2022年高中物理备课全集牛顿运动定律专项训练.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 牛顿运动定律专项训练【例题精选】例 1如下列图,物体在恒力F 作用下沿曲线从A 运动到 B,这时,突然使它所受力反向, 大小不变,即由 F 变为 F；在此力作用下, 物体以后运动情形,以下说法正确选项A物体不行能沿曲线 Ba 运动；B物体不行能沿直线 Bb 运动；C物体不行能沿曲线 Bc 运动；D物体不行能沿原曲线由 B 返回 A；解析 ：由于在曲线运动中,某点的速度方向是轨迹上该点的切线方向, 如下列图,在恒力作用下AB 为抛物线,由其外形可以画出 vA 方向和 F 方向；同样,在 B 点可以做出 vB 和 F 方向；由于 vB 和F

2、 不在一条直线上,所以以后运动轨迹不行能是直线；又依据运动合成的学问,物体应当沿 BC 轨道运动；即物体不会沿Ba 运动,也不会沿原曲线返回；因此,此题应选 A、B、D；把握好运动和力的关系以及物体的运动轨迹外形由什么打算是解好此题关 键；答案： A、B、D；例 2 处于光滑水平面上的质量为 2 千克的物体,开头静止,先给它一个向 东的 6 牛顿的力 F1,作用 2 秒后,撤去 F1,同时给它一个向南的 8 牛顿的力,又作用 2 秒后撤去,求此物体在这4 秒内的位移是多少？解析 ：质量是 m 的物体受到向东的 F1作用时,立刻产生向东的加速度 a1,依据牛顿其次定律,得：a 1 F 1 63米

3、 / 秒 2, 撤去 F 1 后,a 1立刻消逝；但应m 2留意的是,力撤去了,物体速度并不会消逝；物体仍要向东运动,所以,这 4秒内物体向东的位移为：s 东12 a t 1 1a 1t1t2F1的同2132232218米；2在留意力与加速度瞬时性的同时,仍应留意它们的矢量性,当撤去时就给一个向南 F2的力的作用；此时物体的加速度也应立刻变成向南的加速度名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - a2,依据牛顿其次定律4米/秒2得： a2F28m2所以,物体同时以向南加速度a2 ,做向南初速度为零的匀加速运动,2 秒末位移为

4、：s 南 1a 2t 2 2 142 28 米2 2由于位移为矢量,所以这 4 秒内物体的位移为：s s 2东 s 南 218 28 219 7. 米；例 3 质量相等的五个木块, 并排放在光滑水平地面上,当用水平力 F 推第 1 个木块时,如图,求：第 2 块推第 3 块、第 3 块推第 4 块的力分别是多大？解析 ：此题连结体由 5 个木块组成,按题目的要求,恰当挑选隔离体是解好题目关键；如右图所示,将 1、2 作为一个隔离体, 3 作为一个隔离体, 4、5 作为一个隔离体,分别作出受力分析图；设每个木块质量为m,依据牛顿其次定律列方程组FN2 maaNQmQ2ma联立解得：N3F,Q2F

5、；55此题假如能够敏捷运用整体法和隔离法,就可以不必列方程组；先由整体法求出共同加速度：aF 5 m将 4、5 作为一个隔离体：Q2 ma2F；5将 3、4、5 作为一个隔离体得：名师归纳总结 N3 ma3F；第 2 页,共 14 页5- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 例 4 一质量为 M,倾角为 的楔形木块, 静 置在水平桌面上, 与桌面间的滑动摩擦系数为；一质量为 m 的物块,置于楔形木块的斜面上, 物 块与斜面的接触是光滑的； 为了保持物块相对斜 面静止,可用一水平力 F 推楔形木块, 如右图所 示；求水平力 F 的大小等于多少？解析 ：此题假如

