物理辅导学案 专题1牛顿运动定律Word下载.docx

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保持物体的________不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系．质量

7.探究加速度与质量的关系时基本思路：

保持物体________________相同，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系所受的力

8.物理量：

物理学中量度物体属性或描述物体及其变化过程的量。

运动状态

9.平衡力

（1）定义：

一个物体在两个力的作用下而处于平衡，那么我们就把这两个力叫做一对平衡力．

（2）特点：

①一对平衡力的效果是使物体处于平衡状态．

②一对平衡力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．

二、常规题型

例1.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），两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，如不考虑其他阻力，则两个小球（　　）

A．一定相碰B．一定不相碰

C．不一定相碰D．无法确定

答案：

B　[小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用．原来两个小球与小车有相同速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以不会相碰．]

即时练习：

1　关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是（　　）

A．牛顿第一定律是实验定律

B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因

C．惯性定律与惯性的实质是相同的

D．物体的运动不需要力来维持

答案BD　[牛顿第一定律强调了物体在不受力的情况下的运动规律，也说明了在受力时运动状态的改变，但自然界中不受力的物体是不存在的，故A错误；

惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，惯性定律（即牛顿第一定律）则反映物体在一定条件下的运动规律，故C错误；

由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态，则必须有力的作用，B、D正确．]

2.下列物体的运动状态发生了变化的有（　　）

A．匀速飘落的羽毛

B．匀速拐弯的自行车

C．匀加速起动的火车

D．绕地球匀速运行的航天飞机

BCD

3.一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

解析：

惯性只与质量有关，与速度无关，选项A错误B正确；

刹车后在地面滑行的加速度大小相同，由v2=2ax可知，车速越大，刹车后滑行的路程越长，选项C正确D错误。

点评：

此题考查牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律及其相关知识。

答案BC

小结：

牛顿第一定律，力是改变物体运动状态的原因，惯性只与物体的质量有关。

例2.关于速度、加速度、合外力的关系，下列说法中不正确的是（　　）

A．不为零的合外力作用于静止物体的瞬间，物体立刻获得加速度

B．加速度方向与合外力方向总是一致的，但与速度方向可能相同，也可能不同

C．在初速度为零的匀加速直线运动中，速度、加速度与合外力方向三者总是一致的

D．合外力变小，物体的速度一定变小

答案D　[由牛顿第二定律知，合外力与加速度有瞬时对应关系，A正确；

由a与v的关系知，a与v可能同向，也可能反向，B正确；

在初速度为零的匀加速直线运动中，F与a同向，又a与v也是同向（在匀加速直线运动中），故三者同向，C正确；

F合变小，a变小，但v不一定变小，例如a、v同向，a变小，v变大，故D项错．]

1.（2012•海南）根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是（　　）

A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比

B．物体所受合外力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度

C．物体加速度的大小跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比

D．当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比

A、根据牛顿第二定律得知：

物体加速度的大小跟质量成反比，与速度无关．故A错误．

B、力是产生加速度的原因，只要有力，就产生加速度，力与加速度是瞬时对应的关系．故B错误．

C、物体加速度的大小跟物体所受的合外力成正比，而不是跟它的所受作用力中的任一个的大小成正比．故C错误．

D、当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，根据牛顿第二定律F=ma可知，物体水平加速度大小与其质量成反比．故D正确．

2.（2010•海南9）下列说法正确的是（　　）

A．若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零

B．若物体的加速度均匀增加，则物体做匀加速直线运动

C．若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动

D．若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动

　本题考查运动和力的关系，意在考查考生理解和分析运动和力的关系的各种情况的能力．物体的速率不变，不一定是速度不变，如匀速圆周运动，合外力总是指向圆心，而速率不变，所以选项A错误；

匀加速直线运动的加速度是恒定的，加速度均匀增加就是变加速运动，故B也不对；

物体所受合外力的方向与速度方向相反，物体将做减速运动，但如果合外力大小是变化的，则做的就是变减速运动，故选项C不对；

在任意相等的时间间隔内物体的位移相等，因为位移是矢量，包含了方向，故是匀速直线运动，所以选项D正确．

3.（2009•北京）如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上．滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ．若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则（　　）

