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1、高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 45 第三章 牛顿运动定律 一、知识网络 二、考纲要求 1牛顿第一定律，惯性 2牛顿第二定律，质量 3牛顿第三定律 4牛顿力学的适用范围 5牛顿定律的应用 6超重和失重 三、复习提要 牛顿运动定律的应用是物理力学中的最重要内容之一，是解决物理问题重要的基本方法之一。本章考查的重点是牛顿第二定律，而牛顿第一定律和第三定律在牛顿第二定律的应用中得到了完美的体现。从近几年高考看，要求准确理解牛顿第一定律；加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是物体受力分析的方法；理解牛顿第三定律；理解和掌握运动和力的关系；理解超重和失重。本章内容的高考试
2、题每年都有，对本章内容单独命题大多以选择、填空形式出现，趋向于用牛顿运动定律解决生活、科技、生产实际问题。经常与电场、磁场联系，构成难度较大的综合性试题，运动学的知识往往和牛顿运动定律连为一体，考查推理能力和综合分析能力。四、复习指导 复习本章内容时要注意以下几个方面：（1）能运用隔离法和整体法求解简单的连接体问题。（2）能在正交的方向上运用牛顿第二定律或共点力平衡的条件建立方程。（3）会综合运用牛顿定律和运动学规律分析解决问题。（4）能运用矢量或超重知识定性分析一些力学现象。牛顿运动定律是解决力和运动关系问题的依据，是历年高考命题的热点。总结近年高考的命题趋势，一是考力和运动的综合题，重点考
3、查综合运用知识的能力，如为使物体变为某一运动状态，应选择怎样的施力方案；二是联系实际，以实际问题为背景命题，重点考查获取并处理信息，去粗取精，把实际问题转化成物理问题的能力。1 牛顿第一定律 牛顿第三定律 一、牛顿第一定律 1牛顿第一定律（惯性定律）的内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。方法 正交分解法 整体法与隔离法 牛顿运动定律 牛顿第一定律 牛顿第三定律 牛顿第二定律 惯性是物体的固有属性 力是改变物体运动状态的原意义：反映力和运动的关系 表达式：a=F/m a与F的方向总相同 适用范围：宏观、低速、惯性系 物体间相互作用的规律 高考物理第一
4、轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 46 这个定律有两层含义：（1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持。（2）要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。2牛顿第一定律的几点说明 （1）物体不受外力是该定律的条件。（2）物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果。（3）惯性：一切物体都有保持原有运动状态的性质。惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动状态及受力情况无关。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）。质量是物体惯性大
5、小的惟一量度。（4）牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的。（5）牛顿第一定律成立的参考系是惯性参考系。（6）应注意：牛顿第一定律不是实验直接总结出来的，是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础，加之高度的抽象思维，概括总结出来的，不可能由实际的实验来验证；牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不受外力时的理想化状态。例1下列说法正确的是 A运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B小球在做自由落体运动时，惯性不存在了 C把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的冲力 D物
6、体的惯性仅与质量有关，质量大的惯性大，质量小的惯性小 解析：惯性是物体保持原来运动状态的性质，仅由质量决定，与它的受力状况与运动状况均无关。一切物体都有惯性。答案：D 例2 火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处（空气阻力不计），这是因为 A人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动 B人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动 C人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已。D人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同 解析：人向上跳起，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向不受外力作用，由
