（2021新人教版）高中物理必修第一册期末复习（三） 牛顿运动定律期末复习讲义.zip

高一物理期末复习（三）高一物理期末复习（三）-牛顿运动定律牛顿运动定律 【基础知识基础知识】 1、牛顿第一定律 牛顿第一定律是建立在伽利略 基础上的科学抽象， 牛顿第一定律也叫 。惯性是物体本身固有的保持原来运动状态不变的性质。一切物体 在任何情况下都具有惯性， 是物体的惯性大小的量度，惯性的大小与物体运动状态（匀速、 变速、快、慢、静止）和受力情况等均无关。 牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动的原因，而是 的原因。只要物体运动状态变 化（即速度大小改变、或方向改变、或大小和方向都改变）就有 ，故力是物体产生加速度 的原因。 2、牛顿第二定律 牛顿第二定律是在实验的基础上总结出来的规律，我们应该学习实验研究的控制变量法和从实验 数据的比例关系式得到等式的科学处理方法。 根据实验数据分析得出的结论是 Fma，或者写成 F = kma，其中 k 为比例常数，k 的取值由公 式中各物理量的单位来确定为使公式简单，可通过选用恰当的单位使 k = 1。 在国际单位制中，力的单位“牛顿”就是根据牛顿第二定律，令 k = 1 定义出来的即 1N = 1 kgm/s2。 牛顿第二定律反映了 a 与 F合的 关系当 F合恒定时，a 也 ，物体做匀加速运动； 当 F合变化时，a 也 ，物体做变加速运动；若 F合= 0，则 a = ，物体静止或做匀速直线运 动，即物体处于 状态。 牛顿第二定律指出了 a 与 F合的方向始终相同，这就是说加速度的方向是由 决定的， 加速度的方向与速度方向无确定的关系。 3 3、牛顿第三定律、牛顿第三定律 牛顿第三定律阐述的是物体间相互作用所遵循的规律，主要学习以下几个方面： 物体间的作用是相互的，甲对乙有力的作用，乙对甲必定存在反作用力，且作用力与反作用力是 同种性质的力。作用力和反作用力同时产生、同时消失。作用力与反作用力分别作用在两个物体上， 作用效果不一定相同。 结合上述内容理解一对相互作用力与一对平衡力的区别。 4 4、力学单位制、力学单位制 基本物理量 基本单位 5.5. 超重和失重：超重和失重： （1）超重：物体有 时称物体处于超重。处于超重的物体对支持面的压力 F（或对悬挂 物的拉力）大于物体的重力，即 F= ； （2）失重：物体有 时物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力 FN（或对悬挂物 的拉力）小于物体的重力 mg，即 FN= ，当 a=g 时，FN=0，即物体处于 。 【基本方法基本方法】 l、理想实验法：理想实验法：它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重 要思想方法。 “理想实验”不同于科学实验，它是在真实的科学实验的基础上，抓主要矛盾，忽略 次要矛盾，对实际过程作出更深层次的抽象思维过程。 惯性定律的得出，就是理想实验的一个重要结论。 2、控制变量法：控制变量法：这是物理学上常用的研究方法，在研究三个物理量之间的关系时，先让其中一个 量不变，研究另外两个量之间的关系，最后总结三个量之间的关系。在研究牛顿第二定律，确定 F、m、a 三者关系时，就是采用的这种方法。 3、整体法整体法：这是物理学上的一种常用的思维方法，整体法是把几个物体组成的系统作为一个整体 来分析，隔离法是把系统中的某个物体单独拿出来研究。将两种方法相结合灵活运用，将有助于简 便解题。 【例】如图物体 A 叠放在物体 B 上，B 置于光滑水平面上。A，B 质量分别为 mA=6kg，mB=2kg，A，B 之间的动摩擦因数 =0.2，开始时 F=10N，此后逐渐增加，在增大到 45N 的过程中，则 （ ） A当拉力 F12N 时，两物体均保持静止状态； B两物体开始没有相对运动，当拉力超过 12N 时，开始相对滑动； C两物体间从受力开始就有相对运动； D两物体间始终没有相对运动。 4、用、用图像处理实验数据的方法图像处理实验数据的方法 【例】在探究加速度与力的关系中，保持小车质量不变，得到如下表所示的一组实验数据： F/N0.200.300.400.500.600.70 a/ms-20.220.380.560.800.961.16 （1）在如右图所示的坐标中，画出 a-F 的关系图象； （2）从 a-F 关系图中可以判断实验操作中存在的问题是 ； （3）从图中求出系统的质量为 kg。 【典题例析】 【例 1】把一个质量是 2kg 的物块放在水平面上，用 12 N 的水平拉力使物体从静止开始运动，物 块与水平面的动摩擦因数为 0.2，物块运动 2 s 末撤去拉力，g 取 10s2.求： （1）2s 末物块的瞬时速度. （2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离. 【例 2】 如图所示，一个劈形物体 M 放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球 m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（ ） A. 沿斜面向下的直线 B. 抛物线 C. 竖直向下的直线 D. 无规则的曲线 M m 图 3 【例 3】一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过 滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量 m=15kg，人的质量为 M=55kg，起动时吊 台向上的加速度是 a=0.2m/s2，求这时人对吊台的压力。 （g=9.8m/s2） 图 4 【例 4】一根劲度系数为 k，质量不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为 m 的物体，有一水平 板将物体托住，并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度 a（ag 匀加速 向下移动） 。求经过多长时间木板开始与物体分离。 图 7 【例 5】 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，在箱的上顶板和下底板装 有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以的加速度竖直向上做匀减速运动时，am s 20 2 ./ 上顶板的传感器显示的压力为 6.0 N，下底板的传感器显示的压力为 10.0 N。 （取）gm s 10 2 / （1）若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况。 （2）若上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？ 选用【例 6】如图所示，传送带与地面的倾角 =37o，从 A 到 B 的长度为 16，传送带以 V0=10m/s 的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为 0.5的物体，它与传送带之间 的动摩擦因数 =0.5，求物体从 A 运动到 B 所需的时间是多少？（sin37o=0.6，cos37o=0.8） 高一物理期末复习（三）高一物理期末复习（三）-牛顿运动定律专项复习训练牛顿运动定律专项复习训练 班级 姓名 评价 一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题小题，每小题 4 分，计分，计 20 分，每小题只有分，每小题只有个选项符合题意个选项符合题意 1关于物体的运动状态和其所受外力的关系，下列说法正确的是 () A力是维持物体运动的原因 B物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态 C物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同 D物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态一定发生变化 2汽车拉着拖车在水平道路上沿着直线加速行驶，根据牛顿运动定律，以下说法正确的是 () A汽车能拉着拖车加速前进，是因为汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B加速前进时，汽车对拖车的拉力大小与拖车对汽车的拉力大小相等 C汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力 D汽车对拖车的拉力大小与拖车所受地面对它的摩擦力大小相等 3如图所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是() A小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力 B小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力 C小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力 D小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力 4 “儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳质量为 m 的小明如图静止悬挂时两橡 皮绳的拉力大小均恰为 mg，若此时小明右侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时() A加速度为零 B加速度 ag，沿原断裂绳的方向斜向下 C加速度 ag，沿未断裂绳的方向斜向上 D加速度 ag，方向竖直向下 5a、b 两物体的质量分别为 m1、m2，由轻质弹簧相连当用恒力 F 竖直向上拉着 a，使 a、b 一 起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x1；当用大小仍为 F 的恒力沿水平方向拉着 a， 使 a、b 一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x2，如图所示，则() Ax1一定等于 x2 Bx1一定大于 x2 C若 m1m2，则 x1x2 D若 m1m2，则 x1x2 6.如图所示，一夹子夹住木块，在力 F 作用下向上提升夹子和木块的质量分别为 m、M，夹子与 木块两侧间的最大静摩擦力均为 f.若木块不滑动，力 F 的最大值是() A 2f（mM） M B 2f（mM） m C(mM)g 2f（mM） M D(mM)g 2f（mM） m 7用与斜面平行的力 F 拉着物体在倾角为 的光滑斜面上运动，如改变拉力 F 的大小，物体的加 速度随外力 F 变化的图象如图所示，已知外力 F 沿斜面向上，重力加速度 g 取 10 m/s2.