同向。3．实验器材方木板一块；白纸；弹簧秤(两只)；橡皮条；细绳套(两个)；三角板；刻度尺；图钉(几个)；细芯铅笔。4．实验步骤①用图钉把白纸钉在方木板上。②把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。(固定点A在纸面外)③用两只弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置o(如图1～133所示)。(位置0须处于纸面以内)④用铅笔描下结点0的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。⑤从力的作用点(位置o)沿着两条绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧秤的拉力F，和F：的图示，并用平行四边形定则作出合力F的图示。⑥只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置o，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。用刻度尺从。点按同样标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F’的图示。⑦比较力F’的图示与合力F的图示，看两者是否等长，同向。⑧改变两个力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次。5．注意事项①不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一短细绳再连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置。②不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧秤拉橡皮条，要反复做几次使橡皮条拉伸到相同的长度看弹簧秤读数有无变化。③A点应选在靠近木板上边中点为宜，以使。点能确定在纸的上侧，结点O的定位要力求准确，同一次实验中橡皮条拉长后的结点位置0必须保持不变。④弹簧秤在使用前应将其水平放置，然后检查、校正零点。将两弹簧秤互相钩着水平拉伸，选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。⑤施加拉力时要沿弹簧秤轴线方向，并且使拉力平行于方木板。⑥使用弹簧秤测力时，拉力适当地大一些。⑦画力的图示时应选择适当的标度，尽量使图画得大一些，要严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形。特别说明：eq\o\ac(○,1)．实验采用了等效的方法：实验中，首先用两只弹簧秤通过细绳互成角度地拉一端固定的橡皮条，使细绳的结点延伸至某一位置O，再用一只弹簧秤拉橡皮条，并使其结点位置相同，以保证两只弹簧秤的拉力的共同作用效果跟原来一只弹簧秤的拉力的效果相同，若按平行四边形定则求出的合力的大小和方向跟第二次一只弹簧秤的拉力的大小和方向完全相同，或者误差很小，这就验证了互成角度的共点力合成的平行四边形定则的正确性。eq\o\ac(○,2)在做到两共点力F1、F2与F’等效的前提下，准确做出F1和F2的图示，用平行四边形定则做出其合力F的图示，以及F’的图示是本实验成功的关键，为此，要求F1、F2的大小方向，须记录准确，做图示时要选择合适的标度，以使所做平行四边形尽量大，画平行四边形的平行线时，要用两只三角板或一只三角板和一把直尺，严格作图。eq\o\ac(○,3)．实验误差的来源与分析本实验误差的主要来源除弹簧测力计本身的误差外，还出现读数误差、作图误差。因此，读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录，两力的对边一定要平行，两个分力F1、F2问夹角越大，用平行四边形作用得出的合力F的误差F就越大，所以，实验中不要把取得太大。本实验允许的误差范围是：力的大小F≤5％F，F’与F的夹角≤70。◎例题评析【例16】在做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点。以下操作中错误的是()A．同一次实验过程中，O位置允许变动B．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条另一端拉到0点D．实验中，把橡皮条的另一端拉到。点时，两个弹簧秤之间夹角应取90。，以便于算出合力大小【分析与解答】在同一次实验中两个力F。和F2的作用效果与一个力F’的作用效果相同，这个力F’才是F，与F2的合力，这个作用效果相同与否就是通过两次拉橡皮条时结点位置是否达到同一个位置来体现的，所以在同一次实验过程中，结点0的位置不允许变动，A选项是错误的；为使实验结果准确，实验时，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时眼睛必须正视弹簧秤的刻度，所以选项B是正确的；由力的平行四边形定则可知如果在实验中先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，那么另一弹簧秤不论沿什么方向再加一个力拉结点，则第一个弹簧秤的拉力就超过它的量程，不能再继续实验了。所以必须同时用两个弹簧秤沿不同方向拉橡皮条的结点到某一位置O点，或者先将一个弹簧秤沿某一方向拉橡皮条，使它的示数指某一中间值，再用男一个弹簧秤拉结点，调节两者示数的大小和方向，才能把橡皮条的结点拉到某一位置。点，所以选项C也是错误的；选项D也是错误的，因为本实验的目的是用实验验证平行四边形定则，所以实验结果不能用平行四边形定则计算。本题要求谜错误的选项，应为A、C、D。◎能力训练71．在《验证力的平行四边形定则》的实验中，使b弹簧秤按图示位置开始顺时针缓慢转动，在这过程中保持O点位置不变和a弹簧秤的拉伸方向不变，b在整个过程中关于a、b弹簧秤的读数变化是A．a增大，b减小B．a减小，b增大C．a减小，b先增大后减小D．a减小，b先减小后增大2．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，所用的主要装置如图甲所示，若用Fl和F2分别表示用两只弹簧秤同时拉橡皮条时两弹簧秤的读数，F是根据力的平行四边形定则求出的F1和F2的合力，F’是单独用一只弹簧秤拉橡皮条时的读数。则下列说法中正确的是A．此实验中合力与分力产生的作用效果是把弹簧秤拉到一定的刻度B．此实验中合力与分力产生的作用效果是把系橡皮条绳套的结点拉到同一点O处c．