6、完全用隔离法进行分析,那么在分析M 受力时就会显现 m对 M 压力 N ,这个力是斜向下的,仍要对其进行分解,这样很繁琐,不如用整体法和隔离法结合较为简捷；先对 m 和 M 整体讨论： 在竖直方向是平稳状态, 受重力 m M g 受地面支持力 N,且 N m M g；水平方向向左匀加速运动,受向左推力 F 和向右滑动摩擦力 f,依据牛顿其次定律,有 F f m M a ；再对m 进行讨论：受重力 mg,斜面支持力 Q,由于 m 与 M 一起向左加速而相对静止,就mg 与 Q 合力向左,且合力等于 ma； 如下列图,由数学学问可知 mgtg ma, 即 a gtg,再回到整体：由于 f m M

7、g ；再将 a 代入,得 F m M gtg m M g；小结 ：从以上二例可以看出,隔离法和整体法 是解动力学习题的基本方法；但用这一基本技巧解题时,应留意：1、当用隔离法时,必需按题目的需要进行恰当的挑选隔离体,否就将增加 运算过程的繁琐程度；2、只要有可能,要尽量运用整体法；由于整体法的好处是,各隔离体之间 的很多未知力, 都作为内力而不显现在牛顿其次定律方程式中,对整体列一个方 程即可；3、用整体法解题时,必需满意一个条件,即连结体各部分加速度的值是相 同的；假如不是这样,便只能用隔离法求解；4、往往是一道题中要求几个量,所以更多的情形是整体法和隔离法同时并 用,这比单纯用隔离法要简便

8、；例 5传送皮带与水平成角,如右图所示,质量为m的零件随皮带一起运动,求以下情形下零件所受的静摩擦 力；（1）匀速上升或下降；（2）以加速度 a 加速上升或减速下降；（3）以加速度 a 加速下降或减速上升；解析 ：如按通常方法,分析零件与皮带的相对运动趋势,来确定静摩擦力,名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 那是很困难的；正确的方法是结合零件的运动状态来求摩擦力大小和方向；（1）匀速上升或下降,都属于平稳状态,为了和下滑力平稳,因此,静摩擦力方向必定沿斜面对上,且大小等于下滑力：fmgsin（2）加速上升或减速下降时

9、,加速度a 的方向都是沿斜面对上,因此,根据牛顿其次定律,静摩擦力方向必沿斜面对上,且大于下滑力：即fmgsinmaagsin得fm（3）加速下降或减速上升时,a 的方向都是沿斜面对下,又由于下滑力的方向也是沿斜面对下,依据牛顿其次定律分析,就有三种可能：agsin时,这是单靠下滑力产生的加速度,故f0 ；agsin时,有沿斜面对上的静摩擦力存在,mgsinfma得fm gsina；agsin时,有沿斜面对下的静摩擦力存在,mgsinfma得fm agsin；例 6质量 m12 8 . 千克的物体 A 放在水平地面上,与地面的滑动摩擦系数102. ； 质量m 22千克的物体B, B 放在A的竖

10、直前表面上, A、B 间滑动摩擦系数2=0.5； 如下列图；今以F 456. 牛顿的水平推力推 A 的后表面时,求 A 对地面的压力；解析 ：A 对地面的压力,取决于 A、B 的运动状态；不难看出,推力 F 越大, A 的加速度越大,对地面的压力也会越大,但对地面的压力决不会超过 A 和 B 的总重量；因此此题正确方法,仍为先做出正确的受力分析（如右图所示）结合运动状态,依据牛顿其次定律求解；隔离 A：水平方向： FN1Qm 1a竖直方向： Q2Nm g0隔离 B：名师归纳总结 水平方向： Nm 2a0 2 Q2 8 a第 4 页,共 14 页45 6N代入数据：Q05N2 8100N2 a-

11、 - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 联立解得： Q 36牛；小结 ：解动力学问题的核心是运用牛顿其次定律建立起方程,但这只有在作出正确的物体受力分析的的基础上才能做到,键问题；因此物体受力分析是解题的一个关对于支持力、摩擦力等这些被动力的产生缘由,其大小和方向,分析起来都 比较复杂, 详细处理时, 必需结合物体运动状态和其他能确定的力来分析,才能 达到既正确又快速的目的；例 7在倾角为的光滑斜面体上,放有质量为 m 的小球,小球用一根平行斜面的细线系在斜 面上端；如右图所示； 当斜面体向右作加速度为 a 的匀加速直线运动时,求线对小球的拉力和斜面 对小球的

