第3章 牛顿运动定律.docx

第三章 牛顿运动定律一、牛顿第一、三定律1牛顿第一定律、惯性牛顿第一定律的内容一切物体总保持静止或匀速直线运动的状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。牛顿第一定律也叫惯性定律。力与运动的关系物体不受任何外力时总保持匀速直线运动或静止。力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。惯性及其与质量的关系物体总保持静止或匀速直线运动状态的性质。惯性是物体的固有属性。一切物体均有惯性；质量是物体惯性的唯一量度。惯性既不能产生也不能消失，与物体的受力状态和运动状态均无关系。例1关于牛顿第一定律，以下说法正确的是（ ）A牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的B牛顿第一定律是以可靠实验为基础，通过抽象出理想化实验而得出的结论C根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因D根据牛顿第一定律可知，力是改变物体速度的原因答案：BD例2下列说法中正确的是（ ）A物体不受力时，一定处于静止状态。B物体的速度等于零时，一定处于力平衡状态。C物体的运动状态发生变化时，一定受到外力作用。D物体的运动方向，一定是物体所受外力合力的方向。答案：C例3下列说法中正确的是（ ）A运动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小球由于重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了C一个小球被竖直上抛，当抛出后能继续上升，是因为小球受到了向上的推力D物体的惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种属性，与物体的速度大小无关答案：D例4关于惯性，下列说法正确的是（ ）A惯性是一切物体的基本属性B物体的惯性与物体的运动状态无关C物体运动快，惯性就大D惯性大小用物体的质量大小来量度答案：ABD例5关于惯性的下列说法中正确的是（ ）A物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性。B物体不受外力作用时才有惯性。C物体静止时有惯性，一开始运动，不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性。D物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性。答案：A2牛顿第三定律牛顿第三定律的内容两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上。概括为：等大、反向、共线、异物、同性质。相互作用力与平衡力的比较内容作用力和反作用力一对平衡力性质同性质不一定同性质受力物体作用在相互作用的不同物体上同一物体上依赖关系相互依赖，同时产生，同时消失无依赖关系，能否合成不能合成，不能抵消合力为零相同点大小相等，方向相反，作用在同一直线上例1关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中，正确的是（ ）A有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力。B只有两个物体处于平衡状态中，作用力与反作用力才大小相等。C作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间。D作用力与反作用力的性质一定相同。答案：D例2一本书静放在水平桌面上，则（ ）A桌面对书的支持力的大小等于书的重力，它们是一对相互平衡力。B书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用与反作用力。C书对桌面的压力就是书的重力，它们是同一性质的力。D书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力。答案：A例3用水平外力F将木块压在竖直墙面上而保持静止状态，如图所示，下列说法中正确的是（ ）A木块重力与墙对木块的静摩擦力平衡FB木块重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力和反作用力C外力F与墙对木块的正压力是一对作用力和反作用力D木块对墙的压力的反作用力与外力F大小相等答案：AD练习1以下各说法中正确的是（ ）A牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性C在水平地面上滑动的木块最终停下来是由于没有外力维持木块运动的结果D物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用2由牛顿第一定律可知（ ）A物体的运动是依靠惯性来维持的B力停止作用后，物体的运动就不能维持C物体做变速运动时，一定有外力作用D力是改变物体惯性的原因3关于惯性，以下说法正确的是：A在宇宙飞船内，由于物体失重，所以物体的惯性消失B在月球上物体的惯性只是它在地球上的1/6C质量相同的物体，速度较大的惯性一定大D质量是物体惯性的量度，惯性与速度及物体的受力情况无关4下列说法正确的是：（ ）A力是使物体惯性改变的原因。B静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大。C乒乓球可快速被抽杀，是因为乒乓球的惯性小。D为了防止机器运转时振动，采用地脚螺钉固定在地球上，是为了增大机器的惯性。5以下说法中正确的是（ ）A牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性B速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小C力是维持物体运动的原因D做曲线运动的质点若将所有外力都撤去，则该质点仍可能做曲线运动6 火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（ ）A人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起运动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，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已。