08_专题《牛顿运动定律》.ppt

牛顿运动定律,庞留根吕叔湘中学2007年7月,一、牛顿第一定律二、牛顿第二定律三、牛顿第三定律四、超重与失重超重与失重的条件07年1月广东省汕尾市调研测试2南京市07届二模试卷22007年理综山东卷172007年物理海南卷1007年1月广东省汕尾市调研测试507年1月潍坊市期末统考306年12月广州市X科统考卷907年天津五区县重点校联考1507年重庆市第一轮复习第三次月考卷206年5月深圳市第二次调研考试10江苏省启东市07届第一学期期中测试507学年南京市期末质量调研707届1月武汉市调研考试607年1月广东省汕尾市调研测试7合肥市07年教学质量检测一42007年上海卷19B07年佛山市教学质量检测1007年上海虹口区教学质量检测三207年上海虹口区教学质量检测三1907届广东惠州市第二次调研考试1707年1月山东潍坊市期末统考1407年苏锡常镇四市二模152007年高考江苏卷62007年高考江苏卷15,一.牛顿第一定律：,复习精要,（1）内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使其改变运动状态为止。,（2）理解：牛顿第一定律分别从物体的本质特征和相应的外部作用两个侧面对运动作出了深刻的剖析。就物体的本质特征而言，一切物体都具有“不愿改变其运动状态”的特性；就物体所受到的外力与其运动的关系而言，外力是迫使物体改变运动状态的原因。也就是说，牛顿第一定律一方面揭示出一切物体共同具备的本质特性惯性，另一方面又指出了外力的作用效果之一改变物体的运动状态。,（3）伽利略斜面实验是牛顿第一定律的实验基础。,（4）惯性的大小只跟物体的质量有关,与其它因素均无关,二.牛顿第二定律：,（1）内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，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合=ma,（2）理解：,F量化了迫使物体运动状态发生变化的外部作用,m量化了物体“不愿改变运动状态”的基本特性(惯性)，而a则描述了物体的运动状态(v)变化的快慢。明确了上述三个量的物理意义，就不难理解如下的关系了：,另外,牛顿第二定律给出的是F、m、a三者之间的瞬时关系,也是由力的作用效果的瞬时性特征所决定的.,（3）注意：,a.牛顿第二定律中的F应该是物体受到的合外力。b.同向加速度的方向跟合外力的方向相同c.同时加速度的大小随着合外力的大小同时变化d.同体F、m、a应该对应于同一物体或同一系统,（4）应用牛顿第二定律解题的基本步骤,a.确定研究对象；,b.分析研究对象的受力情况与运动情况；,c.建立适当的坐标系，将力与加速度作正交分解；,d.沿各坐标轴方向列出动力学方程，进而求解.,（5）研究方法：正交分解法整体法和隔离法,三.牛顿第三定律：,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，同时出现，同时消失，分别作用在两个不同的物体上。F=-F,注意：作用力和反作用力总是同生、同灭、同变、同大小、同性质、反方向，但是分别作用在不同的物体上，因此不能抵消。,四、超重与失重,（1）真重与视重,如图1所示，在某一系统中（如升降机中）用弹簧秤测某一物体的重力,悬于弹簧秤挂钩下的物体静止时受到两个力的作用：地球给物体的竖直向下的重力mg和弹簧秤挂钩给物体的竖直向上的弹力F，这里，mg是物体实际受到的重力，称为物体的真重；,F是弹簧秤给物体的弹力，其大小将表现在弹簧秤的示数上，称为物体的视重。,（2）超重与失重,通常情况下测物体的重力时,视重等于真重,我们就以弹簧秤的示数作为物体重力大小的测量值。当系统(升降机)做变速运动时,有时会使得视重大于真重,此时称为超重现象;有时会使得视重小于真重,此时称为失重现象;甚至有时会视重等于零,此时称为完全失重现象。,超重与失重的条件,（3）,a.由牛顿第二定律不难判断：当图1中的升降机做变速运动，有竖直向上的加速度a(匀加速上升或匀减速下降)时，可由Fmg=ma得F=m(g+a)mg在此条件下，系统处于超重状态；,b.当图1中的升降机做变速运动，有竖直向下的加速度a时(匀加速下降或匀减速上升)，可由mgF=ma得F=m(ga)mg在此条件下，系统处于失重状态；,c.当图1中的升降机做变速运动，有竖直向下的加速度a且a=g时，视重将为F=0，在此条件下，系统处于完全失重状态。,南京市07届二模试卷2,2下列说法中正确的是（）A游泳运动员仰卧在水面静止不动的时候处于失重状态。B体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态。C举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于失重状态。D蹦床运动员在空中上升和下落过程中处于失重状态。