专题7 牛顿第二定律及应用1Word格式文档下载.docx

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C．若物体的位移与时间的平方成正比，表示物体所受合力为零

D．物体的速率不变，则其所受合力必为0

2．下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是（　　）．

A．由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比

B．由m＝

可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比

C．由a＝

可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比

D．以上说法都不对

3．一个质量为2kg的物体，在5个共点力的作用下保持静止．若同时撤消其中大小分别为15N和10N的两个力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小可能是（　　）．

A．2m/s2B．3m/s2

C．13m/s2D．15m/s2

4.如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则（　　）．

A．物体从A到O先加速后减速

B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动

C．物体运动到O点时所受合力为0

D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小

5.一质点处于静止状态，现对该质点施加力F，力F随时间t按如图所示的规律变化，力F的方向始终在同一直线上．在0～4s内，下列说法正确的是（　　）．

A．第2s末，质点距离出发点最远

B．第2s末，质点的速度为零

C．第4s末，质点距离出发点最远

D．第4s末，质点的速度最大

三、考点解析

考点一　动力学两类基本问题

例题1．如图所示，物体的质量m=1.0kg，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2。

若沿水平向右方向施加一恒定拉力F=9.0N，使物体由静止开始做匀加速直线运动。

求：

（1）物体的加速度大小；

（2）2s末物体的速度大小；

（3）2s末撤去拉力F，物体的加速度又是多大？

物体还能运动多远？

变式1质量为1吨的汽车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶．阻力大小不变，从某时刻开始，汽车牵引力减少2000N，那么从该时刻起经过6s，汽车行驶的路程是（　　）．

A．50mB．42mC．25mD．24m

变式2一质量m＝2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°

足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块从一开始冲上斜面到往后上滑过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的速度—时间图线，如图3－2－8所示．（取sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8，g＝10m/s2）求：

（1）小物块冲上斜面过程中加速度的大小；

（2）小物块与斜面间的动摩擦因数；

（3）小物块所到达斜面最高点与斜面底端距离．

考点二　用牛顿第二定律分析瞬时加速度

例题2如图（甲）、（乙）所示，

图中细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同．如果突然把两水平细线剪断，剪断瞬间小球A的加速度的大小为________，方向为________；

小球B的加速度的大小为________，方向为________；

剪断瞬间（甲）中倾斜细线OA与（乙）中弹簧的拉力之比为________（θ角已知）．

变式3如图所示，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．当突然剪断细绳的瞬间，上面小球A与下面小球B的加速度分别为（以向上为正方向）（　　）．

A．a1＝g　a2＝g　　　B．a1＝2g　a2＝0

C．a1＝－2g　a2＝0　　　D．a1＝0　a2＝g

变式4质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上．A紧靠墙壁，如图3－2－6所示，今用恒力F将B球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间（　　）．

A．A球的加速度为

B．A球的加速度为零

C．B球的加速度为

D．B球的加速度为

考点三　超重、失重的理解及应用

例题3一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则（　　）．

A．t3时刻火箭距地面最远

B．t2～t3的时间内，火箭在向下降落

C．t1～t2的时间内，火箭处于失重状态

D．0～t3的时间内，火箭始终处于失重状态

变式52009年当地时间9月23日，在位于印度安得拉邦斯里赫里戈达岛的萨蒂什·

达万航天中心，一枚PSLV—C14型极地卫星运载火箭携带七颗卫星发射升空，成功实现“一箭七星”发射，相关图片如图所示．则下列说法不正确的是（　　）．

A．火箭发射时，喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力

B．发射初期，火箭处于超重状态，但它受到的重力却越来越小

C．高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等

D．发射的七颗卫星进入轨道正常运转后，均处于完全失重状态

考点四　牛顿定律解题中整体法和隔离法的应用

1．隔离法的选取原则：

若连接体或关联体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解．

2．整体法的选取原则：

若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度（或其他未知量）．

3．整体法、隔离法交替运用原则：

若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．

例题4如图所示，

车厢在运动过程中所受阻力恒为F阻，当车厢以某一加速度a向右加速时，在车厢的后壁上相对车厢静止着一物体m，物体与车厢壁之间的动摩擦因数为μ，设车厢的质量为M，则车厢内发动机的牵引力至少为多少时，物体在车厢壁上才不会滑下来？