D人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度。7伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映规律，有关的实验程序内容如下：（1）减小第二个斜面的角度，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度。（2）两个对接的光滑斜面，使静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。（3）如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度。（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它处于水平位置，小球沿水平面做持续的匀速运动。请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项中正确的是：（ ）A事实2事实1推论3推论4B事实2推论1推论3推论4C事实2推论3推论1推论4D事实2推论1推论48伽利略根据理想实验进行推论，认识到：力不是_ _物体运动状态的原因，而是_ _物体运动状态的原因。9物体的运动状态与受力情况的关系是（ ）A物体受力不变时，运动状态也不变B物体受力变化时，运动状态才会改变C物体不受力时，运动状态就不会改变D物体不受力时，运动状态也可能改变10静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力的作用，当力刚开始作用的瞬间，下列说法正确的是（ ）A物体同时获得速度和加速度B物体立即获得速度，但加速度为零C物体立即获得加速度，但速度为零D物体的速度和加速度仍为零11一个劈形物体abc，各面均光滑，上面放一光滑小球，用手按住在固定的光滑斜面上，如图所示。现把手放开，使劈形物体沿斜面下滑，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是（ ）A沿斜面向下的直线B曲线C竖直向下的直线D折线12如图所示，在光滑水平面上有一密闭水箱，A、B、C三个小球的密度分别为：A水，B水，C水，均用细线系在水箱中开始时，水箱静止，细线竖直。现用力向右突然拉动水箱，则（ ）A细线均竖直BA线左倾，C线右倾，B线竖直C细线均左倾DA线右倾，C线左倾，B线竖直13一天，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下图中的（）ABCD14两个小球A和B，中间用弹簧连结，并用细绳悬于天花板下，下面四对力中，属平衡力的是（ ）A绳对A的拉力和弹簧对A的拉力。B弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力。C弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力。DB的重力和弹簧对B的拉力。15传动皮带把物体由低处送到高处的过程中，物体与皮带间的作用力与反作用力的对数有（ ）A一对B二对C三对D四对16关于作用力和反作用力，以下说法正确的是（ ）A作用力与它的反作用力总是一对平衡力B地球对物体的作用力比物体对地球的作用力大C作用力与反作用力一定是性质相同的力D凡是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上的，并且分别作用在不同物体上的两个力一定是一对作用力和反作用力17关于作用力与反作用力，下列说法正确的是（ ）A一对作用力和反作用力的合力为零B某物体若只受一个力的作用，说明可以只有作用力，而没有反作用力C大小相等、方向相反、作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力D一对相互作用力性质相同，总是同时产生、同时变化、同时消失18一个大汉跟一个女孩站在水平地面上手拉手比力气，结果大汉把女孩拉过来了，对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是（ ）A大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大B大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大C大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等D只有在大汉把女孩拉动的过程中，大汉的力才比女孩的力大。在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大19在水平光滑直轨上停着两个质量相同的车厢，在一个车厢内有一人，并拉着绳子使两车厢靠拢。不计绳子的质量，判断有人的那节车厢的方法是（ ）A根据绳子哪一头的拉力大小，拉力大的一端车厢里有人B根据车厢运动的先后，先运动的车厢里有人C根据车厢运动的快慢，运动得慢的车厢里有人D根据车厢运动的快慢，运动得快的车厢里有人答案：1ABD2AC3D4C5A6D7B8维持，改变9C10C11C12B13C14C15B16C17D18C19C二、牛顿第二定律1牛顿第二定律的理解内容：物体的加速度跟所受到的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式：F合ma说明：各物理量都用国际单位制中的单位；力F是合外力，而不是某一力；受力分析是关键，加速度是桥梁。适用范围：宏观、低速、惯性参考系。牛顿第二定律的基本性质瞬时性：F和a具有瞬时对应关系，两者同时产生、同时变化、同时消失。同向性：F和a的方向总是相同的，而与速度v方向不相同。