高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題四 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

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專題四 牛頓運(yùn)動(dòng)定律考綱解讀章內(nèi)容加試要求說明必考加試牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第一定律c1.不要求區(qū)別慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量.2.不要求分析非慣性系中物體的運(yùn)動(dòng)情況.3.不介紹其他的單位制.4.求解連接體問題時(shí)，只限于各物體加速度相同的情形.5.不要求解決加速度不同的兩個(gè)物體的動(dòng)力學(xué)問題.牛頓第二定律dd力學(xué)單位制b牛頓第三定律cc牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用dd超重與失重b一、牛頓第一定律1.內(nèi)容一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).2.意義(1)指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因.(2)指出了一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又稱為慣性定律.(3)牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實(shí)際中不受力作用的物體是不存在的，當(dāng)物體受外力但所受合力為零時(shí)，其運(yùn)動(dòng)效果跟不受外力作用時(shí)相同，物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).3.慣性(1)定義：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).(2)量度：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小.(3)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性，與物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況無關(guān).二、牛頓第二定律1.內(nèi)容物體加速度的大小跟所受外力的合力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力方向相同.2.表達(dá)式：Fma.三、牛頓第三定律1.牛頓第三定律的內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上.2.作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)”(1)“三同”：大小相同；性質(zhì)相同；變化情況相同.(2)“三異”：方向不同；受力物體不同；產(chǎn)生的效果不同.(3)“三無關(guān)”：與物體的種類無關(guān)；與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān).四、力學(xué)單位制1.力學(xué)中的基本物理量及單位(1)力學(xué)中的基本物理量是長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間.(2)力學(xué)中的基本單位：基本物理量的所有單位都是基本單位.如：毫米(mm)、克(g)、毫秒(ms)等等.三個(gè)基本物理量的單位在國(guó)際單位制中分別為米(m)、千克(kg)、秒(s).2.單位制(1)由基本單位和導(dǎo)出單位組成的單位系統(tǒng)叫做單位制.(2)國(guó)際單位制(SI)：國(guó)際計(jì)量大會(huì)制定的國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫做國(guó)際單位制.五、超重與失重1.超重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象.(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度.2.失重(1)定義：物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象.(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度.1.冰壺在冰面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”.這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于()A.冰壺的速度 B.冰壺的質(zhì)量C.冰壺受到的推力 D.冰壺受到的阻力答案B解析質(zhì)量是慣性大小的唯一量度.2. (2016金華十校9月模擬)踢足球是青少年最喜愛的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一，足球運(yùn)動(dòng)中包含有豐富的物理常識(shí).