变式6质量为M的光滑圆槽放在光滑水平面上，一水平恒力F作用在其上促使质量为m的小球静止在圆槽上，如图所示，则（　　）．

A．小球对圆槽的压力为

B．小球对圆槽的压力为

C．水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力增加

D．水平恒力F变大后，如果小球仍静止在圆槽上，小球对圆槽的压力减小

变式7如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）．下列说法正确的是（　　）．

A．在上升和下降过程中A对B的压力一定为零

B．上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

C．下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力

D．在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力

变式8如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F＝kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2.下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（　　）．

四、高考在线

1.（2010·

全国卷Ⅰ）如图3－2－12所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g，则有（　　）．

A．a1＝0，a2＝g

B．a1＝g，a2＝g

C．a1＝0，a2＝

g

D．a1＝g，a2＝

2．（2011·

北京卷，18）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示．将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g.据图可知，此人在蹦极过程中的最大加速度约为（　　）．

A．gB．2gC．3gD．4g

3.（2010·

山东理综）如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程．下图中正确的是（　　）．

4.

（2011·

上海单科，19）受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上作直线运动，其v－t图线如图3－2－15所示，则（　　）．

A．在0～t1秒内，外力F大小不断增大

B．在t1时刻，外力F为零

C．在t1～t2秒内，外力F大小可能不断减小

D．在t1～t2秒内，外力F大小可能先增大后减小

5．（2011·

山东卷，24）如图所示，在高出水平地面h＝1.8m的光滑平台上放置一质量M＝2kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A，其右段长度l1＝0.2m且表面光滑，左段表面粗糙．在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量m＝1kg，B与A左段间动摩擦因数μ＝0.4.开始时二者均静止，现对A施加F＝20N水平向右的恒力，待B脱离A（A尚未露出平台）后，将A取走．B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x＝1.2m．（取g＝10m/s2）求：

（1）B离开平台时的速度vB.

（2）B从开始运动到刚脱离A时，B运动的时间tB和位移xB.

（3）A左段的长度l2.

专题8　实验二　探究弹力与弹簧伸长的关系

一、实验简介

注意事项

1．不要超过弹性限度：

实验中弹簧下端挂的钩码不要太多，以免弹簧被过分拉伸，超过弹簧的弹性限度．

2．尽量多测几组：

要使用轻质弹簧，且要尽量多测几组数据．

3．观察所描点的走向：

本实验是探究性实验，实验前并不知道其规律，所以描点以后所作的曲线是试探性的，只是在分析了点的分布和走向以后才决定用直线来连接这些点．

4．统一单位：

记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．

例题1在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，以下说法正确的是（　　）．

A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度

B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态

C．用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量

D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等

变式1某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验，他先把弹簧平放在桌面上使其自然伸长，用直尺测出弹簧的原长L0，再把弹簧竖直悬挂起来，挂上钩码后测出弹簧伸长后的长度L，把L－L0作为弹簧的伸长量x，这样操作，由于弹簧自身重力的影响，最后画出的图线可能是（　　）．

例题2以下是一位同学做“弹力与弹簧伸长的关系”的实验．

（1）下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来____________________________________________________________________．

A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连结起来

B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0

C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺

D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码

E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式

F．解释函数表达式中常数的物理意义

（2）这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据在图中坐标上已描出：

①在图中的坐标上作出F－x图线．

②写出曲线的函数表达式（x用cm作单位）：

________________________________________________________________________.

变式2．在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中，有如下一些步骤

A．在弹簧下端挂上一个钩码，观察指针所指位置，测出弹簧的伸长量x1

B．将弹簧固定悬挂在金属横杆上，将刻度尺竖直固定在弹簧旁，观察弹簧指针所指位置，并记下该位置

C．在坐标纸上建立平面直角坐标系，以F为纵坐标、x为横坐标，根据实验数据，选定两坐标轴适当的标度

D．将各组实验数据在平面坐标上进行描点，观察点的分布与走势，用平滑曲线作出反映F和x对应规律的图象

E．将铁架台放在水平实验桌上，将金属横杆水平固定在铁架台上

F．给弹簧下端挂上两个钩码、三个钩码……，分别观察指针所指的位置，测出对应的伸长量x2、x3……

G．根据图象和数据做出结论并整理仪器

实验中合理实验步骤排序为（　　）．

A．EBAFCDGB．EBAFDCG

C．EBFCADGD．EAFBCDG

例题3在“探究弹力与弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图.所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．

（1）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在如坐标图中，请作出F-L图线．

（2）由此图线可得出的结论是_________________________________________________．

该弹簧的原长为L0＝______cm，劲度系数k＝________________________N/m.

