2015年高考物理一輪復(fù)習(xí)題解析-第三章　牛頓運(yùn)動(dòng)定律

第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 (1)從近三年高考試題考點(diǎn)分布可以看出，高考對(duì)本章內(nèi)容的考查重點(diǎn)有：力和運(yùn)動(dòng)的相互推斷分析，動(dòng)力學(xué)相關(guān)的圖像問(wèn)題，牛頓運(yùn)動(dòng)定律與曲線運(yùn)動(dòng)，功和能的綜合等。實(shí)驗(yàn)“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”也是近年高考考查的重點(diǎn)。(2)高考對(duì)本章內(nèi)容要求較高，每年都有涉及，即有選擇題，也有計(jì)算題，且具有很強(qiáng)的綜合性。2015高考考向前瞻(1)對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的理解及應(yīng)用牛頓第二定律進(jìn)行分析與計(jì)算是本章的命題熱點(diǎn)。本章知識(shí)與曲線運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)相結(jié)合，多以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，也是高考的熱點(diǎn)。(2)以實(shí)際生活、生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中有關(guān)問(wèn)題為背景，突出表現(xiàn)物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用是今后命題的一大趨勢(shì)。第1節(jié)牛頓第一定律_牛頓第三定律牛頓第二定律想一想物體運(yùn)動(dòng)需要力嗎？力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生什么影響？從作用效果上如何定義“力”？提示：運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)本身的屬性，物體運(yùn)動(dòng)不需要力。力的作用將改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從作用效果上看，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，產(chǎn)生加速度的原因。記一記1牛頓第一定律(1)內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。(2)成立條件：物體不受外力作用。(3)意義：指出了一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律。指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因。2慣性(1)定義：物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。(2)性質(zhì)：慣性是一切物體都具有的性質(zhì)，是物體的固有屬性，與物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況無(wú)關(guān)。(3)量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。物理學(xué)史鏈接背背就能撈分(1)伽利略利用“理想實(shí)驗(yàn)”得出“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的觀點(diǎn)，推翻了亞里士多德的“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。(2)英國(guó)科學(xué)家牛頓在自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理著作中提出了“牛頓第一、第二、第三定律”。 試一試1以下說(shuō)法正確的是()A物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)B要物體運(yùn)動(dòng)必須有力作用，沒(méi)有力的作用，物體將靜止C要物體靜止必須有力作用，沒(méi)有力的作用，物體將運(yùn)動(dòng)D物體不受外力作用時(shí)，總保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)解析：選D力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，B、C錯(cuò)誤。物體不受外力作用時(shí)，將處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，A錯(cuò)誤，D正確。牛頓第三定律想一想馬拉車的力和車?yán)R的力有什么關(guān)系？馬車能啟動(dòng)前進(jìn)是由上述兩個(gè)力之間的大小關(guān)系決定的嗎？提示：馬拉車的力與車?yán)R的力大小相等，方向相反，馬車能啟動(dòng)前進(jìn)取決于車受到的合外力，跟車?yán)R的力無(wú)關(guān)，當(dāng)馬拉車的力大于車的阻力時(shí)，車就能啟動(dòng)了。記一記1作用力和反作用力兩個(gè)物體之間的作用總是相互的，一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一物體也施加了力。力是物體與物體間的相互作用，物體間相互作用的這一對(duì)力通常叫做作用力和反作用力。