高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律經(jīng)典練習(xí)題

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、基礎(chǔ)知識(shí)回顧：1、牛頓第一定律一切物體總保持，直到有外力迫使它改變這 種狀態(tài)為止。注意：(1)牛頓第一定律進(jìn)一步揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)(物體速度)的原因，而是 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(物體速度)的原因，換言之，力是產(chǎn)生 的原因。(2)牛頓第一定 律不是實(shí)驗(yàn)定律，它是以伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)”為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，歸納推理而總結(jié)出來的。2、慣性物體保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。3、對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的理解(1)運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。(2)它定性地揭示了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加 速度的原因。(3)定律說明了任何物體

2、都有一個(gè)極其重要的性質(zhì)一一慣性。(4)牛頓第一定律揭示了靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的等價(jià)性。4、對(duì)物體的慣性的理解(1)慣性是物體總有保持自己原來狀態(tài)(速度)的本性，是物體的固有屬性，不能克服 和避免。(2)慣性只與物體本身有關(guān)而與物體是否運(yùn)動(dòng)，是否受力無關(guān)。任何物體無論它運(yùn)動(dòng)還 是靜止，無論運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是改變還是不改變，物體都有慣性，且物體質(zhì)量不變慣性不變。質(zhì)量是物體慣性的唯一量度。(3)物體慣性的大小是描述物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)強(qiáng)弱。物體慣性(質(zhì)量)大， 保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)強(qiáng)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變，反之物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易改變。(4)慣性不是力。5、牛頓第二定律的內(nèi)容和公式物體的加速度跟

3、 成正比，跟 成反比，加速度的方向 跟合外力方向相同。公式是：a=f合/ m或f合二ma6、對(duì)牛頓第二定律的理解(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即知道了力，可根據(jù)牛頓第二定律得出 物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。反過來，知道運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律得出物體的受力情況， 在牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式f合=ma中，f合是力，ma是力的作用效果，特別要注意不能把ma看作是力。(2)牛頓第二定律揭示的是力的瞬時(shí)效果，即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對(duì)應(yīng) 關(guān)系，力變加速度就變，力撤除加速度就為零，注意力的瞬時(shí)效果是加速度而不是速度。(3)牛頓第二定律公式： f合二ma是矢量式，f、a都是矢量且方

4、向相同。(4)牛頓第二定律 f合二ma定義了力的單位：“牛頓”。7、牛頓第三定律的內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上8、對(duì)牛頓第三定律的理解(1)作用力和反作用力的同時(shí)性。它們是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)變化，同時(shí)消失，不是先有作 用力后有反作用力。(2)作用力和反作用力的性質(zhì)相同，即作用力和反作用力是屬于同種性質(zhì)的力。若作 用力是彈力，反作用力必定是彈力。(3)作用力和反作用力不可疊加性。作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上,各產(chǎn)生各的效果，不可求它們的合力，兩力的作用效果不能相互抵消。9、作用力與反作用力和二力平衡的區(qū)別內(nèi)容作用力和反作用力二力平衡受力物體

5、作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系相互依存，不可單獨(dú)存在無依賴關(guān)系，撤除一個(gè)力另一個(gè)力可依然 存在，只是不冉平衡疊加性兩力作用效果不口抵消，不口疊加， /、可求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求 合力，合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力不一定是同性質(zhì)的力二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：1 .慣性和慣性定律的區(qū)別(1)慣性：是物體本身的固有屬性，僅由質(zhì)量決定。(2)慣性定律：是在理想條件下的一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2 .加速度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變(1)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變：物體的速度發(fā)生了改變，我們就說物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。由于速度是矢量，既有大小又有方向，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變有三種情況：如：如：如：(2

6、)力是產(chǎn)生加速度的原因牛頓第一定律表明， 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變必然有加速度，所以力是產(chǎn)生加速度的原因。3 .質(zhì)量與慣性的關(guān)系(1)慣性的普遍性和差異性： 一切物體在任何條件下都具有慣性， 這表明了慣性的普遍性。 當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變又有難易之別， 質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改 變，質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，這表明不同物體的慣性大小具有差異性。(2)質(zhì)量是慣性大小的量度：因?yàn)閼T性是物體固有的性質(zhì)，所以物體慣性的大小只能由物 體自身來決定。4 .關(guān)于牛頓第二定律(1)同體性：f、mn a是研究同一個(gè)物體的三個(gè)物理量。(2)同時(shí)性：(3)同向性：(4)力的

7、獨(dú)立性：作用在物體上的每個(gè)力都將產(chǎn)獨(dú)立地產(chǎn)生各自的加速度，與其他力無關(guān),合外力的加速度即是這些加速度的矢量和。5 .牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀、低速的物體，不適用于微觀、高速的物體，只適用于慣性 參考系，不適用于非慣性參考系。、典型例題精講:【例1】關(guān)于慣性的大小，以下說法正確的是哪一個(gè)？錯(cuò)誤的說法如何修正。a.只有處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體才具有慣性。b.推動(dòng)地面上靜止的物體比保持這個(gè)物體做勻速運(yùn)動(dòng)所需的力大，所以靜止的物體慣 性大。c.在光滑的水平面上，用相同的水平推力推一輛空車和一輛裝滿貨物的車，空車啟動(dòng) 的快，所以質(zhì)量小的物體慣性小。d.在月球上舉起重物比地球上容易，所以同一物體在月球