若据实验要求的符号表示各个力，则图乙(1)的实验结果是遵循实验事实的D．若据实验要求的符号表示各个力，则图l一135乙(2)的实验结果是遵循实验事实的3．做“验证平行四边形形定则”实验。实验步骤如下：(1)在水平放置的木板上，固定一张白纸。(2)把橡皮筋的一端固定0点，男一端拴两根带套的细线，细线与橡皮筋的交点叫做结点。(3)在纸面离。点比橡皮筋略长的距离上标出A点(4)在两个弹簧秤分别沿水平方向拉两个细套，把结点拉至A点，如右图所示，记下此时两力F1和Fz的方向和大小。(5)改用一个弹簧秤沿水平方向拉绳套，仍把结点拉至A点，记下此时力F的方向和大小。(6)拆下弹簧秤和橡皮筋，请你写出下面应继续进行的实验步骤：●模拟测试 一、选择题1．下列说法，正确的是 （）A．物体所受摩擦力的大小不仅跟接触面的性质和物体对接触面的压力有关，有时也跟物体的运动情况有关B．静摩擦力的方向总是沿接触面的切线方向，且跟物体运动的方向相反C．滑动摩擦力的大小f跟物体对接触面压力的大小N成正比，其中N是弹性力，在数值上等于物体的重力D．静摩察力是变力，压力增大时，静摩擦力也随着增大图1FAB2．如图1所示，绳与杆均轻质，承受弹力的最大值一定，A端用铰链固定，滑轮在A点正上方（滑轮大小及摩擦均可不计），B端吊一重物。现施拉力F将B图1FABA．绳子越来越容易断，B．绳子越来越不容易断，C．AB杆越来越容易断，D．AB杆越来越不容易断。3．如图2，在粗糙的水平面上放一三角形木块a，若物体b在a的斜面上匀速下滑，则（）ab图2 A．aab图2 B．a保持静止，但有相对于水平面向右运动的趋势C．a保持静止，但有相对于水平面向左运动的趋势D．因未给出所需数据，无法对a是否运动或有无运动趋势作出判断.4．当担心手中竖直拿着的瓶子掉下去时，总是努力把它握得更紧些，这样做的最终目的是 （） A．增大瓶子所受的合外力 B．增大手对瓶子的压力C．增大手对瓶子的摩擦力 D．增大手对瓶子的最大静摩擦力图35．如图3，物体静止于光滑水平面上，水平力F作用于物体的O点，如果要使物体所受的合力方向沿着，应对物体再加一个力，图3这个力的最小值是（）Ａ．Fcosθ Ｂ．FsinθＣ．Ftanθ Ｄ．Fcotθ图46．如图4所示，AOB为水平放置的光滑杆，夹角AOB等于60°，杆上分别套着两个质量都是m的小环，两环由可伸缩的弹性绳连接，若在绳的中点C施以沿AOB的角平分线水平向右的拉力F，缓慢地拉绳，待两环受力达到平衡时，绳对环的拉力T跟F的关系是（）图4Ａ．T=F；Ｂ．T＞F；Ｃ．T＜F；Ｄ．T=Fsin30°。ABθ图57．如图5所示，A、B两长方体物块的质量分别为1.8kg和0.6kg，放在倾角为θ=30°的斜面上，作用在A上的水平推力（垂直于纸面向里，图中未画出）F=16N时物块A、B静止不动。则此时物块A受斜面的摩擦力和物块A受到物块BABθ图5A．16N，16N B．16N，3N C．20N，6N D．20N，3N图68．如图6所示，人重G1，板AB重G2，滑轮质量和绳的质量及轴上的摩擦可不计，若要求该装置能平衡，则G1和G2图6 A．G1=G2 B．G1≤G2 C．G1≥G2/3； D．G1≤G2/39．一个截面是直角三角形的木块放在水平地面上，在斜面上放一个光F图7滑球，球的一侧靠在竖直墙上，木块处于静止，如图7所示。若在光滑球的最高点再施加一个竖直向下的力F，木块仍处于静止，则木块对地面的压力N和摩擦力F图7 A．N增大，f增大 B．N增大，f不变 C．N不变，f增大 D．N不变，f不变ABG图810．如图8所示，轻质弹簧A和B的劲度系数分别为k1和kABG图8A． B． C． D．二、实验题图911．在《互成角度的两个共点力的合成》实验中，做好实验准备后，先用两个弹簧秤把橡皮条的结点拉到某一位置O，此时学生需要记录的是，和，接着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是．假如在保持两分力大小不变的条件下完成共点力合成实验，由实验数据得到如图9所示合力F与两分力间夹角θ的关系图线，则合力的变化范围是，两分力的大小分别是．图912．如图10所示，在《互成角度的两个共点力的合成》实验中，若先用互成锐角的两个力F1和F2橡皮条的结点拉到位置O，然后保持读数是F2的弹簧秤的示数不变而逐渐增大β角，在此过程中，若要保持O点位置不动，则另一个弹簧秤拉力的大小F1和方向与原来相比可能发生怎样的变化?．图10A．Fl一直变大，角α先变大后变小图10B．Fl一直变大，角α先变小后变大C．Fl一直变小，角α先变大后变小D．Fl一直变小，角α先变小后变大三、计算题ABFOPQθ图1113．如图11所示，水平放置的两根固定的光滑硬杆OA、OB之间的夹角为θ，在两杆上各套轻环P、QABFOPQθ图11ABθ图1214．如图12所示，质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上，三棱柱的斜面是光滑的，且斜面倾角为θ。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，AABθ图12ABCPQβθ图1315．如图13，用光滑的粗铁丝做成一个直角三角形，BC边水平，AC边竖直，∠ABC=β，AB及AC边上分别套有细线系着的铜环PABCPQβθ图13图14甲0.2mx/mF/N01图14甲0.2mx/mF/N012345图14乙ABCDFθ图1517．如图15所示，ABCD为一倾角θ=30°的粗糙斜面，其中AD边与BC边平行，斜面上有一重G=10N的滑块，当对物体施加一个与AD边平行的拉力F时，物体恰能做匀速直线运动，已知物体与斜面问的动摩擦因数为，求力FABCDFθ图1518．如图16所示，两根长为L的丝线下端悬挂一质量为m，带电量分别为+q和-q的小球A和B，处于场强为E，方向水平向左的匀强电场之中，使长度也为L的连线AB拉紧，并使小球处于静止状态，求E的大小满足什么条件才能实现上述平衡状态．图16图16第四章：牛顿运动定律牛顿第一定律（惯性定律）：◎知识梳理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为止。1．理解要点：①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。②它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系。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。①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。