,D,2007年理综山东卷17,17.下列实例属于超重现象的是()A汽车驶过拱形桥顶端B荡秋千的小孩通过最低点C跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动。D火箭点火后加速升空。,BD,2007年物理海南卷10,10.游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是（）A.当升降机加速上升时，游客是处在失重状态B.当升降机减速下降时，游客是处在超重状态C.当升降机减速上升时，游客是处在失重状态D.当升降机加速下降时，游客是处在超重状态,BC,07年1月广东省汕尾市调研测试5,5、科学研究发现，在月球表面：没有空气；重力加速度约为地球表面的1/6；没有磁场。若宇航员登上月球后，在空中同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球对月球的影响，以下说法正确的有（）A、氢气球和铅球都处于失重状态B、氢气球将向上加速上升，铅球加速下落C、氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面D、氢气球和铅球都将下落，且同时落地,D,07年1月山东潍坊市期末统考3,3如图所示，质量为10kg的物体静止在平面直角坐标系xOy的坐标原点，某时刻只受到F1和F2的作用，且F1=10N，则物体的加速度（）A方向沿y轴正方向B方向沿y轴负方向C大小等于1m/s2D大小等于m/s2,C,06年12月广州市X科统考卷9,9一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图所示在物体始终相对于斜面静止的条件下()A.当一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B.当一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C.当a一定时，越大，斜面对物体的正压力越小D.当a一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小,BC,07年天津五区县重点校联考15,15如图所示，质量为5kg的物体m在平行于斜面向上的力F作用下，沿斜面匀加速向上运动，加速度大小为a=2m/s2，F=50N，=370，若突然撤去外力F，则在刚撤去外力的瞬间，物体m的加速度大小和方向是（）A2m/s2，沿斜面向上B4m/s2，沿斜面向下C6m/s2，沿斜面向下D8m/s2，沿斜面向下,D,07年重庆市第一轮复习第三次月考卷2,2如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内光滑底面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁，小车向右加速运动若小车向右加速度增大，则车左壁受物块的压力N1和车右壁受弹簧的压力N2的大小变化是：()AN1不变，N2变大BN1变大，N2不变CN1、N2都变大DN1变大，N2减小,B,06年5月深圳市第二次调研考试10,10、如图所示，用倾角为30的光滑木板AB托住质量为m的小球，小球用轻弹簧系住，当小球处于静止状态时，弹簧恰好水平则当木板AB突然向下撤离的瞬间（）A小球将开始做自由落体运动B小球将开始做圆周运动C小球加速度大小为gD小球加速度大小为,D,江苏省启东市07届第一学期期中测试5,5如图所示，一质量为M的木块与水平面接触，木块上方固定有一根直立的轻弹簧，弹簧上端系一带电且质量为m的小球（弹簧不带电），小球在竖直方向上振动，当加上竖直方向的匀强电场后，在弹簧正好恢复到原长时，小球具有最大速度当木块对水平面压力为零时，小球的加速度大小是()Amg/MBMg/mC(M+m)g/mD(M+m)g/M,B,07学年南京市期末质量调研7,7如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述正确的是（）A小球的速度一直减小B小球的加速度先减小后增大C小球的加速度的最大值，一定大于重力加速度D小球机械能守恒,BC,07届1月武汉市调研考试6,6如图所示是两根轻弹簧与两个质量都为m的小球连接成的系统，上面一根弹簧的上端固定在天花板上，两小球之间还连接了一根不可伸长的细线.该系统静止，细线受到的拉力大小等于4mg.在剪断了两球之间的细线的瞬间，球A的加速度aA和球B的加速度aB分别是（）A2g，竖直向下；2g，竖直向下B4g，竖直向上；4g，竖直向下C2g，竖直向上；2g，竖直向下D2g，竖直向下；4g，竖直向下,解：画出受力图如图示，,剪断细线的瞬间，细线的拉力减为0，,aA=4g，竖直向上,aB=4g，竖直向下,B,07年1月广东省汕尾市调研测试7,7、如图，用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两个物体中间用一轻弹簧连接。