12、弹力；解析 ：如右图所示, 小球受三个力： 重力 mg、弹力 N、拉力 T；由于小球具有水平向右的加速度 N a,所以取水平方向和竖直方向建立坐标,并将 和 T 做正交分解,依据牛顿其次定律列出重量方 程：TcosNsinma0TsinNcosmg两式联立,经数学处理,解得：Tmgsinacos ；Nmgcosasin；从上述运算结果可以看出：当加速度 a 越大时,线上拉力 T 越大,弹力 N 越小；当加速度 agctg时,N0；小结 ：当讨论对象所受的各个外力不在一个方向上时,解题时通常采纳正交 分解法；两个正交方向, 即坐标轴 x、 的方向,原就上是可以任意选取的, 但假如选取适当,就可以

13、使需要分解的力达到最小个数,在列方程和运算时就显得简便；因此,在动力学的正交分解中,常取正交方向的一个方向（如 x 方向）与加速度a 的方向一样,就正交方向中的另一个方向（如 列重量方程：F x ma F y 0y 方向）上就没有加速度,故所由于加速度 a 也是矢量,有些情形是在将外力作正交分解的同时,也需要将 a 作正交分解,这时的重量方程为：名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - F xmax例 8F ymayr 的小球 A 和 B,质量分别为 m在光滑的水平轨道上有两个半径都是和 2m,当两球心间距离大于l（l 比

14、 2r 大得多）时,两球之间无相互作用力；当两球心间的距离等于或 小于 l 时,两球间存在相互作用的恒定斥力 F,设 A 球从远离 B 球处以速度 v0 沿两球连心线向原先静止 的 B 球运动,如右图所示,欲使两球不发生接触, v0 必需满意的条件？解析 ：A 球开头做匀速直线运动,直到与B 球接近至 l 时,开头受到与 v 0 反向的恒力而做匀减速直线运动；B 球就从 A 与其相近至 l 开头,受到与 v 0 同方向的恒力,做初速度为零的匀加速直线运动；两球间距离逐步变小；两球不发生接触的临界条件是：两球速度相等时,两球间的距离最小,且此距离必需大于 2r；即v1v2ls 2s 12 r其中

15、 v v 1 2为当 、 两球距离最小时,A、 两球的速度；s s 1 2为两球间距离从l变到最小的过程中A、B 两球通过的路程；由牛顿其次定律可得, A 球在减速运动, B 球在加速运动的过程中, A、B 两球的加速度大小为：F Fa 1 a 2m 2 m将 a 1 , a 2 代入运动学公式,可得：Fv 1 v 0tmFv 2t2 m1 F 2s 1 v 0t t2 m1 F 2s 2t2 2 m上述 6 式联立解得名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - v 03 F l2 rm小结 ：对于较为复杂的物理问题,应建立

16、好物理情形,进而找到物理过程之间的联系或临界条件,问题才能迎刃而解；例 9 斜面长 l 5 米,高 H 3 米, 底端有一个质量为 5 千克的物体 A,它和斜面间的摩擦系数 0 3 . ,以F 100 牛顿的水平推力推A,使 A 由静止沿斜面上升；在 A 沿斜面运动 s 0 2 米后撤去力 F,问由撤力时算起再经多少时间 A 回究竟端？解析 ：由于 A 在各段运动过程中,受力的情形是不一样的,所以,解此题必需分段运算；第一段,A 和 F 作用下沿斜面匀加速上升, 将 A 受的力（如右图所示） ,正交分解到平行于斜面和垂直于斜面两个方向上去；依据牛顿其次定律列方程：FcosfmgsinmaNmg

17、cosFsinfN式中 为斜面倾角,运算可知sinH3, cos2 LLH24L55代入前式,可得 A 沿斜面对上的加速度：a1 mFcos0 3Nmgsin3110041005105554 米/秒2因此,撤力时 A 的速度为：v22 as 02424米/秒；t其次段,撤力后,由于 A 已经有了肯定的速度, 所以 A应做沿斜面匀减速上升,但因撤去F 使 A 对斜面的压力发名师归纳总结 生了变化,所以摩擦力的值也应随之转变；对A 进行受力第 7 页,共 14 页分析,如右图所示,列方程组可求得加速度a ；mgsinNma0 3410NmgcosfNags i nMgc o s355- - - -