7、于惯性，所以水平方向与车速度相同，因而人落回原处。答案：D 例3 下面说法正确的是 A静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用 B物体的速度为零时一定处于平衡状态 C物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用 D物体的位移方向一定与所受合力方向一致 解析：物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这些状态时不一定不受外力作用，所以A错；物体是否处于平衡状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如竖直上抛物体到达最高点时速度高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 47 为零，此时合外力不为零，它就不处于平衡状态，所以B错；平抛运动中力与位移方向不一致，所以D
8、错。答案：C 二、牛顿第三定律 1 牛顿第三定律的内容 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，作用在同一条直线上。2 牛顿第三定律的几点说明（1）作用力和反作用力同时出现，同时变化，同时消失；（2）作用力和反作用力是同性质的力；（3）作用力和反作用力作用在两个不同物体上，各产生效果，不能抵消，所以这两个力不会平衡。（4）作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关。不管两物体处于什么状态，无论选什么物体为参考系，牛顿第三定律都适用。（5）借助牛顿第三定律可以变换研究对象，从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析。（6）一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向
9、相反、作用在同一条直线上。不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。注意：判断两个力是不是一对作用力与反作用力时，应分析这两个力是否具有“甲对乙”和“乙对甲”的关系，即受力物体与施力物体是否具有互易关系。（7）一对作用力和反作用力的功 一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的位移大小、方向有可能是不同的。例4 物体静止于一固定斜面上如图
10、所示，则下述说法正确的是 A物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 C物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力 D物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 解析：作用力和反作用力是两个物体间相互产生的，必是同性质的力，而一对平衡力是作用于同一物体两个等大、反向、共线之力，性质上无任何必然的联系。上述各对力中，物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力及物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力同属物体和斜面间的相互作用力，分别作用在斜面和物体上，因此它们为两对作用力和反作用力。所以A错B对；物体所受重力是地
11、球施加的，其反作用力为物体对地球的吸引力，应作用在地球上，因此可知 C 错；至于物体所受重力，无论如何分解，各分力都应作用在物体上，而不能作用在斜面上而形成对斜面的压力，故答案D亦错。答案：B 例5 有下列说法中说法正确的是 一质点受两个力作用且处于平衡状态（静止或匀速运动），这两个力在同一段时间内做的功或者都为零，或者大小相等符号相反。在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，但正负号一定相反。在同样时间内，作用力和反作用力的功大小不一定相等，正负号也不一定相反 A、B、C、D、解析：满足的两个力是平衡力，做功或者都为零（物体静止时），或者数值相等，一正功一负功（匀速运动时），故对。
12、作用力和反作用力可以都做正功，也可以都做负功，数值也不确定，只要设想两块磁铁放在小车上的各种运动情况便可判断，故对 答案：AD 高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 48 例6下列说法正确的是 A人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走 B只有人站在地上不动，人对地面的压力和地面对人的支持力，才是大小相等、方向相反的 C物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的100倍，则A作用于B的力大小等于B作用于A的力的大小 D以卵击石，石头没损伤而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力 解析：以上四种情形中的相互作用力等值、反向、共线，这个关系与运动状
13、态无关。答案：C 例7由同种材料制成的物体A和B放在长木板上，随长木板一起以速度v向右做匀速直线运动，已知mAmB，某时刻木板停止运动，设木板足够长，则下列说法正确的是 A若木板光滑，由于A的惯性较大，A、B间的距离将增大 B若木板粗糙，由于B的惯性较小，A、B间的距离将减小 C若木板粗糙，A、B一定会相撞 D不论木板是否光滑，A、B间的相对距离保持不变 解析：开始A、B随木板一起匀速运动，说明A、B所受的合外力为零。当木板停止运动后：若木块光滑，A、B在水平方向上不受外力的作用，仍以原来的速度做匀速运动，则相互间距离保持不变。若木板粗糙，由于A、B的材料相同，它们与木板的动摩擦因数相同，其加
