学年广东高中学业水平测试物理第3章 牛顿运动定律.docx
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学年广东高中学业水平测试物理第3章牛顿运动定律
牛顿运动定律及其应用
[基础知识填充]
1．牛顿第一定律
（1）牛顿第一定律：
一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．
（2）牛顿第一定律的理解
①牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律．
②牛顿第一定律成立的条件是物体不受力，是理想条件下物体所遵从的规律，在实际情况中，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的．
2．惯性：
物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．
3．牛顿第三定律
（1）定义：
两个物体之间的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．
（2）理解
①物体各种形式的作用都是相互的，作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失、无先后之分．
②作用力与反作用力是同一性质的力．
③作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上，产生各自的作用效果．
4．牛顿第二定律
（1）牛顿第二定律的内容，物体的加速度跟合外力成正比，跟质量成反比，加速度的方向跟合外力方向相同．
（2）公式：
F＝ma.
（3）理解要点：
F＝ma这种形式只是在国际单位制中才适用，一般地说F＝kma，k是比例常数，它的数值与F、m、a各量的单位有关．在国际单位制中，即F、m、a分别以N、kg、m/s2为单位，k＝1，才能写为F＝ma.
（4）牛顿第二定律的适用范围
①牛顿第二定律只适用于惯性参考系．（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）
②牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况．
[学考真题对练]
1．（2019·广东学业水平考试）一列火车减速进站，最后停在站台上．火车在减速过程中，下列说法正确的是（ ）
A．火车的惯性越来越小 B．火车的惯性一直不变
C．火车停止时惯性为零D．火车的惯性不断增大
答案：
B
2.（2019·广东学业水平考试）如图所示，一节车厢沿水平地面向右做匀加速直线运动，车厢内悬挂小球的细绳向左偏离竖直方向，且小球相对车厢静止．下列说法正确的是（ ）
A．小球所受的拉力大于小球的重力
B．小球所受的拉力等于小球的重力
C．小球所受的拉力小于小球的重力
D．小球所受的合力为零
答案：
A
3．（2019·广东学业水平考试）如图所示，质量为1kg的物体在大小为3N的水平向右拉力F的作用下，沿水平面向右做直线运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取10m/s2，则该物体的加速度大小为（ ）
A．1m/s2B．2m/s2
C．3m/s2D．4m/s2
答案：
A
4．（2018·广东学业水平考试）关于物体的惯性，下列说法正确的是（ ）
A．同一物体在地球上比在月球上惯性大
B．物体只有在静止或做匀速直线运动时才有惯性
C．乒乓球的速度可以被快速改变，是因为乒乓球的惯性小
D．汽车速度越大，刹车所用时间越长，说明物体速度越大，惯性越大
C [惯性大小与物体的质量有关，与运动状态无关，同一物体在月球上的惯性和在地球上的惯性大小相等．质量越大，惯性越大，运动状态越难改变；质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变．]
（2017·广东学业水平考试）关于物体的惯性，下列说法正确的是（ ）
A．物体的质量越大，惯性越小
B．物体的速度越大，惯性越小
C．运动的物体具有惯性，静止的物体没有惯性
D．汽车向前行驶时突然刹车，由于惯性，乘客会向前倾
D [所有物体都有惯性，惯性大小只与物体的质量有关，物体的质量越大，惯性越大，A、B、C错误．汽车向前行驶时突然刹车，由于惯性，乘客会向前倾，D正确．]
5．（2017·广东学业水平考试）国际单位制中的单位m/s、N、A对应的物理量分别是（ ）