②质量是物体惯性大小的量度。③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量严格相等。④惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。◎例题评析【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为()A．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度【分析与解答】因为惯性的原因，火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度，当人向上跳起后，仍然具有与火车相同的水平速度，人在腾空过程中，由于只受重力，水平方向速度不变，直到落地，选项D正确。【说明】乘坐气球悬在空中，随着地球的自转，免费周游列国的事情是永远不会发生的，惯性无所不在，只是有时你感觉不到它的存在。【答案】D◎能力训练11．交通法规规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带，这主要是为了减轻下列哪种情况出现时，可能对人造成的伤害？（）A．车速太快B．车速太慢C．紧急刹车D．突然启动2．在一列火车的车厢里，有一个自来水龙头，第一段时间内，水滴落在水龙头的正下方A点，第二段时间内，水滴落在A点的右方B点，那么火车的运动可能是：（）先静止，后向右做加速运动。先做匀速运动，后做加速运动。先做匀速运动，后做减速运动。上述三种情况都有可能发生。3．火车在平直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回车上原处,这是因为（）A、人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动B、人跳起的瞬间,车厢地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动C、人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,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有相同的速度4．下列关于惯性的说法正确的是（）A．一个同学看见某人推不动原来静止的小车，于是他说，这是因为小车的惯性太大的缘故B．一个物体原来以速度运动，后来速度变为，则其惯性变大了知月球上的重力加速度是地球上的，所以将一个物体从地球移到月球，其惯性减小为在宇宙飞船内的物体具有惯性5．摩托车做飞越障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险，下列说法正确的是：（）应该前轮先着地。应该后轮先着地。应该前后轮同时着地。哪个车轮先着地与翻车危险无关。6．如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则的曲线抛物线7．做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况是：（）悬浮在空中不动。速度逐渐减小。保持一定速度向下匀速直线运动。无法判断。8．如图所示，运输液体的槽车的液面上有气泡，当车在水平直路上由静止启动时，气泡将相对车向运动；刹车时，气泡将相对车向运动。9．火车在长直水平轨道上匀速行驶．在火车的天花板上用软质电线挂一电灯，怎样由电灯的位置来判断火车是在匀速行驶中？为什么？若突然加速或减速呢？10．一个在日本的旅游者，想来中国．他设想将自己悬挂在空中的大气球中，由于地球的自转，只要在空中停留几个小时，就可以到达中国，您认为这有能否实现___________，原因是_________________．二、牛顿第二定律（实验定律）◎知识梳理1.定律内容物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量m成反比。2.公式：理解要点：①因果性：是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失；②方向性：a与都是矢量,，方向严格相同；③瞬时性和对应性：a为某时刻物体的加速度，是该时刻作用在该物体上的合外力。eq\o\ac(○,4)牛顿第二定律适用于宏观,低速运动的情况。◎例题评析【例2】如图，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度、合外力的变化情况是怎样的?【分析与解答】因为速度变大或变小取决于加速度和速度方向的关系，当a与v同向时,v增大；当a与v反向时，v减小；而a由合外力决定，所以此题要分析v,a的大小变化，必须先分析小球的受力情况。小球接触弹簧时受两个力的作用：向下的重力和向上的弹力。在接触的头一阶段，重力大于弹力，小球合力向下，且不断变小(因为F合=mg-kx，而x增大)，因而加速度减小(因为a=F/m)，由于v方向与a同向，因此速度继续变大。当弹力增大到大小等于重力时，合外力为零，加速度为零，速度达到最大。之后，小球由于惯性继续向下运动，但弹力大于重力，合力向上，逐渐变大(因为F=kx-mg=ma)，因而加速度向上且变大，因此速度逐渐减小至零。小球不会静止在最低点，以后将被弹簧上推向上运动。综上分析得：小球向下压弹簧过程，F方向先向下后向上，先变小后交大；a方向先向下后向上，大小先变小后变大；v方向向下，大小先变大后变小。【注意】在分析物体某一运动过程时，要养成一个科学分析习惯，即：这一过程可否划分为两个或两个以上的不同的小过程，中间是否存在转折点，如上题中弹力等于重力这一位置是一个转折点，以这个转折点分为两个阶段分析。【例3】如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1L2的两根细线上．，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态，现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。【分析与解答】剪断线的瞬间，，T2突然消失，物体即将作圆周运动，所以其加速度方向必和L1垂直，L1中的弹力发生突变，弹力和重力的合力与L1垂直；可求出瞬间加速度为a=gsinθ。(2)若将图中的细线L1，改变为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与例3相同吗？