14、速度相同，即A、B以相同的初速度和加速度做匀减速运动，所以它们之间的距离仍保持不变。答案D 思考：若A、B的动摩擦因数不等，则A、B间的距离可能怎样变？为什么本题的结论与A、B的质量无关？例 8如图所示，水平放置的小瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时，小气泡在瓶内又将如何运动？【解】当瓶子从静止状态突然向右加速运动时，瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态，相对瓶来说是向左运动，气泡也有惯性，但相比水来说质量很小，惯性小可忽略不计，所以气泡相对水向右移动。同理，当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时，小气泡在瓶内将
15、向左运动。2 牛顿第二定律 1牛顿第二定律的内容 物体的加速度a跟物体所受的外力的合力F成正比，跟物体的质量m成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，其数学表达式为：F=ma 2牛顿第二定律的几点说明（1）F=ma中的F为物体所受到的合外力。（2）Fma中的m，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统（几个物体组成一个系统）做受力分析时，如果F是系统受到的合外力，则m是系统的总质量。（3）矢量性：a与F的方向总相同。（4）瞬时性：a与F同时产生，同时变化，同时消失。物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力。这种对应关系表现为：合外
16、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 B A 高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 49（5）相对性：加速度是相对于惯性参考系（近似取地面为参考）（6）独立性：若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么 a 表示物体在该方向上的分加速度；若 F 为物体受的若干力中的某一个力，那么 a 仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。（7）适用范围：宏观、低速、惯性系（8）牛顿第二定律确立了力和运动的关系 牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的
17、受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。3应用牛顿第二定律解题的步骤（1）分析题意，明确已知条件和所求量（2）选取研究对象 所选取的对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统，同一个题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。隔离法的选取原则：若连接体内各物体的加速度不同，且需要求物体之间的作用力。整体法的选取原则：在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体之间的相互作用力，各个物体具有相同的加速度和速度(也可以有不同的速度和加速度)，可以把它们看成是一个整体（当成一个质点），分析整体受到的外力和运动情况，然后应用牛顿第二定律求出加速度或其它未知量；如果需要知道物体之间的相互作
18、用力，就把物体从系统中隔离出来，将内力转化为外力。即“先整体求加速度，后隔离求内力”。隔离法和整体法是互相依存，互相补充的。两种方法互相配合交替使用，能更有效地解决有关连接体的问题。（3）对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。（4）若研究对象在不共线的两个力作用下做变速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做变速运动，一般用正交分解法解题。（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）（5）当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段
19、进行受力分析，分阶段列方程求解。（6）把各量统一单位，代入数值求解；解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。4应用牛顿第二定律解题注意事项：（1）由于物体的受力情况与运动状态有关，所以受力分析和运动分析往往同时考虑，交叉进行，在画受力分析图时，把所受的外力画在物体上（也可视为质点，画在一点上），把v0和a的方向标在物体的旁边，以免混淆不清。（2）建立坐标系时应注意：A如果物体所受外力都在同一直线上，应建立一维坐标系，也就是选一个正方向就行了。如果物体所受外力在同一平面上，应建立二维直角坐标系。B 用牛顿第二定律解题时，通常选加
20、速度a的方向作为x轴的正方向，与运动学选速度方向为正方向不同。C如果所解答的问题中，涉及物体运动的位移或时间，通常把所研究的物理过程的起点作为坐标原点。（3）解方程的方法一般有两种：一种是先进行方程式的文字运算，求得结果后，再把单位统一后的数据代入，算出所求未知量的值。另一种是把统一单位后的数据代入每个方程式中，然后直接算出所求未知量的值，高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 50 前一种方法的优点是：可以对结果的文字式进行讨论，研究结果是否合理，加深对题目的理解；一般都采用这种方法，后一种方法演算比较方便，但是结果是一个数字，不便进行分析讨论。（特别指出的是：在高考试题的
