2022年高中物理备课全集牛顿运动定律的专项训练3.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章运动定律的专项训练第一节 牛顿第肯定律其次节 物体运动状态的转变例题精选 :例 1:如图 1 所示,一个物体沿斜面对上运 动,作出物体的受力分析;分析: 有的同学虽然学习了牛顿第肯定律,知道物体运动不需要力来维护,但一遇实际问 题,总要在物体运动方向上加一个力, 如图 2(甲)中的“F” 就是错加的一个力,说明这些同学对牛顿第肯定律的懂得仍停留在字 面上;正确答案是图 2(乙)中所示的:物体受重力 G,支持力 N 和摩擦力 f 作 用;由于物体原先是运动的,所以物体沿斜面对上运动靠的是惯性;例 2:如图 3 所示,向正东方向匀速运动的质点
2、 其中两个力 F1 和 F2,请画出第三个力 F3;分析: 物体匀速运动时,所受的合外力为零;A 受到三个力的作用,已知解:用公平四边形法就做出 F1 与 F2 的合力 F,所求 F3 与 F 等值反向,如图4 所示;例 3:以下关于惯性的谈论中正确选项:名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - A物体只有静止或作匀速直线运动时才有惯性 B物体只有受外力作用时才有惯性 C物体运动速度大时惯性大 D物体在任何时候都有惯性 E力是转变惯性的缘由分析: “ 一切” 物体在“ 任何时候” 都有惯性,所以A 选项与 B 选项是错误的
3、;物体惯性大小是由质量打算的,与速度无关, 有的同学认为速度大的物体 惯性大是错误的;惯性大小是反映物体受到力的作用时其运动状态能否快速改 变,一个物体尽管速度很大,但只要质量小,在受到力的作用时,会产生很大的 加速度;速度快速转变, 而另一个物体速度小但质量很大, 在受同样力的作用时,产生很小的加速度,速度变化很慢,因此惯性由质量打算,与速度大小无关,C 选项是错的; 力可以转变物体的运动状态, 却不能转变物体质量, 所以 E 选项也 是错误的;答案 :D 第三节 加速度和力的关系 第四节 加速度和质量的关系 第五节 牛顿其次定律例题精选 :例 1:沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平桌面上,用
4、弹簧拴着一个小球,弹簧处于自然长度(如图7 所示),当旅客看到弹簧的长度变短时火车运动状态判定可能正确选项:A火车在向右运动,速度在增加中;B火车在向右运动,速度在减小中;C火车在向左运动,速度在增加中;D火车在向左运动,速度在减小中;分析:小球是与火车一起运动的,可通过分析小球的运动状态来判定火车的运动,分析小球的运动状态应从受力分析入手,度情形,得出小球的运动状态;求出加速度, 再加上初始时的速解:以小球为对象,因弹簧缩短,小球在水平方向的合外力向右,产生向右的加速度, 而小球的速度方向有向左或向右两种可能,因此小球的运动状态有两种:速度向右, 加速度也向右, 做向右的加速运动; 速度向左
5、, 加速度向右,做向左的减速运动;答案 :A、D;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 例 2:一个物体在两个彼此平稳的力作用下处于静止状态,现在将其中某一 个力逐步减小到零, 这个物体的加速度和速度怎样变化?假如再逐步把这个力恢 复,这个物体的加速度和速度又将怎样变化?分析 :两个彼此平稳的力中某一个力逐步减小时,二力的合力由零逐步增大,当该 力减小到零时合力达到最大值, 合力的方向与另一个不变的力方向相同,依据牛顿其次定律加速度也由零达到最大值,方向与合力方向相同, 因此物体由静止开始做加速度逐步增大的加速运动;如
6、将这个力再逐步复原, 二力的合力又由最大 值逐步减小到零, 加速度也由最大值减小到零, 物体将做加速度逐步变小的加速 运动,当该力完全复原时,物体加速度为零,速度达到最大值,以后将做匀速运 动;整个过程中合力的方向, 加速度方向, 速度方向都没变, 并且三者方向相同;第一至五节专项训练 :(30 分)一、填空题:1、如图 9 所示,质量为 20kg 的物体,在水平面上 向右运动,物体与水平地面摩擦系数为 0.2,物体受到一个水平向左的大小为5N 的推力作用,就物体的加速度是;方向;( g10 m s 2)2、物体在三个共点力作用下处于静止,如将其中一个力逐步减小到零的过程中,物体做 运动,此后