【说明】(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生，同时变化，同时消失，分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及其变化。(2)明确两种基本模型的特点。A．轻绳不需要形变恢复时间、在瞬时问题中，其弹力可以突变，成为零或者别的值。B．轻弹簧(或橡皮绳)需要较长的形变恢复时间，在瞬时问题中，其弹力不能突变，大小方向均不变。【例4】将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度作竖直向上的匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.ON，下顶板的传感器显示的压力为10.ON，g取10m/s2(1)若上顶板的传感器的示数是下顶板的传感器示数的一半，试判断箱的运动情况。(2)要使上顶板传感器的示数为O，箱沿竖直方向的运动可能是怎样的?【分析与解答】以金属块为研究对象，设金属块的质量为m，根据牛顿第二定律，有F2+mg-F1=ma解得m=O.5kg(1)由于上顶板仍有压力，说明弹簧的长度没有变化，因此弹簧弹力仍为lO.ON，可见上顶板的压力是5N，设此时的加速度为a1，根据牛顿第二定律，有F1-F1/2-mg=mal，即得a1=O，即此时箱静止或作匀速直线运动。(2)要想上顶板没有压力，弹簧的长度只能等于或小于目前的长度，即下顶板的压力只能等于或大干10.ON，这时金属块的加速度为a2，应满足ma2≥10.O-mg．得a2≥10m/s2，即只要箱的加速度为向上，等于或大于10m/s2(可以向上作加速运动，也可以向下作减速运动)，上顶板的压力传感器示数为零。【说明】利用传感器可以做很多的物理实验，当然传感器的种类多种多样，以后我们还会遇到。【例5】如图所示，质量为m的入站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上做减速运动，a与水平方向的夹角为θ．求人受的支持力和摩擦力。【分析与解答】题中人对扶梯无相对运动，则人、梯系统的加速度(对地)为a，方向与水平方向的夹角为θ斜向下，梯的台面是水平的，所以梯对人的支持力N竖直向上，人受的重力mg竖直向下。由于仅靠N和mg不可能产生斜向下的加速度，于是可判定梯对人有水平方向的静摩擦力，。解法1以人为研究对象，受力分析如图所示。因摩擦力f为待求．且必沿水平方向，设水平向右。为不分解加速度a，建立图示坐标，并规定正方向。X方向mgsinθ-Nsinθ-fcosθ=maY方向mgcosθ+fsinθ-Ncosθ=0解得：N=m(g-asinθ)f=-macosθ为负值，说明摩擦力的实际方向与假设相反，为水平向左。解法二：将加速度a沿水平方向与竖直方向分解，如图ax=acosθay=asinθ水平方向：f=max=macosθ竖直方向：mg-N=may=masinθ联立可解得结果。【例6】如图1所示，在原来静止的木箱内，放有A物体，A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止，现突然发现A被弹簧拉动，则木箱的运动情况可能是（）A.加速下降 B.减速上升C.匀速向右运动 D.加速向左运动1.ABD【分析与解答】：木箱未运动前，A物体处于受力平衡状态，受力情况：重力mg、箱底的支持力N、弹簧拉力F和最大的静摩擦力（向左），由平衡条件知：物体A被弹簧向右拉动（已知），可能有两种原因，一种是弹簧拉力（新情况下的最大静摩擦力），可见，即最大静摩擦力减小了，由知正压力N减小了，即发生了失重现象，故物体运动的加速度必然竖直向下，由于物体原来静止，所以木箱运动的情况可能是加速下降，也可能是减速上升，A对B也对。另一种原因是木箱向左加速运动，最大静摩擦力不足使A物体产生同木箱等大的加速度，即的情形，D正确。匀速向右运动的情形中A的受力情况与原来静止时A的受力情况相同，且不会出现直接由静止改做匀速运动的情形，C错。[总结].应用牛顿第二定律解题的步骤(1)选取研究对象：根据题意，研究对象可以是单一物体，也可以是几个物体组成的物体系统。(2)分析物体的受力情况(3)建立坐标①若物体所受外力在一条直线上，可建立直线坐标。②若物体所受外力不在一直线上，应建立直角坐标，通常以加速度的方向为一坐标轴，然后向两轴方向正交分解外力。(4)列出第二定律方程(5)解方程，得出结果◎能力训练21．一个质量为2kg的物体，在5个共点力作用下保持平衡，现同时撤消大小分别是15N和10N的两个力，其余的力保持不变，此时物体加速度大小可能是：A．2m/s2B．3m/s2C．12m/s2D．15m/s22．如图所示，小车上有一弯折硬杆，杆下端固定一质量为m的小球。当小车向左加速运动时，下列关于杆对球的作用力方向的说法中正确的是A．可能竖直向上B．可能水平向左C．可能沿杆向上D．一定沿杆向上3．如图所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动，不计其它外力及空气阻力，则其中一个质量为m的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是4．一个物块与竖直墙壁接触，受到水平推力F的作用。力F随时间变化的规律为（常量k>0）。设物块从时刻起由静止开始沿墙壁竖直向下滑动，物块与墙壁间的动摩擦因数为，得到物块与竖直墙壁间的摩擦力f随时间t变化的图象，如图所示，从图线可以得出A.在时间内，物块在竖直方向做匀速直线运动B.在时间内，物块在竖直方向做加速度逐渐减小的加速运动C.物块的重力等于aD.物块受到的最大静摩擦力总等于b5．如图4所示，几个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边AB，当物体由静止沿不同的倾角从顶端滑到底端，下面哪些说法是正确的？A.倾角为30°时所需时间最短B.倾角为45°所需时间最短C.倾角为60°所需时间最短D.所需时间均相等6．质量的物体在拉力F作用下沿倾角为30°的斜面斜向上匀加速运动，加速度的大小为，力F的方向沿斜面向上，大小为10N。运动过程中，若突然撤去拉力F，在撤去拉力F的瞬间物体的加速度的大小是____________；方向是____________。7．如图所示，传送带AB段是水平的，长20m，传送带上各点相对地面的速度大小是2m/s，某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后，经过多长时间到达B点？（g取）专题三.第二定律应用：◎知识梳理1.物体系.(1)物体系中各物体的加速度相同，这类问题称为连接体问题。