物理学案专题1牛顿运动定律 1.docx

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物理学案专题1牛顿运动定律1

物理学案专题1——牛顿运动定律

牛顿第一定律（惯性定律），惯性是物体保持静止或匀速直线运动的性质，力（合力）是改变物体运动状态（变速）的原因。

简单理解：

物体做匀速直线运动云静止状态一样不需要力，F合=0；变速运动（a≠0）是因为有力的作用，也就是F合≠0.惯性的大小只与物体的质量有关。

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

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

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

3.如图所示，物体在力F的作用下沿光滑水平面做匀加速直线运动．某一时刻突然撤去力F，关于物体此后的运动情况，下列判断正确的是（　　）

A.停止运动

B.做匀速运动

C.做匀加速运动

D.做匀减速运动

4.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

5.如图4所示，一个各面均光滑的劈形物体A放在固定的斜面上，上表面呈水平，在其水平面上放一个小球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（　　）

图4

A．沿斜面向下的直线

B．竖直向下的直线

C．无规则曲线

D．抛物线

惯性和惯性定律的区别：

惯性只说明物体有保持静止或匀速直线运动的性质，惯性大小与物体的质量有关。

惯性定律说明改变物体的运动状态需要力。

例2、下列关于惯性的说法中正确的是（）

A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性

B．物体只有受外力作用时才有惯性

C．物体的运动速度大时惯性大

D．物体在任何情况下都有惯性

即时练习：

1、以下有关惯性的说法中正确的是（）

A、在水平轨道上滑行的两节车厢质量相同，行驶速度较大的不容易停下来，说明速度较大的物体惯性大

B、在水平轨道上滑行的两节车厢速度相同，其中质量较大的车厢不容易停下来，说明质量大的物体惯性大

C、推动原来静止在水平轨道上的车厢，比推另一节相同的、正在滑行的车厢需要的力大，说明静止的物体惯性大

D、物体的惯性大小与物体的运动情况及受力情况无关

2、下列说法正确的是（）

　　A．惯性和惯性定律都是指物体保持静止或匀速直线运动状态，所以它们是一回事．

　　B．不受外力作用的物体是不存在的．C．物体只有受到力的作用才能发生运动．

　　D．物体在不受外力作用时，保持原来运动状态不变的性质叫惯性．E．物体在静止时不易推动，说明物体静止时比运动时惯性大．　　

　　F．射击时，子弹出膛后能继续在空中飞行，这是由于空气阻力不大的缘故．

G．力的作用不是使物体运动，而是使物体运动状态发生改变．

3.（2012·新课标理综）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。

早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是（）

A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性

B.没有力作用，

物体只能处于静止状态

C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性

D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动

牛顿第二定律物理意义：

只要物体合力不为零就会产生加速度，加速度改变速度大小，加速度大小方向与合力一致，与速度无关。

例3.“探究加速度与力、质量的关系”的实验采用的是控制变量法．研究物体加速度与质量的关系时，应保持物体的______（填“合力”或“质量”）不变；研究物体加速度与合力的关系时，作出的a-F图象如图所示，由图可知，a与F成______（填“正比”或“反比”）．

即时练习：

1.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

2.一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则（）

A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同

B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直

C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同

D.质点单位时间内速率的变化量总是不变

3.从牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。

可是当我们用一个较小的水平力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为（）

A．牛顿第二定律不适用于静止的物体

B．根据a=F/m和a=∆V/∆t判断，加速度很小，速度增量很小，眼睛不易察觉到

C．推力小于静摩擦力，加速度为负值

D．桌子受到的合力等于零,根据牛顿第二定律，桌子的加速度等于零，所以桌子仍然静止

4.（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

5.（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

摩擦因数μ和斜面倾角的正切值的大小关系：

当μ≥tan

，不受其他力的物体能保持斜面上静止不动或匀速直线运动；当μ＜tan

，物体要沿斜面加速下滑

例4．如图3－2－15所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速运动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ，则图3－2－16中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（）

图3－2－16

即时练习：

1.如图所示，传送带与地面倾角为

，AB的长度为16m，传送带以10m／s的速度转动，在传送带上端A无初速度地放一个质量为0．5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0．5，求物体从A运动到B所用的时间可能为．（sin37°=0．6，cos37°=0．8，g=10m／s）．（）

