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第三章牛顿运动定律

第三章 牛顿运动定律

           

1.(2012·北京东城统一检测)下列对运动的认识不正确的是(  )

A.亚里士多德认为必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就静止

B.伽利略认为如果完全排除空气的阻力,所有的物体将下落得同样快

C.牛顿认为力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因

D.伽利略根据理想实验推出,若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去

2.下列关于惯性的说法,正确的是(  )

A.只有静止或做匀速直线运动的物体才具有惯性

B.物体运动时惯性小,静止时惯性大

C.有的物体没有惯性

D.两个物体质量相等,那么它们的惯性大小相等

3.伽利略用两个对接的斜面,一个斜面固定,让小球从固定斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图所示.伽利略设计这个实验的目的是为了说明(  )

A.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相同的高度

B.如果没有摩擦,物体运动时机械能守恒

C.维持物体做匀速直线运动并不需要力

D.如果物体不受到力,就不会运动

4.如图所示,将两弹簧测力计a、b连接在一起,当用力缓慢拉a弹簧测力时,发现不管拉力F多大,a、b两弹簧测力计的示数总是相等,这个实验说明(  )

A.这是两只完全相同的弹簧测力计

B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比

C.作用力与反作用力大小相等、方向相反

D.力是改变物体运动状态的原因

5.关于力和运动的关系,下列说法正确的是(  )

A.物体受到力的作用才会运动

B.力使物体的运动状态发生改变

C.停止用力,运动的物体就会停止

D.力是使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因

(2012·课标卷)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.没有力的作用,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

1-1:

一天,下着倾盆大雨.某人乘坐列车时发现,车厢的双层玻璃窗内积水了.列车进站过程中,他发现水面的形状如图中的(  )

 

(2012·广州高三检测)物体静止在一固定在水平地面上的斜面上,下列说法正确的是(  )

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支持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的力和对斜面的压力

2-1:

如图(a)、(b)所示的两种情景中,静水中原先静止的甲、乙两船的质量相同,两船上的人的质量也分别相同.现站在甲船上的人以同样大小的力拉绳相同的时间t(未发生碰撞),则(  )

A.t秒末,两图中甲船的速率相同

B.t秒末,(a)图中甲船的速率小于(b)图中甲船的速率

C.t秒末,(b)图中甲船的速率大于乙船的速率

D.t秒末,(a)图中甲船的速率等于(b)图中乙船的速率

某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是(  )

A.只有在桶匀速上升的过程中,绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力

B.不管桶匀速上升还是加速上升,绳子对桶的拉力都等于桶对绳子的拉力

C.不管桶匀速上升还是加速上升,绳子对桶的拉力都大于桶的重力

D.只要桶能上升,人对绳子的拉力就大于桶对绳子的拉力

练一练:

(2013·四川内江市模拟)沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭,泥炭是沼泽地积累的植物残体,它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中,泥炭对人的阻力不计).如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动,那么,下列说法中正确的是(  )

A.在加速向下运动时,人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力

B.在减速向下运动时,人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力

C.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力

D.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力

1.关于惯性在实际中的应用,下列说法中正确的是(  )

A.运动员在跳远时助跑,是为了增大起跳时的惯性

B.运动员在掷标枪时助跑,是为了利用惯性

C.手扶拖拉机的飞轮做得很重,是为了增大它转动的惯性

D.战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性

2.对静止在水平地面上的汽车,下列分析正确的是(  )

A.汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力

B.汽车的重力和汽车对地面的压力是一对相互作用力

C.汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对平衡力

D.汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力

3.在水平路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一只盛满水的碗.现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示.则关于小车在此种情况下的运动,下列叙述正确的是(  )

A.小车匀速向左运动

B.小车可能突然向左加速运动

C.小车可能突然向左减速运动

D.小车可能突然向右减速运动

4.关于惯性,下列说法正确的有(  )

A.惯性是指物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态的性质

B.物体的运动速度越大,惯性越大

C.已知月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的

,故一物体从地球移到月球时,其惯性减小为原来的

D.惯性是物体的固有属性,仅由物体的质量决定,质量大的物体惯性大

5.下列关于力的说法正确的是(  )

