高考物理 备考冲刺之易错点点睛系列 专题03 牛顿运动定律学生版.docx

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高考物理备考冲刺之易错点点睛系列专题03牛顿运动定律学生版

高考物理备考冲刺之易错点点睛系列专题03牛顿运动定律（学生版）

牛顿定律在直线运动中的应用历来是高考的热点，它不仅仅涉及力学中对物体的受力分析和牛顿运动定律的应用，还常常涉及带电粒子在电场和磁场以及复合场中的运动问题。

预测2012年高考重点主要在以下几个方面：

1、速度、位移、加速度的矢量性和速度、位移、加速度的运算公式的应用，主要运用相关公式进行运算，注意公式的选择和使用。

2、匀变速直线运动中两种比例的应用和平均速度与初速度、末速度的关系。

3、直线运动中的追及问题，特别注意追及问题的临界条件，常常是解题的关键，速度相等是物体恰能追上或恰不相碰、或间距最大、或最小的临界条件。

4、运用牛顿第二定律和运动学公式分析解决问题，检测综合运用知识解决问题的能力，要对物体进行受力分析，进行力的合成与分解，要对物体运动规律进行分析，然后再根据牛顿第二定律，把物体受的力和运动联系起来，列方程求解。

5、利用速度图象，从速度、位移的角度分析运动的物理过程，同时分析带电粒子的受力情况，继而对粒子运动的有关问题作出正确的判断。

6、一般来说，带电体在复合场中的运动问题常有两类：

一类是，在没有特殊说明的情况下，一般不考虑其重力；另一类是带电微粒在复合场中的运动问题，在没有特殊说明的情况下，一般要考虑其重力。

当带电粒子

在电场、磁场或者复合场中运动时，特别要注意分析电场和磁场的方向，再确定电场力和洛伦兹力的方向，运用平衡条件或牛顿定律建立方程求解。

【知识导学】

一、牛顿第二定律的四性

性质

内容

瞬时性

力与加速度同时产生、同时消失、同时变化

同体性

在公式F＝ma中，m、F、a都是同一研究对象在同一时刻对应的物理量

矢量性

加速度与合力方向相同

独立性

当物体受几个力的作用时，每一个力分别产生的加速度只与此力有关，与其他力无关；物体的加速度等于所有分力产生的加速度分量的矢量和

二、超重与失重

1．物体具有向上的加速度（或具有向上的加速度分量）时处于超重状态．

2．物体具有向下的加速度（或具有向下的加速度分量）时处于失重状态；物体具有的向下的加速度等于重力加速度时处于完全失重状态．

注意：

无论是超重还是失重，物体的重力不会改变．

三、力F与直线运动的关系

合外力F与物体的速度v在同一直线上时，物体做直线运动．若F与v同向，物体做加速运动；若F与v反向，物体做减速运动．在以上情形下，若力F恒定，则物体做匀变速直线运动.

探究点一　追及与相遇问题

初速度小（或初速度为零）的甲物体匀加速追做匀速运动的速度大的乙物体：

（1）当两者速度相等时，甲、乙两物体的间距为甲追上乙前的最大距离；

（2）若甲从两物体第一次相遇的位置开始追乙，当两者位移相等时，甲、乙两物体再次相遇；若甲、乙刚开始相距s0，则当两物体的位移之差为s0时，甲、乙两物体相遇．

例1.一辆值勤的警车停在一条公路的直道边，当警员发现从他旁边以v＝8m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，经Δt＝2.5s警车发动起来，以加速度a＝2

m/s2做匀加速运动．试问：

（1）警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车？

（2）若警车能达到的最大速度是vm＝12m/s，达到最大速度后以该速度匀速运动，则警车发动

起来后要多长的时间才能追上违章的货车？

探究点二　涉及传送带的动力学问题

物体在传送带上运动的问题，应以地面为参考系，首先根据牛顿第二定律确定其加速度的大小和方向，然后根据直线运动规律分析其运动情况．特别应关注物体的速度与传送带速度相等后的受力情况是否发生变化．

例2.如图1－2－2所示，水平传送带AB长l＝8.3m，质量为M＝1kg的木块随传送带一起以v1＝2m/s的速度向左匀速运动（传送带的传送速度恒定），木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5.当木块运动至最左端A点时，一颗质量为m＝20g的子弹以v0＝300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出，穿出速度v＝50m/s，以后每隔1s就有一颗子弹射中木块，设子弹射穿木块的时间极短，且每次射入点各不相同，g取10m/s2.求：