A．2.1sB.2.0sC.1.8sD.4.0s

2.（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

3.（2008·全国理综2）如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑．已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为α．B与斜面之间的动摩擦因数是（）

A．

tanαB．

cotαC．tanαD．Cotα

牛顿第三定律：

两个物体间的作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反

例5.如图所示属于作用力和反作用力的是（　　）

A

B

C

D

即时练习：

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

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

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．

4、粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平力拉木箱匀速前进，则（）

A．拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力

B．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力

C．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力

D．木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力

5、关于反作用力在日常生活和生产技术中应用的例子，下列说法中错误的是（）

A．运动员在跳高时总是要用力蹬地面，他才能向上弹起

B．大炮发射炮弹时，炮身会向后倒退

C．农田灌溉用自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管会自动转

D．软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去

6．如图2所示，A、B两物体在水平力F的作用下共同以加速度a向右移动，则在A、B两物体间的作用力（）

A．1对B．2对C．3对D．4对

7.（2009年广东）建筑工人用图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，忽略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．910N

小结：

牛顿第三定律：

作用力与反作用力作用在两个物体上，大小相等，方向相反。

求瞬时加速度，杆、绳上的力具有突变性可以瞬间消失，弹簧的弹力不会瞬间消失，也就是短时间内不变。

图2

例6.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．

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

即时练习：

1.如图所示，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？

2.物块A1、A2、B1和B2的质量均为m，A1、A2用刚性轻杆连接，B1、B2用轻质弹簧连结，两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态，如图今突然撤去支托物，让物块下落，在除去支托物的瞬间，A1、A2受到的合力分别为

和

，B1、B2受到的合力分别为F1和F2，则（）

A．

=0，

=2mg，F1=0，F2=2mg

B．

=mg，

=mg，F1=0，F2=2mg

C．

=mg，

=2mg，F1=mg，F2=mg

D．

=mg，

=mg，F1=mg，F2=mg

图3－2－22

4．如图3－2－22所示，竖直放置在水平面上的轻弹簧上放着质量为2kg的物体A，处于静止状态．若将一个质量为3kg的物体B竖直向下轻放在A上，则放在A上的一瞬间B对A的压力大小为（g取10m/s2）（）

A．30NB．0C．15ND．12N

5.（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（　　）

弹簧弹力的产生有伸长、压缩两种情况，同一弹簧同一形变量弹力相同。

例7.如图,一个小球自空中竖直下落,落向一根竖立于地面的轻质弹簧。

图中a对应于球刚接触弹簧的位置；b是球轻放在弹簧上刚好能保持静止的位置；c是球压弹簧后所能达到的最低位置。

不计空气阻力，则（）

A、小球落至a点时速度达到最大值

B、小球落至b点时的加速度为零

C、小球压弹簧的过程中先做加速运动，后做减速运动

D、小球从a到c的过程中加速度逐渐增大

即时练习：

1.如图所示，如图所示，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始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。

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

2．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B．它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板。

系统处于静止状态。

现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d。

3、质量不计的弹簧下端固定一小球.现手持弹簧上端使小球随手在竖直方向上以同样大小的加速度a（a

A.x1′+x1=x2′+x

B.x1′+x1

C.x1′+x2′=x1+x2

D.x1′+x2′

4.如图所示，在劲度系数为k的弹簧下端挂有质量为m的物体，开始用托盘托住物体，使弹簧保持原长，然后托盘以加速度a匀加速下降（a＜g），求经过多长时间托盘与物体分离。

失重和超重,加速度向上为超重，加速度向下为失重。

速度方与加速度方向不一定相同，向上加速和向下减速是超重，向下加速和向上减速为失重，自由落体和上抛都是典型的失重。

例8：

如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8N，关于电梯的运动，以下说法正确的是（g取10m/s2）（　　）

A电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2

B.电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2

C.电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2

D.电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2

即时练习：

1.如图所示，轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上，弹簧下端悬挂一个小铁球，在电梯运行时，乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小，这一现象表明此过程中（　　）