如圖1所示，某校一學(xué)生踢球時(shí)()圖1A.腳對(duì)球的作用力大于球?qū)δ_的作用力B.腳對(duì)球的作用力與球?qū)δ_的作用力大小相等C.腳對(duì)球的作用力與球的重力是一對(duì)平衡力D.腳對(duì)球的作用力與球?qū)δ_的作用力是一對(duì)平衡力答案B解析由牛頓第三定律：作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上知：B正確，A、D錯(cuò)誤，一學(xué)生踢球時(shí)，腳對(duì)球的作用力與球的重力不在一條直線，所以不是平衡力，C不正確.3.(2016浙江10月學(xué)考2)下列均屬于國(guó)際制基本單位的是()A.m、N、J B.m、kg、JC.m、kg、s D.kg、m/s、N答案C解析力學(xué)中有3個(gè)基本物理量：質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間，單位分別是：kg、m、s.力(N)，功(J)這些都不是國(guó)際基本物理量，所以答案為C.4.牛頓第二定律的表達(dá)式可以寫成m，對(duì)某個(gè)物體來說，它的質(zhì)量m()A.跟合外力F成正比B.跟合外力F與加速度a都無關(guān)C.跟它的加速度a成反比D.跟合外力F成反比，跟它的加速度a成正比答案B解析m只是一個(gè)計(jì)算式，物體質(zhì)量與合外力和加速度均無關(guān).5.(2015浙江1月學(xué)考)如圖2所示，小文同學(xué)在電梯中體驗(yàn)加速上升和加速下降的過程，這兩個(gè)過程()圖2A.都是超重過程B.都是失重過程C.加速上升是失重過程，加速下降是超重過程D.加速上升是超重過程，加速下降是失重過程答案D解析加速上升時(shí)加速度方向向上，故支持力大于重力，為超重；加速下降時(shí)加速度方向向下，支持力小于重力，為失重，故選D項(xiàng).牛頓第一定律和牛頓第三定律1.應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問題時(shí)，要把生活感受和理論問題聯(lián)系起來深刻認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，正確理解力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，克服生活中一些錯(cuò)誤的直觀印象，建立正確的思維習(xí)慣.2.相互作用力與平衡力的比較作用力與反作用力一對(duì)平衡力不同點(diǎn)作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零一定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定相同相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上例1課間休息時(shí)，一位男生跟一位女生在課桌面上扳手腕比力氣，結(jié)果男生把女生的手腕壓倒到桌面上，如圖3所示，對(duì)這個(gè)過程中作用于雙方的力，描述正確的是()圖3A.男生扳女生手腕的力一定比女生扳男生手腕的力大B.男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力一樣大C.男生扳女生手腕的力小于女生臂膀提供給自己手腕的力D.男生扳女生手腕的力與女生臂膀提供給自己手腕的力一樣大答案B解析根據(jù)牛頓第三定律，男生扳女生手腕的力與女生扳男生手腕的力大小相等.應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的三個(gè)問題1.定律中的“總是”說明對(duì)于任何物體，在任何情況下牛頓第三定律都是成立的.2.作用力與反作用力雖然等大反向，但因作用的物體不同，所產(chǎn)生的效果(運(yùn)動(dòng)效果或形變效果)往往不同.3.作用力與反作用力只能是一對(duì)物體間的相互作用力，不能牽扯第三個(gè)物體.變式題組1.(多選)如圖4所示，在勻速前進(jìn)的磁懸浮列車?yán)铮∶鲗⒁恍∏蚍旁谒阶烂嫔?，且小球相?duì)桌面靜止.關(guān)于小球與列車的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()圖4A.若小球向前滾動(dòng)，則磁懸浮列車在加速前進(jìn)B.若小球向后滾動(dòng)，則磁懸浮列車在加速前進(jìn)C.磁懸浮列車急剎車時(shí)，小球向前滾動(dòng)D.磁懸浮列車急剎車時(shí)，小球向后滾動(dòng)答案BC解析列車加(減)速時(shí)，小球由于慣性保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即原速率)不變，相對(duì)于車向后(前)滾動(dòng)，選項(xiàng)B、C正確.2.(2014浙江1月學(xué)考)如圖5所示，將甲、乙兩彈簧互相鉤住并拉伸，則()圖5A.甲拉乙的力小于乙拉甲的力B.甲拉乙的力大于乙拉甲的力C.甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對(duì)平衡力D.甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對(duì)相互作用力答案D解析根據(jù)牛頓第三定律，相互作用的兩個(gè)物體間的作用力大小相等、方向相反.