A．速度、力、电流强度 B．加速度、功、电量
C．速度、质量、电量D．角速度、力、电场强度
A [国际单位制中的单位m/s、N、A对应的物理量分别是速度、力、电流强度，A正确．]
（2017·广东学业水平考试）如图所示，沿水平方向做直线运动的车厢内，悬挂小球的细绳向左偏离竖直方向，小球相对车厢静止．关于车厢的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A．车厢向左做匀速直线运动
B．车厢向右做匀速直线运动
C．车厢向左做匀加速直线运动
D．车厢向右做匀加速直线运动
D [悬挂小球的细绳向左偏离竖直方向，小球所受合外力向右，加速度水平向右，车厢向左做匀减速直线运动或向右做匀加速直线运动，D正确．]
6．（2016·广东学业水平考试）发现“力不是维持物体运动的原因”的科学家是（ ）
A．伽利略B．开普勒
C．爱因斯坦D．牛顿
答案：
A
7．（2016·广东学业水平考试）关于两物体间的作用力和反作用力，下列说法正确的是（ ）
A．它们是一对平衡力
B．它们的产生有先后之分
C．它们只能存在于静止的物体之间
D．它们总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
D [一对平衡力是作用在同一物体上，作用力与反作用力是作用在两个不同的物体上，A错误．作用力与反作用力同时产生、同时消失、同时变化，大小相等、方向相反，B错误、D正确．作用力与反作用力是两个物体间的相互作用，其中任何一个物体可以运动、也可静止，C错误．]
8．（2016·广东学业水平考试）下列单位能表示力的单位的是（ ）
A．kg·m/sB．kg·m/s2
C．m/sD．m/s2
B [根据F＝ma可知B正确．]
（2015·广东学业水平考试1月）如图所示，质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上，在大小为10N沿水平方向的拉力F作用下运动，则物体的加速度是（ ）
A．10m/s2B．5m/s2
C．20m/s2D．2m/s2
B [a＝
＝
＝5m/s2.]
1.对牛顿第一定律的理解
（1）牛顿第一定律所描述的是一种理想化的运动状态，不能用实验进行验证．
（2）牛顿第一定律指出了一切物体在任何状态下都具有惯性．因此，牛顿第一定律又叫惯性定律．
（3）牛顿第一定律反映了物体不受外力的运动状态：
匀速直线运动或静止．
（4）牛顿第一定律对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因．
2．对惯性的理解
（1）惯性是物体本身的固有属性，任何物体都具有惯性．
（2）惯性与物体运动状态及受力情况无关，只与物体的质量有关．
（3）惯性不是力
（4）在不受力的条件下，惯性表现出“保持原来的运动状态”．在受力的条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变．
3．相互作用力与平衡力的比较
项目
作用力与反作用力
平衡力
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
相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失
无依赖关系，撤除一个，另一个依然存在，只是物体受力不再平衡
叠加性
两力的作用效果不可叠加，不可求合力
两个力的作用效果可以相互抵消，可叠加，可求合力且合力为零
力的性质
一定是同性质的力
可以是同性质的力，也可以是不同性质的力
大小、方向
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
4．运用牛顿第二定律时需注意的特性
（1）瞬时性：
加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：
合外力恒定不变时，加速度也保持不变，合外力变化时加速度也随之变化，合外力为零时，加速度也为零．
（2）矢量性：
牛顿第二定律公式是矢量式．公式a＝
只表示加速度与合外力的大小关系．矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致．
（3）同一性：
加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言，即F与a均是对同一个研究对象而言．
（4）独立性：
是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，物体的加速度，即是这些加速度的矢量和．
