（3）牛顿运动定律的应用—江苏省2020高考物理考前冲A攻略复习讲义

1、牛顿运动定律的应用江苏高考物理考前冲A攻略（3）【考情播报】 考纲要求牛顿运动定律、牛顿定律的应用（II）加速度大小不同的连接体问题的计算仅限于两个物体的情况；命题预测1.牛顿第二定律与运动学（运动图象）结合考查。 2.牛顿运动定律在实际中的应用很多，如超重失重问题、连接体问题、临界极值问题、传送带问题等。可以实际生活、生产和科学实验中有关问题为命题背景，突出表现物理知识在生活中的应用。应试技巧1.对牛顿第二定律的理解：（1）瞬时性：加速度和物体所受的合力是瞬时对应关系。 （2）矢量性：物体加速度方向与所受合力方向相同。（3）同体性：F=ma中各量都是属于同一物体的。 （4）独立性：将合力分解

2、后，其在分解方向产生的加速度相互独立。2.应用牛顿第二定律解题的方法：（1）明确研究对象：根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体；（2）进行受力分析和运动状态分析，明确运动性质和运动过程；（3）建立坐标系，一般以加速度方向和垂直加速度方向为两坐标轴方向；（4）根据牛顿第二定律列方程求解。3.超重和失重：视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计受到的拉力或台秤受到的压力。无论是超重还是失重，物体所受的重力都没有变化，只是“视重”的改变。状态加速度视重F与重力mg的关系（加速度大小为a）超重竖直向上F=m（g+a）>mg失重

3、竖直向下F=m（ga）<mg完全失重重力加速度F=04.连接体问题处理方法：（1）整体法：若连接体具有相同的加速度，可以把连接体看成一个整体作为研究对象，在进行受力分析时，要注意区分内力和外力。（2）隔离法：把研究的物体从周围物体中隔离出来，单独进行分析，从而求解物体之间的相互作用力。（3）不能将整体法和隔离法对立起来，往往要将整体法和隔离法配合使用。5.求瞬时加速度时对弹力的分析：弹力表现形式弹力方向能否突变轻绳拉力沿绳收缩方向能轻杆拉力、支持力不定能轻弹簧拉力、支持力沿弹簧轴线否橡皮条拉力沿橡皮条收缩方向否6.传送带问题分析要点：（1）注意分析物体在初态时（由静止释放或有初速度）所受

4、滑动摩擦力的方向。（2）注意分析物体与传送带共速时摩擦力的有无及方向。【真题回顾】1 如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是A. B. C. D. 【参考答案】A【命题意图】牛顿运动定律、匀变速直线运动规律【试题解析】由牛顿运动定律，F-mg+F弹=ma，F弹=k(x0-x),kx0=mg，联立解得F=ma+ kx，对比题给的四个图象，可能正确的是A。【名师点睛】牛顿运动定律是高中物理主干知识，匀变速直线运动规律贯穿高

5、中物理。2 沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在05 s、510 s、1015 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则A.F1<F2 B.F2>F3 C.F1>F3 D.F1=F3【参考答案】A【命题意图】本题考查图象，牛顿第二定律。【试题解析】由vt图象可知，05 s内加速度a1=0.2 m/s2，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin fF1=ma1，F1=mgsin f0.2m；510 s内加速度a2=0，根据牛顿第二定律有mgsin fF2=ma2，F2=mgsin f；1015

6、 s内加速度a3=0.2 m/s2，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有mgsin fF3=ma3，F3=mgsin f+0.2m。故可得：F3>F2>F1，选项A正确。【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，基础题。【预测训练】1.下图中四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现，下列说法正确的是()A.亚里士多德根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因B.牛顿通过扭秤实验，测定出了万有引力常量C.安培通过实验研究，发现了电流的磁效应D.法拉第通过实验研究，发现了电磁感应现象答案D2.磁性黑板擦吸附在竖直的黑板平面上静止不动时，关于