甲、乙間的力為相互作用力，故D項(xiàng)正確.3.(2016金華十校9月模擬)下列說法中正確的是()A.運(yùn)動(dòng)越快的汽車越不容易停下來，是因?yàn)槠囘\(yùn)動(dòng)得越快，慣性越大B.作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力C.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是憑空想象出來的，是脫離實(shí)際的理論假設(shè)D.馬拉著車向前加速時(shí)，馬對(duì)車的拉力大于車對(duì)馬的拉力答案B解析物體的慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力，選項(xiàng)B正確；伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是建立在嚴(yán)格的推理的基礎(chǔ)上的，與實(shí)際的理論不脫離，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；馬拉著車向前加速時(shí)，馬對(duì)車的拉力與車對(duì)馬的拉力是一對(duì)作用力與反作用力，故馬對(duì)車的拉力等于車對(duì)馬的拉力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.牛頓第二定律的理解和應(yīng)用1.對(duì)牛頓第二定律的理解2.牛頓第二定律瞬時(shí)性的“兩種”模型加速度與合外力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，二者總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，具體可簡(jiǎn)化為以下兩種模型：(1)剛性繩(或接觸面)不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間.(2)彈簧(或橡皮繩)兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特點(diǎn)是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變.例2(2016東陽市聯(lián)考)如圖6所示，物塊1、2間用剛性輕質(zhì)桿連接，物塊3、4間用輕質(zhì)彈簧相連，物塊1、3質(zhì)量為m，物塊2、4質(zhì)量為M，兩個(gè)系統(tǒng)均置于水平放置的光滑木板上，并處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將兩木板沿水平方向突然抽出，設(shè)抽出后的瞬間，物塊1、2、3、4的加速度大小分別為a1、a2、a3、a4.重力加速度大小為g，則有()圖6A.a1a2a3a40B.a1a2a3a4gC.a1a2g，a30，a4gD.a1g，a2g，a30，a4g答案C解析在抽出木板的瞬間，物塊1、2與剛性輕桿連接處的形變立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛頓第二定律知a1a2g；而物塊3、4間的輕質(zhì)彈簧的形變還來不及改變，此時(shí)彈簧對(duì)物塊3向上的彈力大小和對(duì)物塊4向下的彈力大小仍為mg，因此物塊3滿足mgF，a30；由牛頓第二定律得物塊4滿足a4g，所以C正確.求解瞬時(shí)加速度問題時(shí)應(yīng)抓住“兩點(diǎn)”1.物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的，當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí)，需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析.2.加速度可以隨著力的突變而突變，而速度的變化需要一個(gè)過程的積累，不會(huì)發(fā)生突變.變式題組4.如圖7所示，質(zhì)量為1 kg的物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，物體在7 N的水平拉力作用下獲得的加速度大小為(g取10 m/s2)()圖7A.0 B.5 m/s2C.8 m/s2 D.12 m/s2答案B解析物體所受合外力F合Fmg5 N，加速度a5 m/s2，選項(xiàng)B正確.5.(2016溫州聯(lián)考)如圖8所示，兩小球懸掛在天花板上，a、b兩小球用細(xì)線連接，上面是一輕質(zhì)彈簧，a、b兩球的質(zhì)量分別為m和2m，在細(xì)線燒斷瞬間，a、b兩球的加速度為(取向下為正方向)()圖8A.0，g B.g，gC.2g，g D.2g,0答案C解析在細(xì)線燒斷之前，a、b可看成一個(gè)整體，由二力平衡知，彈簧彈力等于整體重力，故方向向上，大小為3mg.當(dāng)細(xì)線燒斷瞬間，彈簧的形變量不變，故彈力不變，故a受向上3mg的彈力和向下mg的重力，故加速度aa2g，方向向上.對(duì)b而言，細(xì)線燒斷后只受重力作用，故加速度abg，方向向下.取向下為正方向，有aa2g，abg.故選項(xiàng)C正確.6.