（3）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．

优点在于：

___________________________________________________________；

缺点在于：

____________________________________________________________.

专题8　实验三　验证力的平行四边形定则

一、实验简介

对验证力的平行四边形定则实验基本方法的考查

误差分析

本实验的误差除弹簧测力计本身的误差外，还主要来源于以下两个方面：

1．读数误差

减小读数误差的方法：

弹簧测力计数据在允许的情况下，尽量大一些．读数时眼睛一定要正视，要按有效数字正确读数和记录．

2．作图误差

减小作图误差的方法：

作图时两力的对边一定要平行，两个分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形作出的合力F的误差ΔF就越大，所以实验中不要把F1、F2间的夹角取得太大．

1．位置不变：

在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同．

2．角度合适：

用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60°

～100°

之间为宜．

3．尽量减少误差

（1）在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内形变应尽量大一些．

（2）细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．

4．统一标度：

在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些

二、例题分析

例题1某同学在做“互成角度的两个力的合成”的实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图2－5－1（a）所示．

图2－5－1

（1）试在图2－5－1（a）中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．

（2）有关此实验，下列叙述正确的是________．

A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大

B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力

C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同

D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可

（3）图2－5－1（b）所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个比较符合实验事实？

（力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示）．

答　_________________________________________________________________.

（4）在以上比较符合实验事实的一位同学中，造成误差的主要原因是：

（至少写出两种情况）

答　__________________________________________________________________.

例题2有同学利用如图所示

的装置来验证力的平行四边形定则：

在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：

（1）改变钩码个数，实验能完成的是（　　）．

A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4

B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4

C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4

D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5

（2）在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是（　　）．

A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向

B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度

C．用量角器量出三段绳子之间的夹角

D．用天平测出钩码的质量

（3）在作图时，你认为图2－5－4中________是正确的．（填“甲”或“乙”）

三、课堂练习

1．在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．

（1）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的________（填字母代号）．

A．将橡皮条拉伸相同长度即可

B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度

C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度

D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置

（2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是________（填字母代号）．

A．两细绳必须等长

B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

2．如图所示，用A、B两弹簧测力计拉橡皮条，使其伸长到O点

，现保持A的读数不变，而使夹角减小，适当调整弹簧测力计B的拉力大小和方向，可使O点保持不变，这时：

（1）B的示数应是（　　）．

A．一定变大B．一定不变

C．一定变小D．变大、不变、变小均有可能

（2）夹角β的变化应是（　　）．

3.

某同学在家中尝“试验证平行四边形定则”，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：

将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图2－5－6所示．

（1）为完成该实验，下述操作中必需的是________．

a．测量细绳的长度

b．测量橡皮筋的原长

c．测量悬挂重物后橡皮筋的长度

d．记录悬挂重物后结点O的位置

（2）钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是______________．

4．某同学在学完“力的合成”后，想在家里做实验“验证力的平行四边形定则”．他从学校的实验室里借来两个弹簧秤，按如下步骤进行实验．

A．在墙上贴一张白纸用来记录弹簧秤弹力的大小和方向

B．在一个弹簧秤的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧秤的读数F

C．将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分别拴在两个弹簧秤的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧秤的示数相等，在白纸上记下细线的方向，弹簧秤的示数如图2－5－7甲所示

D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧秤的弹力的图示，如图2－5－7乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′

（1）在步骤C中，弹簧秤的读数为________N.

（2）在步骤D中，合力F′＝________N.

（3）若____________________，就可以验证力的平行四边形定则．

5．如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ

②对两个传感器进行调零

③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数

④取下钩码，移动传感器A改变θ角

重复上述实验步骤，得到表格．

F1/N

1.001

0.580

…

1.002

F2/N

－0.868

－0.291

0.865

θ

30°

60°

150°

（1）根据表格数据，A传感器对应的是表中力________（选填“F1”或“F2”）．钩码质量为________kg（保留一位有效数字）．

（2）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是（　　）．

A．因为事先忘记调零

B．何时调零对实验结果没有影响

C．为了消除横杆自身重力对结果的影响

D．可以完全消除实验的误差

6某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置．分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向．

（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.

（2）下列不必要的实验要求是________．（请填写选项前对应的字母）

A．应测量重物M所受的重力

B．弹簧测力计应在使用前校零

C．拉线方向应与木板平面平行

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法