18、 - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8 4米/秒2A 由撤力到升至最高点时间 t2满意：v t v 0 at 1式中 v t 0 , v 0 v t 4 米 / 秒；t 1 v 0 v t 40 48 秒；a 8 4这一段 A 上升位移为：s v 0 v tt 1 4 048 096 米；2 2第三段,A 从最高点匀加速沿斜面下滑, 摩擦力的方向应变为沿斜面对上；A 受力如右图所示,依据牛顿其次定律可求下滑加速度a ：03410mgsinmgcosmaasincos g35536米/2 秒 ；A 从最高点滑究竟端的位移为s s s0 096 2 2 96 米；由公式

19、s 1 at 2 2 , 可求这段位移所需时间2t 2 2 s 2 2 96 128 秒a 36从撤力算起到 A 再回究竟端的时间t t 1 t 2 048 128 176 秒小结 ：有关牛顿运动定律应用的问题,常见以下两种类型：（1）已知物体受力情形,求物体的运动情形（如位移、时间、速度等）；（2）已知物体的运动情形,求物体受力情形； 但不管哪种类型, 一般都应先由已知条件求出加速度,然后再由此求解；解题的一般步骤是：（ 1）懂得题意,弄清物理图景和物理过程；（2）恰当选取讨论对象；（ 3）分析它的受力情形,画出被讨论对象的受力图；对于各阶段运动中受力不同的物体,必需分段分析运算；（4）按国

20、际单位制统一各个物理量的单位；（ 5）依据牛顿运动定律和运动学规律建立方程求解；【专项训练】一、挑选题：（各小题可有一个或几个正确答案）名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、一个物体在 6 个共点力的作用下保持平稳；现在撤去其中两个力；这两个力的大小分别是 20 牛顿和 25 牛顿,其余 4 个力保持不变, 就该物体所受合力大小可能是：A20 牛顿；B零；C2 牛顿；D40 牛顿；2、木块 A 和 B 置于光滑的水平面上它们的质量分别为m A和m B；如下列图当水平力F 作用于左端 A 上,两物体一起加速运动时,

21、AB 间的作用力大小为N1；当同样大小的力F 水平作用于右端B 上,两物体一起加速运动时,AB 间作用力大小为 N2,就A两次物体运动的加速度大小相等；B N1N2F；D N1:N2m B:mAC N1N2F；3、如下列图,物体在水平力F 作用下静止在斜面上,如稍许增大水平力 F,物体仍能保持静止时,以下几种 说法中正确选项A斜面对物体的静摩擦力及支持力肯定增大；B斜面对物体的静摩擦力及支持力不肯定增大；C斜面对物体的静摩擦力肯定增大,支持力不肯定增大；D斜面对物体的静摩擦力不肯定增大,支持力肯定增大；4、光滑斜轨道 PA、PB、PC 的端点都在竖直平面内的同 一圆周上,物体从 P 点由静止开

22、头沿不同轨道下滑,如 图,以下说法中正确选项A物体沿 PA 下滑时间最短；B物体沿 PB 下滑时间最短；C物体沿 PC 下滑时间最短；D物体沿不同轨道下滑所用时间相同；5、水平面上有两个物体 a 和 b,它们之间用轻绳 连接,它们与水平面之间的滑动摩擦系数相同；在水平恒力 F 的作用下, a 和 b 在水平面上作匀速直线运动,如下列图；假如在运动中绳突然断了,那么 是 Aa 作匀加速直线运动, b 作匀减速直线运动；Ba 作匀加速直线运动, b 处于静止；a、b 的运动情形可能名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - Ca