如圖9所示，兩個(gè)質(zhì)量分別為m12 kg，m23 kg的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接.兩個(gè)大小分別為F130 N、F220 N的水平拉力分別作用在m1、m2上，則()圖9A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是25 NB.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是50 NC.在突然撤去力F2的瞬間，m1的加速度大小為5 m/s2D.在突然撤去力F1的瞬間，m1的加速度大小為13 m/s2答案D解析以m1、m2整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得a2 m/s2，以m1為研究對(duì)象，F(xiàn)1Fm1a，解得F26 N，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤.在突然撤去力F2的瞬間，彈簧的彈力不發(fā)生變化，故m1的加速度不發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.在突然撤去力F1的瞬間，m1的加速度大小為a113 m/s2，選項(xiàng)D正確.超重與失重現(xiàn)象1.盡管物體的加速度不是豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有分量，物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài).2.超重并不是重力增加了，失重并不是重力減小了，完全失重也不是重力完全消失了.在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí)，物體的重力依然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生了變化.3.在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象就會(huì)完全消失，如天平失效、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等.例3應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入.例如，平伸手掌托起物體，由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出.對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是()A.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于超重狀態(tài)B.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體始終處于失重狀態(tài)C.在物體離開手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D.在物體離開手的瞬間，手的加速度大于重力加速度答案D解析手托物體向上運(yùn)動(dòng)，一定先向上加速，處于超重狀態(tài)，但后面的運(yùn)動(dòng)可以是減速的，也可以是勻速的，不能確定，A、B錯(cuò)誤；物體和手具有共同的速度和加速度時(shí)，二者不會(huì)分離，故物體離開手的瞬間，物體向上運(yùn)動(dòng)且只受重力，物體的加速度等于重力加速度，但手的加速度應(yīng)大于重力加速度，并且方向豎直向下，手與物體才能分離，所以C錯(cuò)誤，D正確.超重和失重現(xiàn)象判斷的“三”技巧1.從受力的角度判斷，當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)，小于重力時(shí)處于失重狀態(tài)，等于0時(shí)處于完全失重狀態(tài).2.從加速度的角度判斷，當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài)，具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài)，向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài).3.從速度變化的角度判斷(1)物體向上加速或向下減速時(shí)，超重；(2)物體向下加速或向上減速時(shí)，失重.變式題組7.(2014浙江7月學(xué)考)兩磚塊疊在一起放在豎直升降電梯的水平底板上.當(dāng)兩磚塊間的壓力小于上面磚塊的重力時(shí)，電梯可能的運(yùn)動(dòng)是()A.向上加速運(yùn)動(dòng)B.向上減速運(yùn)動(dòng)C.向下勻速運(yùn)動(dòng)D.向下減速運(yùn)動(dòng)答案B解析對(duì)上面的磚塊進(jìn)行分析，根據(jù)牛頓第二定律得，a，由題意知支持力小于重力，則加速度方向豎直向下，所以電梯向上做減速運(yùn)動(dòng)或向下做加速運(yùn)動(dòng)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.8.關(guān)于超重和失重現(xiàn)象，下列描述中正確的是()A.電梯正在減速上升，在電梯中的乘客處于超重狀態(tài)B.磁懸浮列車在水平軌道上加速行駛時(shí)，列車上的乘客處于超重狀態(tài)C.