同体性：F、m、a是对应于同一个研究对象的。相对性：用牛顿第二定律求得的加速度是相对地面而言的（或者是惯性参考系）。独立性：一个物体受几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，而这个加速度与其他力是否存在无关，常称之为力的独立作用原理。合力的加速度就是这些加速度的矢量和。例1根据牛顿第二定律判断下列说法正误（ ）A加速度和合力的关系是瞬间对应关系，即a与F同时产生、同时变化、同时消失B加速度的方向总是与合外力的方向相同C同一物体的运动速度越大，受到的合外力越大D物体的质量与它所受的合外力成正比，与它的加速度成反比答案：AB例2在牛顿第二定律公式Fkma中，比例系数k的数值（ ）A在任何情况下都等于lB是由质量m、加速度a利力F三者的大小所决定的C是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的D在国际单位制中一定等于l答案：CD例3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（ ）Aala2Ba1a22al答案：D例4力F1单独作用在物体A上时产生的加速度为a15 m/s2，力F2单独作用在物体A上时产生的加速度为a21 m/s2。那么，力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的范围是（ ）A0a6 m/s2B4 m/s2a5 m/s2C4 m/s2a6 m/s2D0a4 m/s2答案：C例5在粗糙水平面上放着一箱子，前面的人用与水平方向成仰角1的力F1拉箱子，同时，后面的人用与水平方向成俯角2的推力F2推箱子，此时箱子的加速度为a。如果撤去推力F2，则箱子的加速度（ ）A一定增大B一定减小C可能不变D不是增大就是减小，不可能不变答案：C例6如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块，P受到一水平向右的推力F的作用，已知物块P沿斜面加速下滑，现保持F的方向不变，使其减小则加速度（ ）A一定变小B一定变大C一定不变D可能变小，可能变大，也可能不变答案：B例7如图所示，三个完全相同的物块，1、2、3放在水平桌上，它们与桌面间的动摩擦因数都相同，现用大小相同的外力F沿图示方向分别作用在1和2上，用F/2的外力沿水平方向作用在3上使三者做加速运动，令a1、a2、a3分别代表物块1、2、3的加速度，则（ ）Aa1a2a3Ba1a2，a2a3Ca1a2，a2a2，a2a3答案：C例8一轻质弹簧上端固定，下端挂一重物体，平衡时弹簧伸长4cm，现将重物体向下拉1cm然后放开，则在刚放开的瞬时，重物体的加速度大小为（ ）A2.5m/s2B7.5m/s2C10m/s2D12.5m/s2答案：A点拨：加速度与合外力是瞬时对应关系，合外力变化，加速度即刻发生变化。例9如图所示，A、B两小球质量相等，用细线相连，A用弹簧吊起，且悬于天花板上，整个系统都处于静止状态。现突然剪断细线的瞬间，A和B的加速度分别为？答案：aAg，方向向上；aBg，方向向下。点拨：弹簧弹力不可突变，刚性绳弹力可以突变。例10从加速竖直上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确的是（ ）A物体立即向下做自由落体运动B物体具有竖直向上的加速度C物体的速度为零，但具有竖直向下的加速度D物体具有竖直向上的速度和竖直向下的加速度答案：D例11钢球在盛有足够深油的油罐中由静止开始下落，若油对球的阻力正比于其速率，则球的运动情况是（ ）A先加速后匀速B先加速后减速最后静止C先加速后减速最后匀速D加速度逐渐减小到零点拨：瞬时性。联系恒功率机车启动、导体棒恒外力作用下切割磁感线。答案：C例12质量为m1的物体放在A地，用竖直向上的力F拉物体，物体的加速度a与拉力F的关系如图中的所示；质量为m2的物B地做类似实验，测得aF的关系如图中的所示，设两地重力加速度分别为g1和g2。可判定（ ）Am1m2，g1g2Bm1g2Dm1m2，g1a2Ba1a2Ca1a2D条件不足，无法判断答案：C基本解题方法和步骤a单物体步骤：确定一个研究对象m；选定研究状态；受力分析求解 F合；运动分析求解a；由牛顿第二定律得F合ma；列式求解。关键：正确的受力分析。基本思路：受力情况和运动情况之间相互关联的桥梁加速度。正交分解法：正交分解法是受力分析求合外力的常用方法。FXF1XF2XF3XmaxFYF1YF2YF3Ymay正交分解的关键在于巧妙确定x轴方向。大致有两种选择：分解力而不分解加速度通常以加速度a的方向为x轴正方向，建立直角坐标系，将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上，分别得x轴和y轴的合力。根据力的独立作用原理，各个方向上的力分别产生各自的加速度，得方程组。FxmaFy0分解加速度而不分解力可根据物体受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a，根据牛顿第二定律得方程组FxmaxFymay例1如图，位于水平地面上的质量为m的小木块，在大小为F、方向与水平方向成角的拉力作用下沿水平面做匀加速直线运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为，则木块的加速度为多少？答案：aFcos-（mg-Fsin）m点拨：简单的受力分析，正交分解。例2如图所示，一物块位于粗糙水平桌面上，物块与桌面间的滑动摩擦因数为，用一大小为F、方向如图所示的力去推它，使它以加速度a向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小，则Aa变大Ba不变C因为夹角未知，故不能确定大小变化D因为物体质量未知，故不能确定大小变化点拨：正交分解，以及数学运算。答案：C例3一个重力为G的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为，今用一个与水平方向成角的恒力F拉物体，为使物体在水平地面上做匀加速直线运动，则力F的范围如何？答案：mgcossin1）现