8、上比地球上慣性小?！纠?】火車在長(zhǎng)直水平軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一個(gè)人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落 回到車上原處，這是因?yàn)椋篴.人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他向前的力，帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)。b.人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)。c.人跳起后，車在繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以人落下后必定偏后一些，只是由于時(shí)間很短偏 后距離太短看不出來。d.人跳起后直到落地，在水平方向上和車始終具有相同的速度。【例3】當(dāng)高速行駛的公共汽車突然剎車，乘客會(huì)向什么方向傾斜？為什么？若公共汽車向 左轉(zhuǎn)彎，乘客會(huì)向什么方向傾斜？為什么？為什么在高速公路上行駛的小車中的司機(jī)和乘客 必須系好安全帶？

9、【例4】一向右運(yùn)動(dòng)的車廂頂上懸掛兩單擺m與n,它們只能在圖示平面內(nèi)擺動(dòng)，某一瞬時(shí)出現(xiàn)圖示情景，由此可知車廂的運(yùn)動(dòng)及兩單擺相對(duì)車廂的運(yùn)動(dòng)的可能情況是a.車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，b.車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，c.車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)，d.車廂做勻加速直線運(yùn)動(dòng),m在擺動(dòng)，n靜止（）m在擺動(dòng)，n也在擺動(dòng)m靜止，n在擺動(dòng)m靜止，n也靜止“，小車上吊著小滑，則：a.環(huán)b將先到達(dá)點(diǎn)ab.環(huán)c將先到達(dá)點(diǎn)ac.兩環(huán)同時(shí)到達(dá)點(diǎn) ad.因兩桿的傾角不知道，無法判斷誰先到達(dá)【例7】如圖所示，質(zhì)量為m的人站在自動(dòng)扶梯上a點(diǎn),扶梯正以加速度a向上減速運(yùn)動(dòng)，a與水【例5】如圖3-3所示，小車從足夠長(zhǎng)的光滑斜面自由下滑，斜面傾角為 球n

10、試證明：當(dāng)小球與小車相對(duì)靜止后，懸線與天花板垂直。【例6】如圖所示，ar ac為位于豎直平面的兩根光滑細(xì)桿，a、b、c三點(diǎn)恰位于圓周上，c為該圓周的最低點(diǎn)，b、c為套在細(xì)桿上的兩個(gè)小環(huán)。當(dāng)兩環(huán)同時(shí)從b、c點(diǎn)自靜止開始下平方向的夾角為 0,求人受到的支持力與摩擦力。n【例8】如圖所示，豎直光滑桿上套有一個(gè)小球和兩根彈簧，兩彈簧的一端各與小球相連，另一端分別用銷釘m n固定于桿上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)。設(shè)拔出銷釘m的瞬間，小球加速度大小為12m/s2若不拔出銷釘 m而拔出銷釘n瞬間。小球的加速度可能是（取 g=10m/ s 2 ）a. 22m/ s 2,方向豎直向下 b . 22 m/ s 2,方向豎

11、直向上c. 2m/ s 2,方向豎直向上d . 2m/ s 2,方向豎直向下.【例9】一物體受繩子的拉力作用由靜止開始前進(jìn)，先做加速運(yùn)動(dòng)；然后改為勻速運(yùn)動(dòng)；再 改做減速運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是：（）a.加速前進(jìn)時(shí)，繩子拉物體的力大于物體拉繩子的力b.減速前進(jìn)時(shí)，繩子拉物體的力小于物體拉繩子的力c.只有勻速前進(jìn)時(shí)，繩子拉物體的力與物體拉繩子的力大小相等d.不管物體如何前進(jìn)，繩子拉物體的力與物體拉繩子的力大小總相等【例10】一個(gè)物體放在水平桌面上，下列說法正確是：（）a.桌面對(duì)物體的支持力的大小等于物體的重力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力b.物體所受的重力和桌面對(duì)它的支持力是一對(duì)作用力和反作用力c.物體