蕩秋千時(shí)秋千擺到最低位置時(shí)，人處于失重狀態(tài)D.“神舟九號(hào)”飛船在繞地球做圓軌道運(yùn)行時(shí)，飛船內(nèi)的航天員處于完全失重狀態(tài)答案D9.(2015浙江10月選考)為了讓乘客乘車更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖10所示，當(dāng)此車勻減速上坡時(shí)，則乘客(僅考慮乘客與水平面之間的作用)()圖10A.處于超重狀態(tài)B.不受摩擦力的作用C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用D.所受合力豎直向上答案C解析當(dāng)車勻減速上坡時(shí)，加速度方向沿斜坡向下，人的加速度與車的加速度相同，根據(jù)牛頓第二定律知人的合力方向沿斜面向下，合力的大小不變.人受重力、支持力和水平向左的靜摩擦力，如圖.將加速度沿豎直方向和水平方向分解，則有豎直向下的加速度，則：mgFNmay.FNmg，乘客處于失重狀態(tài)，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題1.動(dòng)力學(xué)的兩類基本問題第一類：已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況.第二類：已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況.2.動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的解題步驟第一步：選對(duì)象.根據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體，可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的整體.第二步：研究力和運(yùn)動(dòng).注意畫好受力分析圖，明確物體的運(yùn)動(dòng)過程和運(yùn)動(dòng)性質(zhì).第三步：建坐標(biāo).通常以加速度的方向?yàn)檎较蚧蛞约铀俣确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向.第四步：列方程.根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律沿坐標(biāo)軸方向列方程.第五步：解結(jié)果.結(jié)合相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程聯(lián)立求解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論.例4(2016諸暨市期末)在山區(qū)或溝谷深壑地區(qū)，往往會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的暴雨引發(fā)山體滑坡，并攜帶有大量石塊滑落.某地有兩個(gè)坡度相同的山坡剛好在底端互相對(duì)接，在暴雨中有石塊從一側(cè)山坡滑落后沖上另一側(cè)山坡，如圖11甲所示.現(xiàn)假設(shè)兩山坡與水平面間的夾角均為37，石塊在下滑過程中與坡面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.25，石塊在左側(cè)山坡A處由靜止開始下滑時(shí)，離水平地面的高度h14.8 m，然后沖上右側(cè)山坡，其簡(jiǎn)化圖如圖乙所示.(已知石塊經(jīng)過最低點(diǎn)P前后的速度大小不變，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.)圖11(1)求石塊滑到最低點(diǎn)P時(shí)的速度大小v；(2)求石塊沖上右側(cè)山坡最高點(diǎn)B時(shí)離水平面的高度h2；(3)當(dāng)石塊在A點(diǎn)以多大的初速度v0下滑，剛好能到達(dá)右側(cè)山坡與A等高處？答案(1)8 m/s(2)2.4 m(3)8 m/s解析(1)設(shè)石塊從A到P的過程中加速度為a1，則mgsin mgcos ma1代入數(shù)據(jù)，解得：a14 m/s2v202a1代入數(shù)據(jù)，解得：v8 m/s(2)設(shè)石塊從P到B的過程中，加速度為a2，則mgsin mgcos ma2代入數(shù)據(jù)，解得：a28 m/s20v22a2代入數(shù)據(jù)解得：h22.4 m(3)剛好能到達(dá)右側(cè)山坡與A等高處時(shí)，設(shè)石塊在底端的速度為v1，則0v2a2解得：v18 m/s石塊從A到P的過程中v12v022a1解得：v08 m/s.解決兩類動(dòng)力學(xué)問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)1.把握“兩個(gè)分析”“一個(gè)橋梁”兩個(gè)分析：物體的受力情況分析和運(yùn)動(dòng)過程分析.一個(gè)橋梁：加速度是聯(lián)系物體運(yùn)動(dòng)和受力的橋梁.2.尋找多過程運(yùn)動(dòng)問題中各過程間的相互聯(lián)系.如第一個(gè)過程的末速度就是下一個(gè)過程的初速度，畫圖找出各過程的位移之間的聯(lián)系.變式題組10.