高一上6.牛顿运动定律.doc

牛顿运动定律1 考点直达 1牛顿第一定律内容：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 态为止说明：牛顿第一定律是物体不受外力作用时的规律，是独立的，与牛顿第二定律无关牛顿第一定律不能用实验来验证，是通过理想实验方法总结出来的牛顿第一定律的意义在于它科学的阐述了力和惯性的概念，正确揭示了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，力是产生加速度、改变运动状态的原因理想实验：是在可靠的实验基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程牛顿第一定律是通过理想实验得出的，它不能由实际的实验来验证2惯性概念：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性说明：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度，与 物体的速度和受力等无关惯性的表现：物体不受外力作用时，有保持静止或匀速直线运动的性质；物体受到外 力作用时其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上力和物体的惯性3牛顿第二定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方 向跟合外力的方向相同 F=ma说明：加速度与合外力关系的四性：相对性、矢量性、瞬时性、独立性“相对性”指物体的加速度a是相对惯性参考系（相对于地面静止或匀速直线运动的参照系）；“矢量性”指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向；“瞬时性”指加速度与合外力存在瞬时对应关系，合外力改变，加速度随即相应改变，物体的加速度a总是与合外力F同步变化；“独立性”是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。 Fma只在一定的单位制里才适用。 力、加速度、速度的关系：牛顿第二定律反映了力和加速度的瞬时关系速度是描述物体运动的物理量，它与物体受的合外力和运动的加速度没有直接关系当合外力为零时，加速度一定为零，但速度不一定为零在直线运动中当物体的加速度与速度的方向相同时，物体的速度必增大，当物体的加速度方向与速度的方向相反时物体的速度必减小，与加速度的大小如何变化无关物体受恒力作用时速度变化量的方向与加速度的方向一致物体的运动状态由物体受的合外力和初始条件决定特别提示：要学会通过分析物体的受力以及初始速度来分析物体的运动性质。4.牛顿第三定律（1）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，作用在一条直 线上（2）作用力和反作用力的关系研究两个物体间的相互作用时，区别哪个力是作用力、哪个是反作用力，是没有实际 意义的，作用力和反作用力可以任意选取。作用力和反作用力是同时存在、同时消失、同时变化的。世界上没有一个物体只受到 其他物体的作用而不对其他物体发生作用；也没有一个物体只对其他物体作用而不同 时受到其他物体对它的作用。一旦它不对其他物体作用，也一定同时不受其他物体的 作用；一旦它不受其他物体作用，同时就不对其他物体作用。作用力和反作用力是作用在两个不同的物体上，各自产生其作用效果。因为作用力和 反作用力不是作用在同一个物体上的两个力，所以是不能进行合成运算的，它们永远 不会抵消，永远不会达到“平衡”。作用力和反作用力是同一性质的力。如果作用力是万有引力，反作用力也必定是万有 引力；同样，作用力是弹力，反作用力必定是弹力。(3)作用力和反作用力与平衡力的区别：比较项目作用力与反作用力平衡力受力物体作用在不同的物体上作用在同一物体上力的性质一定是同种性质的力可以是不同性质的力作用时间一定是同时产生、同时变化、同时消失的可以不同时产生、同时变化、同时消失作用效果作用效果不能抵消作用效果可以抵消5.超重和失重(1)超重现象：当物体具有向上的加速度时，物体对水平面的压力（或对悬绳的拉力） 大于本身重力的现象，称为超重现象(2) 失重现象：当物体具有向下的加速度时，物体对水平面的压力（或对悬绳的拉力） 小于本身重力的现象，称为失重现象当向下的加速度为g时，压力或 拉力为零，称为完全失重现象处于完全失重时，平常一切由重力产生 的物理现象会消失，如单摆停摆，天平失效，浮力消失等等超重不是重力增加，失重不是重力减小，完全失重不是重力完全消失；在发生超重和失重现象时，物体受的重力依然存在，而且是不变的2 考题直达 1.牛顿第一定律1.理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列 只要填写序号即可）在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论下列关于事实和推论的分类正确的是（ ）A、是事实，是推论B、是事实，是推论C、是事实，是推论D、是事实，是推论解析：，B。考察学生对第一定律总结的过程。2.下面几个说法中正确的是（ ）A静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用B当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态C当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用D物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向解析：C。考察学生对牛顿第一定律的基本理解。 2.惯性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推力D、物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：D。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。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，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：D。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（空气阻力不计），由于惯性，所以水平方向与车速度相同，因而人落回原处。 3.牛顿第二定律1.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FAB 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？解析：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，用质点组牛顿第二定律列方程：，而a A =5m/s2，于是可以得到a B =7.5m/s22.（多选）匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧，弹簧下端挂有一小球，若升降机突然停止，在地面上的观察者看来，小球在继续上升的过程中（） A.速度逐渐减小 B.速度先增大后减小.C.加速度逐渐增大. D.加速度逐渐减小.解析：AC。初步考验学生对运动的分析能力。3.如图所示，轻绳跨过定滑轮（与滑轮问摩擦不计）一端系一质量为m的物体，一端用PN的拉力，结果物体上升的加速度为a1，后来将PN的力改为重力为PN的物体，m向上的加速度为a2则（ ） Aa1a2 ；Ba1a2 ；C、a1a2 ；D无法判断解析：B。a1P/m，a2=p/（m）所以a1a24.