牛顿运动定律.docx

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1、式知识体系。概念图止N牛顿第一定律(惯性定律内容：切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非作用在*它上面的力迫使它改变这种状态。章末总结意义：揭示了力与运动的关系：力不是维持运动的原因：而是改变物体运动状态(速度)的原因，即力是产生加速度的原因。揭示了任何物体都有保持匀速直线运动或静止状态的性质一一惯性惯性：切物体都有惯性，惯性是物体本身的固有属性，与空间位置、受力情况、运动状态无关。质量是物体惯性大小的唯一量国度，质量越大，惯性越大。惯性不是力，惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度内容：物体的加速度的大小与所受合外力成正比，与物体的质量成反比：加速度方向与合外力方向相同公式：FG=Ina

2、1人寸梯小内容：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。表达式：F=-F1的市可CH本1麻白S,*的土据夹6/5,；理解：三同性质、大小、产生消失变化三不同对象、方向、效果f性J上加上外力士慢以及受力无关理向上运动时,3.力学出制1.,根本量和根本单位导出单位2单位制及应用图管式，加速度的方向与物体所受物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，Ll的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为O,1.z水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。(1)下面是某同学对该题的一种解法：图2(a)分析与解：设L线上拉力为L线上拉力为T2.重力为mg,

3、物体在三力作用下保持平衡,有Leos=mg,TlSinO=T2,T2=mgtan0剪断线的瞬间，Tz图2(b)突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。因为mgtan=a,所以加速度a=gtan,方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。(2)假设将图2(a)中的细线Ll改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图2(b)所示,其他条件不变，求解的步骤和结果与(I)完全相同，即a=gtan,你认为这个结果正确吗？请说明理由。点评：牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果一产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小

4、和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。4 .如图3所示，一个劈形物体M放在固定的斜面上，上外表水平，在水平面上放有光滑小球m,劈形物体从静止开始释放，那么小球在碰到斜面前的运动轨迹是：A.沿斜面向下的直线B.抛物线C.竖直向下的直线D.无规那么的曲线。点评：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理)，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个方向的加速度。5 .一人在井下站在吊台上，用

5、如图4所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己X提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2ms2,J_L求这时人对吊台的压力。(g=9.8ms2)oj点评：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一I定要把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。图4。重要题型3:面接触物体别离的条件及应用。6一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图5所示。现让木板由静止开始以加速度a(ag)匀加速向下移动。求经过多长时间

6、木板开始与物体别离。昌点评：相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物体，1在接触面间弹力变为零时，它们将要别离。抓住相互接触物体别离的这一条图5件，就可顺利解答相关问题。重要题型4：临界问题7 .(2007江苏)如图6所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2机的四个木块，其中两个质量为m的Mn-牛.广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mgo现用水平拉力F拉其中一个质量为2切的木块，使四个木块以同一加速度运动，那么轻绳对m的最大拉力为A.竽B竽C,点评：关健在于正确判断出当轻绳拉力最大时，物体A、B间和物体C、D间的静摩擦力是哪一个到达了最大值。8 .（2008年宁夏

7、一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图7所示状态。设斜面对小球的支持力为M细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况，以下说法正确的选项是N可能为零 T可能为零 N不可能为零 T不可能为零A.假设小车向左运动,B.假设小车向左运动,C.假设小车向右运动,D.假设小车向右运动,点评：针对可能出现的临界问题，用假说是很好的方法。此题中可采取进行N为零时的受力分析，看是否存在小车向左运动的可能性；同理，采取进行T为零时的受力分析，看是否存在小车向左运动的可能性。9 .如图8所示，一细线的一端固定于倾角为45。的光滑楔型滑块A的项端P处，细线的另一端拴

8、一质量为，的小球，当滑块以0=2g的加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？点评：先用极限法暴露出临界状态：当斜面向左的加速度很大时，小球将飘离斜面，然后再确定临界条件，即寻求临界加速度。要注意的是，小球离开斜面后，绳与水平面的夹角不再等于斜面的倾角，而变为了另一数值。重要题型5：会用整体法和隔离法解题10 .如图9所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动，（不计其它外力及空气阻力），那么其中一个质量为机的土豆4受其它土豆对它的总作用力大小应是A. IngB.mgC.mgy+D.IgJI一点评：整体法与隔离法交替使用，是解决这种加速度相同的物体系物体运动的一