質(zhì)量為0.1 kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過程對(duì)應(yīng)的vt圖象如圖12所示.球與水平地面相碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的.設(shè)球受到的空氣阻力大小恒為Ff，取g10 m/s2，求：圖12(1)彈性球受到的空氣阻力Ff的大小；(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.答案(1)0.2 N(2) m解析(1)設(shè)彈性球第一次下落過程中的加速度大小為a1，由題圖知a1 m/s28 m/s2根據(jù)牛頓第二定律，得mgFfma1Ffm(ga1)0.2 N(2)由題圖知彈性球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為v14 m/s，設(shè)球第一次離開地面時(shí)的速度大小為v2，則v2v13 m/s第一次離開地面后，設(shè)上升過程中球的加速度大小為a2，則mgFfma2a212 m/s2于是有0v2a2h解得h m.11.(2016溫州8月選考)如圖13所示，木塊的質(zhì)量m2 kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，木塊在拉力F10 N作用下，在水平地面上從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)5.2 m后撤去外力F.已知力F與水平方向的夾角37(sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2).求：圖13(1)撤去外力前，木塊受到的摩擦力大小；(2)剛撤去外力時(shí)，木塊運(yùn)動(dòng)的速度大?。?3)撤去外力后，木塊還能滑行的距離.答案(1)2.8 N(2)5.2 m/s(3)6.76 m解析(1)撤去外力前，木塊受力如圖甲所示由牛頓第二定律得豎直方向：FNFsin 37mg0FfFN解得：Ff2.8 N(2)由牛頓第二定律得水平方向：Fcos 37Ffma1解得：a12.6 m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：v22a1x1解得：v5.2 m/s(3)撤去外力后，木塊受力如圖乙所示由牛頓第二定律得mgma2解得：a22 m/s2由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得0v22a2x2解得x26.76 m.1.(2015浙江1月學(xué)考)艙外的宇航員手握工具隨空間站繞地球運(yùn)動(dòng)，若某一時(shí)刻宇航員將手中的工具釋放，則釋放工具的運(yùn)動(dòng)方向是()A.指向地心方向 B.背離地心方向C.與原運(yùn)動(dòng)方向相同 D.與原運(yùn)動(dòng)方向相反答案C解析釋放工具的瞬間，由于工具具有慣性，它將保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以釋放瞬間工具的運(yùn)動(dòng)方向與原來的運(yùn)動(dòng)方向相同.2.豎直向上拋出一物體，在物體上升的過程中，正確的是()A.物體做減速運(yùn)動(dòng)，慣性減小B.物體做減速運(yùn)動(dòng)，慣性增大C.物體做減速運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿街亓Φ淖饔肈.物體必然受到向上的力的作用答案C解析物體的慣性大小僅與它的質(zhì)量有關(guān)，與其速度大小無關(guān)，A、B錯(cuò)；物體上升時(shí)，所受重力與運(yùn)動(dòng)方向相反，使其速度減小，C對(duì)；物體之所以向上運(yùn)動(dòng)，是由于它有慣性，即保持原來向上運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，D錯(cuò).3.如圖1所示，有人用一簇氣球使一座小屋成功升空.當(dāng)小屋加速上升時(shí)，它受到的拉力與重力的關(guān)系是()圖1A.一對(duì)平衡力B.作用力和反作用力C.拉力小于重力D.拉力大于重力答案D解析小屋受到拉力和重力，因加速上升，加速度向上，由牛頓第二定律知，合力向上，拉力大于重力，故D項(xiàng)正確.4.下列敘述中正確的是()A.在力學(xué)的國(guó)際單位制中，力的單位、質(zhì)量的單位、位移的單位選定為基本單位B.牛頓、千克、米/秒2、焦、歐姆、米都屬于力的單位C.在厘米、克、秒單位制中，重力加速度g的值等于9.8 厘米/秒2D.在力學(xué)的計(jì)算中，若涉及的物理量都采用國(guó)際單位制中的單位，則所計(jì)算的物理量的單位也是國(guó)際單位制中的單位答案D5.(2016臨海市調(diào)研)下列對(duì)牛頓第二定律的表達(dá)式Fma及其變形公式的理解正確的是()A.由Fma可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成反比B.由m可知，物體的質(zhì)量與其所受合力成正比，與其運(yùn)動(dòng)的加速度成反比C.由a可知，物體的加速度與其所受合力成正比，與其質(zhì)量無關(guān)D.