高中物理 6.3《牛顿第三定律》课件4 鲁科必修1.ppt

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1、第四章第四章 牛顿运动定律牛顿运动定律(A卷卷)2021/8/11 星期三1共 41 页2021/8/11 星期三2共 41 页一一 选择题选择题(本题有本题有10小题小题,每小题每小题4分分,共共40分分.在每小题给出的四个选在每小题给出的四个选项中项中,有的只有一个选项正确有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确有的有多个选项正确.全部选对的得全部选对的得4分分,选对但不全的得选对但不全的得2分分,选错或不答的得选错或不答的得0分分)1.一个球挂在三角形木块的左侧面一个球挂在三角形木块的左侧面,如图如图4(A)-1所示所示,球与木块均能保球与木块均能保持静止持静止,则则()A.地面对木块的

2、摩擦力向左地面对木块的摩擦力向左B.地面对木块的摩擦力向右地面对木块的摩擦力向右C.地面对木块无摩擦地面对木块无摩擦D.若地面光滑若地面光滑,木块一定滑动木块一定滑动答案答案:C2021/8/11 星期三3共 41 页解析解析:把球和三角形木块作为研究对象把球和三角形木块作为研究对象,如果整体受到地面如果整体受到地面摩擦力摩擦力,则木块会在摩擦力作用下沿水平方向运动则木块会在摩擦力作用下沿水平方向运动.而木块而木块能保持静止能保持静止,故木块与地面之间无摩擦力作用故木块与地面之间无摩擦力作用,选选C.2021/8/11 星期三4共 41 页2.关于牛顿第一定律关于牛顿第一定律,下列说法中正确的

3、是下列说法中正确的是()A.牛顿第一定律是在伽利略牛顿第一定律是在伽利略“理想实验理想实验”的基础上总结出的基础上总结出来的来的B.不受力作用的物体是不存在的不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立故牛顿第一定律的建立毫无意义毫无意义C.牛顿第一定律表明牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有物体只有在不受外力作用时才具有惯性惯性D.牛顿第一定律表明牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性时才具有惯性答案答案:A2021/8/11 星期三5共 41 页解析解析:牛顿在伽利略牛顿在伽利略“理想实验理想实验”的基础上总结了动力学的基

4、础上总结了动力学的一条基本定律的一条基本定律,该定律就是著名的牛顿第一定律该定律就是著名的牛顿第一定律,是牛顿是牛顿物理学的基石物理学的基石,故故A对对 B错错.牛顿第一定律表明物体具有惯牛顿第一定律表明物体具有惯性性,且与物体的受力情况且与物体的受力情况 运动状态无关运动状态无关,故故CD错错.2021/8/11 星期三6共 41 页3.如图如图4(A)-2所示所示,自由下落的小球下落一段时间后自由下落的小球下落一段时间后,与弹与弹簧接触簧接触,从它接触弹簧开始到弹簧被压缩到最短的过程中从它接触弹簧开始到弹簧被压缩到最短的过程中,即弹簧的上端位置经即弹簧的上端位置经A-O-B,且弹簧压缩到且

5、弹簧压缩到O处时小球受到处时小球受到的重力大小等于弹簧向上的弹力大小的重力大小等于弹簧向上的弹力大小,则小球速度最大时则小球速度最大时,弹簧上端位于弹簧上端位于()2021/8/11 星期三7共 41 页A.A位置位置B.B位置位置C.O位置位置D.OB之间某一位置之间某一位置答案答案:C解析解析:AO为加速过程为加速过程,OB为减速过程为减速过程,在在O位置小球受到位置小球受到合力为零合力为零,加速度为零加速度为零,此时速度最大此时速度最大.2021/8/11 星期三8共 41 页4.(2009广东卷广东卷)建筑工人用如图建筑工人用如图4(A-3)所示的定滑轮装置所示的定滑轮装置运送建筑材料

6、运送建筑材料.质量为质量为70.0 kg的工人站在地面上的工人站在地面上,通过定通过定滑轮将滑轮将20.0 kg的建筑材料的建筑材料.以以0.500 m/s2的加速度拉升的加速度拉升,忽忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的则工人对地面的压力大小为压力大小为(g取取10 m/s2).()2021/8/11 星期三9共 41 页A.501N B.490NC.890N D.910N答案答案:B解析解析:对建筑材料进行受力分析对建筑材料进行受力分析,根据牛顿第二定律有根据牛顿第二定律有F-mg=m a,得绳子的拉力大小等于得绳子的拉力大小等于F=210