7、再将这个力逐步复原到原值的过程中,物体做 运动;最终物体的运动情形是;3、甲乙两物体的质量之比为 21,受到合外力的大小之比为 1 2;甲乙两物体都从静止开头运动,过相同时间通过的路程之比为;4、如图 10 所示,传送带将物体向右输送,在传送带逐步停下来的过程中, 物体始终与带保持相对静止,物体所受的静摩擦力的情形为(填向右,向左或不受摩擦力);二、挑选题:5、以下说法正确选项:A物体速度越大,说明物体受合外力越大;名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - B物体受合外力越大,速度变化越大;C物体加速度越大,说明物体受合外
8、力越大;D加速度为零时速度肯定为零,加速度最大时,速度肯定也最大;6、在光滑地面上有一小车,车上站一人,车 质量为 200kg,人的质量为 50kg,人用 200N 水平 力向右拉车(如图 11 所示),人与车保持相对静 止,就:A车对地保持静止;2 B车得到 04 m s 向右加速度;2 s 的向右加速度;C车得到 08 m / 2 D车得到 1 m s 向右的加速度;三、运算题:7、已知某物体所受合外力 F 随时间 t 变化的 图象如图 12 所示,物体质量为 1kg,初始时静止,求物体 10 秒内的位移, 且画出物体的 Vt 图象;答案 :1、 2 25 m/2 s ,向左;2、加速度变
9、大的加速;加速度变小的加速,匀速运动 3、14 4、向左 5、C 6、A 7、187.5m;名师归纳总结 第六节质量和重力第 4 页,共 17 页第七节力学单位制- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第八节 牛顿运动定律的应用(一)例题精选 :例 1:如图 15 所示,在水平地面上物体在与水平方向成37 的拉力 F 作用下,由静止开头运动;物体质量为 2.0kg,拉力 F 为 12N,物体与地面滑动摩擦系数为 025;如 2.0 秒后撤掉拉力 F,物体由开头运动到停下来的总位移是多少?( g 10 m s 2)分析 :以物体为讨论对象,物体的运动过程分为两
10、段:前段物体在 F 作用下由静止开头做匀加速直线运动;后段撤去F,由于摩擦力的作用,物体作匀减速运动,直到停止;物体在这两段中的受力分析如图 16 所示;解: 依据牛顿其次定律物体在拉力F 作用下的加速度:其中a 1Fcosf370 6 . m/2 smfNmgFsin a 1Fcos 37mgFsin代入上式m1212080 25 2 0102 03 2 m/s2物体在前 2.0 秒内的位移s 11a t21322 02m6 4 m22物体在撤去拉力 F 后的加速度a2 大小为a2fNmg2mmm0 251025 m/s物体撤去 F 后的位移 s2 为名师归纳总结 - - - - - - -
11、第 5 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - vt2v022a s 2s 2v 02a t28214 6 . m2 a22 a2 . 3 22 0 . 2ms 总22 58 2ms 1s 26 4小结: 解这道题要留意两个问题:(1)当 F 撤去后,地面对物体的支持力N 发生变化,使摩擦力 f 也发生变化;( 2)处理好前段与后段运动的连接点速度,前段的末速度 v t a t 1是后段的初速度 v0;例 2:一物体在光滑水平面上,初速度为零,物体先受一向东恒力 F,历时1 秒;立即该力改向西,大小不变,历时1 秒;接着再把力改向东,大小不变,历时 1 秒 如此反复,
12、共历时 1 分钟,就:A物体时而向东运动,时而向西运动,1 分钟后停在初始位置之东;B物体时而向东,时而向西运动,1 分钟后停在初始位置之西;C物体时而向东,时而向西运动,1 分钟后恰停在初始位置上;D物体始终向东运动, 1 分钟后停在初始位置之东侧;分析: 物体在第 1 秒内受向东恒力作用,产 生向东加速度, 开头向东做初速为零的匀加速运动;其次秒内受向西恒力作用,有向西加速度,物体做匀减速运动, 速度方向仍向东, 其次秒末速度恰为零; 第三秒内又做初速为零的匀加速运 动,第四秒内再做匀减速运动 , 其 vt 图象 如图 17 所示,由图象可知, 物体的速度值始终是正的, 即物体始终在向东运