由m可知，物體的質(zhì)量可以通過測(cè)量它的加速度和它所受的合力求出答案D解析牛頓第二定律的表達(dá)式Fma表明了各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，即已知兩個(gè)量，可求第三個(gè)量.但物體的質(zhì)量是由物體本身決定的，與受力無關(guān)，作用在物體上的合力，是由和它相互作用的物體作用產(chǎn)生的，與物體的質(zhì)量和加速度無關(guān)，但物體的加速度與質(zhì)量有關(guān)，故排除A、B、C，選D.6.(20159月浙江測(cè)試)一根輕質(zhì)彈簧豎直懸掛在天花板上，下端懸掛一小球，小球和彈簧的受力如圖2所示，下列說法正確的是()圖2A.F1的施力者是彈簧B.F2的反作用力是F1C.F3的施力者是地球D.F2的反作用力是F3答案D解析由題圖知，F(xiàn)1的施力者是地球，故A錯(cuò)誤；F2的反作用力是F3，故B錯(cuò)誤，D正確；F3的施力者是小球，故C錯(cuò)誤.7.跳高運(yùn)動(dòng)員從地面起跳的瞬間，下列說法中正確的是()A.運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力等于運(yùn)動(dòng)員受到的重力B.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員受到的重力C.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力D.運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力小于運(yùn)動(dòng)員受到的重力答案B解析運(yùn)動(dòng)員起跳的瞬間向上做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得FNmgma，故地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大于運(yùn)動(dòng)員的重力，由牛頓第三定律得運(yùn)動(dòng)員對(duì)地面的壓力等于地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤.8.(2016寧波模擬)引體向上是同學(xué)們經(jīng)常做的一項(xiàng)健身運(yùn)動(dòng).該運(yùn)動(dòng)的規(guī)范動(dòng)作是兩手正握單杠，由懸垂開始，上拉時(shí)，下顎須超過單杠面；下放時(shí)，兩臂放直，不能曲臂.這樣上拉下放，重復(fù)動(dòng)作，達(dá)到鍛煉臂力和腹肌的目的.關(guān)于做引體向上動(dòng)作時(shí)人的受力，以下判斷正確的是()A.上拉過程中，人受到兩個(gè)力的作用B.上拉過程中，單杠對(duì)人的作用力大于人的重力C.下放過程中，單杠對(duì)人的作用力小于人的重力D.下放過程中，人只受到一個(gè)力的作用答案A9.(2016金華十校聯(lián)考)為了節(jié)省能量，某商場(chǎng)安裝了智能化的電動(dòng)扶梯.無人乘坐時(shí)，扶梯運(yùn)轉(zhuǎn)得很慢；有人站在扶梯上時(shí)，它會(huì)先慢慢加速，再勻速運(yùn)轉(zhuǎn).一顧客乘扶梯上樓，恰好經(jīng)歷了這兩個(gè)過程，如圖3所示.下列說法中正確的是()圖3A.顧客始終受到三個(gè)力的作用B.顧客始終處于超重狀態(tài)C.顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D.顧客對(duì)扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下答案C解析當(dāng)扶梯勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，顧客只受兩個(gè)力的作用，即重力和支持力，故A、B都錯(cuò)；由受力分析可知，加速時(shí)顧客對(duì)扶梯有水平向左的摩擦力，故此時(shí)顧客對(duì)扶梯作用力的方向指向左下方，而勻速時(shí)沒有摩擦力，此時(shí)方向豎直向下，故C對(duì)，D錯(cuò).10.如圖4所示，一輕彈簧豎直固定在地面上，一物體從彈簧上方某高處自由下落，并落在彈簧上，彈簧在壓縮過程中始終遵守胡克定律.從物體接觸彈簧開始，直到把彈簧壓縮到最短為止，物體的加速度大小()圖4A.一直變大B.一直變小C.先變大后變小D.先變小后變大答案D解析物體接觸彈簧的前一段時(shí)間內(nèi)，重力大于彈力，由牛頓第二定律：mgkxma，知彈簧的形變量x逐漸增大，加速度逐漸減小.當(dāng)重力等于彈力時(shí)，加速度為零，速度最大.由于慣性，物體繼續(xù)向下落，此后，彈力大于重力，合力向上，kxmgma，由于形變量x的繼續(xù)增大，加速度逐漸變大，故整個(gè)過程中，加速度先變小后變大，選項(xiàng)D正確.11.(2016蘇州模擬)如圖5所示，質(zhì)量相等的三個(gè)物塊A、B、C，A與天花板之間，B與C之間均用輕彈簧相連，A與B之間用細(xì)繩相連，當(dāng)系統(tǒng)靜止后，突然剪斷A、B間的細(xì)繩，則此瞬間A、B、C的加速度分別為(取向下為正)()圖5A.g、2g、0B.2g、2g、0C.0、2g、0D.2g、g、g答案B解析設(shè)物塊的質(zhì)量均為m，剪斷細(xì)繩前，對(duì)B、C整體進(jìn)行受力分析，受到B、C的總重力和細(xì)繩的拉力而平衡，故FT2mg；再對(duì)物塊A受力分析，受到重力、細(xì)繩拉力和彈簧的拉力；剪斷細(xì)繩后，重力和彈簧的彈力不變，細(xì)繩的拉力減為零，故物塊B受到的合力等于2mg，向下，物塊A受到的合力為2mg，向上，物塊C受到的力不變，合力為零，故物塊B有向下的加速度，大小為2g，物塊A具有向上的加速度，大小為2g，物塊C的加速度為零.