7、 N,然后再对人受力然后再对人受力分析分析,由平衡的知识得由平衡的知识得Mg=F+FN,得得FN=490N,根据牛顿第根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力大小为三定律可知人对地面间的压力大小为490N,B对对.2021/8/11 星期三10共 41 页5.如图如图4(A)-4所示所示,物体物体M处于静止状态处于静止状态,三条细绳的拉力三条细绳的拉力之比之比F1 F2 F3为为()A.1 2 3B.1 2 C.5 4 3D.1 1答案答案:B2021/8/11 星期三11共 41 页解析解析:由平衡条件得由平衡条件得F2sin60=F3,F1=F2cos60,则则F1 F2 F3=1 2 ,B正

8、确正确.2021/8/11 星期三12共 41 页6.以以v表示速度表示速度,a表示加速度表示加速度,x表示位移表示位移,t表示时间表示时间,在下在下列各式中单位肯定错误的是列各式中单位肯定错误的是()答案答案:BD2021/8/11 星期三13共 41 页2021/8/11 星期三14共 41 页7.沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平面上弹簧拴着一个沿平直轨道运动的车厢中的光滑水平面上弹簧拴着一个小球小球,弹簧处于自然状态弹簧处于自然状态,如图如图4(A)-5所示所示,当旅客看到弹当旅客看到弹簧的长度变长时簧的长度变长时,下面对火车运动状态的判断可能正确的下面对火车运动状态的判断可能正确的是是

9、()2021/8/11 星期三15共 41 页A.火车向右方运动火车向右方运动,速度在增加中速度在增加中B.火车向右方运动火车向右方运动,速度在减小中速度在减小中C.火车向左方运动火车向左方运动,速度在增加中速度在增加中D.火车向左方运动火车向左方运动,速度在减小中速度在减小中答案答案:BC解析解析:弹簧长度变长弹簧长度变长,弹簧对小球有水平向左的拉力弹簧对小球有水平向左的拉力,可知可知小球有水平向左的加速度小球有水平向左的加速度,故火车可能向左加速故火车可能向左加速,也可能向也可能向右减速右减速,故选故选BC.2021/8/11 星期三16共 41 页8.一航天探测器完成对月球的探测任务后一

10、航天探测器完成对月球的探测任务后,在离开月球的在离开月球的过程中过程中,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行行,先加速直线运动先加速直线运动,再匀速直线运动再匀速直线运动,探测器通过喷气而探测器通过喷气而获得推动力获得推动力,以下关于喷气方向的描述中正确的是以下关于喷气方向的描述中正确的是()A.探测器匀速直线运动时探测器匀速直线运动时,不需要喷气不需要喷气B.探测器匀速直线运动时探测器匀速直线运动时,竖直向下喷气竖直向下喷气C.探测器加速直线运动时探测器加速直线运动时,竖直向下喷气竖直向下喷气D.探测器加速直线运动时探测器加速直线运动时,沿直

11、线向后喷气沿直线向后喷气答案答案:B2021/8/11 星期三17共 41 页解析解析:由于探测器受月球的引力作用由于探测器受月球的引力作用,探测器匀速直线运动探测器匀速直线运动中中,推动力必定与引力等值反向推动力必定与引力等值反向,因此应竖直向下喷气因此应竖直向下喷气.若若做加速直线运动做加速直线运动,加速度方向必须沿直线方向加速度方向必须沿直线方向,C D选项不选项不能满足该条件能满足该条件.2021/8/11 星期三18共 41 页9.某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤,使其测量挂钩向下使其测量挂钩向下,并在挂钩上悬挂一个重为并在

12、挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码的钩码,弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过传感器直接得出弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过传感器直接得出,如如图图4(A)-6所示所示,则下列分析正确的是则下列分析正确的是()2021/8/11 星期三19共 41 页A.从时刻从时刻t1到到t2钩码处于失重状态钩码处于失重状态B.从时刻从时刻t3到到t4钩码处于超重状态钩码处于超重状态C.电梯可能开始在电梯可能开始在15楼楼,先加速向下先加速向下,接着匀速向下接着匀速向下,再减再减速向下速向下,最后停在最后停在1楼楼D.电梯可能开始在电梯可能开始在1楼楼,先加速向上先加速向上,接着匀速向上接着匀速向上,再减速再减速

13、向上向上,最后停在最后停在15楼楼答案答案:ABC2021/8/11 星期三20共 41 页解析解析:t1t2时间时间,由图弹簧秤读数小于钩码的重力由图弹簧秤读数小于钩码的重力,即钩码即钩码处于失重状态处于失重状态,该时间电梯具有向下的加速度该时间电梯具有向下的加速度;t3t4时间读时间读数大于重力数大于重力,钩码处于超重状态钩码处于超重状态,电梯具有向上的加速度电梯具有向上的加速度,0t1,t2t3,t4时间内物体在竖直方向的加速度为零时间内物体在竖直方向的加速度为零.故电梯可能在高处向下加速故电梯可能在高处向下加速,接着匀速接着匀速,再减速再减速,最后停在最后停在低处低处,所以正确选项为所