请根据图象 中所提供的信息计算出斜面的倾角和物体的质量分别是( ) A30和 2 kg B60和 3 kg C30和 3 kg D60和 2 kg 8一物块静止在粗糙的水平桌面上从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用假设 物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力以 a 表示物块的加速度大小，F 表示水平拉力的大 小能正确描述 F 与 a 之间的关系的图象是() 9如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度 a 沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直 向下的恒力 F，则() A物块可能匀速下滑 B物块仍以加速度 a 匀加速下滑 C物块将以大于 a 的加速度匀加速下滑 D物块将以小于 a 的加速度匀加速下滑 10假设运动员在训练中手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速跑动，球拍与球保持相对静止且球拍 平面和水平面之间夹角为 .设球拍和球质量分别为 M、m，不计球拍和球之间摩擦，不计空气阻力， 则() A运动员的加速度大小为 gsin B球拍对球的作用力大小为 mgcos C运动员对球拍的作用力大小为(Mm)g/cos D运动员对地面的作用力方向竖直向下 二、二、本题共本题共 2 小题，共计小题，共计 20 分请将解答填写在答题卡相应的位置分请将解答填写在答题卡相应的位置 11如图为“用 DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。 （1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持_不变，用钩码所受的重力作为 _，用 DIS 测小车的加速度。 （2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出 a-F 关系图 线（如图所示） 。 分析此图线的 OA 段可得出的实验结论是_。 （单选题）此图线的 AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是（） （A）小车与轨道之间存在摩擦 （B）导轨保持了水平状态 （C）所挂钩码的总质量太大（D）所用小车的质量太大 12. 鸵鸟是当今世界上最大的鸟。有人说它不会飞是因为翅膀退化了，如果鸵鸟长了一副与身体大 小成比例的翅膀，它是否就能飞起来呢？这是一个使人极感兴趣的问题，试阅读下列材料并填写其 中的空白处。 鸟飞翔的必要条件是空气的上举力 F 至少与体重 Gmg 平衡，鸟扇动翅膀获得的上举力可表 示为，式中 S 为鸟翅膀的面积，v 为鸟飞行的速度，c 是恒量，鸟类能飞起的条件是FcSv 2 ，即_，取等号时的速率为临界速率。FGv 我们作一个简单的几何相似性假设。设鸟的几何线度为，质量体积，于lm l 3 Sl 2 位移传感器（发射器） 位移传感器（接收器） 小车 轨道 钩码 a/ms 2 B A O F/N 是起飞的临界速率。燕子的滑翔速率最小大约为 20 km/h，而鸵鸟的体长大约是燕子的 25vl 倍，从而跑动起飞的临界速率为_km/h，而实际上鸵鸟的奔跑速度大约只有 40km/h，可见， 鸵鸟是飞不起来的，我们在生活中还可以看到，像麻雀这样的小鸟，只需从枝头跳到空中，用翅膀 拍打一两下，就可以飞起来。而像天鹅这样大的飞禽，则首先要沿着地面或水面奔跑一段才能起飞， 这是因为小鸟的_，而天鹅的_。 三计算或论述题：三计算或论述题：本题共本题共 2小题，共小题，共 30 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤只写出最后答案的不能得分骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 13.滑沙游戏中，游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下为了安全，滑沙车上通常装有刹车手柄， 游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力 F，从而控制车速为便 于研究，作如下简化：游客从顶端 A 点由静止滑下 8 s 后，操纵刹车手柄使滑沙车匀速下滑至底端 B 点，在水平滑道上继续滑行直至停止已知游客和滑沙车的总质量 m70 kg，倾斜滑道 AB 长 LAB128 m，倾角 37，滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数 0.5.滑沙车经过 B 点前后的速度 大小不变，重力加速度 g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，不计空气阻力 (1)求游客匀速下滑时的速度大小 (2)求游客匀速下滑的时间 (3)若游客在水平滑道 BC 段的最大滑行距离为 16 m，则他在此处滑行时，需对滑沙车施加多 大的水平制动力？ 14.如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移 动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为 m1和 m2， 各接触面间的动摩擦因数均为 .