23、 作匀速直线运动, b 作匀减速直线运动；Da 作匀速直线运动, b 作匀速直线运动；6、如下列图,两个物体中间用一个不计质量的轻杆相连；A、B 两物体质量分别为 m 1、m 2,它们和斜面间的滑动摩 擦系数分别为 1、2；当它们在斜面上加速下滑时,关于杆的受力情形,以下说法正确选项A如112,就杆肯定受到压力；B如12, m 1m 2,就杆受到压力；C如12, m 1m 2,就杆受到拉力；D只要2,就杆的两端既不受拉力也没有压力；7、如图,质量为 M 的斜面静止在水平地面上；几 个质量都是 m 的不同物块,先后在斜面上以不同的 加速度向下滑动； 以下关于水平地面对斜面底部的支持力和静摩擦力的

24、几种说法中正确选项A匀速下滑时,支持力NNmmM g,静摩擦力为零；B匀加速下滑时,支持力M g ,静摩擦力的方向水平向左；C匀减速下滑时,支持力NNmM g ,静摩擦力的方向水平向右；D无论怎样下滑,总是mM g,静摩擦力为零；8、在粗糙的水平面上, 物体在水平推力作用下, 由静止开头作匀加速直线运动,作用一段时间后,将水平力逐步减小为零,就在水平推力逐步减小的过程中A速度逐步减小,加速度大小逐步减小；B速度逐步增大,加速度大小逐步减小；C速度先增大后减小,加速度的大小先增大后减小；D速度先增大后减小,加速度的大小先减小后增大；9、升降机以 4.9 米/秒2 的加速度加速上升,在升降机内分别

25、用弹簧和天平称量一个质量为 0.5 千克的物体,就称得的读数应是（g 取 9.8）A弹簧秤的读数是 4.9 牛顿；B弹簧秤的读数是 7.35 牛顿；C天平的读数是 0.5 千克；D天平的读数是 0.75 千克；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 14 页精选学习资料 - - - - - - - - - 10、如下列图,手提轻质橡皮筋的上端A,使皮筋下端挂着的小球竖直向上作加速运动；当作向上运动的手突然停止时,小球的运动情形是A向上作减速运动；B向上作匀速运动；C向上作加速运动,然后作减速运动；D向上作匀速运动,然后作减速运动；11、物体沿直线运动, 所受合外力为 F；假如

26、 F 方向不变, 而大小逐步减小到零,物体运动的速率可能A越来越小,达到零后又反向运动,速度又越来越大,最终趋于稳固；B越来越大,再越来越小,达到零后又反向运动,速度越来越大；C越来越小,最终趋于稳固；D越来越大,最终趋于稳固；12、如下列图,物体从某一高度自由落下,落在直立于 地面的弹簧上； 在 A 点物体开头与弹簧接触, 到 B 点时 物体速度为零,然后被弹回；以下说法中正确选项A物体从 A 下降到 B 的过程中,速率不断变小；B物体从 B 上升到 A 的过程中,速率不断变大；C物体从 A 下降到 B,以及从 B 上升到 A 的过程 中,速率都是先增大后减小；D物体在 B 点时所受的合外力

27、为零；二、填空题：13、自动电梯与地面的夹角为 30 ,当电梯沿这个 方向向上作匀加速直线运动时, 放在电梯平台上的箱子对平台的压力是其重力的1.2 倍；如下列图；就箱子与地板面的静摩擦力是其所受重力大小的；14、如下列图,质量为 m2 的物体 2 放在车厢地板上；用竖直细绳通过定滑轮与质量为 m1 的物体 1 连接；不计滑轮摩擦；当车厢水平向右加速运动时,物体 2 仍在车厢地板上相对静止；连接名师归纳总结 物体 1 的绳子与竖直方向夹角为；物体 2 与车厢；第 11 页,共 14 页地板的摩擦系数为；就物体 2 受绳的拉力为,物体 2 所受地板的摩擦力为- - - - - - -精选学习资料

28、 - - - - - - - - - 15、质量为 60 千克的人站在升降机内的平台上,升降机以 2 米 /秒的速度匀速竖直下降,后来升降机中的人突然发觉台秤的读数变为 秒钟； g 取 10 米/秒 2,可知升降机在这两秒内下降了63.0 牛顿,并连续 2 米；16、质量为 100 千克的物体在水平地面上作直线运动,它受到的阻力恒为1000 牛顿,而受到的推力 F 总与阻力反向,其值由 1800 牛顿减到零；当 F= 时,其加速度值最大,最大值为；当 F= 时,加速度值最小,最小值为；m A17、在倾角为的固定斜面上,叠放着质量分别为1；和m B的物体A、B,如下列图；A、B 之间摩擦系数为A