2內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。3意義建立了相互作用物體之間的聯(lián)系及作用力與反作用力的相互依賴關(guān)系。試一試2(多選)用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)菜單中“力的相互作用”。把兩個(gè)力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動(dòng)，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖311所示。觀察分析兩個(gè)力傳感器的相互作用力隨時(shí)間變化的曲線，可以得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論()圖311A作用力與反作用力同時(shí)存在B作用力與反作用力作用在同一物體上C作用力與反作用力大小相等D作用力與反作用力方向相反解析：選ACD由題圖可知：兩個(gè)力傳感器的相互作用力屬于作用力和反作用力，它們同時(shí)存在、大小相等、方向相反、作用在兩個(gè)物體上，故A、C、D正確?？键c(diǎn)一對(duì)牛頓第一定律的理解例1物體A的質(zhì)量為10 kg，物體B的質(zhì)量為20 kg，A、B分別以20 m/s和10 m/s的速度運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是()AA的慣性比B大BB的慣性比A大CA和B的慣性一樣大D不能確定解析選B質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度，質(zhì)量越大，慣性越大，慣性大小與速度大小無(wú)關(guān)，故B的慣性比A大，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D都錯(cuò)。例2(多選)(2012新課標(biāo)全國(guó)卷)伽利略根據(jù)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)和理想實(shí)驗(yàn)，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)。早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有下列說(shuō)法，其中正確的是()A物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性B沒(méi)有力的作用，物體只能處于靜止?fàn)顟B(tài)C行星在圓周軌道上保持勻速率運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是慣性D運(yùn)動(dòng)物體如果沒(méi)有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)解析選AD慣性是物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，故A對(duì)；根據(jù)慣性定律可知，沒(méi)有力的作用，物體將保持原來(lái)的狀態(tài)，即靜止?fàn)顟B(tài)或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故B錯(cuò)；行星在圓軌道上的運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，是在萬(wàn)有引力作用下的運(yùn)動(dòng)，所以C錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)物體如果不受力作用，將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即繼續(xù)以同一速度沿著同一直線運(yùn)動(dòng)，D對(duì)。例3關(guān)于牛頓第一定律的說(shuō)法中，正確的是()A由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B牛頓第一定律只是反映慣性大小的，因此也叫慣性定律C牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此，物體在不受力時(shí)才有慣性D牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，又揭示了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因解析選D牛頓第一定律揭示了兩方面問(wèn)題：物體在任何時(shí)候都有慣性，故選項(xiàng)C錯(cuò)。不受力時(shí)慣性表現(xiàn)為物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故選項(xiàng)A錯(cuò)。揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，所以選項(xiàng)D正確。牛頓第一定律揭示了這兩方面問(wèn)題，不只是反映慣性大小，故選項(xiàng)B錯(cuò)。(1)慣性的兩種表現(xiàn)形式物體在不受外力或所受的合外力為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))。物體受到外力時(shí)，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。慣性大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較難改變；慣性小，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變。