A.作用力和反作用力作用在同一物体上

B.太阳系中的行星均受到太阳的引力作用

C.运行的人造地球卫星所受引力的方向不变

D.伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因

1.在牛顿第二定律F=kma中有关比例系数k的下列说法中正确的是(  )

A.在任何情况下都等于1

B.k的数值是由质量、加速度和力的大小决定的

C.k的数值是由质量、加速度和力的单位决定的

D.在任何单位制中,k都等于1

2.下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是(  )

A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比

B.由m=

可知,物体的质量与其所受的合力成正比,与其运动的加速度成反比

C.由a=

可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比

D.由m=

可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合力而求出

3.对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力F,当力刚开始作用瞬间(  )

A.物体立即获得速度

B.物体立即获得加速度

C.物体同时获得速度和加速度

D.由于物体没有来得及运动,所以速度和加速度都为零

4.一质点受到10N的力的作用时,其加速度为2m/s2;若要使小球的加速度变为5m/s2,则应该给小球施的力的大小为(  )

A.10N     B.20N

C.50ND.25N

5.一物体重为50N,与水平桌面间的动摩擦因数为0.2.现加上如图所示的水平力F1和F2,若F2=15N时物体做匀加速直线运动,则F1的值可能是(g=10m/s2)(  )

A.3NB.25N

C.30ND.50N

1.牛顿第二定律的五个性质

向则速度减小.

如图所示,一轻弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点.今用一小物体m把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,下列说法正确的是(  )

A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小

B.物体从A到B速度越来越小,从B到C加速度不变

C.物体从A到B先加速后减速,从B到C一直减速运动

D.物体在B点受力为零

思路点拨:

1-1:

如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接.图中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.图中正确的是(  )

如图所示,质量分别为mA和mB的A、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,则剪断瞬间A、B两球的加速度各是多少?

2-1:

如图,物体A、B用轻质细线2相连,然后用细线1悬挂在天花板上,求剪断轻细线1的瞬间两个物体的加速度a1、a2大小分别为(  )

A.g,0       B.g,g

C.0,gD.2g,g

答案:

B

2-2:

如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m,2、4质量为M,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g,则有(  )

A.a1=a2=a3=a4=0

B.a1=a2=a3=a4=g

C.a1=a2=g,a3=0,a4=

g

D.a1=g,a2=

g,a3=0,a4=

g

(2012·江苏卷)如图所示,一夹子夹住木块,在力F作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为Fm.若木块不滑动,力F的最大值是(  )

A.

B.

C.

-(m+M)g

D.

+(m+M)g

1.(2012·海南单科)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

2.

如图所示,质量为10kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,与此同时,物体还受到一个水平向右的推力F=20N,则物体产生的加速度是(g=10m/s2(  )

A.0     

B.4m/s2,水平向右

C.2m/s2,水平向左

D.2m/s2,水平向右

3.(2012·安徽卷)如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则(  )

A.物块可能匀速下滑

B.物块仍以加速度a匀加速下滑

C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑

D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑

4.(原创题)如图所示,物体A和物体B中间夹一竖直轻弹簧,在竖直向上的恒力F作用下,一起沿竖直方向匀加速向上运动.当把外力F突然撤去的瞬间,下列说法正确的是(  )

A.B的速度立刻发生变化,A的速度不变

B.B的加速度立刻发生变化,A的加速度不变

C.A的加速度一定小于重力加速度g

D.B的加速度一定大于重力加速度g

5.如图所示,在光滑水平面上,水平恒力F拉着小车和木块一起做匀加速直线运动,小车质量为M,木块质量为m,它们的共同加速度为a,木块与小车间的动摩擦因数为μ,则在运动过程中(  )

A.木块受到的摩擦力大小一定为μmg

B.木块受到的合力大小为ma

C.小车受到的摩擦力大小为

D.小车受到的合力大小为(m+M)a

1.下列说法中正确的是(  )

A.只有正在向上运动的物体,才有可能处于超重状态

B.超重就是物体所受的重力增加

C.物体处于超重状态时,地球对它的引力变大

D.超重时物体所受的重力不变

2.(2013·辽宁大连高三双基测试)如图所示,一些商场安装了智能化的自动电梯,当有乘客乘行时自动电梯经过先加速再匀速两个阶段运行,则电梯在运送乘客的过程中(  )

A.乘客始终受摩擦力作用

B.乘客经历先超重再失重

C.电梯对乘客的作用力始终竖直向上

D.电梯对乘客的作用力先指向前上方,再竖直向上

3.在电梯内的地板上,竖直放置一根轻质弹簧,弹簧上端固定一个质量为m的物体,当电梯静止时,弹簧被压缩了x;当电梯运动时,弹簧又被继续压缩了

.则电梯运动的情况可能是(  )

A.以大小为

g的加速度加速上升

B.以大小为

g的加速度减速上升

C.以大小为

g的加速度加速下降

D.以大小为

g的加速度减速下降

4.