A．将滑块由静止释放，如果μ＞tanθ，滑块将下滑

B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果μ＜tanθ，滑块将减速下滑

C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是2mgsinθ

D．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果μ=tanθ，拉力大小应是mgsinθ

C

4.（2011•天津）如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（　　）

A．方向向左，大小不变B．方向向左，逐渐减小

C．方向向右，大小不变D．方向向右，逐渐减小

A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A、B整体根据牛顿第二定律有

a＝μ（mA+mB）g/mA+mB＝μg

然后隔离B，根据牛顿第二定律有

fAB=mBa=μmBg大小不变，

物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左；

故选A．

5.小球A静止放在光滑车底板上，（设车厢底板足够长），如图所示，当车厢受到水平向右的力F作用时，车厢从静止开始在水平面上做速度越来越大的直线运动，则在此运动过程中，小球A对地的运动情况（ 

）

A．做匀速直线运动

B．处于静止状态

C．做与车厢同方向速度越来越大的直线运动

D．做与车厢反方向速度越来越大的直线运动

B

牛顿第二定律定义考察

图2

例3.图2中小球M处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角为θ，烧断BO绳的瞬间，试求小球M的加速度的大小和方向．

gtanθ　方向水平向右

解析　烧断BO绳前，小球受力平衡，受力如图甲所示，由此求得BO绳的拉力F＝mgtanθ；

烧断BO绳的瞬间，拉力消失，而弹簧还是保持原来的长度，弹力与烧断前相同．此时，小球受到的作用力是弹力和重力，如图乙所示，其合力方向水平向右，与烧断前BO绳的拉力大小相等，方向相反，即F合＝mgtanθ，由牛顿第二定律得小球的加速度a＝

＝gtanθ，方向水平向右．

1.如图3所示，质量分别为mA和mB的A和B两球用轻弹簧连接，A球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂A球的细线剪断，此时A和B两球的瞬间加速度各是多少？

图3

aA＝

g　方向竖直向下　aB＝0

2.（2010•河北）如图，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（　　）

【答案】C。

【解析】在抽出木板的瞬时，弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变。

对1物体受重力和支持力，mg=F,a1=0. 

对2物体受重力和压力，根据牛顿第二定律

【命题意图与考点定位】本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题，关键是区分瞬时力与延时力。

牛顿第二定律，不为零的合力作用在物体的瞬间，物体获得加速度且方向与合力方向一致。

例4.（2011北京理综卷第18题）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，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的上部随时间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，此人在蹦极过程中最大加速度约为

A.g

B.2g

C.3g

D.4g

【解析】：

从图象可知此人重力约为0.6F0，质量为0.6F0/g，弹性绳中最大拉力为1.8F0，由牛顿第二定律得，1.8F0-0.6F0=0.6F0/g·

a，解得最大加速度a=2g，选项B正确。

【答案】：

【点评】此题考查牛顿第二定律、F-t图象等知识点。

1.（2012•山西二模）静止在光滑水平面上的物体，在如图所示的水平力F作用下朝某一方向运动，且图中有t1=t0，t2=2t0，t3=3t0，则同该F-t图象相对应的v-t和a一t图象分别是（　　）

A.

B.

C.

D.