14、以正确选项为ABC.2021/8/11 星期三21共 41 页10.如图如图4(A)-7所示所示,一个质量为一个质量为m=2.0 kg的物体的物体,放在倾放在倾角为角为=30的斜面上静止不动的斜面上静止不动,若用竖直向上的力若用竖直向上的力F=5.0 N提物体提物体,物体仍静止物体仍静止(g=10 m/s2),下述结论正确的是下述结论正确的是()2021/8/11 星期三22共 41 页A.斜面受到的压力减小斜面受到的压力减小5.0 NB.物体受到的摩擦力减小物体受到的摩擦力减小5.0 NC.物体对斜面的作用力减小物体对斜面的作用力减小5 ND.物体受到的合外力减小物体受到的合外力减小5.0

15、N答案答案:C2021/8/11 星期三23共 41 页解析解析:未加未加F之前之前,斜面对物体的支持力斜面对物体的支持力N1=mgcos30=N,加加F之后之后,N2=mgcos30-Fcos30=N,故故A错错.同同理对于摩擦力有理对于摩擦力有f=mgsin30-Fsin30=7.5 N.加加F之前之前,物物体受重力和斜面对它的作用力体受重力和斜面对它的作用力,且都在竖直方向上且都在竖直方向上,加加F之之后斜面物体的作用力减小后斜面物体的作用力减小5 N,即物体对斜面的反作用力减即物体对斜面的反作用力减小小5 N,物体所受合外力一直为零物体所受合外力一直为零.2021/8/11 星期三24

16、共 41 页二二 实验题实验题(本题有本题有2小题小题,共共16分分.请将答案写在题中的横请将答案写在题中的横线上线上)11.(6分分)探究加速度与力探究加速度与力 质量的关系时质量的关系时,控制控制_不变不变,探究加速度与力的关系探究加速度与力的关系;控制控制_不变不变,探究加速度与质量的关系探究加速度与质量的关系,这种方法叫这种方法叫_.质量质量力力控制变量法控制变量法2021/8/11 星期三25共 41 页12.(10分分)在探究加速度与物体质量在探究加速度与物体质量 物体受力的关系的实物体受力的关系的实验中验中,实验装置如图实验装置如图4(A)-8所示所示,一木块放在水平光滑长木一木

17、块放在水平光滑长木板上板上,左侧拴有一不可伸长的细软线左侧拴有一不可伸长的细软线,跨过固定在木板边缘跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连的滑轮与一重物相连,重物的质量为重物的质量为m,木块右侧与穿过打木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连点计时器的纸带相连,在重物牵引下在重物牵引下,木块在木板上向左做木块在木板上向左做匀加速运动匀加速运动.图图4(A)-8(b)给出了打点计时器在纸带上打出给出了打点计时器在纸带上打出的一些连续的点的一些连续的点,它们之间的距离分别为它们之间的距离分别为x1 x2 x3 x4 x5 x6,打点计时器所用交流电周期为打点计时器所用交流电周期为T,根据以上数据求根据以上

18、数据求:2021/8/11 星期三26共 41 页2021/8/11 星期三27共 41 页(1)木块的加速度木块的加速度a=_(2)细线对木块的拉力细线对木块的拉力T=_2021/8/11 星期三28共 41 页三三 计算题计算题(本题有本题有4小题小题,共共44分分.解答应写出必要的文字解答应写出必要的文字说明说明 方程式和重要的演算步骤方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得只写出最后答案的不能得分分,有数值计算的题有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位答案中必须明确写出数值和单位)2021/8/11 星期三29共 41 页13.(10分分)如图如图4(A)-9所示所示,电梯

19、与水平面夹角为电梯与水平面夹角为30,当电当电梯加速向上运动时梯加速向上运动时,人对梯面的压力是其重力的人对梯面的压力是其重力的1.2倍倍,那那么么,人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?2021/8/11 星期三30共 41 页解析解析:对人进行受力分析对人进行受力分析,人受重力人受重力mg 支持力支持力FN 摩擦力摩擦力F(摩擦力方向一定与接触面平行摩擦力方向一定与接触面平行,由加速度的方向推知由加速度的方向推知F水水平向右平向右).建立直角坐标系建立直角坐标系:取向右取向右(即即F的方向的方向)为为x轴的正方向轴的正方向,竖直竖直向上为向上为y轴正方向轴正