13、动;答案: D 第九节 牛顿其次定律的应用(二)例题精选 :例 1:如图 18 所示,在水平地面上有一向右 匀速行驶的车, 车内用绳 AB 与绳 BC 拴住一个小 球, BC 绳水平, AB 绳与竖直方向夹角 为 37 ,小球质量为08. kg;车突然刹车,在 3.0 秒内速度由 6m/s 变为零,设此过程中,小球在车中位置始名师归纳总结 终未变,求匀速行驶及刹车时绳AB 与 BC 的拉力;第 6 页,共 17 页( g2 10 m s)- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解:取小球为讨论对象,其力分析如图 19;沿水平方向及竖直方向建立坐标系, 将 A
14、B 绳拉力T2 分解为 T2 与 T2 ;方向合力都是零 (1)当车匀速行驶时,x yFx0Fy0即T 1T 2sin370T 2cos37mg0代入数据,解方程得T 16NT 210N所以车匀速行驶时,绳AB 拉力为 10N,绳 BC 拉力为 6N (2)当车刹车时,车在 x 轴方向有加速度v t v 0 0 6 2a 2 0 m / st 302加速度的大小为2 0 m / s ,方向与初速方向相反,即向左;设加速度方向为正,依据牛顿其次定律有:即FxmaxT 1ma Fy0T 2sin37T 2cos 37mg0 因小球重力 mg 不变,绳 AB 与竖直方向夹角不变,由(即T 2cos3
15、7mg02)式T2 的值仍得 10N,由( 1)式得T 1T 2sin37maT 210mg0810N4 4Ncos370 62车刹车时,绳 AB 拉力仍为 10N,绳 BC 拉力为 4.4N;例 2:如图 20 所示,倾角为的斜面固定在电梯上,质量为 m 的物体静止在斜面上,当电梯以加速度 a 竖直向上加速运动时,物体保持与斜面相对静止,就此时物体受到的支持力和摩擦力是多大?分析 :以物体为讨论对象做受力分析(如图 21 甲)如何选取坐标系呢?图21(乙)是以水平方向和竖直方向为 x 轴、y 轴方向,将支持力 N 与摩擦力 f 分解,加速 度 a 不分解,可列方程名师归纳总结 - - - -
16、 - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - F x0即fcosNsin0maF ymafsinNcosmg图 21(丙)是以平行斜面方向与垂直于斜面方向建立坐标系,这时支持力N 与摩擦力 f 不用分解,将加速度a 分解为 a x与ay,可列方程F xmax即fmgsinmasinF ymayNmgcosmacos这两种解法都能得到最终答案,由于图 过程要简捷些;答案:支持力Nm ag cos摩擦力fm gg sin第六至九节专项训练 :(30 分)一、挑选题:21(丙)方法分解的都是已知量,解题1、一个物体受几个力的作用而处于静止,后来物体所受的力中有
17、一个力逐 渐减小到零后又复原到开头时的情形,就这个过程中:A物体的速度由零逐步增大到某一值后,又逐步减小到零;B物体的速度由零逐步增大到某一值后,又逐步减小到某一数值;C物体的速度由零逐步增大到某一数值;D以上说法都不正确;2、如图 25 所示,车内绳 AB 与绳 BC 拴住一 小球,BC 绳水平,车由静止向右作匀加速直线运 动,小球仍处于图中所示位置,就:AAB 绳拉力变大, BC 绳拉力变大 BAB 绳拉力变大, BC 绳拉力变小 CAB 绳拉力变大, BC 绳拉力不变 DAB 绳拉力不变, BC 绳拉力变大名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 -
18、- - - - - - - - 3、水平面上一物体,其质量为m,在水平恒力 F 作用下静止开头运动,经过 t 秒后,撤去力 F ,又经 t 秒后停下来,就物体受阻力是:A FBF 2CF 3DF 4F 后,其加速度 a4、一物体静止于一粗糙水平面上,该物体受一个水平力与力 F 的关系如图 26 所示,其中正确选项:二、填空题:5、恒力 F 作用在质量为 m1 的甲物体上产生的加速度为 a ,作用在质量为 m2的乙物体上产生的加速度为 1a ,如把甲乙两物合为一体, 恒力 F 作用它们上面,4其加速度为 a 的 倍;6、如图 27 所示,电梯侧壁上挂一个光滑的球,绳与竖直方向成 37 角,球的质
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