这类问题由于物体系中的各物体加速度相同，可将它们看作一个整体，分析整体的受力情况和运动情况，可以根据牛顿第二定律，求出整体的外力中的未知力或加速度。若要求物体系中两个物体间的相互作用力，则应采用隔离法。将其中某一物体从物体系中隔离出来，进行受力分析，应用第二定律，相互作用的某一未知力求出，这类问题，应是整体法和隔离法交替运用，来解决问题的。(2)物体系中某一物体作匀变速运动，另一物体处于平衡状态，两物体在相互作用，这类问题应采用牛顿第二定律和平衡条件联立来解决。应用隔离法，通过对某一物体受力分析应用第二定律(或平衡条件)，求出两物体间的相互作用，再过渡到另一物体，应用平衡条件(或第二定律)求出最后的未知量。2．临界问题某种物理现象转化为另一种物理现象的转折状态叫做临界状态。临界状态又可理解为“恰好出现”与“恰好不出现”的交界状态。处理临界状态的基本方法和步骤是：①分析两种物理现象及其与临界值相关的条件；②用假设法求出临界值；③比较所给条件与临界值的关系，确定物理现象，然后求解◎例题评析【例7】如图所示，光滑的水平桌面上放着一个长为L的均匀直棒，用水平向左的拉力F作用在棒的左端。则棒的各部分相互作用的力沿棒长向左的变化规律是_______。【分析与解答】本题研究棒内各部分间的相互作用力的变化规律，要将整个棒隔离成两段。从离右端距离为x处将长棒隔离。若令棒的质量为m，则其右端部分质量为xm/L，整体：F=ma隔离右端部分：T=xma/LT=xF/L【说明】使用隔离法时，可对构成连接体的不同物体隔离，也可以将同一物体隔离成若干个部分。取隔离体的实质在于把系统的内力转化为其中某一隔离体的外力，以便应用牛顿定律解题。【例8】如图，质量M的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N。当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数，假定小车足够长，问：（1）经过多长时间物块停止与小车间的相对运动？（2）小物块从放在车上开始经过所通过的位移是多少？（g取）【分析与解答】：（1）依据题意，物块在小车上停止运动时，物块与小车保持相对静止，应具有共同的速度。设物块在小车上相对运动时间为t，物块、小车受力分析如图：物块放上小车后做初速度为零加速度为的匀加速直线运动，小车做加速度为匀加速运动。由牛顿运动定律：物块放上小车后加速度：小车加速度：由得：（2）物块在前2s内做加速度为的匀加速运动，后1s同小车一起做加速度为的匀加速运动。以系统为研究对象：根据牛顿运动定律，由得：物块位移【例9】如图所示，一个弹簧台秤的秤盘和弹簧质量均不计，盘内放一个质量的静止物体P，弹簧的劲度系数。现施加给P一个竖直向上的拉力F，使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在头0.2s内F是变力，在0.2s以后，F是恒力，取，求拉力F的最大值和最小值。【分析与解答】：根据题意，F是变力的时间，这段时间内的位移就是弹簧最初的压缩量S，由此可以确定上升的加速度a，由得：根据牛顿第二定律，有：得：当时，F最小当时，F最大拉力的最小值为90N，最大值为210N【例10】将质量为m的小球用轻质细绳拴在质量为M的倾角为θ的楔形木块B上，如图所示。已知B的倾斜面是光滑的，底面与水平地面之间的摩擦因数为μ。(1)若对B施加向右的水平拉力，使B向右运动，而A不离开B的斜面，这个拉力不得超过多少?(2)若对B施以向左的水平推力，使B向左运动，而A不致在B上移动，这个推力不得超过多少?【分析与解答】：（1）若拉力F太大，B的加速度大，使A脱离，设恰好不脱离时拉力为F，如图示，对小球：mgcotθ=ma对整体:F1-μ(m+M)g=(M+m)aF≤(M+m)g(μ+)(2)当推力F太大,B的加速度大,A相对B沿斜面向上运动,绳子松驰,恰好不松驰的推力为F2,如图示,对小球作受力分析得:mgtanθ=ma对整体:F2-μ(M+m)g=(M+m)aF2=(m+M)(tanθ+μ),故:◎能力训练31.如图所示，质量为M的木板，上表面水平，放在水平桌面上，木板上面有一质量为m的物块，物块与木板及木板与桌面间的动摩擦因数均为，若要以水平外力F将木板抽出，则力F的大小至少为A. B.C. D.2.如图6所示，倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，当载物车厢加速向上运动时，物对车厢底板的压力为物重的1.25倍，这时物与车厢仍然相对静止，则车厢对物的摩擦力的大小是物重的________倍。3.如图8所示，A、B两个物体靠在一起放在光滑水平面上，它们的质量分别为。今用水平力推A，用水平力拉B，和随时间变化的关系是。求从t=0到A、B脱离，它们的位移是多少？4.如图所示，倾角为300的传送皮带以恒定的速度2m/s运动，皮带AB长5m，将1Kg的物体放在A点，经2.9s到达B点，求物体和皮带间的动摩擦因数μ为多少?若增加皮带的速度，则物体从A到B的最短时间是多少?5．如图所示为一平直传送带，A、B两处问的距离为L，传送带的运动速率为V,今将一工件无初速的放在A处，已知工件与传送带之间的动摩擦因数为μ,及当地的重力加速度g，且认为传送带的形状及速率不受影响，求传送带将该工件由A处传送到B处可能的时间间隔t及相应的条件(即题中给出量之间应满足的关系)。6．如图，水平传送带两端间距L=2m，工作时皮带的传送速度恒为V=2m/s，上皮带离水平地面高为H，现将质量m=5kg的物体(可视为质点)轻轻放在A端(对地面速度为零)，结果当时间t=2.2s时落至地面C点，设物体与皮带间的运动摩擦因数为μ=O.5(g取10m/s2，轮轴半径很小)。求(1)上皮带距地面高度H。(2)设其它条件不变，仅改变传送带的传送速度，求物体在地面上的落点距B端的最大水平距离。专题四．动力学的两类基本问题◎知识梳理应用牛顿运动定律求解的问题主要有两类：一类是已知受力情况求运动情况；另一类是已知运动情况求受力情况.在这两类问题中，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析是解决问题的关键.◎例题评析【例11】质量为m=2kg的木块原来静止在粗糙水平地面上，现在第1、3、5……奇数（1）木块在奇数秒和偶数秒内各做什么运动?（2）经过多长时间，木块位移的大小等于40.25m?【分析与解答】：以木块为研究对象，它在竖直方向受力平衡，水平方向仅受推力F1（或F2）和摩擦力Ff的作用.由牛顿第二定律可判断出木块在奇数秒内和偶数秒内的运动，结合运动学公式，即可求出运动时间.