如图所示，一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M和N,它们只能在图所示平面内摆动，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运动的可能情况是（ ）MNA、车厢做匀速直线运动,M在摆动，N在静止；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；解析：AB。由牛顿第一定律，当车厢做匀速运动时，相对于车厢静止的小球，其悬线应在竖直方向上，故M球一定不能在图示情况下相对车厢静止，说明M正在摆动；而N既有可能相对于车厢静止，也有可能是相对小车摆动恰好到达图示位置。知A、B正确，C错；当车厢做匀加速直线运动时，物体运动状态改变，合外力一定不等于零，故不会出现N球悬线竖直的情况，D错。 4.牛顿第三定律1.物体静止在水平桌面上，则（ ）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的支持力是一对作用力与反作用力。C. 物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力。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。解析：A。AB选项：受力分析可以得到A选项对BD选项错。C选项：物体对桌面的压力的性质是弹力所以C选项错。解决这类问题的关键：是对牛顿第三定律的全面理解，任何运动状态下一对任何性质的作用力和反作用力大小相等、方向相反，要注意区分平衡力与作用力、反作用力。2.甲乙两队拔河比赛，甲队胜，如不计绳子的质量，下列说法正确的是（ ）A甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B甲队对地面的摩擦力大于乙队对地面的摩擦力C甲乙两队与地面间的最大静摩擦力大小相等、方向相反D甲乙两队拉绳的力相等解析：D。3. 如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球碰到斜面前的运动轨迹是（ ）A沿斜面向下的直线 B竖直向下的直线C无规则曲线 D抛物线解析：B。综合运用牛顿运动定律分析物体运动过程。5.超重和失重1.将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下顶板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a=2.0m/s2的加速度竖直向上作匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N,下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N。 (g取10m/s2）（1)若上顶板的压力传感器的示数是下底板的压力传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况； (2）要使上顶板的压力传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？解析：由题意，对金属块受力分析如图所示。 当向上匀减速运动时，加速度方向向下，设上顶板的压力传感器的示数为N1，弹簧弹力为F,由牛顿第二定律有N1mg一Fma 弹簧弹力F等于下底板的压力传感器的示数N2：FN2=10N代入可解得m=05kg。（1)依题意，N1=5 N,弹簧长度没有改变，F10N代入解得a=0，说明整个箱体做向上或向下的匀速运动。 (2)当整个箱体的加速度方向向上时有F一N1一mg=ma，求出N1减至零的加速度：=10 m/s2。上顶板的压力传感器的示数为零时，整个箱体在做加速度不小于10 m/s2的向上加速或向下减速运动。m1m3m22.如图所示滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m1m2十m3，这时弹簧秤的读数为T，若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数T将（ ）A.增大； B.减小； C.不变； D.无法判断【解析】解法1：移m2后，系统左、右的加速度大小相同方向相反，由于ml十m2m3，故系统的重心加速下降，系统处于失重状态，弹簧秤的读数减小，B项正确。解法2：:移后设连接绳的拉力为T/，系统加速度大小为a。 对（mlm2）：（m1m2)g一T/（mlm2)a； 对m3：T/一m3gm3a消去a，可解得。对滑轮稳定后平衡：弹簧秤的读数T2T/，移动前弹簧秤的读数为2(m1m2m3)g，比较可得移动后弹簧秤的读数小于2(m1m2m3）g。故B项正确。3.如图所示，有一个装有水的容器放在弹簧台秤上，容器内有一只木球被容器底部的细线拉住浸没在水中处于静止，当细线突然断开，小球上升的过程中，弹簧秤的示数与小球静止时相比较有（ ） A.增大； B.不变； C.减小； D.无法确定解析：C。当细线断后小球加速上升时处于超重状态，而此时将有等体积的“水球”加速下降处于失重状态；而等体积的木球质量小于“水球”质量，故总体体现为失重状态，弹簧秤的示数变小3 巩固练习1.图为蹦极运动的示意图。弹性绳的一端固定在点，另一端和运动员相连。运动员从点自由下落，至点弹性绳自然伸直，经过合力为零的点到达最低点，然后弹起。整个过程中忽略空气阻力。分析这一过程，下列表述正确的是（ ) 经过点时，运动员的速率最大 经过点时，运动员的速率最大 从点到点，运动员的加速度增大 从点到点，运动员的加速度不变A B C D2.与普通自行车相比，电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。在额定输出功率不变的情况下，质量为60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大速度时，牵引力为 N,当车速为2s/m时，其加速度为 m/s2(g=10m m/s2)规格后轮驱动直流永磁铁电机车型14电动自行车额定输出功率200W整车质量40Kg额定电压48V最大载重120 Kg额定电流4.5A3.如图所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为（ ）A.物块先向左运动，再向右运动B.物块向右运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C.木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D.木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零4.某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N。他将弹簧秤移至电梯内称其体重，至时间段内，弹簧秤的示数如图所示，电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）5建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0500ms2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取lOms2) （ ）A510 N B490 N C890 N D910 N 6搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为F时，物体的加速度为a1；若保持力的方向不变，大小变为2F时，物体的加速度为a2，则（ ）Aal=a2 Ba1a22al7.在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求 （1）运动员竖直向下拉绳的力； （2）运动员对吊椅的压力。8.“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后，返回舱于2005年10