21、参考答案中，一般都采用了前一种方法）例9 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 解：小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大，因此加速度先减小后增大。当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度
22、最大。选CD。例10 如图所示，m=4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成37角。求：小车以a=g向右加速；小车以 a=g向右减速时，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的弹力F2各多大？解：向右加速时小球对后壁必然有压力，球在三个共点力作用下向右加速。合外力向右，F2向右，因此G和F1的合力一定水平向左，所以 F1的大小可以用平行四边形定则求出：F1=50N，可见向右加速时F1的大小与a无关；F2可在水平方向上用牛顿第二定律列方程：F2-0.75G=ma计算得F2=70N。可以看出F2将随a的增大而增大。必须注意到：向右减速时，F2有可能减为零，这时小球将离开后壁而“飞”起来。这时细线跟竖
23、直方向的夹角会改变，因此 F1的方向会改变。所以必须先求出这个临界值。此时 G 和 F1的合力刚好等于 ma，所以 a 的临界值为ga43。当 a=g 时小球必将离开后壁。不难看出，这时F1=2mg=56N，F2=0 例 11 如图所示，在箱内倾角为 的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m的木块。求：箱以加速度a匀加速上升，箱以加速度a向左匀加速运动时，线对木块的拉力F1和斜面对箱的支持力F2各多大？解：a向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力竖直向下，所以F1、F2的合力F必然竖直向上。可先求F，再由F1=Fsin和F2=Fcos求解，得到：F1=m(g+a)sin，F2=m(g+
24、a)cos 显然这种方法比正交分解法简单。a向左时，箱受的三个力都不和加速度在一条直线上，必须用正交分解法。可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解，（同时正交分解a），然后分别沿x、y轴列方程求F1、F2：F1=m(gsin-acos)，F2=m(gcos+asin)经比较可知，这样正交分解比按照水平、竖直方向正交分解列方程和解方程都简单。还应该注意到F1的表达式F1=m(gsin-acos)显示其有可能得负值，这意味这绳对木块的力是推力，这是不可能的。这里又有一个临界值的问题：当向左的加速度a gtan时F1=m(gsin-acos)沿绳向斜上方；当a gtan时木块和斜面不再保持相对
25、静止，而是相对于斜面向上滑动，绳子松弛，拉力为零。F2 F1 G a v F1 G v a F F2 F1 a v G v a ax ay F2 F1 G Gx Gy x y 高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 51 例 12 如图的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为 2.0kg 的滑块，滑块可以无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器A、B上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器B在前，传感器A在后。汽车静止
26、时，传感器A、B的示数均为10N。（取g=10m/s2）（1）若传感器A的示数为14N、B的示数为6.0N，求此时汽车加速度的大小和方向。（2）当汽车以怎样的加速度运动时，传感器A的示数为零。解：（1）当传感器A的示数为14N、B的示数为6.0N时，说明左端弹簧的压力增大，右端弹簧的压力减小，以滑块为研究对象在水平方向上运用牛顿第二定律，(F1F2)=ma，所以(146)=2a，a=4m/s2，方向向右 （2）设加速度为a时，传感器A的示数为0，则左端弹簧的弹力为0。以滑块为研究对象，运用牛顿第二定律，(10+10)=ma，所以a=10m/s2，方向向左。例13 如图所示，A、B两木块的质量分
27、别为mA、mB，在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求A、B间的弹力FN。解：这里有a、FN两个未知数，需要建立两个方程，要取两次研究对象。比较后可知分别以 B、（A+B）为对象较为简单（它们在水平方向上都只受到一个力作用）。可得FmmmFBABN 这个结论还可以推广到水平面粗糙时（A、B与水平面间相同）；也可以推广到沿斜面方向推A、B向上加速的问题，有趣的是，答案是完全一样的。例14 如图，倾角为的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为，木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。解：以斜面和木块整体为研究对象，水平方向仅受静摩