29、 与斜面间摩擦系数为 而共同沿斜面下滑；就；18、如下列图,物体2；如 A、B 之间没有相对滑动,A、B 之间摩擦力的值应是1、2 之间用仅能承担 1 牛顿拉力的细线相连,放在光滑的水平地面上；其中物体 1 的质量 m1 =2 千克,物体 2 的质量 m2 =3 千克；今想用力 F 拉物体 1 或物体 2,使两者在相同时间内获得较大速度,就所用力 F 的最大值 为,应向 方向拉；19、在验证牛顿其次定律的试验中,按试验要求装置好器材后,应按肯定步 骤进行,下述操作步骤支配不尽合理, 请将合理次序以字母代号填写在下面的横线上；（A）保持砂桶里的砂子质量不变,在小车里加砝码,测出加速度,重复几 次

30、；（B）保持小车质量不变,转变砂桶里砂子质量,测出加速度,重复几次；（C）用天平分别测出小车和小桶的质量；（D）平稳摩擦力,使小车近似做匀速直线运动；（E）挂上小桶,放进砂子,接通打点计时器的电源,放开小车,在纸带上打下一系列的点；aF 和a1/m的图线；（F）依据测量数据,分别画出20、在验证牛顿其次定律的试验中,作 出了如下列图的 A、B 两图象,图 A 中三线名师归纳总结 表示试验中不同；图 B 中图线不过第 12 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 原点的缘由是；（A）（B）三、运算题：21、小车在水平面上向左作直线运动, 车厢内

31、用 OA、OB 两细线系住小球；球的质量 m=4 千克；线 OA 与竖 直方向成 =37 角；如下列图； g 取 10 米/秒 2,求：（1）小车以 5 米/秒的速度作匀速直线运动, 求 OA、OB 两绳的张力？（2）当小车改作匀减速直线运动,并在 12.5 米距离内速度降为零的过程中,OA、OB 两绳张力各多大？（3）小车如何运动时,可使 OB 绳所受拉力开头为零？22、有一质量 M=4 千克,长 L=3 米的木板；水 平外力 F=8 牛顿向右拉木板如下列图；木板以 v0 2米 / 秒 的速度在地面上匀速运动；某一时刻将质量 m 1千克的铁块轻轻放在木板最右端；不计铁块与木板间摩擦；小铁块可

32、视为质量； g 取 10 米/秒2；求铁块经过多长时间将离开木板？23、物体 A、B 质量分别为 10 千克和 5 千克；它们 由轻绳连接静止在水平面上如图；当 B 受到水平拉力 F 以后,该系统开头作匀加速直线运动,加速度大小为 4 米/秒 2；在第 5 秒末连接 A、B 的绳断开,又经过 20 秒,A 物体停止了运动,已 0.2；知 B 与水平面的摩擦系数为 求：（ 1）A 物体与水平面的摩擦系数；（2）绳即将断开时的张力；（3）水平外力 F；（4）绳断开后 B 的加速度；【答案】一、1、A D 2、A C D 3、D 4、D 5、A 6、A D 7、A B C 8、D 9、B C 10、

33、C 11、A C D 12、C 二、名师归纳总结 13、0.35 14、m1g/cos ；m2gtg15、3 第 13 页,共 14 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 16、0；10m/s 2；1000N；0 17、2m gcos18、2.5N；右 19、D、C、E、A、B、F 或 D、C、E、B、A、F 20、小车和砝码的总质量；由于长木板的倾角过大；三、名师归纳总结 21、 T OA50 N、T OB30N；T OA50N、T OB34N；向左,a 075米/秒2第 14 页,共 14 页22、 t2秒（t6秒舍）（3）80N （4）14 米/秒223、（ 1）0.1 （2）50N - - - - - - -