重力加速度为 g. (1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小； (2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小； (3)本实验中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝码与纸板左端的距离 d0.1 m，取 g10 m/s2.若 砝码移动的距离超过 l0.002 m，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？ 高一物理期末复习（三）高一物理期末复习（三）-牛顿运动定律牛顿运动定律 【基础知识基础知识】 1、牛顿第一定律 牛顿第一定律是建立在伽利略 基础上的科学抽象， 牛顿第一定律也叫 。惯性是物体本身固有的保持原来运动状态不变的性质。一切物体 在任何情况下都具有惯性， 是物体的惯性大小的量度，惯性的大小与物体运动状态（匀速、 变速、快、慢、静止）和受力情况等均无关。 牛顿第一定律揭示了力不是维持物体运动的原因，而是 的原因。只要物体运动状态变 化（即速度大小改变、或方向改变、或大小和方向都改变）就有 ，故力是物体产生加速度 的原因。 2、牛顿第二定律 牛顿第二定律是在实验的基础上总结出来的规律，我们应该学习实验研究的控制变量法和从实验 数据的比例关系式得到等式的科学处理方法。 根据实验数据分析得出的结论是 Fma，或者写成 F = kma，其中 k 为比例常数，k 的取值由公 式中各物理量的单位来确定为使公式简单，可通过选用恰当的单位使 k = 1。 在国际单位制中，力的单位“牛顿”就是根据牛顿第二定律，令 k = 1 定义出来的即 1N = 1 kgm/s2。 牛顿第二定律反映了 a 与 F合的 关系当 F合恒定时，a 也 ，物体做匀加速运动； 当 F合变化时，a 也 ，物体做变加速运动；若 F合= 0，则 a = ，物体静止或做匀速直线运 动，即物体处于 状态。 牛顿第二定律指出了 a 与 F合的方向始终相同，这就是说加速度的方向是由 决定的， 加速度的方向与速度方向无确定的关系。 3 3、牛顿第三定律、牛顿第三定律 牛顿第三定律阐述的是物体间相互作用所遵循的规律，主要学习以下几个方面： 物体间的作用是相互的，甲对乙有力的作用，乙对甲必定存在反作用力，且作用力与反作用力是 同种性质的力。作用力和反作用力同时产生、同时消失。作用力与反作用力分别作用在两个物体上， 作用效果不一定相同。 结合上述内容理解一对相互作用力与一对平衡力的区别。 4 4、力学单位制、力学单位制 基本物理量 基本单位 5.5. 超重和失重：超重和失重： （1）超重：物体有 时称物体处于超重。处于超重的物体对支持面的压力 F（或对悬挂 物的拉力）大于物体的重力，即 F= ； （2）失重：物体有 时物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力 FN（或对悬挂物 的拉力）小于物体的重力 mg，即 FN= ，当 a=g 时，FN=0，即物体处于 。 【基本方法基本方法】 l、理想实验法：理想实验法：它是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重 要思想方法。 “理想实验”不同于科学实验，它是在真实的科学实验的基础上，抓主要矛盾，忽略 次要矛盾，对实际过程作出更深层次的抽象思维过程。 惯性定律的得出，就是理想实验的一个重要结论。 2、控制变量法：控制变量法：这是物理学上常用的研究方法，在研究三个物理量之间的关系时，先让其中一个 量不变，研究另外两个量之间的关系，最后总结三个量之间的关系。在研究牛顿第二定律，确定 F、m、a 三者关系时，就是采用的这种方法。 3、整体法整体法：这是物理学上的一种常用的思维方法，整体法是把几个物体组成的系统作为一个整体 来分析，隔离法是把系统中的某个物体单独拿出来研究。将两种方法相结合灵活运用，将有助于简 便解题。 【例】如图物体 A 叠放在物体 B 上，B 置于光滑水平面上。A，B 质量分别为 mA=6kg，mB=2kg，A，B 之间的动摩擦因数 =0.2，开始时 F=10N，此后逐渐增加，在增大到 45N 的过程中，则 （ ） A当拉力 F12N 时，两物体均保持静止状态； B两物体开始没有相对运动，当拉力超过 12N 时，开始相对滑动； C两物体间从受力开始就有相对运动； D两物体间始终没有相对运动。 4、用、用图像处理实验数据的方法图像处理实验数据的方法 【例】在探究加速度与力的关系中，保持小车质量不变，得到如下表所示的一组实验数据： F/N0.200.300.400.500.600.70 a/ms-20.220.380.560.800.961.16 （1）在如右图所示的坐标中，画出 a-F 的关系图象； （2）从 a-F 关系图中可以判断实验操作中存在的问题是 ； （3）从图中求出系统的质量为 kg。 【典题例析】 【例 1】把一个质量是 2kg 的物块放在水平面上，用 12 N 的水平拉力使物体从静止开始运动，物 块与水平面的动摩擦因数为 0.2，物块运动 2 s 末撤去拉力，g 取 10s2.求： （1）2s 末物块的瞬时速度. （2）此后物块在水平面上还能滑行的最大距离. 