9、般方法。而整体法主要是用来求解物体系受外部作用力或整体加速度，隔离法那么主要是用来求系统内各局部的相互作用力。11 .如图10所示，质量为用的物块放在倾角为，的斜面上，斜面体的质量为M,斜面与物块无摩擦，地面光滑，现在对斜面施加一个水平推力尸，要使物体相对斜面静止，力厂应为多大？点评：解决连接体问题时，通常是把整体法与隔离法结合起来应用。利用整体法的前提是系统中每个物体的加速度a相同。要使物块与斜面保持相对静止，即相对斜面不上滑也不下滑，加速度应水平，这是一种临界状杰。重要题型6：力、加速度、速度的关系12 .质量为12kg的箱子放在水平地面上，箱子和地面的滑动,尸摩擦因数为0.3,现用倾角为

10、37的60N力拉箱子，如图11所示，3s末撤去拉力，那么撤去拉力时箱子的速度为多少？箱子继续运动多少时间而静止？点评：本例考察了支持力和摩擦力的的被动力特征，当主图11动力/变化时，支持力A摩擦力F都随之变。同时本例还针对物体受力情况进而研究其运动情况，这种动力学和运动学综合类问题进行研究。13 .如图12所示，一物体从倾角为30。的斜面顶端由静止开始下滑，Sl段光滑，S2有摩擦，52=2S,物体到达底部的速度刚好为零，那么S2段的动摩擦因数为多少？点评：本例是在物体的运动情况的前提下，研究物体的受力情况，在运用运动学公式解题时，应注意矢量的符号的一致性。14.（2007上海）如图13所示，物

11、体从光滑斜面上的A点由图13静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过8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，下表给出了局部测量数据。（重力加速度g=10ms2）t(三)0.00.20.41214V(ms)0.01.02.01.10.7求：斜面的倾角a；物体与水平面之间的动摩擦因数；z=0.6s时的瞬时速度V0点评：要想了解一个物体运动的情况，必须分析其受力情况，产生的加速度及到达的速度，根据它们之间的关系逐步分析，才能得出正确结论。重要题型7：传送带有关的问题15 .如图14所示，某工厂用水平传送带传送零件，设两轮子圆心的距离为S,传送带与零件间

12、的动摩擦因数为P,传送带的速度恒为V,在P点轻放一质量为m的零件，并使被传送到右边的Q处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动，那么传送所需时间为。16 .如图15所示，传送带与地面的倾角0=37,从A到B的长度为16m,传送带以V0=10ms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U=O.5,求物体从A运动到B所需的时间是多少？(sin37o=0.6,cos37=0.8)点评：从上述例题可以总结出，皮带传送物体所受摩擦力可能发生突变，不管是其大小的突变，还是其方向的突变，都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。重要题型8：图像问题图17

13、19. (20 计 重i梯点评：以图象作为信息，来研究物体的运动，首先要复原物体的运动图景，即物体运动的装置图及受力分析和运动情况分析。在物体运动过程中，力是人为施加的，可以发生突变，但速度却不能突变。利用图象作为解决物理问题的工具，是提高灵活数学工具的能力的一个方面。重要题型9：超重与失重20.如图21所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定竖直杆，在杆上套一个环，箱的杆的质量为M,环的质量为阳，环沿杆以加速度。下滑，那么此时箱对地面的压力是：A.(m-M)gB. (m-M)gC. (m+M)g-maD. (m+M)g+ma点评：用超重和失重的思路，来等效地解决问题，是一个巧妙的思路牛顿运

14、动定律章末总结例题答案1.C2 .分析与解：对人受力分析，他受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff作用，如图1所示.取水平向右为X轴正向，竖直向上为y轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可存：丫Ff=macos300,FN-mg=masin3OotFfX因为14解得土=旦mg5mg530()ax3 .分析与解：(1)错。因为I.被剪断的瞬间，L上的张力大小发生了变化。剪断瞬时物体的加速度a=gsin6.(2)对。因为L2被剪断的瞬间，弹簧L的长度来不及发生变化，其大小和方向都不变。4 .分析与解：因小球在水平方向不受外力作用，水平方向的加速度为零，且初速度为零，故小球将沿竖直向下的直线运动

15、即C选项正确。5 .分析与解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图5所示，F为绳的拉力,由牛顿第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)a那么拉力大小为：.=(M+w)m+g)=350N2再选人为研究对象，受力情况如图6所示，其中FN是f吊价对人的支持力。由牛顿第二定律得：F+FvMg=Ma,故:八FNFN=M(a+g)-F=200N.,由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持JIi力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为200N,1(m+M)gWMg方向竖直向下。6 .分析与解：设物体与平板起向下运动的距离为X时，物体受重力mg,弹簧的弹力F=kx和平板的支持力N作用。据