（1）木块在奇数秒内的加速度为a1===m/s2=2m/s2木块在偶数秒内的加速度为a2===m/s2=0所以，木块在奇数秒内做a=a1=2m/s2的匀加速直线运动，在偶数秒内做匀速直线运动.（2）在第1s内木块向右的位移为s1=at2=×2×12m=1m至第1s末木块的速度v1=at=2×1m/s=2m/s在第2s内，木块以第1s末的速度向右做匀速运动，在第2s内木块的位移为s2=v1t=2×1m=2m至第2s末木块的速度v2=v1=2m/s在第3s内，木块向右做初速度等于2m/s的匀加速运动，在第3s内的位移为s3=v2t+at2=2×1m+×2×12m=3m至第3s末木块的速度v3=v2+at=2m/s+2×1m/s=4m/s在第4s内，木块以第3s末的速度向右做匀速运动，在第4s内木块的位移为s4=v2t=4×1m=4m至第4s末木块的速度v4=v2=4m/s……由此可见，从第1s起，连续各秒内木块的位移是从1开始的一个自然数列.因此，在ns内的总位移为sn=1+2+3+…+n=当sn=40.25m时，n的值为8＜n＜9.取n=8，则8s内木块的位移共为s8=m=36m至第8s末，木块的速度为v8=8m/s.设第8s后，木块还需向右运动的时间为tx，对应的位移为sx=40.25m－36m=4.25m，由sx=v8tx+atx2，即4.25=8tx+×2tx2解得tx=0.5s所以，木块位移大小等于40.25m时，需运动的时间T=8s+0.5s=8.5s.[点评]：（1）本题属于已知受力情况求运动情况的问题，解题思路为先根据受力情况由牛顿第二定律求加速度，再根据运动规律求运动情况.（2）根据物体的受力特点，分析物体在各段时间内的运动情况，并找出位移的一般规律，是求解本题的关键.【例12】如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面上，有一质量m=1kg的作用，从静止开始运动，经2s绳子突然断了，求绳断后多长时间物体速度大小达到22m/s.（sin37°=0.6，g取10m/s2）【分析与解答】：本题为典型的已知物体受力求物体运动情况的动力学问题，物体运动过程较为复杂，应分阶段进行过程分析，并找出各过程的相关量，从而将各过程有机地串接在一起.第一阶段：在最初2s内，物体在F=9.6N拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速运动，据受力分析图3－2－4可知：沿斜面方向：F－mgsinθ－Ff=ma1 沿垂直斜面方向：FN=mgcosθ 且Ff=μFN 由①②③得：a1==2m/s22s末绳断时瞬时速度v1=a1t1=4m/s.第二阶段：从撤去F到物体继续沿斜面向上运动到达速度为零的过程，设加速度为a2，则a2==－7.6m/s2设从断绳到物体到达最高点所需时间为t2据运动学公式v2=v1+a2t2所以t2==0.53s第三阶段：物体从最高点沿斜面下滑，在第三阶段物体加速度为a3，所需时间为t3.由牛综上所述：从绳断到速度为22m/s所经历的总时间t=t2+t3=0.53s+5s=5.53s.【例13】如图所示，光滑水平面上静止放着长L=1.6m、质量为M=3kg的木板.一个质量为m=1kg的小物体放在木板的最右端，m与M之间的动摩擦因数μ=0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F.（1）施力F后，要想把木板从物体m的下方抽出来，求力F的大小应满足的条件；（2）如果所施力F=10N，为了把木板从m的下方抽出来，此力的作用时间不得少于多少?（g取10m/s2）【分析与解答】：（1）力F拉木板运动过程：对木块：μmg=maa=μga=1m/s2对木板：F－μmg=Ma1a1=只要a1＞a就能抽出木板，即F＞μ（M+m）g所以F＞4N.（2）当F=10N，设拉力作用的最少时间为t1，加速度为a1，撤去拉力后木板运动时间为t2，加速度为a2，那么：a1==3m/s2a2==m/s2木板从木块下穿出时：木块的速度：v=a（t1+t2）木块的位移：s=a（t1+t2）2木板的速度：v木板=a1t1－a2t2木板的位移：s木板=a1t12+a1t1t2－a2t22木板刚好从木块下穿出应满足：v木板=vs木板－s=L可解得：t1=0.8s【例14】如图所示，传输带与水平面间的倾角为θ=37°，皮带以10m/s的速率运行，在传输带上端A处无初速地放上质量为0.5kg的物体，它与传输带间的动摩擦因数为0.5.若传输带A到B的长度为16m，则物体从A运动到B的时间为多少？【分析与解答】：首先判定μ与tanθ的大小关系，μ=0.5，tanθ=0.75，所以物体一定沿传输带对地下滑，不可能对地上滑或对地相对静止.其次皮带运行速度方向未知，而皮带运行速度方向影响物体所受摩擦力方向，所以应分别讨论.当皮带的上表面以10m/s的速度向下运行时，刚放上的物体相对皮带有向上的相对速度，物体所受滑动摩擦力方向沿斜坡向下（如图所示），该阶段物体对地加速度a1==10m/s2方向沿斜坡向下物体赶上皮带对地速度需时间t1==1s在t1s内物体沿斜坡对地位移s1=a1t12=5m当物体速度超过皮带运行速度时物体所受滑动摩擦力沿斜面向上，物体对地加速度a2==2m/s2物体以2m/s2加速度运行剩下的11m位移需时间t2则s2=vt2+a2t22即11=10t2+×2t22t2=1s（t2′=－11s舍去）所需总时间t=t1+t2=2s当皮带上表面以10m/s的速度向上运行时，物体相对于皮带一直具有沿斜面向下的相对速度，物体所受滑动摩擦力方向沿斜坡向上且不变.设加速度为a3则a3==2m/s2物体从传输带顶滑到底所需时间为则s=a32==s=4s.[点评]：本题中物体在本身运动的传送带上的运动，因传输带运动方向的双向性而带来解答结果的多重性.物体所受滑动摩擦力的方向与物体相对于传输带的相对速度方向相反，而对物体进行动力学运算时，物体位移、速度、加速度则均需取地面为参考系.◎能力训练41．如图所示，一根轻弹簧的一端系着一个物体，手拉弹簧的另一端，使弹簧和物体一起在光滑水平面上向右做匀加速运动，当手突然停止运动后的短时间内，物体可能A.物体继续向右加速运动B.物体开始向右匀速运动C.物体先加速后减速向右运动D.物体先减速后加速向右运动2．放在光滑水平面上的物体受三个平行于水平面的共点力作用而处于静止状态，已知F2垂直于F3.若三个力中去掉F1，物体产生的加速度为2.5m/s2；若去掉F2，物体产生的加速度为1.5m/s2；若去掉F3，则物体的加速度大小为A.1.5m/s2 B.2.0m/s2C.2.5m/s2 D.4.0m/s23．小磁铁A重10N，吸在一块水平放置的固定铁板B的下面，如图所示.