7、黑板擦的受力情况，下列叙述中正确的是()A.黑板擦受到的磁力与它受到的重力是一对平衡力B.黑板擦受到的磁力与它受到的弹力是一对作用力与反作用力C.黑板擦受到的磁力与它受到的摩擦力性质相同D.黑板擦受到的摩擦力与它受到的重力是一对平衡力答案D3.如图所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于()A.冰壶的速度 B.冰壶的质量C.冰壶受到的推力 D.冰壶受到的阻力解析惯性是物体的固有属性，而质量却是惯性大小的唯一量度，故惯性的大小取决于冰壶的质量。答案B4某

8、人站在斜向上匀加速运行的电动扶梯上（扶栏未画出），人和扶梯保持相对静止，其加速度a方向如图所示。关于此人在上升过程中下列判断正确的是A此人处于超重状态B此人所受电梯作用力的方向与图中a的方向相同C此人机械能增加量大于支持力所做的功4【答案】AC【解析】人随电梯斜向上做匀加速运动，加速度有向上的分量，则人处于超重状态，选项A正确；人做匀加速运动，人的加速度沿电梯斜向上，根据牛顿第二定律知，人所受的合力沿电梯向上。人受到重力和电梯的作用力，重力竖直向下，由平行四边形定则可知，人所受电梯作用力的方向指向右侧斜上方，与a的方向不同。故B错误。电梯的支持力对人做正功。电梯对人的静摩擦力水平向右，静摩擦力

9、对游客做正功，根据功能原理知，支持力和静摩擦力做功之和等于人机械能的增加量，所以人机械能增加量大于支持力所做的功。故C正确。人在竖直方向有向上的分加速度，由牛顿第二定律知竖直方向的合力不为零。由牛顿第二定律知，在a方向上合力不为零。故D错误。D此人在竖直方向受到的合力为零，在a方向上合力不为零5.如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点轻弹簧左端固定于竖直墙面。现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上，不计滑块在B点的机械能损失。换用相同材料质量为m2的滑块（m2>m1）压缩弹簧到相同位置，然后由静止释放

10、，下列对两滑块说法正确的是A.两滑块到达B点的速度相同B.两滑块上升到最高点过程的加速度相同C.两滑块沿斜面上升的最大高度相同D.两滑块上升到最高点过程机械能损失不相同5.【答案】B【解析】弹簧释放的过程，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，两次弹性势能相同，则两滑块到B点的动能相同，但质量不同，则速度不同，A错误；滑块上升过程中的加速度，由于材料相同，所以动摩擦因数相同，与质量无关，故两滑块上升到最高点过程的加速度相同，B正确；两滑块在斜面上运动时加速度相同，由于初速度不同，故上升的最大高度不同，C错误；两滑块上升到最高点过程克服重力做的功为mgh，由能量守恒定律得：弹簧的弹性势能，所以，故两滑

11、块上升到最高点过程克服重力做的功相同。损失的机械能等于克服摩擦力做的功，则，、mgh相同，则机械能损失相同，D错误。【每日一题】【计算题训练】传送带在各行业都有广泛应用，如图所示，一质量为m，电阻为R，边长为L的正方形单匝闭合金属线框随水平绝缘传送带以恒定速度v0向右运动，通过一固定的磁感应强度为B，方向垂直于传送带平面向下的匀强磁场区域。已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ间的距离为d(d>L)，线框与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g。金属框穿过磁场的过程中将与传送带产生相对滑动，且右侧边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同。设传送带足够长，且金属框始终保持右侧边平行于磁场边界。求：(1)线框的右侧刚进入磁场时所受安培力的大小；(2)线框进入磁场的过程中运动加速度的最大值以及速度最小值；(3)线框穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热。【解析】(1)闭合线框右边刚进入磁场时产生的感应电动势EBLv0，根据闭合电路的欧姆定律可得：I，右侧边所受的安培力为：FBIL。(2)线框以速度v0进入磁场，在进入磁场的过程中，受安培力而做减速运动；进入磁场后，在摩擦力作用下做加速运动，当其右侧边达到PQ时速度又恰好等于v0，因此线框在刚进入磁场时，所受安培力最大，加速度最大，设为am，线框全部进入磁场时速度最小，设此时线框的速度为v，根据牛顿第二定律可得Fm