解：

A、B，由F-t图象分析得知，0-t0时间内，物体由静止开始做匀加速直线运动，速度图象是过原点的倾斜的直线；

t0-2t2时间内，F=0，物体做匀速直线运动；

2t0-3t0时间内，F＜0，物体沿原方向做匀减速直线运动．所以A正确，B错误．C、D，根据牛顿第二定律得知：

a与F成正比，a-t图象与F-t图象相似．故C正确，D错误．故选AC

2.物体在力F作用下运动，F的方向与物体运动方向一致，其F-t图象如图所示，则物体（　　）

A．在t1时刻加速度最大

B．在0-t1时间内做匀加速运动

C．从t1时刻后便开始返回运动

D．在0-t2时间内，速度一直在增大

A、根据牛顿第二定律得，力越大时，加速度越大，由图象可知t1时刻力F最大，所以加速度最大，所以A正确；

B、由图象可得，在0-t1时间内力F逐渐增大，根据牛顿第二定律得，加速与会增大，所以物体做加速度逐渐增大的变加速运动，所以B错误；

C、由图象知，t1时刻力F开始减小，但方向未发生变化，所以物体继续向前加速运动，所以C错误；

D、由图象可知在0-t2时间内F的方向没发生变化，又F的方向与物体运动方向一致，所以物体一直做加速运动，所以D正确；

故选AD．

3.（2010福建理综）质量为2kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等。

从t=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力F的作用，F随时间t的变化规律如图11所示。

重力加速度g取10m/s2，则物体在t=0到t=12s这段时间内的位移大小为

（）

A.18mB.54mC.72mD.198m

在6-9s时间内：

F=f，物体做匀速直线运动，位移s3=vt=6×

3m=18m。

在9-12时间内：

F>

f，物体以v=6m/s为初速度，以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，位移s4=vt+

at2=6×

3m+

×

2×

32m=27m

所以0~12s内物体的位移为：

s=s1+s2+s3+s4=54m，选项B正确。

【答案】B

【点评】本题属于多过程问题，综合考查静摩擦力、滑动摩擦力、牛顿运动定律、匀速直线运动和匀变速直线运动、F-t图象等知识点，需要考生准确分析出物体在每一段时间内的运动性质。

4.（2012•增城市模拟）某物体做直线运动的v-t图象如图所示，据此判断图F-t图象（F表示物体所受合力），四个选项中正确的是（　　）

答案B

F-T图像

例5.如图所示属于作用力和反作用力的是（　　）

A

B

C

D

A、二力作用在两个物体上，大小相等、方向相反，作用在一条直线上，因此二力是作用力和反作用力的关系，故A符合题意；

B、二力作用在一条直线上，一个物体上，大小也不相等，因此二力不是相互作用力的关系，故B不符合题意；

C、二力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，是一对平衡力，故C不符合题意；

D、二力作用在一个物体上，大小不相等，方向不同，不在一条直线上，故D不符合题意．

1.关于作用力和反作用力，下列说法中正确的是（　　）

A．物体相互作用时，先产生作用力，后产生反作用力

B．作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因此它们的合力为零，对物体不能产生加速度

C．压力和支持力是一对作用力和反作用力，可以将压力称为作用力，支持力称为反作用力，也可以将支持力称为作用力，压力称为反作用力

D．只有当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时作用力和反作用力才大小相等，方向相反

A、物体相互作用时，作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，故A错误；

B、作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，故B错误；

C、压力和支持力是一对作用力和反作用力，可以将压力称为作用力，支持力称为反作用力，也可以将支持力称为作用力，压力称为反作用力，故故C正确；

D、由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力大小相等，方向相反，与所处的状态无关，故D错误；

故选C．

2.关于两个物体间的作用力和反作用力，下列说法中正确的是（　　）

A．作用力和反作用力一定同时产生，同时消失

B．作用力和反作用力可以不同时产生

C．作用力和反作用力可以是不同性质的

D．作用力和反作用力的效果会相互抵消

A、根据牛顿第三定律，作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，故一定同时产生，同时消失，故A正确，B错误；

C、力是物体间的相互作用，作用力和反作用力的性质一定相同，故C错误；

D、作用力和反作用力作用在不同的物体上，作用效果不能抵消，不能合成，故D错误；

3.有一位女跳伞员在空中跳伞时，不幸伞未全部张开，如图所示，眼看就要酿成惨剧，但她非常沉着，在快落到地面时，她用尽全力将未张开的伞向下猛拉，结果落到地面后，虽然受了伤却保住了性命，试用学过的物理知识解释这个现象．