（2）在被第二颗子弹击中前，木块向右运动离A点的最大距离．

探究点三　直线运动中的动态

分析

例３.（双选）如图1－2－4所示，运动员“10m跳板跳水”运动的过程可简化为：

运动员走上跳板，将跳板从水平位置B压到最低点C，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点A，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中．跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是（　　）

A．运动员向下运动（B→C）的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大

B．运动员向下运动（B→C）的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大

C．运动员向上运动（C→B）的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小

D．运动员向上运动（C→B）的过程中，先超重后失重，

对板的压力一直减小

【易错点点睛】

易错点1力与加速度的关系

1．如图3—1所示，位于光滑固定斜面上的小物块户受到一水平向右的推力F的作用．已知物块户沿斜面加速下滑．现保持P的方向不变，使其减小，则加速度（）

A.一定变小

D．一定变大

C．一定不变

D.可能变小，可能变大，也可能不变

【错误解答】A

【错解分析】不对物体进行受力分析，而想当然地认为F减小，合力减小，加速度减小．

【正确解答】B对物体进行受力分析可知，物体所受重力的沿斜面方向的分力与9沿斜面方向的分力的合力产生加速度，F减小，合力增大，加速度增大．

易错点2已知运动求受力

1．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图3—2所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（）

A．当θ一定时，a起大，斜面对物体的正压力越小

B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大

C．当θ一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小

D．当θ——定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小

【错误解答】D

【错解分析】不进行受力分析，认为θ越大，物体容易下滑，想当然地认为摩擦力变小．

【正确解答】BC对物体进行受力分析，物体受斜面的支持力N，摩擦力f，重力mg，由牛顿定律可得：

Nsingθ=fcosθ

Ncosgθ+fsinθ-mg=ma

解得：

N=m（g+a）cosθ，f=m（g+a）sinθ

所以BC正确

易错点3已知受力求运动

1．如图3—3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、g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。

和从开始到此时物块A的位移d．重力加速度为g．

【错误解答】加速度求错．

【错解分析】不能正确对物体进行受力分析而出错．

【正确解答】令x1表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知

mAgsinθ=kxl

①

令x2表示B刚要离开C时弹簧的伸长量，a表示此时4的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知

kx2=mBgsi

nθ②

F-mAgsmθ-kx2=mAa③

2．如图3-4所示，在倾角为。

的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着——只猫．已知木板的质量是猫的质量的2倍．当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变．则此时木板沿斜面下滑的加速度为（）

AsinaB．gsinaCsinaD．2gsina

【错误解答】B

【错解分析】受力分析错误，误认为猫所受的摩擦力沿斜面向下，木板所受摩擦力向上．

【正确解答】C猫和木板受力分析如图3-5所示

隔离猫，则∑F=0，mgsmθ=F摩①

隔离木板，mgsma+F′摩=2ma②

由牛顿第三定律F摩=F′摩

③①②③联立。

a=

gsinaC对．

易错点4牛顿定律在圆周运动中的应用

1．如图3-6所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O．现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F（）

A.一定是拉力

B．一定是推力

C．一定等于0

D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于

【错误解答】A

【错解分析】认为在最高点小球作圆周运动需要向心力，而向心力是杆对小球的拉力提供的，所以在最高点杆对小球的作用力是拉力．

【正确解答】D球通过最高点的条件是v>0情况

（1）当球通过

最高点，拉力为零时，mg=

（2）当0

时，此时F为推力，mg-F=m

.

（3）当v>

时，此时F为拉力，F+mg=m选D．

易错点5牛顿运动定律的综合应用

1.一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一边与桌的AB边重合，如图3-7所示．已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2现突然以恒定加速度将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边

．若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度满足的条件是什么?