在下列四种情况下，相同的拉力F均作用在m1上，使m1、m2作加速运动：拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速运动。拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速运动。拉力平行于倾角为的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加速运动。拉力平行于倾角为的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面向上加速运动。以l1、l2、l3、l4依次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有（）A、l2l1B、l4l3C、l1l3D、l2l4,D,解见下页例,例.如图示，两物块质量为M和m，用绳连接后放在倾角为的斜面上，物块和斜面的动摩擦因素为，用沿斜面向上的恒力F拉物块M运动，求中间绳子的张力.,解：画出M和m的受力图如图示：,由牛顿运动定律，,对M有F-T-Mgsin-Mgcos=Ma（1）,对m有T-mgsin-mgcos=ma（2）,a=F/(M+m)-gsin-gcos（3）,（3）代入（2）式得,T=m（a+gsin-gcos）=mF(M+m),由上式可知：,T的大小与无关,T的大小与无关,T的大小与运动情况无关,合肥市2007年教学质量检测一4,4如图所示，在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B，m1m2，A、B间水平连接着一轻质弹簧秤。若用大小为F的水平力向右拉B，稳定后B的加速度大小为a1，弹簧秤示数为F1；如果改用大小为F的水平力向左拉A，稳定后A的加速度大小为a2，弹簧秤示数为F2。则以下关系式正确的是（）ABCD,A,07年佛山市教学质量检测10,10.某同学欲用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。P、Q为记录重物A运动情况的两个光电门。A、B为两重物,用跨过滑轮的细线连接，其中mA2kg,细线、滑轮质量以及摩擦均可不计。为了保证无论B物体质量多大，实验都能顺利进行，该同学应选用抗拉能力至少是多大的绳索（L）来悬挂滑轮：（g取10m/s2）()A.150NB.80NC.40ND.20N,解：A向上加速运动，,FL=2T80N,B,07年上海虹口区教学质量检测三2,2.如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，用大小为、方向水平的力F拉物体，使物体沿水平面做匀速直线运动，则物体与地面间的动摩擦因数=，在保持拉力F大小不变的情况下改变其方向但仍使物体沿原方向做匀速直线运动，此时拉力与原水平力F的夹角为。,解：方向水平的力F拉物体f=mg=F,改变F方向后，,=60o或0o,60,07年上海虹口区教学质量检测三19,19.（12分）某校课外活动小组，自制一枚土火箭，火箭在地面时的质量为3kg。设火箭发射实验时，始终在垂直于地面的方向上运动。火箭点火后可认为作匀加速运动，经过4s到达离地面40m高处燃料恰好用完。若空气阻力忽略不计，g取10m/s2。求：（1）燃料恰好用完时火箭的速度为多大？（2）火箭上升离地面的最大高度是多大？（3）火箭上升时受到的最大推力是多大？,解：,（1）设燃料燃烧结束时火箭的速度为v，根据运动学公式有：,h=vt/2v=2h/t=20m/s,（2）火箭能够继续上升的时间：,t1=v/g=20/10=2s,火箭能够继续上升的高度：,h1=v2/2g=202/20=20m,火箭离地的最大高度：,H=h+h1=40+20=60m,（3）火箭在飞行中质量不断减小。所以在点火起飞的最初，其推力最大。,a=v/t=20/4=5m/s2,Fmg=ma,F=m(g+a)=3(10+5)=45N,解：,（1）A、B组成的系统运动过程中所受摩擦力为,f=(mA+mB)g,设运动达到稳定时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律有,F1F2f(mA+mB)a,解得a1.0m/s2，方向与F1同向（或水平向右）,（2）以A为研究对象，运动过程中所受摩擦力,fA=mAg,设运动达到稳定时所受弹簧的弹力为T，根据牛顿第二定律有,F1TfAmAa解得T=14.0N,所以弹簧的伸长量x=T/k2.8cm,因此运动达到稳定时A、B之间的距离为,s=l+x=17.8cm,07年1月山东潍坊市期末统考14,14（8分）一汽车没有安装ABS，急刹车后，车轮在路面上滑动.（取g=10