(2)對(duì)牛頓第一定律的四點(diǎn)說(shuō)明明確慣性的概念：牛頓第一定律揭示了一切物體所具有的一種固有屬性慣性，即物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。揭示力的本質(zhì)：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。理想化狀態(tài)：牛頓第一定律描述的是物體不受外力時(shí)的狀態(tài)，而物體不受外力的情形是不存在的。在實(shí)際情況中，如果物體所受的合外力等于零，與物體不受外力時(shí)的表現(xiàn)是相同的。與牛頓第二定律的關(guān)系：牛頓第一定律和牛頓第二定律是相互獨(dú)立的。力是如何改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的問(wèn)題由牛頓第二定律來(lái)回答。牛頓第一定律是不受外力的理想情況下經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象、歸納推理而總結(jié)出來(lái)的，而牛頓第二定律是一條實(shí)驗(yàn)定律。考點(diǎn)二對(duì)牛頓第三定律的理解及應(yīng)用1作用力與反作用力的“四同、三異、三無(wú)關(guān)”(1)四同(2)三異(3)三無(wú)關(guān)2作用力、反作用力與一對(duì)平衡力的比較 例4如圖312所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”。兩人中間位置處有一分界線，約定先使對(duì)方過(guò)分界線者為贏者。若繩子質(zhì)量不計(jì)，冰面可看成光滑，則下列說(shuō)法正確的是()圖312A甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力B甲對(duì)繩的拉力與乙對(duì)繩的拉力是作用力與反作用力C若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利D若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利審題指導(dǎo)第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)獲取信息兩人中間位置處有一分界線兩人到分界處的距離相等冰面可看成光滑兩人水平方向上均只受水平繩的拉力第二步：找突破口已知兩人水平拉力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律和質(zhì)量大小可得出兩人運(yùn)動(dòng)的加速度大小關(guān)系，進(jìn)而應(yīng)用xat2比較兩人運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系。解析選C根據(jù)牛頓第三定律可知甲對(duì)繩的拉力與繩對(duì)甲的拉力是一對(duì)作用力與反作用力，選項(xiàng)A錯(cuò)；因?yàn)榧缀鸵业牧ψ饔迷谕粋€(gè)物體上，故選項(xiàng)B錯(cuò)。設(shè)繩的張力為F，根據(jù)牛頓第二定律a知，若m甲m乙，則a甲m2)隨車一起勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個(gè)小球()圖4A一定相碰B一定不相碰C不一定相碰D無(wú)法確定解析：選B因小車表面光滑，因此小球在水平方向上沒(méi)有受到外力作用，原來(lái)兩球與小車有相同的速度，當(dāng)車突然停止時(shí)，由于慣性，兩小球的速度將不變，所以不會(huì)相碰。10. (2014浙江瑞安十校聯(lián)考)建筑工人用如圖5所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為70.0 kg的工人站在地面上，通過(guò)定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，人拉的繩與水平面成30，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為(g取10 m/s2)()圖5A490 N B500 NC595 N D700 N解析：選C對(duì)建筑材料受力分析，繩子上的彈力大小FTm物(ga)210 N；對(duì)人受力分析，如圖所示，根據(jù)平衡條件可知，F(xiàn)NFTsin 30Gm人 g，代入數(shù)據(jù)得：FN595 N。即地面對(duì)人的支持力為595 N，根據(jù)牛頓第三定律，工人對(duì)地面的壓力大小也為595 N，C正確。二、多項(xiàng)選擇題11下列關(guān)于力的說(shuō)法正確的是()A作用力和反作用力作用在同一物體上B太陽(yáng)系中的行星均受到太陽(yáng)的引力作用C運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星所受引力的方向不變D伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因解析：選BD作用力和反作用力作用在兩個(gè)不同的物體上，A項(xiàng)錯(cuò)；太陽(yáng)系中的所有行星都要受到太陽(yáng)的引力，且引力方向沿著兩個(gè)星球的連線指向太陽(yáng)，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)；伽利略理想實(shí)驗(yàn)說(shuō)明力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，D項(xiàng)正確。12.如圖6所示，在勻速前進(jìn)的磁懸浮列車?yán)铮∶鲗⒁恍∏蚍旁谒阶烂嫔?，且小球相?duì)桌面靜止。