上海高三物理复习牛顿运动定律专题.docx

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上海高三物理复习牛顿运动定律专题

第三章牛顿运动定律专题

考试内容和要求

知识内容

学习水平

说明

牛顿定律

牛顿第一定律，惯性

B

牛顿第二定律

C

牛顿定律的应用

D

只限于单个物体在质量和所受合力大小都不变的情况，并且不要求讨论用摩擦力作动力的问题

加速度与力的关系、加速度与质量的关系实验（演示实验）

C

牛顿第三定律

B

牛顿第三定律（DIS演示实验）

一．牛顿运动定律

1．牛顿第一定律

（1）第一定律的内容：

任何物体都保持或的状态，直到有迫使它改变这种状态为止。

牛顿第一定律指出了力不是产生速度的原因，也不是维持速度的原因，力是改变的原因，也就是产生的原因。

（2）惯性：

物体保持的性质叫做惯性。

牛顿第一定律揭示了一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质，与外部条件无关，因此该定律也叫做惯性定律。

【典型例题】

1．（2005广东）一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（）

（A）车速越大，它的惯性越大

（B）质量越大，它的惯性越大

（C）车速越大，刹车后滑行的路程越长

（D）车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大

2．（2006广东）下列对运动的认识不正确的是（）

（A）亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动

（B）伽利略认为力不是维持物体速度的原因

（C）牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动

（D）伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去

3．（2003上海理综）科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。

在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学的方法。

理想实验有时更能深刻地反映自然规律。

伽利略设想了一个理想实验，如图所示，其中有一个是经验事实，其余是推论。

①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；

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如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。

请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列（只要填写序号即可）。

在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。

下列关于事实和推论的分类正确的是（）

（A）①是事实，②③④是推论

（B）②是事实，①③④是推论

（C）③是事实，①②④是推论

（D）④是事实，①②③是推论

2．牛顿第二定律

（1）第二定律的内容：

物体运动的加速度同成正比，同成反比，而且加速度方向与力的方向一致。

ΣF＝ma

（2）1牛顿＝1千克·米/秒2

1N的物理意义：

。

（3）第二定律的深入理解

①定律深刻阐明了加速度和外力之间存在着下列关系：

因果关系：

力是使物体产生加速度的原因，力是因，加速度是果。

方向关系：

加速度的方向与外力（或合外力）的方向始终一致。

瞬时关系：

加速度与外力（或合外力）定量定向相应地同时产生，同时变化，同时消失。

②定律中所说的“物体”应是可被当作质点来看待的物体或物体系。

③定律给“质量”以科学的含义：

“质量是物体惯性大小的量度。

”

④牛顿运动定律只适用于宏观、低速物体，不能用来处理微观粒子和高速物体的运动。

【典型例题】

4．关于直线运动，下列说法中正确的是（）

（A）物体的运动方向总是和它所受合力的方向一致

（B）物体的加速度方向总是和它所受合力方向一致

（C）物体所受的合力保持不变其速度也保持不变

（D）物体所受的合力逐渐增大时其速度也一定逐渐增大

5．（2002上海）一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是（）

（A）探测器加速运动时，沿直线向后喷气

（B）探测器加速运动时，竖直向下喷气

（C）探测器匀速运动时，竖直向下喷气

（D）探测器匀速运动时，不需要喷气

6．（2002春招）质量为m的三角形木楔A置于倾角为θ的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为μ，一水平力F作用在木楔A的竖直平面上，在力F的推动下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动，则F的大小为（）

（A）m（a＋gsinθ＋μgcosθ）/cosθ

（B）m（a－gsinθ）/（cosθ＋μsinθ）

（C）m（a＋gsinθ＋μgcosθ）/（cosθ－μsinθ）

（D）m（a＋gsinθ＋μgcosθ）/（cosθ＋μsinθ）

7．如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用。

已知物块P沿斜面加速下滑。

现保持F的方向不变，使其减小，则加速度（）

（A）一定变小（B）一定变大

（C）一定不变　　　（D）可能变小，可能变大，也可能不变

8．如图所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F、方向如图所示的力去推它，使它以加速度a右运动。

若保持力的方向不变而增大力的大小，则（）

（A）a变大

（B）不变

（C）a变小

（D）因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势

9．（2004广东）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沿图示方向分别作用在1和2上，用F/2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的加速度大小，则（）