28、擦力作用，而整体中只有木块的加速度有水平方向的分量。可以先求出木块的加速度cossin ga，再在水平方向对整体用牛顿第二定律，很容易得到：cos)cos(sin mgFf 如果给出斜面的质量M，本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为：FN=Mg+mg(cos+sin)cos，这个值小于静止时水平面对斜面的支持力。例15 如图所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B间静摩擦力的最大值是5N，水平面光滑。用水平力F拉B，当拉力大小分别是F=10N和F=20N时，A、B的加速度各多大？解：先确定临界值，即刚好使A、B发生相对滑动的F值。当A、B间的静摩擦力达到5N时，既可以认为它们仍然保持相
29、对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，A在滑动摩擦力作用下加速运动。这时以A为对象得到a=5m/s2；再以A、B系统为对象得到 F=(mA+mB)a=15N 当F=10N15N时，A、B间一定发生了相对滑动，用牛顿第二定律列方程：F-fm=mBaB 解得：a B=7.5m/s2 例16如图所示，质量为m的木块放在质量为M的木板上，它们之v F a A B A B F m M F 传 感 器 A 传 感 器 B 高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 52 间的动摩擦因数为，水平地面光滑，现用水平力F将木板抽出，则F至少要多大?解：依题意要将木板抽出，木块
30、与木板间必发生相对运动，因此木块与木板间为滑动摩擦力。对木块，根据牛顿第二定律得：f=ma1 而 f=mg 对木板，根据牛顿第二定律得：F f=Ma2 抽出木板需满足条件：a1 mg，这种现象叫做超重现象；当物体具有竖直向下的加速度（或分量）时，物体对水平支持物的压力（或对竖直悬绳的拉力）小于物体的重力，mg-F=ma得F=m（g-a）m时，该解给出agsin，这符合预期的结果，说明该解可能是对的 D当mM时，该解给出asing，这符合预期的结果，说明该解可能是对的 2直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动
31、过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是 A箱内物体对箱子底部始终没有压力 B箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”3如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON2MO，M、N两点高度相同。小球自 M 点右静止自由滚下，忽略小球经过 O 点时的机械能损失，以 v、x、a、EK分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列图象中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是 4一质量为 m 的人站在电梯中，电梯加速上升，加速大小为形式 g/3，g 为
32、重力加速度。人对电梯底部的压力为 A13mg B2mg Cmg D43mg 5.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。B与斜面之间的动摩擦因数是 A23tan B23cot Ctan Dcot 6如图，质量为M的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为。斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦，用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑，在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止，地面对楔形物块的支持力为 A（Mm）g B（Mm）gF C（Mm）gFsin
33、D（Mm）gFsin 7如图，水平地面上有一楔形物体b，b 的斜面上有一小物块a；a 与b 之间、b 与地面之间均存在摩擦。已知O t v A O t x B O t a C O t Ek D v M N O 高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 60 楔形物体b静止时，a静止在b的斜面上。现给a和b一个共同的向左的初速度，与a和b都静止时相比，此时可能 Aa与b之间的压力减少，且a相对b向下滑动 Ba与b之间的压力增大，且a相对b向上滑动 Ca与b之间的压力增大，且a相对b静止不动 Db与地面之间的压力不变，且a相对b向上滑动 8如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2
34、m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是mg。现用水平拉力F拉其中一个质量为 2m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为 A35mg B34mg C32mg D3mg 9跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度g=10m/s2，当人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊的压力F分别为 Aa=1.0m/s2，F=260N Ba=1.0m/s2，F=330N Ca=3.0m/s2，F=110N Da=3.