故選B.12.將物體以一定的初速度豎直上拋，經(jīng)過時(shí)間t0回到拋出點(diǎn)，空氣阻力大小恒為重力的.物體速度v隨時(shí)間t變化的圖象正確的是()答案D解析上升時(shí)做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a1g，下降時(shí)做加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a2g，a12a2，A錯(cuò)誤；B、C、D選項(xiàng)中兩個(gè)過程的加速度關(guān)系分別為a1a2，a14a2，a12a2.故選D.13.(2016株洲模擬)一個(gè)小孩從滑梯上滑下的運(yùn)動(dòng)可看做勻加速直線運(yùn)動(dòng).第一次小孩單獨(dú)從滑梯上滑下，加速度為a1，第二次小孩抱上一只小狗后再?gòu)幕萆匣?小狗不與滑梯接觸)，加速度為a2，則()A.a1a2 B.a1a2 D.無法判斷答案A解析以滑梯上孩子為研究對(duì)象受力分析并正交分解重力如圖所示.x方向：mgsin Ffma，y方向：FNmgcos 0，F(xiàn)fFN由以上三式得ag(sin cos )由表達(dá)式知，a與質(zhì)量無關(guān)，A對(duì).14.粗糙的水平地面上一物體在水平拉力作用下做直線運(yùn)動(dòng)，水平拉力F及運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間變化的圖象如圖6甲、乙所示.取重力加速度g10 m/s2.求：圖6(1)前2 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的加速度和位移的大小；(2)物體的質(zhì)量m和物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù).答案(1)2 m/s24 m(2)5 kg0.1解析(1)由vt圖象可知，物體在前2 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，前2 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a m/s22 m/s2前2 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移為xat24 m(2)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，如圖所示.對(duì)于前2 s，由牛頓第二定律得FFfma，F(xiàn)fFNmg2 s之后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得FFf由Ft圖象知F15 N，F(xiàn)5 N代入數(shù)據(jù)解得m5 kg，0.1.15.如圖7所示，一物體以v02 m/s的初速度從粗糙斜面頂端下滑到底端用時(shí)t1 s.已知斜面長(zhǎng)度L1.5 m，斜面的傾角30，重力加速度取g10 m/s2.求：圖7(1)物體滑到斜面底端時(shí)的速度大?。?2)物體沿斜面下滑的加速度大小和方向；(3)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù).答案(1)1 m/s(2)1 m/s2，方向沿斜面向上(3)解析(1)設(shè)物體滑到斜面底端時(shí)速度為v，則有：Lt，代入數(shù)據(jù)解得：v1 m/s(2)因vv0，物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向沿斜面向上，加速度的大小為：a1 m/s2.(3)物體沿斜面下滑時(shí)，受力分析如圖所示.由牛頓第二定律得：Ffmgsin maFNmgcos FfFN聯(lián)立解得：，代入數(shù)據(jù)解得：.16.(2016紹興市9月選考)中國(guó)已邁入高鐵時(shí)代，高鐵拉近了人們的距離，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.一輛高鐵測(cè)試列車從甲站始發(fā)最后?？恳艺荆囕d速度傳感器記錄了列車運(yùn)行的vt圖象如圖8所示.已知列車的質(zhì)量為4.0105 kg，假設(shè)列車運(yùn)行中所受的阻力是其重力的0.02倍，求：圖8(1)甲、乙兩站間的距離L；(2)列車出站時(shí)的加速度大?。?3)列車出站時(shí)的牽引力大小.答案(1)115.2 km(2)0.5 m/s2(3)2.8105 N解析(1)由題意v432 km/h120 m/s，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t720 s；兩站間距對(duì)應(yīng)vt圖線下的面積，有S(7201 200)120115 200距離L115 200 m115.2 km(2)考察啟動(dòng)階段a，解得：a0.5 m/s2(3)在啟動(dòng)階段FFfma，又Ff0.02mg，代入得F2.8105 N