（A）a1＝a2＝a3

（B）a1＝a2，a2＞a3

（C）a1＞a2，a2＜a3

（D）a1＞a2，a2＞a3

3．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、作用在一条直线上。

作用力与反作用力一定是同种性质的力。

（2）一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别：

共同点：

一对作用力与反作用力和一对平衡力都是等值、反向、作用在同一直线上。

不同点：

①一对作用力与反作用力作用在两个物体上，这两个物体互为施力物体和受力物体；而一对平衡力作用在同一物体上，受力物体相同，施力物体不相同。

②一对作用力与反作用力一定是同种性质的力；但一对平衡力不一定是同种性质的力。

【典型例题】

10．（1999广东）汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律知（）

（A）汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力

（B）汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力

（C）汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力

（D）汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力

11．（2003春招）在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两板与冰面的摩擦因数相同．已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于（）

（A）在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力

（B）在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间

（C）在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度

（D）在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小

二．牛顿运动定律的应用

1．两类问题

已知物体的受力情况，就可以确定物体的运动情况；

12．（1994上海）假设汽车紧急制动后所受到的阻力的大小与汽车所受重力的大小差不多。

当汽车以20米/秒的速度行驶时，突然制动，它还能继续滑行的距离约为（）

（A）40米（B）20米（C）10米（D）5米

13．（2004全国）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点。

每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处释放（初速为0），用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则（）

（A）t1＜t2＜t3（B）t1＞t2＞t3

（C）t3＞t1＞t2、（D）t1＝t2＝t3

14．（2007上海）如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。

每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据（重力加速度g＝10m/s2）

t（s）

0.0

0.2

0.4

…

1.2

1.4

…

v（m/s）

0.0

1.0

2.0

…

1.1

0.7

…

求：

（1）斜面的倾角α；

（2）物体和水平面之间的动摩擦因数μ；

（3）t＝0.6s时的瞬时速度v。

已知物体的运动情况，就可以确定物体的受力情况。

15．（1996上海）某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又下降了0.5m，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力约为（）

（A）自身所受重力的2倍

（B）自身所受重力的5倍

（C）自身所受重力的8倍

（D）自身所受重力的10倍

16．（2002全国）蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。

一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。

已知运动员与网接触的时间为1.2s。

若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。

17．（2007上海）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g＝10m/s2。

求：

（1）小环的质量m；

（2）细杆与地面间倾角α。

多个过程：

18．斜面长10米，高6米，质量为10千克的物体在斜面底部受一个沿斜面向上的力F＝100牛作用，由静止开始运动。

2秒内物体在斜面上移动了4米，2秒末撤去F，求撤去F后，经多长时间物体返回斜面底部？

2．考虑阻力的落体和上下抛运动

19．A为实心木球，B为实心铁球，C为空心铁球，三球中A和C质量相等且小于B球质量。

现A、B、C三球同时从同一高度由静止开始下落，且受到的阻力相同，则三球落地时间是（）

（A）三球同时落地

（B）B先落地，A最后落地

（C）A、B同时落地，C最后落地

（D）A、C同时落地，B在A、C前落地

20．竖直向上抛出的物体，最后又落回原处，若考虑空气阻力，且设阻力在整个过程中大小不变，则物体（）

（A）上升过程的加速度大小一定大于下降过程中的加速度的大小

（B）上升过程最后1s内位移的大小一定等于下降过程中最初1s内位移的大小

（C）上升过程所需要的时间一定小于下降过程所需要的时间

（D）上升过程的平均速度一定大于下降过程的平均速度

3．超重和失重

当物体存在向上加速度时，它对支持物的压力（或对悬线的拉力）大于它所受重力的现象就是超重；当物体存在向下加速度时，它对支持物的压力（或对悬线的拉力）小于它所受重力的现象就是失重；物体对支持物的压力（或对悬线的拉力）等于零时就是完全失重状态。

【典型例题】

21．为了研究超重与失重现象．某同学把一体重秤放在电梯的地板上，他站在体重秤上随电梯运动并观察体重秤示数的变化情况．表中记录了几个特定时刻体重秤的示数（表内时间不表示先后顺序），若已知t0时刻电梯静止，则（）

时间

t0

t1

t2

t3

体重称示数（kg）

45.0

50.0

40.0

45.0

（A）t1和t2时刻该同学的质量并没有变化，但所受重力发生变化

（B）t1和t2时刻电梯的加速度方向一定相反

（C）t1和t2时刻电梯运动的加速度大小相等，运