高中物理牛顿运动定律基础练习题.pdf
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1、牛顿运动定律 第一课时牛顿运动定律 一、基础知识回顾: 1、牛顿第一定律 一切物体总保持, 直到有外力迫使它改变这 种状态为止。 注意: ( 1)牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动(物体速度)的原因,而是 物体运动状态(物体速度)的原因,换言之,力是产生的原因。(2)牛顿第一定 律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验“为基础,经过科学抽象, 归纳推理而总结出 来的。 2、惯性 物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。 3、对牛顿第一运动定律的理解 ( 1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。 ( 2)它定性地揭示了运动与力的关系,力是改变物体运动状态的原因,
2、是使物体产生加 速度的原因。 ( 3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质惯性。 ( 4)牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。 4、对物体的惯性的理解 ( 1)惯性是物体总有保持自己原来状态(速度)的本性,是物体的固有属性,不能克服 和避免。 ( 2)惯性只与物体本身有关而与物体是否运动,是否受力无关。任何物体无论它运动还 是静止,无论运动状态是改变还是不改变,物体都有惯性,且物体质量不变惯性不变。质量 是物体惯性的唯一量度。 ( 3)物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性(质量)大, 保持原来的运动状态的本领强,物体的运动状态难改变,反之物体的运动
3、状态易改变。 ( 4)惯性不是力。 5、牛顿第二定律的内容和公式 物体的加速度跟成正比,跟成反比,加速度的方向 跟合外力方向相同。公式是:a=F合/ m 或 F合 =ma 6、对牛顿第二定律的理解 ( 1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律得出 物体的运动规律。反过来,知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况, 在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中,F合是力, ma是力的作用效果,特别要注意不 能把 ma看作是力。 ( 2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应 关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注
4、意力的瞬时效果是加速度而不是速度。 ( 3)牛顿第二定律公式:F合=ma是矢量式, F、 a 都是矢量且方向相同。 ( 4)牛顿第二定律F合=ma定义了力的单位:“牛顿”。 7、牛顿第三定律的内容 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 8、对牛顿第三定律的理解 (1)作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生同时变化,同时消失,不是先有作 用力后有反作用力。 (2)作用力和反作用力的性质相同,即作用力和反作用力是属于同种性质的力。若作 用力是弹力,反作用力必定是弹力。 (3)作用力和反作用力不可叠加性。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上, 各产生各的效
5、果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消。 9、作用力与反作用力和二力平衡的区别 内容作用力和反作用力二力平衡 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 无依赖关系, 撤除一个力另一个力可依然 存在,只是不再平衡 叠加性 两力作用效果不可抵消,不可叠加, 不可求合力 两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求 合力,合力为零 力的性质一定是同性质的力不一定是同性质的力 二、重点、难点分析: 1惯性和惯性定律的区别 (1)惯性:是物体本身的固有属性,仅由质量决定。 (2)惯性定律:是在理想条件下的一种运动规律。 2加速度和运动状态的改变 (1)运动状态
6、的改变:物体的速度发生了改变,我们就说物体的运动状态发生了改变。由 于速度是矢量,既有大小又有方向,所以运动状态的改变有三种情况: 如: 如: 如: (2)力是产生加速度的原因 牛顿第一定律表明,力是改变物体运动状态的原因,而运动状态改变必然有加速度,所 以力是产生加速度的原因。 3质量与惯性的关系 (1)惯性的普遍性和差异性:一切物体在任何条件下都具有惯性,这表明了惯性的普遍性。 当物体受到外力作用时,物体运动状态的改变又有难易之别,质量大的物体运动状态难以改 变,质量小的物体运动状态容易改变,这表明不同物体的惯性大小具有差异性。 (2)质量是惯性大小的量度:因为惯性是物体固有的性质,所以物
7、体惯性的大小只能由物 体自身来决定。 4关于牛顿第二定律 (1)同体性: F、 m 、a 是研究同一个物体的三个物理量。 (2)同时性: (3)同向性: (4)力的独立性: 作用在物体上的每个力都将产独立地产生各自的加速度,与其他力无关, 合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。 5牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体,不适用于微观、高速的物体,只适用于惯性 参考系,不适用于非惯性参考系。 三、典型例题精讲: 【例 1】关于惯性的大小,以下说法正确的是哪一个?错误的说法如何修正。 A只有处于静止或匀速运动状态的物体才具有惯性。 B推动地面上静止的物体比保持这个物体做匀速运动所需的力大,所以静止的
8、物体惯 性大。 C在光滑的水平面上,用相同的水平推力推一辆空车和一辆装满货物的车,空车启动 的快,所以质量小的物体惯性小。 D在月球上举起重物比地球上容易,所以同一物体在月球上比地球上惯性小。 【例 2】火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现仍落 回到车上原处,这是因为: A人跳起后,车厢内空气给他向前的力,带着他随同火车一起向前运动。 B人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动。 C人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短偏 后距离太短看不出来。 D人跳起后直到落地,在水平方向上和车始终具有相同的速度。
9、【例 3】当高速行驶的公共汽车突然刹车,乘客会向什么方向倾斜?为什么?若公共汽车向 左转弯,乘客会向什么方向倾斜?为什么?为什么在高速公路上行驶的小车中的司机和乘客 必须系好安全带? 【例 4】一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与 N,它们只能在图示平面内摆动,某一瞬时 出现图示情景,由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢的运动的可能情况是 A车厢做匀速直线运动,M在摆动, N静止() B车厢做匀速直线运动,M在摆动, N也在摆动 C车厢做匀速直线运动,M静止, N在摆动 D车厢做匀加速直线运动,M静止, N也静止 【例 5】如图 3-3 所示, 小车从足够长的光滑斜面自由下滑,斜面倾角为,小车上吊
10、着小 球 m ,试证明:当小球与小车相对静止后,悬线与天花板垂直。 【例 6】如图所示, AB 、 AC为位于竖直平面的两根光滑细杆,A、B、C三点恰位于圆周上, C为该圆周的最低点,b、c 为套在细杆上的两个小环。当两环同时从B、C点自静止开始下 滑,则: A环 b 将先到达点A B环 c 将先到达点A C两环同时到达点A O B b c 。 。 A C M N D因两杆的倾角不知道,无法判断谁先到达A点 【例 7】如图所示 , 质量为 m 的人站在自动扶梯上, 扶梯正以加速度a 向上减速运动, a 与水 平方向的夹角为,求人受到的支持力与摩擦力。 【例 8】如图所示,竖直光滑杆上套有一个小
11、球和两根弹簧,两弹簧的一端各与 小球相连,另一端分别用销钉M 、N 固定于杆上,小球处于静止状态。设拔出销 钉 M的瞬间,小球加速度大小为12m/s 2 若不拔出销钉M而拔出销钉N 瞬间。小 球的加速度可能是(取 g=10m/ s 2 ) A 22m/ s 2,方向竖直向下 B22 m/ s 2,方向竖直向上 C2m/ s 2,方向竖直向上 D2m/ s 2,方向竖直向下 【例 9】一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动;然后改为匀速运动;再 改做减速运动,则下列说法中正确的是:() A加速前进时,绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力 B减速前进时,绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力 C
12、只有匀速前进时,绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小相等 D不管物体如何前进,绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等 【例 10】一个物体放在水平桌面上,下列说法正确是:() A桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力 B物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力 C物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一性质的力 D物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力 【例 11】甲、乙两队进行拔河比赛,结果甲队获胜,则比赛过程中() A甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力 B甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力 C甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等,方
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