一间新房要盖屋顶,为了使下落的雨滴能够以最短的时间淌离屋顶,则所盖屋顶的顶角应为(设雨滴沿屋顶下淌时,可看成在光滑的斜坡上下滑)(  )

A.60°     B.90°

C.120°D.150°

5.(2013·池州模拟)在水平面上放着两个质量分别为3kg和2kg的小铁块A和B,它们之间用一根自由长度为10cm,劲度系数为100N/m的轻弹簧相连,铁块与水平面之间的动摩擦因数均为0.2.铁块A受到一大小为20N的恒定水平外力F,两个铁块一起向右做匀加速直线运动,如图所示,这时两铁块之间的弹簧长度应为(重力加速度g取10m/s2)(  )

A.12cmB.13cm

C.15cmD.18cm

(19分)如图所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.如果人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?

(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?

应用牛顿运动定律解题的一般步骤

1-1:

交通路口是交通事故的多发地,驾驶员到交通路口时也格外小心.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为v0=8m/s.当两车快要到十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为t=0.5s).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.5倍,乙车紧急刹车时制动力为车重的

,g=10m/s2.

(1)若甲车司机看到黄灯时车头距警戒线6.5m,他采取了上述措施后是否会闯红灯?

(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车在行驶过程中应至少保持多大距离?

1.三种图象:

v-t图象、a-t图象、F-t图象.

2.图象间联系:

加速度是联系v-t图象与F-t图象的桥梁.

3.三种应用:

(1)已知物体的运动图象,通过加速度分析物体受力情况;

(2)已知物体受力图象,分析物体的运动情况;

(3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析.

(2012·安徽理综)质量为0.1kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的v-t图象如图所示.球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的

.设球受到的空气阻力大小恒为f,取g=10m/s2,求:

(1)弹性球受到的空气阻力f的大小;

(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.

2-1:

(2013·山东青岛一模)如图甲所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探究物块的加速度a与斜面倾角θ之间的关系.已知物块始终受到方向沿斜面向上、大小为F=8N的拉力作用,由静止开始运动,物块的质量m=1kg,通过多次改变斜面倾角θ,重复实验,用测得的数据描绘出了如图乙所示的a-θ关系图像.若物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10m/s2.求:

 

(1)图线与a轴交点坐标a0;

(2)图线与θ轴交点坐标θ1满足的条件(用代数式表示);

(3)如果木板长L=2m,倾角θ=37°,物块在F的作用下从O点由静止开始运动,要使物块不冲出木板顶端,力F作用的最长时间.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度和时间的关系图线如图所示,则(  )

A.t3时刻火箭距地面最远

B.t2~t3的时间内,火箭在向下降落

C.t1~t2的时间内,火箭处于失重状态

D.0~t3的时间内,火箭始终处于失重状态

3-1:

在升降电梯内的地板上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示,在这段时间内下列说法中正确的是(  )

A.晓敏同学所受的重力变小了

B.晓敏对体重计的压力小于体重计对晓敏的支持力

C.电梯一定在竖直向下运动

D.电梯的加速度大小为g/5,方向一定竖直向下

(2012·重庆理综)某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为x.比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如图所示.设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g.

(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k;

(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式;

(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件.