關(guān)于小球與列車的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()圖6A若小球向前滾動(dòng)，則磁懸浮列車在加速前進(jìn)B若小球向后滾動(dòng)，則磁懸浮列車在加速前進(jìn)C磁懸浮列車急剎車時(shí)，小球向前滾動(dòng)D磁懸浮列車急剎車時(shí)，小球向后滾動(dòng)解析：選BC列車加(減)速時(shí)，小球由于慣性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，相對(duì)于車向后(前)滾動(dòng)，選項(xiàng)B、C正確。13.如圖7所示，物體靜止在一固定在水平地面上的斜面上，下列說(shuō)法正確的是()圖7A物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力B物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力C物體所受重力和斜面對(duì)物體的作用力是一對(duì)平衡力D物體所受重力可以分解為沿斜面的力和對(duì)斜面的壓力解析：選BC物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力和反作用力，故A錯(cuò)。物體和斜面間的摩擦力是一對(duì)作用力和反作用力，B正確。物體受重力和斜面對(duì)物體的作用力，這兩個(gè)力大小相等方向相反，是一對(duì)平衡力。故C正確。物體所受重力的分力仍作用在物體上，故D錯(cuò)。14.抖空竹是人們喜愛(ài)的一項(xiàng)體育活動(dòng)。最早的空竹是兩個(gè)如同車輪的竹筒，中間加一個(gè)轉(zhuǎn)軸，由于外形對(duì)稱，其重心在中間位置，初玩者能很好地找到支撐點(diǎn)而使之平衡。隨著制作技術(shù)的發(fā)展，如圖8所示的不對(duì)稱的空竹也受到人們的歡迎，現(xiàn)在大多是塑料制成的，也有天然竹木制成的。關(guān)于抖空竹，在空氣阻力不可忽略的情況下，下列說(shuō)法中正確的是()圖8A空竹啟動(dòng)前用繩子拉住提起，要保證支持力和重力在同一條直線上B空竹的轉(zhuǎn)動(dòng)是依靠繩子的拉動(dòng)，繩子與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦力越小越好C空竹拋起后由于慣性而繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，在空中受重力和慣性作用D空竹從拋起到接住，轉(zhuǎn)速會(huì)減小，表演時(shí)還要繼續(xù)牽拉繩子使其加速轉(zhuǎn)動(dòng)解析：選AD空竹啟動(dòng)前用繩子拉住提起時(shí)，要保證拉力和重力在同一條直線上，A正確；空竹依靠繩子拉動(dòng)，繩子與軸間摩擦力應(yīng)越大越好，B錯(cuò)誤；空竹拋起后上升過(guò)程中只受重力和空氣阻力，C錯(cuò)誤；因空氣阻力的影響，拋起的空竹的轉(zhuǎn)速會(huì)減小，故表演時(shí)要繼續(xù)牽拉繩子使其加速轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確。15.如圖9所示，我國(guó)有一種傳統(tǒng)的民族體育項(xiàng)目叫做“押加”，實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)人拔河，如果甲、乙兩人在“押加”比賽中，甲獲勝，則下列說(shuō)法中正確的是()圖9A甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力，所以甲獲勝B當(dāng)甲把乙勻速拉過(guò)去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大小等于乙對(duì)甲的拉力大小C當(dāng)甲把乙加速拉過(guò)去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力D甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小，只是地面對(duì)甲的摩擦力大于地面對(duì)乙的摩擦力，所以甲獲勝解析：選BD物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由其自身的受力情況決定的，只有當(dāng)物體所受的合外力不為零時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)改變，不論物體處于何種狀態(tài)，物體間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，由于它們作用在不同的物體上，其效果可以不同。甲加速前進(jìn)的原因是甲受到的地面的摩擦力大于繩子對(duì)甲的拉力；乙加速后退的原因是繩子對(duì)乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根據(jù)牛頓第三定律，甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小。B、D正確。16引體向上是同學(xué)們經(jīng)常做的一項(xiàng)健身運(yùn)動(dòng)。該運(yùn)動(dòng)的規(guī)范動(dòng)作是：兩手正握單杠，由懸垂開(kāi)始，上拉時(shí)，下顎須超過(guò)單杠面。下放時(shí)，兩臂放直，不能曲臂(如圖10所示)，這樣上拉下放，重復(fù)動(dòng)作，達(dá)到鍛煉臂力和腹肌的目的。