【例 1】解析：（1）前 2 秒内，有 F f =ma1，f=， FN=mg，则 m/s 8,m/s4 11 2 1 tav m mgF a （2）撤去 F 以后 2 2 1 2 2 2m/s ,16m 2 F v ax ma 【例 2】 如图所示，一个劈形物体 M 放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放有光滑小球 m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（ ） A. 沿斜面向下的直线 B. 抛物线 C. 竖直向下的直线 D. 无规则的曲线 M m 图 3 【例 2】 分析与解：分析与解：因小球在水平方向不受外力作用，水平方向的加速度为零，且初速度为零，故小球将沿竖直向 下的直线运动，即 C 选项正确。 【例 3】一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过 滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量 m=15kg，人的质量为 M=55kg，起动时吊 台向上的加速度是 a=0.2m/s2，求这时人对吊台的压力。 （g=9.8m/s2） 图 4 【例 3】分析与解：分析与解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图 5 所示，F 为绳的拉力，由牛顿第二定律有： 2F（m+M）g=（M+m）a 则拉力大小为： N gamM F350 2 )( 再选人为研究对象，受力情况如图 6 所示，其中 FN是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律得： F+FNMg=Ma，故 FN=M（a+g）F=200N。 由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为 200N，方向竖直向下。 【例 4】一根劲度系数为 k，质量不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为 m 的物体，有一水平 板将物体托住，并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度 a（ag 匀加速 向下移动） 。求经过多长时间木板开始与物体分离。 图 7 【例 4】分析与解：分析与解：设物体与平板一起向下运动的距离为 x 时，物体受重力 mg，弹簧的弹力 F=kx 和平 板的支持力 N 作用。据牛顿第二定律有： mgkxN=ma 得 N=mgkxma 当 N=0 时，物体与平板分离，所以此时 k agm x )( 因为，所以。 2 2 1 atx ka agm t )(2 【例 5】 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，在箱的上顶板和下底板装 (m+M)g F F 图 5 a F FN Mg 图 6 有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以的加速度竖直向上做匀减速运动时，am s 20 2 ./ 上顶板的传感器显示的压力为 6.0 N，下底板的传感器显示的压力为 10.0 N。 （取）gm s 10 2 / （1）若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况。 （2）若上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？ 【例 5】启迪：启迪：题中上下传感器的读数，实际上是告诉我们顶板和弹簧对 m 的作用力的大小。对 m 受力分析求出合 外力，即可求出 m 的加速度，并进一步确定物体的运动情况，但必须先由题意求出 m 的值。 解析：解析：当减速上升时，m 受力情况如图 10 所示： am s 1 2 20 ./ mgNNma m NN ga kgkg 121 21 1 106 102 05 . （1）N NNN N N 221 2 10 2 5 ， NmgN 12 0 故箱体将作匀速运动或保持静止状态。 （2）若，则N10 FNmgNN a F m m s 合 合 （向上） 2 2 1055 10 / 即箱体将向上匀加速或向下匀减速运动，且加速度大小大于、等于。10 2 m s/ 选用【例 6】如图所示，传送带与地面的倾角 =37o，从 A 到 B 的长度为 16，传送带以 V0=10m/s 的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为 0.5的物体，它与传送带之间 的动摩擦因数 =0.5，求物体从 A 运动到 B 所需的时间是多少？（sin37o=0.6，cos37o=0.8） 选用【例 6】分析与解：分析与解：物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿 斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑，受力分析如图 20（a）所示；当物体加速至与传送带速度相等 时，由于 tan，物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带的速度，传送带给物体沿传送带 向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，物体继续加速下滑，受力分析如图 20（b）所示。