根据牛顿第三定律可知人用尽全力将未张开的伞向下猛拉，则伞对人有一个向上的拉力，如果伞对人的拉力大于人的重力，则人要做减速运动；

如果此时人恰好落地，则地面对人的作用力将变小，由于以上原因使人保住了生命．

故答案为：

人用尽全力将未张开的伞向下猛拉，则伞对人有一个向上的拉力，伞对人的拉力大于人的重力，则人要做减速运动；

如果此时人恰好落地，则地面对人的作用力将变小．

牛顿第三定律作用力与反作用力

例6.（2007年海南高考物理）游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重或失重的感觉。

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

BC。

1.（2007·

山东理综）下列实例属于超重现象的是

A．汽车驶过拱形桥顶端

B．荡秋千的小孩通过最低点

C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动。

D．火箭点火后加速升空。

BD解析：

汽车驶过拱形桥顶端，加速度向下，属于失重现象；

荡秋千的小孩通过最低点，加速度向上，属于超重现象；

跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上做减速运动，加速度向下，属于失重现象；

火箭点火后加速升空，加速度向上，属于超重现象；

所以选项BD正确。

2.（2005·

全国理综1）一质量为

的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为

为重力加速度。

人对电梯底部的压力为

A．

B．

C．

D．

D

设电梯对人的支持力为F，由牛顿第二定律，F-mg=ma，解得F=

.由牛顿第三定律可知，人对电梯底部的压力为

，选项D正确。

3.（2004全国Ⅰ）下列哪个说法是正确的：

（）

A.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态

C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态

D.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

4.（2011•四川）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：

打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则（　　）

A．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小

B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力

C．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功

D．.返回舱在喷气过程中处于失重状态

A、火箭开始喷气前匀速下降拉力等于重力减去返回舱受到的空气阻力，火箭开始喷气瞬间反冲力直接对返回舱作用因而伞绳对返回舱的拉力变小．所以A正确．

B、返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火箭向下喷气而获得向上的反冲力，不是空气阻力，所以B错误．

C、在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，加速度方向向上，返回舱处于超重状态，动能减小，返回舱所受合外力做负功，所以C错误．

D、由C的分析可知，D错误．

超重和失重

例7.（2010新课标卷）如图1所示，一物块置于水平地面上.。

当用与水平方向成60°

角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；

当改用与水平方向成30°

角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为

A．

C．

D．1-

【解析】物体受重力mg、支持力N、摩擦力f和已知力F1或F2处于平衡状态，根据平衡条件，将F1或F2分别沿水平方向和竖直方向分解，根据平衡条件，

【答案】B【点评】此题考查受力分析和平衡条件的应用。

要注意两种情况下压力不同，滑动摩擦力不同。

1.（2004全国理综卷2）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<

t3B．t1、>

、t2、>

t3

C．t3>

t1、>

t2、D．t1=、t2、=t3

设圆的直径为s1，小滑环从a处下落，做自由落体运动，由s1=

gt12，解得t1=

；

设bd与ad的夹角为θ，小滑环从b处下滑，由牛顿第二定律可知mgcosθ=ma，加速度为a=gcosθ，由s2=

gcosθt22，s2=s1cosθ，解得t2=

同理，小滑环从c处下滑，解得t3=

.。

【答案】D

2.（2010•海南）在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间t后停止．现将该木板改置成倾角为45°

的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑．若小物块与木板之间的动摩擦因数为μ．则小物块上滑到最高位置所需时间与t之比为（　　）

木板水平时，物块的合力是滑动摩擦力．根据牛顿第二定律得出：

小物块的加速度a1=μg，

设滑行初速度为v0，则滑行时间为t=v0/μg；

木板改置成倾角为45°

的斜面后，对物块进行受力分析：

小滑块的合力F合=mgsin45°

+f=mgsin45°

+μmgcos45°

小物块上滑的加速度a2=（mgsin45°

）/m=（1+μ）√2/g2，

滑行时间t′=v0/a2=v0/（1+μ）√2g，

因此t′/t=a1/a2=√2μ/1+μ

3.（2011•虹口区二模）质量为10kg的物体在F＝200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37O．力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1．25秒钟后，速度减为零．求：

物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移s。

（已知sin37o＝0．6，cos37O＝0．8，g＝10m/s2）

物体在重力、支持力FN1、摩擦力和水平推力F的作用下沿斜面上滑，设物体的加速度为a1，沿斜面方向由牛顿第二定律得

Fcosθ－μFN1－mgsinθ＝ma1

物体的总位移s=

解得物体的总位移s=16.25m。

4.（2013•松江区一模）如图所示，一辆长L=2m，高h=0.8m，质量为M=12kg的平顶车，车顶面光滑，在牵引力为零时，仍在向前运动，设车运动时受到的阻力与它对地面的压力成正比，且比例系数μ=0.3．当车速为v0=7m/s时，把一个质量为m=1kg的物块（视为质点）轻轻放在车顶的前端，并开始计时．那么，经过t=s物块离开平顶车；

物块落地时，落地点距车前端的距离为s=m．

由于m与M无摩擦，所以开始物块m在车上静止，离开车后做自由落体运动，放上m后地面对M的摩擦力F1=μ（m+M）g，

牛顿第二定律和直线运动综合题

例8.（2013•海南）一质点