關(guān)于做引體向上動(dòng)作時(shí)人的受力，以下判斷正確的是()圖10A上拉過(guò)程中，人受到兩個(gè)力的作用B上拉過(guò)程中，單杠對(duì)人的作用力大于人對(duì)單杠的作用力C下放過(guò)程中，單杠對(duì)人的作用力小于人對(duì)單杠的作用力D下放過(guò)程中，在某瞬間人可能只受到一個(gè)力的作用解析：選AD上拉過(guò)程中，人受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)是重力，一個(gè)是單杠給人的作用力，A對(duì)。不論是上拉過(guò)程還是下放過(guò)程，單杠對(duì)人的作用力總等于人對(duì)單杠的作用力，與人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，B、C均錯(cuò)。在下放過(guò)程中，若在某瞬間人向下的加速度為重力加速度g，則人只受到一個(gè)重力的作用，D對(duì)。第2節(jié)牛頓第二定律_兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題牛頓第二定律想一想如圖321所示為一張?jiān)谡婵罩信臄z的羽毛與蘋(píng)果自由下落的頻閃照片。請(qǐng)思考蘋(píng)果與羽毛重力相差很大，為什么它們總在同一相同的高度呢？圖321提示：物體的加速度與力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，物體在真空中僅受重力作用，故ag，可知羽毛和蘋(píng)果在真空中下落的加速度相同。故它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻相同，它們能時(shí)刻處在同一高度。記一記1內(nèi)容物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2表達(dá)式Fma。3“五個(gè)”性質(zhì)試一試1(多選)(2013哈爾濱三中月考)下列說(shuō)法正確的是()A牛頓認(rèn)為質(zhì)量一定的物體其加速度與物體受到的合外力成正比B亞里士多德認(rèn)為輕重物體下落快慢相同C笛卡爾的理想斜面實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D伽利略認(rèn)為如果完全排除空氣的阻力，所有物體將下落的同樣快解析：選AD牛頓認(rèn)為質(zhì)量一定的物體其加速度與物體受到的合外力成正比，選項(xiàng)A正確；亞里士多德認(rèn)為重物體下落快，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，伽利略認(rèn)為如果完全排除空氣的阻力，所有物體將下落得同樣快，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題記一記1兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題(1)已知受力情況求物體的運(yùn)動(dòng)情況。(2)已知運(yùn)動(dòng)情況求物體的受力情況。2解決兩類基本問(wèn)題的方法以加速度為“橋梁”，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律列方程求解，具體邏輯關(guān)系如圖：試一試2質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)，受水平恒力作用，由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在t s內(nèi)的位移為x m，則F的大小為(單位為N)()A.B. C. D.解析：選A由牛頓第二定律Fma與xat2，得出F。力學(xué)單位制想一想如圖322為甲、乙、丙三人百米比賽沖刺時(shí)的速度大小。試比較三人沖刺速度的大小；由此看出應(yīng)怎樣比較物理量的大?。繄D322提示：v甲11 m/s，v乙7 200 dm/min12 m/s，v丙36 km/h10 m/s，故v乙v甲v丙。由此可以看出，要比較同一物理量的大小，必須統(tǒng)一單位。記一記1單位制由基本單位和導(dǎo)出單位組成。2基本單位基本量的單位。力學(xué)中的基本量有三個(gè)，它們分別是質(zhì)量、時(shí)間、長(zhǎng)度，它們的國(guó)際單位分別是千克、秒、米。3導(dǎo)出單位由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出的其他物理量的單位。4國(guó)際單位制中的七個(gè)基本物理量和基本單位物理量名稱物理量符號(hào)單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度l米m質(zhì)量m千克kg時(shí)間t秒s電流I安培A熱力學(xué)溫度T開(kāi)爾文K物質(zhì)的量n摩爾mol發(fā)光強(qiáng)度IV坎德拉cd試一試3關(guān)于單位制，下列說(shuō)法中正確的是()Akg、m/s、N是導(dǎo)出單位Bkg、m、C是基本單位C在國(guó)際單位制中，A是導(dǎo)出單位D在國(guó)際單位制中，力的單位是根據(jù)牛頓第二定律定義的解析：選D在國(guó)際單位制中，kg、m、s屬于基本單位，m/s、N、C屬于導(dǎo)出單位，A、B均錯(cuò)誤；A為國(guó)際單位制的基本單位，C錯(cuò)誤；力的單位(N)是根據(jù)牛頓第二定律Fma導(dǎo)出的，D正確。