5．两类动力学基本问题的解题思路图解如下：
可见，不论求解哪一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键．
[最新模拟快练]
1．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因
B．惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C．由牛顿第一定律可知，物体所受合外力为零时，一定处于静止状态
D．牛顿第一定律可以通过实验来验证
答案：
B
2．（2018·雷州学考模拟）某同学在探究实验室做“用传感器探究作用力与反作用力的关系”的实验，得到两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线如图所示．图中两条图线具有对称性，通过图象不能得到的实验结论是（ ）
A．两个相互作用力大小始终相等
B．两个相互作用力方向始终相反
C．两个相互作用力同时变化
D．两个相互作用力作用在同一个物体上
答案：
D
3．（2019·云浮学测模拟）一苹果静止放置在水平桌面上，下列说法正确的是（ ）
A．苹果对桌面的压力与苹果所受重力是一对平衡力
B．桌面对苹果的支持力是由于桌面发生形变产生的
C．苹果共受到重力、桌面的支持力和摩擦力三个力作用
D．桌面对苹果的支持力与苹果所受重力是一对相互作用力
答案：
B
4．（2018·珠海学考模拟）牛顿第二定律的表达式可以写成m＝
，对某个物体来说，它的质量m（ ）
A．跟合外力F成正比
B．跟合外力F与加速度a都无关
C．跟它的加速度a成反比
D．跟合外力F成反比，跟它的加速度a成正比
答案：
B
5．（2018·开平学考模拟）一个物体受到4N的力作用时，产生的加速度是2m/s2，那么这个物体在6N的力作用下，产生的加速度大小是（ ）
A．1m/s2B．3m/s2
C．5m/s2D．6m/s2
答案：
B
6．如图所示，航天员王亚平利用“天宫一号”中的“质量测量仪”测量航天员聂海胜的质量为74kg.测量时，聂海胜与轻质支架被王亚平水平拉离初始位置，且处于静止状态，当王亚平松手后，聂海胜与轻质支架受到一个大小为100N的水平恒力作用而复位，用光栅测得复位时瞬间速度为1m/s，则复位的时间为（ ）
A．0.74sB．0.37s
C．0.26sD．1.35s
A [根据牛顿第二定律，加速度a＝
＝
m/s2，则复位的时间t＝
＝
s＝0.74s，故选A.]
7．2018年6月5日起，惠州司乘人员（包括后排）不系安全带都将被罚款．假定某次紧急刹车时，由于安全带的作用，质量为70kg的乘员获得大小约为6m/s2的加速度，则安全带对乘员的作用力约为（ ）
A．200NB．420N
C．600ND．800N
B [由F＝ma得安全带对乘员的作用力约为420N，故B正确．]
8．（2018·揭阳学考模拟）（多选）关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．质量一定，物体受到的合外力越大，加速度越大
B．物体受到的合外力越大，速度越大
C．物体从静止开始在外力作用下做直线运动，当合外力逐渐减小时，速度还逐渐增大
D．物体原来做匀变速直线运动，当合外力逐渐增大时，速度也一定逐渐增大
答案：
AC
超重和失重
[基础知识填充]
超重、失重和完全失重的对比
项目
超重
失重
完全失重
定义
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况
物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态
产生条件
物体有向上的加速度
物体有向下的加速度
a＝g，且方向向下
[学考真题对练]
1.（2019·广东学业水平考试）如图所示，升降机里的一轻质弹簧悬挂着小球，初始时升降机停在某一中间楼层，小球相对升降机静止．当升降机启动时发现弹簧的长度变长，则该时刻升降机（ ）
A．匀速上升B．匀速下降
C．加速下降D．加速上升
答案：
D
2．（2018·广东学业水平考试）某同学乘坐电梯从一楼到九楼，在电梯将要停下来时，该同学（ ）
A．处于失重状态
B．处于超重状态
C．所受的重力变大
D．所受的重力变小
A [在电梯将要停下来时，电梯做减速上升，加速度方向向下，该同学处于失重状态，所受的重力不变．]
（2018·广东学业水平考试）在某次实验中，小红站在升降机中的磅秤上发现磅秤的示数变大，则升降机可能在（ ）