（以g表示重力加速度）

【错误解答】不清楚运动过程而出错或无从下手．

【错解分析】不清楚运动过程和圆盘未从桌面掉下所满足的条件．

【正确解答】设圆盘的质量为m，桌长为l，在桌布从圆盘下抽出的过程中，盘的加速度为a1，有声μmg=ma1，桌布抽出后，盘在桌面上做匀减速运动，以a2表示加速度的大小，有μ2mg=ma2设盘刚离开桌布时的速度为v1,移动的距离为x1，离开桌布后在桌面上再运动距x2离后便停下，有

=2a1x1，

=2a2x2，盘没有从桌面上掉下的条件是x

设桌布从盘下抽出所经历时间为t，在这段时间内桌布移动的距离为x，有x=

而x=

由以上各式解得a

【典型习题导练】

一、选择题

1.关于惯性，正确的说法是（）

A.惯性是指物体原来静止的总有保持静止、原来运动的总有保持匀速直线运动的性质

B.静止的火车起动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大

C.国际乒联规定，采用大些的球用于比赛，是为了使球惯性增大，增强观赏性

D.在宇宙飞船内的物体不存在惯性

2.两种物体A、B间的质量关系是mA>mB，让它们从同一高度同时开始下落，运动中它们受到的阻力相等，则（）

A.两物体的加速度不等，同时到达地面

B.两物体的加速度不等，A先到达地面

C.两物体的加速度相等，同时到达地面

D.两物体的加速度相等，A先到达地面

3.如图所示，小车在水平面上做匀加速直线运动，小车与木块间动摩擦因数不为零，此时弹簧为拉伸状态，则木块受到的静摩擦力（）

A.可能向左B.可能向右

C.可能为零D.一定向左

4.一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为

g，g为重力加速度.人对电梯底部的压力为（）

A.

mgB.2mgC.mgD.

mg

5.如图所示，质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为μ，物体B与斜面间无摩擦.在水平向左的推力F作用下，A与B一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动.已知斜面的倾角为θ，物体B的质量为m，则它们的加速度a及推力F的大小为（）

A.a=gsinθ,F=（M+m）g（μ+sinθ）

B.a=gcosθ,F=（M+m）gcosθ

C.a=gtanθ,F=（M+m）g（μ+tanθ）

D.a=gcotθ,F=μ（M+m）g

6.如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则（）

A.a1=a

2=0

B.a1=a,a2=0

C.a1=

a,a2=

a

D.a1=a,a2=-

a

7.如图所示，斜劈形物体的质量为M，放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速下滑，而M始终保持静止，则在

物块m沿斜面上滑与下滑的过程中（）

A.M对m的摩擦力大小不变

B.地面对M的摩擦力方向不变

C.m滑动的加速度大小不变

D.地面对M的支持力总小于（M+m）g

8.如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转

动，传送带右端有一个与传送带等高的光滑

水平面，一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v2′，则下列说法正确的是（）

A.只有v

1=v2时，才有v2′=v1

B.若v1>v2时，则v2

′=v2

C.若v1

D.不管v2多大总有v2′=v2

二、非选择题（按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

9.为测量木块与斜面之间的动摩擦

因数，某同学让木块从斜面上端由静止开

始匀加速下滑，如图所示，他使用的实验器材仅限于

（1）倾角固定的斜面（倾角θ已知），

（2）木块，（3）秒表，（4）米尺.

实验中记录的数据是______.

计算动摩擦因数的公式是μ=_________.

为了减少测量的误差，可采用的办法是____.

10.如

图所示，质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，质量为m的人在木板上跑，假如脚与板接触不打滑

.

要保持木板相对斜面静止，人应朝_方向跑动，加速度大小为_.

11.重为200kg的物体，置于升降机内的台秤上，从静止开始上升，运

动过程中台秤的示数F与时间t的关系如图所示，求升降机在7s内上升的高度.（g=10m/s2）

12.质量为M=2.5kg的一只长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右做匀加速运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.50.这时铁箱内一个质量为m=0.5kg的木块恰好能静止在后壁上（如图所示），木块与铁箱内壁间的动摩擦因数为μ2=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2.

求：

（1）木块对铁箱的压力；

（2）水平拉力F的大小.

13.如图所示，

传送带与地面的倾角θ=37°，从A到B的长度为16m，传送带以v0=10m/s的速度逆时针转动.在传送带上端无初速的放一个质量为0.5kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,求物体从A运动到B所需的时间是多少？

（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2）

14.如图所示，质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平恒力F，F=8N，当小车向右运动的速度达到1.5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长.求从小物块放上小车开始，经过t=1.5s小物块通过的位移大小为多少？

（取g=10m/s2）.

15.假设表演时运动员仅在竖直方向运动，通过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘制出如图所示的曲线，取g=10m/s2，依据图象给出信息，判断下列物理量能否求出，如能求出写出必要的运算过程和最后结果.

（1）蹦床运动稳定后的运动周期；

（2）运动员的质量；

（3）运动过程中，运动员离开弹簧床上升的最大高度；

（4）运动过程中运动员的最大加速度.