考點(diǎn)一瞬時(shí)加速度問(wèn)題例1(多選)(2014南通第一中學(xué)檢測(cè))如圖323所示，A、B球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，傾角為的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說(shuō)法正確的是()圖323A兩個(gè)小球的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下，大小均為gsin BB球的受力情況未變，瞬時(shí)加速度為零CA球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下，大小為2gsin D彈簧有收縮的趨勢(shì)，B球的瞬時(shí)加速度向上，A球的瞬時(shí)加速度向下，瞬時(shí)加速度都不為零解析選BC設(shè)彈簧的彈力大小為F，由平衡條件可知，F(xiàn)mgsin ，燒斷細(xì)線之后瞬間，彈簧彈力不變，故B球受力情況不變，加速度為0，B正確，A、D均錯(cuò)誤；以A為研究對(duì)象，由牛頓第二定律可得：Fmgsin maA，解得：aA2gsin ，故C正確。 例2(2014蘇州第三中學(xué)質(zhì)檢)如圖324所示，質(zhì)量分別為m、2m的小球A、B，由輕質(zhì)彈簧相連后再用細(xì)線懸掛在電梯內(nèi)，已知電梯正在豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，細(xì)線中的拉力為F，此時(shí)突然剪斷細(xì)線。在線斷的瞬間，彈簧的彈力的大小和小球A的加速度的大小分別為()圖324A.，gB.，gC.，g D.，g解析選A在剪斷前，對(duì)A、B及彈簧整體由牛頓第二定律有：F3mg3ma，對(duì)B由牛頓第二定律得：F彈2mg2ma，由此可得：F彈，細(xì)線被剪斷后的瞬間，彈簧彈力不變，此時(shí)對(duì)A球來(lái)說(shuō)，受到向下的重力和彈力，則有：F彈mgmaA，解得aAg，故A正確?？键c(diǎn)二動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題分析1物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷方法(1)明確物體的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(v0)。(2)明確物體的受力情況(F合)。(3)根據(jù)物體做各種性質(zhì)運(yùn)動(dòng)的條件即可判定物體的運(yùn)動(dòng)情況、加速度變化情況及速度變化情況。2兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題步驟例3(2013江蘇高考)如圖325所示，將小砝碼置于桌面上的薄紙板上，用水平向右的拉力將紙板迅速抽出，砝碼的移動(dòng)很小，幾乎觀察不到，這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)。若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2，各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度為g。圖325(1)當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí)，求紙板所受摩擦力的大??；(2)要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)，求所需拉力的大小；(3)本實(shí)驗(yàn)中，m10.5 kg，m20.1 kg，0.2，砝碼與紙板左端的距離d0.1 m，取g10 m/s2。若砝碼移動(dòng)的距離超過(guò)l0.002 m，人眼就能感知。為確保實(shí)驗(yàn)成功，紙板所需的拉力至少多大？ 思路點(diǎn)撥(1)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí)共受幾個(gè)滑動(dòng)摩擦力？大小各是多少？試寫(xiě)出它們的表達(dá)式。提示：2個(gè)；砝碼對(duì)紙板的滑動(dòng)摩擦力為f1m1g，桌面對(duì)紙板的滑動(dòng)摩擦力為f2(m1m2)g。(2)要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)，兩者的加速度大小有什么關(guān)系？提示：紙板的加速度大于砝碼的加速度。(3)紙板抽出過(guò)程中，紙板和砝碼的位移之間滿足什么關(guān)系？紙板抽出后砝碼做什么規(guī)律的運(yùn)動(dòng)？加速度是多大？拉力的最小值又對(duì)應(yīng)什么關(guān)系？試寫(xiě)出上述關(guān)系式。提示：在紙板抽出過(guò)程中，設(shè)砝碼的位移為x1，紙板的位移為x，則之間的關(guān)系應(yīng)為dx1x；紙板抽出后砝碼做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；由牛頓第二定律可求加速度大小為a，表達(dá)式為：ag；設(shè)紙板抽出后砝碼運(yùn)動(dòng)的位移為x2，則拉力最小值時(shí)應(yīng)對(duì)應(yīng)關(guān)系式為：lx1x2。解析(1)砝碼對(duì)紙板的摩擦力f1m1g桌面對(duì)紙板的摩擦力f2(m1m2)gff1f2解得f(2m1m2)g(2)設(shè)砝碼的加速度為a1，紙板的加速度為a2，則f1m1a1Ff1f2m2a2發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)a2a1解得F2(m1m2)g(3)紙板抽出前，砝碼運(yùn)動(dòng)的距離x1a1t12紙板運(yùn)動(dòng)的距離dx1a2t12紙板抽出后，砝碼在桌面上運(yùn)動(dòng)的距離x2a3t22lx1x2由題意知a1a3，a1t1a3t2解得F2g代入數(shù)據(jù)得F22.4 N答案(1)(2m1m2)g(2)F2(m1m2)g(3)22.4 N解決兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(2014通州市高三聯(lián)考)如圖326所示，質(zhì)量m1 kg的小球穿在長(zhǎng)L1.6 m的斜桿上，斜桿與水平方向成37角，斜桿固定不動(dòng)，小球與斜桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.75。