要竖直向下将A拉下来，至少要用15N的力，若A、B间的动摩擦因数为0.3，现用5N的水平力推A时，A的加速度大小是_______m/s2.（g取10m/s2）4.汽车在平直公路上从静止开始做匀加速直线运动.当汽车的速度达到v1时关闭发动机，汽车维持滑行一段时间后停止，其运动的速度图线如图所示.若汽车加速行驶时牵引力为F1，汽车整个运动过程所受阻力恒为F2（大小不变），则F1∶F2为A.4∶1 B.3∶1 C.1∶1 D.1∶45.机车牵引力一定，在平直轨道上以a1=1m/s2的加速度行驶，因若干节车厢脱钩，加速度变为a2=2m/s2，设所受阻力为车重的0.1倍，则脱落车厢的质量与原机车总质量之比等于_______.6.据报道，1989年在美国加利福尼亚州发生的6.9级地震，中断了该地尼米兹高速公路的一段，致使公路上高速行驶的约200辆汽车发生了重大的交通事故，车里的人大部分当即死亡，只有部分系安全带的人幸免.假设汽车高速行驶的速度达到108km/h，乘客的质量为60kg，当汽车遇到紧急情况时，在2s内停下来，试通过计算说明系安全带的必要性.7.静止在水平地面上的物体的质量为2kg，在水平恒力F推动下开始运动，4s末它的速度达到4m/s，此时将F撤去，又经6s物体停下来，如果物体与地面的动摩擦因数不变，求F的大小.专题五.牛顿第三定律、超重和失重知识梳理1.牛顿第三定律(1).作用力和反作用力一定是同种性质的力，而平衡力不一定；(2)．作用力和反作用力作用在两个物体上，而一对平衡力作用在一个物体上(3)．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失；而对于一对平衡力，其中一个力变化不一定引起另外一个力变化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，作用在一条直线上，公式可写为。作用力与反作用力的二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；形变效果不能抵消力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力2.超重和失重超重现象是指：N>G或T>G；加速度a向上；失重现象是指：G>N或G>T；加速度a向下；完全失重是指：T=0或N=0；加速度a向下；大小a=g3.力学基本单位制：（在国际制单位中）基本单位和导出单位构成单位制.a：长度的单位——米；b：时间的单位——秒；c：质量的单位——千克4.牛顿运动定律只适应于宏观低速，且只适应于惯性参照系。◎例题评析【例15】弹簧下端挂一个质量m=1kg的物体，弹簧拉着物体在下列各种情况下，弹簧的示数：(g=10m/s2)（1）、弹簧秤以5m/s的速度匀速上升或下降时，示数为。（2）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速上升时，示数为。（3）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀加速下降时，示数为。（4）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速上升时，示数为。（5）、弹簧秤以5m/s2的加速度匀减速下降时，示数为。【分析与解答】(1)10N(2)15N(3)5N(4)5N(5)15N【例16】如图所示，浸在液体中的小球固定在轻弹簧的一端，弹簧另一端固定在容器底部，已知小球密度ρ，液体密度为ρ1(ρ<ρ1)，体积为V，弹簧劲度系数为K，求下列两种情况下弹簧的形变量：(1)整个系统匀速上升；(2)整个系统自由下落。【分析与解答】：（1）小球受力为：重力，弹簧弹力，液体浮力，设小球体积为V，弹簧形变量为，整个系统匀速上升，小球受力平衡，则：(2)在整个系统自由下落时，在地面的观察者看来，小球自由下落，由于物体处于完全失重状态，浮力消失，f=0，因此F也为零，即。【例17】电梯地板上有一个质量为200kg的物体，它对地板的压力随时间变化的图象如图所示.则电梯从静止开始向上运动，在7s内上升的高度为多少？【分析与解答】：以物体为研究对象，在运动过程中只可能受到两个力的作用：重力mg=2000N，地板支持力F.在0～2s内，F＞mg，电梯加速上升，2～5s内，F=mg，电梯匀速上升，5～7s内，F＜mg，电梯减速上升.若以向上的方向为正方向，由上面的分析可知，在0～2s内电梯的加速度和上升高度分别为a1==m/s2=5m/s2电梯在t=2s时的速度为v=a1t1=5×2m/s=10m/s，因此，在2～5s内电梯匀速上升的高度为h2=vt2=10×3m=30m.电梯在5～7s内的加速度为a2==m/s2=－5m/s2即电梯匀减速上升，在5～7s内上升的高度为h3=vt3+a2t32=10×2m－×5×22m=10m所以，电梯在7s内上升的总高度为h=h1+h2+h3=（10+30+10）m=50m.答案：50m◎能力训练51．某同学要在升降机内用天平来称量质量，下列哪些情况可以实现?A．升降机匀速下降B．升降机减速下降C．升降机做自由落体运动D．升降机减速上升，但加速度数值小于重力加速度2．如图所示，一根细线一端固定在容器的底部，另一端系一木球，木块浸没在水中，整个装置在台秤上，现将细线割断，在木球上浮的过程中不计水的阻力，则台秤上的示数：A．增大B．减小C．不变D．无法确定3．如图，在倾角为θ的斜面上，放置质量为2m和m两木块，中间连一尚未发生形变的轻弹簧，两木块同时由静止释放，在斜面光滑和不光滑两种情况下，弹簧(两木块与斜面的摩擦因数相同)A．均被压缩B．均被拉长C．前者保持原长，后者被压缩D．均保持原长4.某人在地面上最多能举起60kg的重物，当此人站在以5m/s2的加速度加速上升的升降机中，最多能举起多少千克的重物?（g取10m/s2）5.一种能获得强烈失重、超重感觉的巨型娱乐设施中，用电梯把乘有10多人的座舱送到大约二十几层楼高的高处，然后让座舱自由落下，落到一定位置时，制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为76m，当落到离地面28m时开始制动.若某人手托着质量为5kg的铅球进行这个游戏，问：（1）当座舱落到离地高度40m左右的位置时，托着铅球的手感觉如何？（2）当座舱落到离地高度15m左右的位置时，手要用多大的力才能托住铅球？（g取10m/s2）●模拟测试一、选择题1.牛顿是物理学史上最伟大的科学家，他的一生对物理学产生了巨大的贡献，但他还是虚心地说“我之所以比别人看得远些，是因为我站在了巨人的肩上。”牛顿所说的巨人是指（A）亚里士多德；（B）伽利略；（C）笛卡尔；（D）法拉第。