16、牛顿第二定律有：mg-kx-N=ma得N=mg-kx-matn(g-a)当N=O时，物体与平板别离，所以此时X=一；一因为X=Tm,所以f=。7. B8. AB9. 解析：当小球贴着滑块一起向左运动时，小球受到三个力作用：重力伙?、线中拉力丁、滑块A的支持力N,如图347所示。小球XJN在这三个力作用下产生向左运动的加速度J滑块向左运动的加速j那么a=gtan0.再选整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：F=(+m)用(M+m)gtan0.答案：M+m)gtan012 .析与解：选择木箱为研究对象，受力分析如图3.2-4：沿水平和竖直方向将力正交分解，并利用牛顿运动定律，得方向：水平方向：FCO

17、S37。-N=ma竖直方向：FSin37。+NTng解得：tz=1.9ms2v=5.7ms当撤去拉力尸后，物体的受力变为如图325,那么由牛顿第二定律得：N=mg=ma,a=g=3ms2t=u4z=1.9s13 .析与解：解：在Sl段物体作匀加速直线运动，而在S段物体作匀减速运动，选择物体为对象，在S、S2两段的受力分析如图3.27所示，那么由牛顿第二定律，得在S段：s=gsin30在S2段：2=-(sin300-gcos300)根据运动学方程：在S段：v1=2aS在S2段：O-r=2a2S2即：2aS=2a2S2由S2=2S代入解得：/32解二：作出物体整个运动过程的卬图象如图328所示由于

18、S2=2S,根据三角形面积公式表示位移，可得0=2fl2即gsin300=-2(sin300-cos300)解得：产后/214 .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mgsina=ma可得:=30,由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为mg=ma2可得：=0.2,(3)由2+5f=l.l+2(0.8力，解得f=0.1s即物体在斜面上下滑的时间为05s那么：I=O.6s时物体在水平面上，其速度为y=M.2+2f=2.3m/s15 .分析与解：刚放在传送带上的零件，起初有个靠滑动摩擦力加速的过程，当速度增加到与传送带速度相同时，物体与传送带间无相对运动，摩擦力大

19、小由f=mg突变为零，此后以速度V走完余下距离。由于f二umg=ma,所以a=g.加速时间加速位移_Y2_5版通过余下距离所用时间VS_V厂如SV共用时间r=r1r2=-+V2g16 .分析与解：物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑，受力分析如图20(a)所示；当物体加速至与传送带速度相等时，由于口Vtan8,物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带的速度，传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下,物体继续加速下滑，受力分析如图20(b)所示。综上可知，滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬

20、间发生了“突变”。开始阶段由牛顿第二定律得：mgsin+UmgCoS。=ma;所以：a】=gsin+gcos=10ms2;物体加速至与传送带速度相等时需要的时间11=Va=ls;发生的位移:s=atj2=5mV16m;物体加速到10ms时仍未到达B点。第二阶段，有：mgsinmgcos=ma2;所以：a2=2ms2;设第二阶段物体滑动到B的时间为t2那么：LAB-S=V12+a212/2；解得:t2=ls,t2=-lls(舍去)。故物体经历的总时间t=去+t2=2s.17. A18. B19.解：本例可通过台秤示数(即示重)判断出物体在三个运动阶段的运动情况，再根据动力学和运动学的关系求三个阶

21、段上升的总高度。也可以根据物体的尸r图，作出对应的图象，再根据面积求物体上升的高度。02s内物体的示重大于物体的重力，且起动初速度为零，那么物体向上加速运动的加速度为a1=(F-mg)m=1ms2；2s末速度v=at=2=2ms25Sm内作匀速运动；56s内作匀减速运动，加速度2=-2ms2,作出相应的图象，那么在S内物体上升的高度h=g(6+3)X2=9m20.析与解：此例为物体系的局部加速运动，而造成整体箱体整体对地面压力减小,我们可以用定性的方法分析和判定此例的解。如果不发生超重或失重现象，那么箱体对地面的压力为N=(m+M)g,由于物体，加速向下运动，故会发生失重现象，因此M加+Mg,那么答案AD可排除，而失重是由加速向下运动所引起的，因此箱体的视重应与加速度有关，故答案C正确。