小球受水平向左的拉力F1 N，從斜桿的頂端由靜止開(kāi)始下滑(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)試求：圖326(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小；(2)小球運(yùn)動(dòng)到斜桿底端時(shí)的速度大小。解析：(1)Fcos mgsin NmaFsin Nmgcos 聯(lián)立上式可得：a1.25 m/s2。(2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v22aL可求vm/s2 m/s。答案：(1)1.25 m/s2(2)2 m/s考點(diǎn)三牛頓第二定律與圖像的綜合問(wèn)題 例4(2013新課標(biāo)全國(guó)卷)一長(zhǎng)木板在水平地面上運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻將一相對(duì)于地面靜止的物塊輕放到木板上，以后木板運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像如圖327所示。已知物塊與木板的質(zhì)量相等，物塊與木板間及木板與地面間均有摩擦。物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且物塊始終在木板上。取重力加速度的大小g10 m/s2，求：圖327(1)物塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)從t0時(shí)刻到物塊與木板均停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊相對(duì)于木板的位移的大小。審題指導(dǎo)第一步：抓關(guān)鍵點(diǎn)關(guān)鍵點(diǎn)獲取信息相對(duì)地面靜止的物塊物塊的初速度為零，此后受滑動(dòng)摩擦力開(kāi)始啟動(dòng)物塊始終在木板上物塊加速到與木板同速后一起減速木板速度時(shí)間圖像vt圖線的折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v1 m/s，為物塊勻加速的末速度第二步：找突破口分析物塊、木板受力，列出相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程和一起勻減速過(guò)程牛頓第二定律關(guān)系式，由vt圖線確定，木板在前后兩個(gè)減速過(guò)程中的加速度及物塊的加速度，再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列出位移關(guān)系式求解結(jié)果。解析(1)從t0時(shí)開(kāi)始，木板與物塊之間的摩擦力使物塊加速，使木板減速，此過(guò)程一直持續(xù)到物塊和木板具有共同速度為止。由圖可知，在t10.5 s時(shí)，物塊和木板的速度相同。設(shè)t0到tt1時(shí)間間隔內(nèi)，物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，則a1a2式中v05 m/s、v11 m/s分別為木板在t0、tt1時(shí)速度的大小。設(shè)物塊和木板的質(zhì)量均為m，物塊和木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為1、2，由牛頓第二定律得1mgma1(122)mgma2聯(lián)立式得10.2020.30(2)在t1時(shí)刻后，地面對(duì)木板的摩擦力阻礙木板運(yùn)動(dòng)，物塊與木板之間的摩擦力改變方向。設(shè)物塊與木板之間的摩擦力大小為f，物塊和木板的加速度大小分別為a1和a2，則由牛頓第二定律得fma122mgfma2假設(shè)f1mg，則a1a2；由式得f2mg1mg，與假設(shè)矛盾。故f1mg由式知，物塊加速度的大小a1等于a1；物塊的vt圖像如圖中點(diǎn)畫(huà)線所示。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可推知，物塊和木板相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)距離分別為s12s2t1物塊相對(duì)于木板的位移的大小為ss2s1聯(lián)立式得s1.125 m答案(1)0.200.30(2)1.125 m1常見(jiàn)的兩類動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題(1)已知物體在某一過(guò)程中所受的合力(或某個(gè)力)隨時(shí)間的變化圖線，要求分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。(2)已知物體在某一過(guò)程中速度、加速度隨時(shí)間的變化圖線，要求分析物體的受力情況。2解決圖像綜合問(wèn)題的關(guān)鍵(1)分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過(guò)程，會(huì)分析臨界點(diǎn)。(2)注意圖線中的一些特殊點(diǎn)所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標(biāo)的交點(diǎn)，圖線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線的交點(diǎn)等。