A．加速下降B．减速上升
C．匀速上升D．加速上升
D [小红受到2个力作用，重力和支持力，磅秤示数变大，说明处于超重状态，加速度向上．]
3．（2017·广东学业水平考试）小明站在电梯里的体重计上，当电梯以1m/s2的加速度加速上升时，体重计的示数（ ）
A．大于小明受到的重力
B．等于小明受到的重力
C．小于小明受到的重力
D．等于零
A [小明站在电梯里的体重计上，当电梯加速上升时，处于超重状态，体重计的示数大于小明受到的重力，A正确．]
4.（2016·广东学业水平考试）城市部分过街天桥装有智能化电动扶梯，如图所示，当乘客站上扶梯时，它先缓慢加速，然后再匀速上升．则（ ）
A．乘客始终处于超重状态
B．乘客始终处于失重状态
C．电梯对乘客的作用力始终竖直向上
D．电梯匀速上升时，电梯对乘客的作用力竖直向上
D [扶梯加速时，对人有一个水平向右的静摩擦力，C错误．加速阶段，加速度斜向上，乘客处于超重状态；匀速阶段，扶梯对人的作用力竖直向上，且与重力是一对平衡力，A、B错误，D正确．]
5.（2015·广东学业水平考试）如图所示，光滑水平桌面上的木块，通过轻绳跨过轻质定滑轮与沙桶相连．木块在拉力的作用下滑动，不计滑轮摩擦．滑动的木块（ ）
A．速度不变
B．加速度不变
C．受到的合外力为零
D．受到的拉力大于沙桶的重力
B [木块和沙桶做匀加速运动．沙桶处于失重状态．]
6．（2015·广东学业水平考试1月）某空间站绕地球做匀速圆周运动，在空间站中不能正常使用的仪器是（ ）
A．电子表 B．天平
C．电子温度计D．电压表
B [空间站处于完全失重状态，所有与重力有关的仪器均不能正常使用．]
对超重、失重的理解
（1）只要物体有竖直向上（或向下）的加速度，就会出现超重（或失重）现象，与物体的运动方向无关．
（2）发生超重（或失重）现象时，只是物体的“视重”增加（或减小）了，物体的重力并没有变化．
[最新模拟快练]
1．（2018·汕尾学考模拟）关于超重与失重，下列说法正确的是（ ）
A．超重就是物体所受的重力增加了
B．失重就是物体所受的重力减少了
C．完全失重就是物体所受的重力为零
D．超重或失重时物体所受的重力不变
答案：
D
2.（2018·镇江学测模拟）风洞实验如图所示，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”．则实验者在此过程中（ ）
A．处于失重状态
B．运动状态保持不变
C．所受重力小于气流对人的“托力”
D．所受重力的反作用力是气流对人的“托力”
答案：
C
3．（2018·信宜学考模拟）用一根细绳将一重物吊在电梯的天花板上，在下列四种情况中，绳的拉力最大的是（ ）
A．电梯匀速上升B．电梯匀速下降
C．电梯加速上升D．电梯加速下降
答案：
C
4.如图所示，小文同学在电梯中体验加速上升和加速下降的过程，这两个过程（ ）
A．都是超重过程
B．都是失重过程
C．加速上升是失重过程，加速下降是超重过程
D．加速上升是超重过程，加速下降是失重过程
D [加速上升时加速度方向向上，故支持力大于重力，为超重；加速下降时加速度方向向下，支持力小于重力，为失重，故D正确．]
5．某中学举行了秋季运动会，如图所示是小明同学参加跳高决赛的现场，他以背越式跳过1.65m的高度拿到了本届校运会的亚军，为班级争了光．若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．小明在下降过程中处于失重状态
B．小明脚离地起跳以后在上升过程中处于超重状态
C．小明起跳时地面对他的支持力等于他的重力
D．小明越过横杆以后在下降过程中重力消失了
答案：
A
6．（2018·惠州学考模拟）如图所示，弹簧测力计上端固定在升降机的顶上，另一端挂一重物，升降机静止时弹簧的伸长量为l，当升降机做下列哪种运动时，弹簧伸长量增大（ ）
A．升降机向上匀速运动
B．升降机向上匀减速运动
C．升降机向下匀加速运动
D．升降机向下匀减速运动
答案：
D
7．（2019·广州学测模拟）如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作．下列Ft图象能反映体重计示数随时间变化的是（ ）
A B
C D
答案：
C
8．（2018·中山学考模拟）（多选）重600N的人站在升降机内的台秤上，台秤示数为480N，则升降机可能正在（ ）
A．匀速下降B．加速下降
C．减速上升D．减速下降
答案：
BC
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