综上可知，滑动摩擦 力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。 开始阶段由牛顿第二定律得：mgsinmgcos=ma1； 所以：a1=gsingcos=10m/s2； 物体加速至与传送带速度相等时需要的时间 t1va11s；发生的位移： sa1t12/2516；物体加速到 10m/s 时仍未到达 B 点。 第二阶段，有：mgsinmgcosma2 ；所以：a22m/s 2；设第二阶段物体滑动到 B 的时间为 t2 则： LABSvt2a2t22/2 ；解得：t21s，=11s （舍去） 。故物体经历的总时间=t1t 2 =2s。 2 t 从上述例题可以总结出，皮带传送物体所受摩擦力可能发生突变，不论是其大小的突变，还是其方向的突变， 都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻。 A N a1 N f2 B a2 f1 mg mg 图 19 图 20 (a) (b) 高一物理期末复习（三）高一物理期末复习（三）-牛顿运动定律专项复习训练牛顿运动定律专项复习训练 班级 姓名 评价 一、单项选择题：本题共一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题小题，每小题 4 分，计分，计 20 分，每小题只有分，每小题只有个选项符合题意个选项符合题意 1关于物体的运动状态和其所受外力的关系，下列说法正确的是 () A力是维持物体运动的原因 B物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态 C物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同 D物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态一定发生变化 解析：选 D力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，选项 A 错误；物体受 到的合力为零时，它一定处于平衡状态，静止或做匀速直线运动，选项 B 错误；物体的运动方向与 它所受的合力的方向不一定相同，选项 C 错误；物体受到不为零的合力作用时，它的加速度一定不 为零，运动状态一定发生变化，选项 D 正确 2汽车拉着拖车在水平道路上沿着直线加速行驶，根据牛顿运动定律，以下说法正确的是 () A汽车能拉着拖车加速前进，是因为汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B加速前进时，汽车对拖车的拉力大小与拖车对汽车的拉力大小相等 C汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力 D汽车对拖车的拉力大小与拖车所受地面对它的摩擦力大小相等 解析：选 B汽车拉着拖车加速前进，汽车对拖车的拉力大于拖车所受地面对它的摩擦力，根 据牛顿第三定律，汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力，且同时产生，故只有选项 B 正确 3如图所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是() A小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力 B小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力 C小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力 D小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力 解析：选 C小球受到的重力与细绳对小球的拉力均作用在小球上，且等大反向，是一对平衡 力，A、D 错误，C 正确；小球对细绳的拉力与细绳对小球的拉力才是一对作用力和反作用力，故 B 错误 4(单选)“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳质量为 m 的小明如图静止悬 挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为 mg，若此时小明右侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时() A加速度为零 B加速度 ag，沿原断裂绳的方向斜向下 C加速度 ag，沿未断裂绳的方向斜向上 D加速度 ag，方向竖直向下 解析：选 B因右侧橡皮绳在小明腰间断裂瞬间，左侧橡皮绳的拉力还未来得及改变，故小明 所受合力与断裂的橡皮绳断前的拉力等大反向，由牛顿第二定律可得 ag，方向沿原断裂绳的方 向斜向下，B 正确 5a、b 两物体的质量分别为 m1、m2，由轻质弹簧相连当用恒力 F 竖直向上拉着 a，使 a、b 一 起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x1；当用大小仍为 F 的恒力沿水平方向拉着 a，使 a、b 一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为 x2，如图所示，则() Ax1一定等于 x2 Bx1一定大于 x2 C若 m1m2，则 x1x2 D若 m1m2，则 x1m 造成mgMa mgF a MM () mg a Mm 位移传感器（发射器） 位移传感器（接收器） 小车 轨道 钩码 a/ms 2 B A O F/N 的。 