(3)明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來(lái)，再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)、面積等的物理意義，確定從圖像中反饋出來(lái)的有用信息，這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點(diǎn)。物體在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的情形統(tǒng)稱為傳送帶模型。因物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)、斜面傾角、傳送帶速度、傳送方向、滑塊初速度的大小和方向的不同，傳送帶問(wèn)題往往存在多種可能，因此對(duì)傳送帶問(wèn)題做出準(zhǔn)確的動(dòng)力學(xué)過(guò)程分析，是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。下面介紹兩種常見(jiàn)的傳送帶模型。1水平傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)v0v時(shí)，可能一直減速，也可能先減速再勻速(2)v0v返回時(shí)速度為v，當(dāng)v0v返回時(shí)速度為v02傾斜傳送帶模型項(xiàng)目圖示滑塊可能的運(yùn)動(dòng)情況情景1(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速情景2(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能先以a1加速后以a2加速情景3(1)可能一直加速(2)可能先加速后勻速(3)可能一直勻速(4)可能先以a1加速后以a2加速情景4(1)可能一直加速(2)可能一直勻速(3)可能先減速后反向加速 典例如圖328所示為上、下兩端相距L5 m，傾角30，始終以v3 m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的傳送帶(傳送帶始終繃緊)。將一物體放在傳送帶的上端由靜止釋放滑下，經(jīng)過(guò)t2 s到達(dá)下端，重力加速度g取10 m/s2，求：圖328(1)傳送帶與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)如果將傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，速率至少多大時(shí)，物體從傳送帶上端由靜止釋放能最快地到達(dá)下端。解析(1)物體在傳送帶上受力如圖329所示，物體沿傳送帶向下勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a。由題意得Lat2解得a2.5 m/s2；由牛頓第二定律得mgsin Ffma，又Ffmgcos 解得0.29(2)如果傳送帶逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，要使物體從傳送帶上端由靜止釋放能最快地到達(dá)下端，則需要物體有沿傳遞帶向下的最大加速度，即所受摩擦力沿傳送帶向下，設(shè)此時(shí)傳送帶速度為vm，物體加速度a。則牛頓第二定律得mgsin FfmaFfmgcos ，vm22La聯(lián)立解得vm8.66 m/s。圖329答案(1)0.29(2)8.66 m/s題后悟道對(duì)于傳送帶問(wèn)題，一定要全面掌握上面提到的幾類傳送帶模型，尤其注意要根據(jù)具體情況適時(shí)進(jìn)行討論，看一看有沒(méi)有轉(zhuǎn)折點(diǎn)、突變點(diǎn)，做好運(yùn)動(dòng)階段的劃分及相應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析。(多選)(2014山東師大附中質(zhì)檢)如圖3210，水平傳送帶A、B兩端相距s3.5 m，工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1。工件滑上A端瞬時(shí)速度vA4 m/s，達(dá)到B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB，則()圖3210A若傳送帶不動(dòng)，則vB3 m/sB若傳送帶以速度v4 m/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB3 m/sC若傳送帶以速度v2 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB3 m/sD若傳送帶以速度v4 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，vB3 m/s解析：選ABC若傳送帶不動(dòng)，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知vB2vA22as，ag，代入數(shù)據(jù)解得vB3 m/s，當(dāng)滿足選項(xiàng)B、C中的條件時(shí)，工件的運(yùn)動(dòng)情況跟傳送帶不動(dòng)時(shí)的一樣，同理可得，工件達(dá)到B端的瞬時(shí)速度仍為3 m/s，故選項(xiàng)A、B、C正確；若傳送帶以速度v4 m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則工件滑上A端后做勻速運(yùn)動(dòng)，到B端的速度仍為4 m/s，故D錯(cuò)誤。隨