A.电梯一定是在下降

B.电梯可能是在上升

C.乘客一定处在失重状态

D．电梯的加速度方向一定向上

2.一质量为

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．

3、实验小组利用DIS系统，观察和失重现象．他们在学校电梯房内做实验，在电梯天花板上固定一个力传感器，传感器的测量挂钩向下，并在挂钩上悬挂一个重为10N的钩码，在电梯运动过程中，计算机显示屏上显示出如图所示图线，根据图线分析可知下列说中法正确的是（　　）

A.从时刻t1到t2，钩码处于超重状态，从时刻t3到t4，钩码处于失重状态

B.从时刻t1到t2，钩码处于失重状态，从时刻t3到t4，钩码超重处于状态

C.电梯可能开始在15楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼

D.电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在15楼

4.（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。

5.（2010高考海南物理）如图5，木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为（）

A．加速下降B．加速上升C．减速上升D．减速下降

例.9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

即时练习：

1.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.

2.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（　　）

3．一物块静止在粗糙的水平桌面上。

从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。

假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。

能正确描述F与a之间的关系的图像是（）

ABCD

4.地面上有一个质量为M的重物，用力F向上提它，力F的变化将引起物体加速度的变化．已知物体的加速度a随力F变化的函数图像如图所示，则（）

A．当F小于F0时，物体的重力Mg大于作用力FB．当F＝F0时，作用力F与重力Mg大小相等

C．物体向上运动的加速度与作用力F成正比D．a′的绝对值等于该地的重力加速度g的大小

5.（2015.15江苏卷）一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（）

A．t=2s时最大

B．t=2s时最小

C．t=8.5s时最大

D．t=8.5s时最小

6.（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

例10.把一个质量是2kg的物块放在水平面上，用12N的水平拉力使物体从静止开始运动，物块与水平面的动摩擦因数为0.2，物块运动2s末撤去拉力，g取10ｍ／s2.求：

（1）2s末物块的瞬时速度.

（2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离.

即时练习：

1.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

2..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．

3.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）

4.（2013高考天津理综物理第10题）质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点，现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在B点，A、B两点相距x=20m，物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,，求：

（l）物块在力F作用过程发生位移xl的大小：

（2）撤去力F后物块继续滑动的时间t。

刚放在传送带上的零件，起初有个靠滑动摩擦力加速的过程，当速度增加到与传送带速度相同时，物体与传送带间无相对运动，摩擦力大小由f=μmg突变为零，此后以速度V走完余下距离。

例11、如图所示，水平传送带A、B两端相距S=3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.1．工件滑上A端瞬时速度vA=4m/s，达到B端的瞬时速度设为vB，求：

（重力加速度g取10m/s2）

（1）若传送带不动，则vB多大？

（2）若传送带以速度v=6m/s逆时针匀速转动，则vB多大？

（3）若传送带以速度v=2m/s顺时针匀速转动，则vB多大？

（4）若传送带以速度v=6m/s顺时针匀速转动，则vB多大？

即时练习：

1.如图所示，水平传送带AB长L＝10m，向右匀速运动的速度v0＝4m/s，一质量为1kg的小物块（可视为质点）以v1＝6m/s的初速度从传送带右端B点冲上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，g取10m/s2.求：

（1）物块相对地面向左运动的最大距离；

（2）物块从B点冲上传送带到再次回到B点所用的时间；

（3）若传送带的速度v0＝8m/s，求物体返回到B点的速度。

2.如图示，传送带与水平面夹角为370，并以v=10m/s运行，在传送带的A端轻轻放一个小物体，物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，AB长16米，求：

以下两种情况下物体从A到B所用的时间.

（1）传送带顺时针方向转动

（2）传送带逆时针方向转动

3、如图所示，为皮带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ＝37°，A、B两端相距5.0m，质量为M＝10kg的物体以v0＝6.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5.传送带顺时针运转的速度v＝4.0m/s，（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求：

（1）物体从A点到达B点所需的时间；

（2）若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体从A点到达B点的最短时间是多少？

4、如图所示，倾角为37°，长为l＝16m（AB间长度）的传送带，转动速度为v＝10m/s，动摩擦因数μ＝0.5，在传送带顶端A处无初速度地释放