20、方向,此时只需分解加速度此时只需分解加速度,2021/8/11 星期三31共 41 页其中其中ax=acos30,ay=asin30(如图如图4(A)-10所示所示).根据牛根据牛顿第二定律有顿第二定律有:Fx=F=max=macos30,Fy=FN-mg=may=masin30,又又FN=1.2mg,取立上述三式解得取立上述三式解得 .2021/8/11 星期三32共 41 页14.(10分分)如图如图4(A)-11所示所示,质量分别为质量分别为m和和2m的两物体的两物体A B叠放在一起叠放在一起,放在光滑的水平地面上放在光滑的水平地面上.已知已知A B间的最大间的最大静摩擦力为静摩擦力为A

21、的重力的的重力的倍倍,现用水平力分别作用在现用水平力分别作用在A或或B上上,使使A B保持相对静止做加速运动保持相对静止做加速运动,则作用于则作用于A B上的最大上的最大拉力拉力FA与与FB之比是多少之比是多少?答案答案:1 22021/8/11 星期三33共 41 页解析解析:力力F作用在作用在A上时上时,A对对B的摩擦力提供了的摩擦力提供了B的加速度的加速度,力力F作用于作用于B上时上时,B对对A的摩擦力提供了的摩擦力提供了A的加速度的加速度.因为因为A B间的最大静摩擦力是一定的间的最大静摩擦力是一定的,故要保持故要保持A B相对静止相对静止,它它们共同运动的加速度不能超过某值们共同运动

22、的加速度不能超过某值,因此需要先把因此需要先把A或或B隔隔离出来用牛顿第二定律来确定加速度离出来用牛顿第二定律来确定加速度.2021/8/11 星期三34共 41 页当当FA作用于物体作用于物体A上时上时,设设A B共同运动的最大加速度为共同运动的最大加速度为a1,隔离物体隔离物体B,其所受最大静摩擦力其所受最大静摩擦力Ff=mg,由牛顿第二定由牛顿第二定律得律得Ff=mg=2ma1,所以所以a1=g.由于由于A B相对静止相对静止,它们它们具有相同的加速度具有相同的加速度,对整体对整体,由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得FA=(m+2m)a1=mg.当当FB作用于物体作用于物体B上时上时,隔离

23、隔离A,设最大加速度为设最大加速度为a2,有有mg=ma2,所以所以a2=g,对整体有对整体有FB=(m+2m)a2=3mg.所以有所以有FA/FB=1 2.2021/8/11 星期三35共 41 页15.(12分分)质量为质量为200 kg的物体的物体,置于升降机内的台秤上置于升降机内的台秤上,从静止开始上升从静止开始上升,运动过程中台秤的示数运动过程中台秤的示数F与时间与时间t的关系的关系如图如图4(A)-12所示所示,求升降机在求升降机在7 s内上升的高度内上升的高度(g取取10 m/s2).答案答案:50 m2021/8/11 星期三36共 41 页解析解析:在在02 s这段时间内台秤

24、示数为这段时间内台秤示数为3 000 N,即超重即超重1 000 N,这时向上的加速度这时向上的加速度a1=5 m/s2;在在25 s这段时间这段时间内台秤的示数为内台秤的示数为2 000 N,等于物体的重力等于物体的重力,说明物体做匀速说明物体做匀速运动运动;2021/8/11 星期三37共 41 页在在57 s这段时间内这段时间内,台秤的示数为台秤的示数为F3=1 000 N,比物重小比物重小1 000 N,即失重即失重,这时物体做匀减速上升运动这时物体做匀减速上升运动,向下的加速度向下的加速度a2=5 m/s2.画出这三段时间内的速度画出这三段时间内的速度时间图线时间图线如图如图4(A)

25、-13所示所示,v-t图线所围成的面积值即表示上升的高图线所围成的面积值即表示上升的高度度,由图知上升高度为由图知上升高度为:h=50 m.2021/8/11 星期三38共 41 页16.(12分分)如图如图4(A)-14所示所示,重为重为G的匀质链条挂在等高的的匀质链条挂在等高的两钩上两钩上,并与水平方向成并与水平方向成角角,试求试求:(1)链条两端受到的力链条两端受到的力;(2)链条最低处的张力链条最低处的张力.2021/8/11 星期三39共 41 页解析解析:在求链条两端受到的力时在求链条两端受到的力时,可以把链条当作一个质点可以把链条当作一个质点处理处理,受力分析如图受力分析如图4(A)-15(a)所示所示.求链条最低点张力时求链条最低点张力时,可取链条的一半研究可取链条的一半研究,受力分析如图受力分析如图4(A)-16(b)所示所示.2021/8/11 星期三40共 41 页(1)取整体研究取整体研究,由平衡条件得由平衡条件得,在水平方向在水平方向:F2cos=F1cos在竖直方向在竖直方向:F1sin+F2sin=G由由得链条两端的力得链条两端的力F1=F2=G/(2sin).(2)取左边一半的链条研究取左边一半的链条研究,由平衡条件知由平衡条件知F=F1cos=2021/8/11 星期三41共 41 页2021/8/11 星期三42