2.意大利的物理学家伽利略提出“著名的斜面试验”，逐渐增大斜面倾角并由此推理得出的结论是A．自由落体运动是一种匀变速直线运动．B．无论物体是否运动，都具有惯性．C．力不是维持物体运动的原因．D．力是使物体产生加速度的原因．3.在人类登上月球之前，科学家曾经担心人类踏上月球表面的时候，会使月面上的灰尘扬起来淹没宇航员，尘土长时间内不会沉下来，科学家的担心是因为考虑到A.月球上的重力加速度较小.B.月球上没有水.C.月球上没有空气.D.月球上的温差太大.4.如图所示，小车内有一个光滑的斜面，当小车在水平轨道上做匀变速直线运动时，小物块A恰好能与斜面保持相对静止．在小车运动过程中的某时刻，突然使小车停止，则物体A的运动可能A（A）沿斜面加速下滑A（B）沿斜面减速上滑（C）仍与斜面保持相对静止（D）离开斜面做平抛运动5cdabR.如图所示，ab、cd是竖直平面内两根固定的细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，圆周半径为R，b点为圆周的最低点，c点为圆周的最高点。现有两个小滑环A、B分别从a、c处由静止释放，滑环A经时间t1从a点到达b点，滑环B经时间t2从c点到达d点；另有一小球C从b点以初速度v0＝EQ\R(,4gR)沿bc连线竖直上抛，到达最高点时间为t3，不计一切阻力与摩擦，且A、B、C都可视为质点，则t1、t2、t3cdabR（A）t1＝t2＝t3（B）t1＝t2＞t3（C）t2＞t1＞t3（D）A、B、C三物体的质量未知，因此无法比较6.如图所示，在空雪碧瓶底四周钻几个小孔，盛满水后，让盛满水的雪碧瓶自由下落，则下落过程中不可能出现的图是ABCDABCD7.竖直向上射出的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，则整个过程中，加速度大小的变化是A．始终变大 B．始终变小C．先变大后变小D．先变小后变大8．质量为m1和m2的两个物体，由静止开始从同一高度下落，运动中所受阻力分别为f1和f2，如果物体m1先落在地面，那是因为………A.m1>m2B.f1<f2C.D.9．如图所示，物体静止于光滑水平面M上，力F作用于物体O点，现要使物体沿着OO‘方向做匀加速运动（F和OO’都在M平面内），那么必须同时再加一个力F1，这个力的最小值为…………MOOO‘θAMOOO‘θB.C.D.10.一质点由静止开始，先做匀加速运动，接着做匀速运动，最后做末速度为零的匀减速运动，三个过程所经历的时间之比为3：4：1，全过程中的最大速度为v.则全过程的平均速度为A.V/3B.V/4C.3V/4D.4V/5二．填空题11.一电梯启动时匀加速上升，加速度为2m/s2，制动时匀减速上升，加速度为-1m/s2，上升高度为52米。则当上升的最大速度为6m/s时，电梯升到楼顶的最短时间是s。如果电梯先加速上升，最后减速上升，全程共用时间为16s，则上升的最大速度是m/s。2130246810F／Nt／s2024681042130246810F／Nt／s202468104t／sv／m/sμ=。13.缆车沿着坡度为300的山坡以加速度a上行。在缆车中放一个a30a300山坡斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止，如图。小物块受到的摩擦力大小为_____________，方向___________________。（设缆车保持竖直状态运行）三．计算题ABKθ14（12分）．如图，倾角θ＝370的光滑斜面底端有一挡板，斜面上有质量分别为mA=1kg、mB=2kg的两物块A、B，用劲度系数为K＝200N/m的轻弹簧相连，并处于静止状态。现用一沿斜面向上的恒力F拉动物块A，经时间t=0.2s使B恰离开挡板，此时A的加速度大小为aA=1m/s2.(取sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/sABKθ（1）从开始到B刚离开挡板时A移动的位移？（2）作用在物体A上拉力F的大小？15．如图所示，木块重60N，放在倾角θ=37°的斜面上，用F=10N的水平力推木块，木块恰能沿斜面匀速下滑，求：(1)木块与斜面间的摩擦力大小；(2)木块与斜面间的动摩擦因数.(sin37°=0.6，cos37°=0.8)16.(12分)A、B两个物体用细绳相连在一起,用竖直向上的拉力F将它们向上提起,如图所示.细绳能承受的最大拉力为100N,两个物体的质量都为5kg,要使绳子在提起两物体的过程中绳不被拉断,求拉力F的范围.(g取10m/s)17.喷气式飞机在高空飞行时发动机向后喷出高速气体，使飞机受到一向前的推力。飞机在某一高度飞行时，竖直方向合力为零，飞机在竖直方向除受重力外还受向上的升力，飞机所受向上的升力是由机翼上下表面的压力差产生的，飞机的机翼后部装有襟翼，调整襟翼的角度，可改变升力的大小。飞机飞行时还受空气阻力，实验证实飞机所受空气阻力与速度平方成正比，即f=Kv2，K为空气阻力系数，空气阻力系数与飞机的形状、大小、襟翼的角度等因素有关，当飞机载重增大时，所需升力也增大，调整襟翼的角度可增大升力，这时空气阻力系数也将增大。有一总质量为M的喷气式客机在上海机场升空到某一高度后水平飞向北京，升空到这一高度时客机的速度为V1，加速度为a1。经一段时间速度变为V2，此时的加速度为a2，再经一段时间速度变为V3，此时客机所受合力为零。客机加速过程中推力不变，由于客机加速过程时间较短，客机耗油量忽略不计，空气阻力系数恒为K，求：(1)机翼上下表面的有效面积均为S，加速过程中机翼上下表面的压强差△P为多少？(2)a1与a2的比值为多少?(3)客机速度达V3后以这一速度匀速飞往北京，匀速飞行时客机发动机的平均功率为P，经时间t客机飞至北京上空时(高度未变)，机翼上下表面的压强差减小为△P′。客机飞至北京上空时空气阻力系数变大、变小、还是不变？简要说明理由。客机从上海匀速飞至北京上空的过程中客机的耗油量为多少？克服阻力所做的功为多少？18．如图所示，质量分别为＝1kg和＝2kg的A、B两物块并排放在光滑水平面上，若对A、B分别施加大小随时间变化的水平外力和，若＝（9-2t）N，＝（3＋2t）N，则：（1）经多长时间两物块开始分离?（2）在同一坐标中画出两物块的加速度和随时间变化的图像?（3）速度的定义为v＝/st，“v-t”图像下的“面积”在数值上等于位移s；加速度的定义为a＝v/t，则“a-t”图像下的“面积”在数值上应等于什么?（4）由加速度和随时间变化图像可求得A、B两物块分离后2s其相对速度为多大?第一章专题一答案：1C；2C；3C；4C；5C；6B；7，0.29s；8，17、17；9．解：设追上队首所用