35、0m/s2，F=50N 10图中a、b是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等。F是沿水平方向作用于a上的外力。已知a、b的接触面，a、b与斜面的接触面都是光滑的。正确的说法是 Aa、b一定沿斜面向上运动 Ba对b的作用力沿水平方向 Ca、b对斜面的正压力相等 D a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力 11物体 B 放在物体 A 上，A、B 的上下表面均与斜面平行（如图），当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时，AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上。BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下。CA、B之间的摩擦力为零。DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、
36、B表面的性质。12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(ag)分别向上、向下做匀加速直线运动。若忽略空气阻力，弹簧的伸长分别为x1、x2;若空气阻力不能忽略且大小恒定，弹簧的伸长分别为x1、x2。则 Ax1+x1=x2+x2 Bx1+x1 x2+x2 C x1+x2=x1+x2 D x1+x2 x1+x2 13如图所示，小球质量为m，被三根质量不计的弹簧A、B、C拉住，弹簧间的夹角均为1200，小球平衡时，A、B、C的弹力大小之比为3：3：1，当剪断C瞬间，小球的加速度大小及方向可能为g/2，竖直向下；g/2，竖直向上；g/4，竖直向下；g/4
37、，竖直向上；A;B;C;D;a b 左 右 m m 2m 2m F B C A m 高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 61 14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，一物体以恒定速率 v2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为v/2，则下列说法中正确的是 A只有v1=v2时，才有v/2v1 B若v1v2时，则v/2v2 C若v1v2时，则v/2v1；D不管v2多大，总有v/2=v2；15 如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设
38、在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是 A向右做加速运动 B向右做减速运动 C向左做加速运动 D向左做减速运动 16一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 二、计算题 17如图所示，2kg的物体放在水平地面上，物体离墙20m，现用30N的水平力作用于此物体，经过2s可到达墙边，若仍用此力作用于物体，求使物体到这墙边作用力的最短作用时间？18如图所示
39、，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g10 m/s2）求：斜面的倾角；物体与水平面之间的动摩擦因数；t0.6 s时的瞬时速度v。19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g10 m/s2。求：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 F 6 F/N 0 2 4 5 5.5 t/
40、s 6 v/ms1 0 2 4 1 t/s v2 v1 A B C 高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 62 小环的质量m；细杆与地面间的倾角。20如图所示，在劲度系数为 k 的弹簧下端挂一质量为 m 的物体，物体下有一托盘，用托盘托着物体使弹簧恰好处于原长。然后使托盘以加速度 a 竖直向下做匀加速直线运动（ag），试求托盘向下运动多长时间能与物体分离？21一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带
41、上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。22如图所示，水平传送带 A、B 两端相距 x3.5m，工件与传送带间的动摩擦因数=0.1。工件滑上 A 端瞬时速度vA4m/s，达到B端的瞬时速度设为vB。(1)若传送带不动，vB多大？(2)若传送带以速度v(匀速）逆时针转动，vB多大？(3)若传送带以速度v(匀速）顺时针转动，vB多大？高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 63 章检测参考答案 1D 2C 【解析】：因为受到阻力，不是完全失重状态，所以对支持面有压力，A错。由于箱子阻力和下落的速度成二次方关系，最终将匀速运动，受到的压力等于重力，最终
42、匀速运动，BD错，C对。3A 4D 5 A 解析：A、B两物体受到斜面的支持力均为mgcos，所受滑动摩擦力分别为：fA=Amgcos，fB=Bmgcos，对整体受力分析结合平衡条件可得：2mgsin=AmgcosBmgcos，且A=2B，解之得：B=tan，A项正确。6D【解析】：本题可用整体法的牛顿第二定律解题，竖直方向由平衡条件：FsinN=mgMg，则N=mgMgFsin。7BC【解析】：依题意，若两物体依然相对静止，则 a 的加速度一定水平向右，如图将加速度分解为垂直斜面与平行于斜面，则垂直斜面方向，Nmgcos=may，即支持力N大于mgcos，与都静止时比较，a与b间的压力增大；