1.如图为女子撑杆

跳高决赛中基里亚绍娃的杆上英姿,若不计空气阻力,则她在这次撑杆跳高中(  )

A.起跳时杆对她的弹力大于她的重力

B.起跳时杆对她的弹力小于她的重力

C.起跳以后的下落过程中她处于超重状态

D.起跳以后的下落过程中她处于失重状态

2.如图甲所示,放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用静止不动.现保持F1不变,使F2逐渐减小到零,再逐渐恢复到原来的大小,其大小变化图象如图乙所示,则在此过程中,能正确描述木块运动情况的图象是图中的(  )

3.(2012·江苏单科)将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比.下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象,可能正确的是(  )

4.(2012·天津卷)如图甲所示,静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值Fm与滑动摩擦力大小相等,则(  )

A.0~t1时间内F的功率逐渐增大

B.t2时刻物块A的加速度最大

C.t2时刻后物块A做反向运动

D.t3时刻物块A的动能最大

5.

(2012·江西部分重点中学联考)如图所示,有一足够长的斜面,倾角α=37°,一小物块从斜面顶端A处由静止下滑,到B处后,受一与小物块重力大小相等的水平向右的恒力作用,小物块最终停在C点(C点未画出).若AB长为2.25m,小物块与斜面间动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:

(1)小物块到达B点的速度多大?

(2)B、C距离多大?

第4讲 专题 牛顿运动定律在综合应用中的常见模型

模型一 牛顿运动定律在滑板滑块问题中的应用

如图所示,薄板A长L=5m,其质量M=5kg,放在水平桌面上,板右端与桌边相齐.在A上距右端x=3m处放一物体B(可看成质点),其质量m=2kg.已知A、B间动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数均为μ2=0.2,原来系统静止.现在在板的右端施加一大小一定的水平力F持续作用在A上直到将A从B下抽出才撤去,且使B最后停于桌的右边缘.求:

(1)B运动的时间.

(2)力F的大小.

1-1:

如图所示,长为L=2m、质量为M=8kg的木板,放在

水平地面上,木板向右运动的速度v0=6m/s时,在木板前端轻放一个大小不计,质量为m=2kg的小物块.木板与地面、物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.2,g=10m/s2.求:

(1)物块及木板的加速度大小.

(2)物块滑离木板时的速度大小.

模型二 牛顿运动定律在传送带问题中的应用

如图所示,一质

量为m的小物体以一定的速率v0滑到水平传送带上左端的A点,当传送带始终静止时,已知物体能滑过右端的B点,经过的时间为t0,则下列判断正确的是(  )

A.若传送带逆时针方向运行且保持速率不变,则物体也能滑过B点,且用时为t0

B.若传送带逆时针方向运行且保持速率不变,则物体可能先向右做匀减速运动直到速度减为零,然后向左加速,因此不能滑过B点

C.若传送带顺时针方向运行,当其运行速率(保持不变)v=v0时,物体将一直做匀速运动滑过B点,用时一定小于t0

D.若传送带顺时针方向运行,当其运行速率(保持不变)v>v0时,物体一定向右一直做匀加速运动滑过B点,用时一定小于t0

2-1:

如图所示,绷紧的传送带,始终以2m/s的速度匀速斜向上运行,传送带与水平方向间的夹角θ=30°.现把质量为10kg的工件轻轻地放在传送带底端P处,由传送带传送至顶端Q处.已知P、Q之间的距离为4m,工件与传送带间的动摩擦因数为μ=

,取g=10m/s.

(1)通过计算说明工件在传送带上做什么运动.

(2)求工件从P点运动到Q点所用的时间.

如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点.竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心.已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点;c球由C点自由下落到M点.则(  )

A.a球最先到达M点  B.b球最先到达M点

C.c球最先到达M点D.b球和c球都可能最先到达M点

3-1:

如图所示,在倾角为θ的斜面上方的A点处放置一光滑的木板AB,B端刚好在斜面上.木板与竖直方向AC所成角度为α,一小物块自A端沿木板由静止滑下,要使物块滑到斜面的时间最短,则α与θ角的大小关系应为(  )

A.α=θ    B.α=

C.α=

D.α=2θ

 

1.如图所

示,AB和CD为两条光滑斜槽,它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上,且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽,从静止出发,由A滑到B和由C滑到D,所用的时间分别为t1和t2,则t1与t2之比为(  )

A.2∶1B.1∶1

C.

∶1D.1∶

2.如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检查.其传送装置可简化为如图乙的模型,紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行.旅客把行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离为2m,g取10m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李,则(  )

 

A.乘客与行李同时到达B处

B.乘客提前0.5s到达B处

C.行李提前0.5s到

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