12. 鸵鸟是当今世界上最大的鸟。有人说它不会飞是因为翅膀退化了，如果鸵鸟长了一副与身体大 小成比例的翅膀，它是否就能飞起来呢？这是一个使人极感兴趣的问题，试阅读下列材料并填写其 中的空白处。 鸟飞翔的必要条件是空气的上举力 F 至少与体重 Gmg 平衡，鸟扇动翅膀获得的上举力可表 示为，式中 S 为鸟翅膀的面积，v 为鸟飞行的速度，c 是恒量，鸟类能飞起的条件是FcSv 2 ，即_，取等号时的速率为临界速率。FGv 我们作一个简单的几何相似性假设。设鸟的几何线度为，质量体积，于lm l 3 Sl 2 是起飞的临界速率。燕子的滑翔速率最小大约为 20 km/h，而鸵鸟的体长大约是燕子的 25vl 倍，从而跑动起飞的临界速率为_km/h，而实际上鸵鸟的奔跑速度大约只有 40km/h，可见， 鸵鸟是飞不起来的，我们在生活中还可以看到，像麻雀这样的小鸟，只需从枝头跳到空中，用翅膀 拍打一两下，就可以飞起来。而像天鹅这样大的飞禽，则首先要沿着地面或水面奔跑一段才能起飞， 这是因为小鸟的_，而天鹅的_。 12、 100km/h 体长短 体长长 mg v CS 三计算或论述题：计算或论述题：本题共本题共 2小题，共小题，共 30 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步 骤只写出最后答案的不能得分骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位 13.滑沙游戏中，游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下为了安全，滑沙车上通常装有刹车手柄， 游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力 F，从而控制车速为便 于研究，作如下简化：游客从顶端 A 点由静止滑下 8 s 后，操纵刹车手柄使滑沙车匀速下滑至底端 B 点，在水平滑道上继续滑行直至停止已知游客和滑沙车的总质量 m70 kg，倾斜滑道 AB 长 LAB128 m，倾角 37，滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数 0.5.滑沙车经过 B 点前后的速度 大小不变，重力加速度 g 取 10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，不计空气阻力 (1)求游客匀速下滑时的速度大小 (2)求游客匀速下滑的时间 (3)若游客在水平滑道 BC 段的最大滑行距离为 16 m，则他在此处滑行时，需对滑沙车施加多 大的水平制动力？ 解析：(1)对游客和滑沙车整体受力分析，由牛顿第二定律有 mgsin mgcos ma1 解得 a1g(sin cos )10(0.60.50.8) m/s22 m/s2 则游客匀速下滑时的速度 va1t128 m/s16 m/s. (2)游客加速下滑通过的位移 x1 a1t 28264 m 1 22 1 1 2 则他匀速下滑通过的位移 x2LABx1(12864) m64 m 匀速下滑的时间 t s4 s. x2 v 64 16 (3)对游客在水平滑道上的运动过程，由动能定理有 (Fmg)LBC0 mv2， 1 2 解得 Fmg(0.57010) N210 N. mv2 2LBC 70 162 2 16 答案：(1)16 m/s(2)4 s (3)210 N 14.如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移 动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验若砝码和纸板的质量分别为 m1和 m2， 各接触面间的动摩擦因数均为 .重力加速度为 g. (1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小； (2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小； (3)本实验中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝码与纸板左端的距离 d0.1 m，取 g10 m/s2.若砝码移动的距离超过 l0.002 m，人眼就能感知为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多 大？ 解析：(1)砝码对纸板的摩擦力 f1m1g， 桌面对纸板的摩擦力 f2(m1m2)g ff1f2，解得 f(2m1m2)g. (2)设砝码的加速度为 a1，纸板的加速度为 a2，则 f1m1a1，Ff1f2m2a2 发生相对运动 a2a1，解得 F2(m1m2)g. (3)纸板抽出前，砝码运动的距离 x1 a1t 1 22 1 纸板运动的距离 dx1 a2t 1 22 1 纸板抽出后，砝码在桌面上运动的距离 x2 a3t 1 22 2 lx1x2 由题意知 a1a3，a1t1a3t2 解得 F2g m1(1 d l)m2 代入数据得 F22.4 N. 答案：(1)(2m1m2)g(2)F2(m1m2)g (3)22.4 N