43、沿着斜面方向，若加速度a过大，则摩擦力可能沿着斜面向下，即a物块可能相对b向上滑动趋势，甚至相对向上滑动，故A错，B、C正确；对系统整体，在竖直方向，若物块a相对b向上滑动，则a还具有向上的分加速度，即对整体的牛顿第二定律可知，系统处于超重状态，b与地面之间的压力将大于两物体重力之和，D错。8B 9B 10D 11C 12C 13C 解析:设弹簧C中的弹力大小为F，则弹簧A、B中的弹力大小为3F(1)当A、B、C均体现拉力:平衡时3F=Fmg，F=mg/2。剪断C时:3Fmg=ma1 a1=g/2，方向竖直向上(2)当A、B体现为拉力，C体现为推力:平衡时:3FF=mg，F=mg/4;剪断C时
44、:3Fmg=ma2，a2=g/4，方向竖直向下 14BC 解析：物体在传送带上向左减速、向右加速的加速度大小相同；当v1v2时，向左减速过程中前进一定的距离，返回时，因加速度相同，在这段距离内，加速所能达到的速度仍为 v2。当 v1v2时，返回过程中，当速度增加到v1时，物体与传送带间将保持相对静止，不再加速，最终以v1离开传送带 15AD 解析：对小球水平方向受到向右的弹簧弹力N，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，小球与小车相对静止，故小车可能向右加速运动或向左减速运动。16BC 17解：要使推力作用时间最短，但仍可到达墙边，则物体到达墙边的速度应恰好为零，物体第一次受推力加速运
45、动得：a12x/t210 m/s2 由F一f=ma1得f=F一ma110 N 设撤去外力F时物体的速度为v 则va1t1a2t2，其中a2=f/m=5m/s2 故有t2=2t1，x=x1x2=a1t12/2a2t22/2 即 2010t12/25（2t2）2/2 解出 t1 1.15s 注意:力的作用时间最短与物体运动时间最短有什么区别?如何求物体运动到墙的最短时间?18解：由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为 215 m/svat a ay ax 高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 64 mg sin ma1 可得：30，由后二列数据可知物体在水平面上匀减
46、速滑行时的加速度大小为 222 m/svat mgma2 可得：0.2 设沿斜面下滑时间为t0，当时瞬时速度为5t0；从t0到1.4s时间内 v=5t0-0.7=a2(1.4-t0)，得t0=0.5s。即到B点时的瞬时速度vB=2.5m/s。则：t0.6 s时物体在水平面上，其速度为vvB-a2(t-t0)2.3 m/s 19解：由图得：20.5m/svat 前2 s有：F2mg sinma 2 s后有：F2mg sin 代入数据可解得：m1kg，30 20解：在物体与托盘脱离前，物体受重力、弹簧拉力和托盘支持力的作用，随着托盘向下运动，弹簧的弹力增大，托盘支持力减小，但仍维持合外力不变，加速
47、度不变，物体随托盘一起向下匀加速运动。当托盘运动至使支持力减小为零后，弹簧拉力的增大将使物体的加速度开始小于 a，物体与托盘脱离，所以物体与托盘脱离的条件是支持力 N0。设此时弹簧伸长了 x；物件随托盘一起运动的时间为 t。由牛顿第二定律有mgkxma 由匀变速运动规律有x=at2/2，由此解得t=2()m gaka 21解：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0。根据牛顿定律，可得 a=g 设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块则由静止加速到v，有 v0=a0t v=at 由于aa0，故vv0，煤块继续受到滑动摩擦
48、力的作用。再经过时间t，煤块的速度由v增加到v0，有 v=v+at 此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为x0和x，有 x0=12 a0t2+v0t x=202va 传送带上留下的黑色痕迹的长度 l=x0 x 由以上各式得l=2000()2v aga g 22【解】(1)传送带不动，工件滑上传送带后，受到向左的滑动摩擦力（Ff=mg)作用，工件向右做减速运动，初速度为vA，加速度大小为ag1m/s2，到达B端的速度vB=22Avax=3m/s(2)传送带逆时针转动时，工件滑上传送带后，受到向
49、左的滑动摩擦力仍为Ff=mg，工件向右做初速vA，高考物理第一轮复习教案 第三章 牛顿运动定律 张建设编写 65 加速度大小为ag1 m/s2减速运动，到达B端的速度vB=3 m/s(3)传送带顺时针转动时，根据传送带速度v的大小，由下列五种情况：若vvA，工件滑上传送带时，工件与传送带速度相同，均做匀速运动，工件到达B端的速度vB=vA 若v22Avax，工件由A到B，全程做匀加速运动，到达B端的速度vB=22Avax=5 m/s 若22AvaxvvA，工件由A到B，先做匀加速运动，当速度增加到传送带速度v时，工件与传送带一起作匀速运动速度相同，工件到达B端的速度vB=v 若v22Avax时，工件由A到B，全程做匀减速运动，到达B端的速度vB=22Avax=3m/s 若vAv22Avax，工件由A到B，先做匀减速运动，当速度减小到传送带速度v时，工件与传送带一起作匀速运动速度相同，工件到达B端的速度vBv。说明：（1）解答“运动和力”问题的关键是要分析清楚物体的受力情况和运动情况，弄清所给问题的物理情景。（2）审题时应注意由题给条件作必要的定性分析或半定量分析。（3）通过此题可进一步体会到，滑动摩擦力的方向并不总是阻碍物体的运动，而是阻碍物体间的相对运动，它可能是阻力，也可能是动力。