12、對(duì)桌面的壓力就是物體的重力，這兩個(gè)力是同一性質(zhì)的力d.物體對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力【例11】甲、乙兩隊(duì)進(jìn)行拔河比賽，結(jié)果甲隊(duì)獲勝，則比賽過程中（）a.甲隊(duì)拉繩子的力大于乙隊(duì)拉繩子的力b.甲隊(duì)與地面間的摩擦力大于乙隊(duì)與地面間的摩擦力c.甲、乙兩隊(duì)與地面間的摩擦力大小相等，方向相反d.甲、乙兩隊(duì)拉繩子的力大小相等，方向相反【例12】若在例題3中不計(jì)繩子的質(zhì)量，則：（）a.甲隊(duì)拉繩子的力大于乙隊(duì)拉繩子的力b.甲隊(duì)與地面間的摩擦力大于乙隊(duì)與地面間的摩擦力c.甲、乙兩隊(duì)與地面間的摩擦力大小相等，方向相反d.甲、乙兩隊(duì)拉繩子的力大小相等，方向相反四、課后跟蹤練習(xí):1下列物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保

13、持不變的是（）a.勻速行駛的列車b.地球同步衛(wèi)星c.自由下落的小球d.在水面上浮動(dòng)的木塊2 .有關(guān)加速度的說法，正確的是（）a.物體加速度的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向不是同向就是反向b.物體加速度方向與物體所受合外力的方向總是相同的c.當(dāng)物體速度增加時(shí)，它的加速度也就增大d.只要加速度為正值，物體一定做加速運(yùn)動(dòng)3 .下面關(guān)于慣性的說法中，正確的是（）a.運(yùn)動(dòng)速度大的物體比速度小的物體難以停下來，所以運(yùn)動(dòng)速度大的物體具有較大的慣性b.物體受的力越大，要它停下來就越困難，所以物體受的推力越大，則慣性越大c.物體的體積越大，慣性越大d.物體含的物質(zhì)越多，慣性越大4.在粗糙水平面上放著一個(gè)箱子，前面的人用水

14、平方向成仰角0 1的力f1拉箱子，同時(shí)后面的人用與水平方向成俯角e 2的推力此時(shí)撤去推力f2,則箱子的加速度a. 一定增大b. 一定減小c.可能不變d.不是增大就是減小，不可能不變f2推箱子，如圖所示，此時(shí)箱子的加速度為a,如果5.如圖單所示，有兩個(gè)物體質(zhì)量各為m、m2,mi原來靜止，m2以速度vo向右運(yùn)動(dòng)，如果它們加上完全相同的作用力 f,在下述條件下，哪些可使它們的速度有達(dá)到相同的時(shí)刻 （）a. f方向向右 m im2bc. f方向向左 mimdf方向向右 m i6 .如圖，質(zhì)量為 m的粗糙斜面上有一質(zhì)量為m的木塊勻減速下滑，則地面受到的正壓力應(yīng)當(dāng)是（）a.等于（mi+m2）gb .大于（

15、mi+m2）gc.小于（mi+m2）gd.以上結(jié)論都不對(duì)7 .在驗(yàn)證“牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，打出的紙帶如圖單所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s ,由此可算出小車的加速度 a=,若實(shí)驗(yàn)中交流電頻率變?yōu)?40hz,但計(jì)算中仍 引用50hz,這樣測(cè)定的加速度將變 （填“大”或“小”），該實(shí)驗(yàn)中，為驗(yàn)證小車質(zhì) 量m不變時(shí)，a與f成正比，小車質(zhì)量 m和砂及桶質(zhì)量 m分別選取下列四組值.a 、m=500g, m分別為 50g、70g、100g、125gb、m=500g, m分別為 20g、c 、m=200g, m分別為 50g、d、m=200g, m分別為 30g、 若其它操作正確，那么在選用30g

16、、70g、40g、40g 、 50g100g、 125g50g 、 60g組值測(cè)量時(shí)所畫出的 a f的圖線較準(zhǔn)確.9 .質(zhì)量為m的物體放在傾角為 a的斜面上，物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為如沿水平方向加一個(gè)力f,使物體沿斜面向上以加速度 a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(如圖)，求f=?10 .如圖所示，一質(zhì)量為 m的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為90 ,兩底角為 。和3 ; a,b為兩個(gè)位于斜面上質(zhì)量均為 m的小木塊.已知所有接觸面都是光滑的?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)a、b沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動(dòng)，這時(shí)楔形木塊對(duì)水平桌面的壓力等于 ()a. mg+mgb. mg+2mgc. mg+mg(sina +sin 3 )d.

17、 mg+mg(cosa +cos 3 )11 .如圖質(zhì)量為 m的小球用水平彈簧系住，并用傾角為 30的光滑木板 ab托住，小球恰好 處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)木板 ab突然向下撤離的瞬間，小球的加速度()a. 0b.大小為-33g,方向豎直向下2.33 g,方向垂直于木板向下d.大小為,方向水平向右例題參考解答：例題1解：因一切物體都有慣性，所以a錯(cuò)，b答案中不是靜止物體慣性大，而是靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力，所以b錯(cuò)?？哲噯?dòng)快說明空車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，又空車質(zhì)量小，正好說明質(zhì)量小的物體慣性小，所以c對(duì)。在月球上舉起重物容易是由于在月球上重力加速度小。同一物體在月球上重量小，所以舉起容易，并不能說明慣性小

18、，所以 d錯(cuò)。例題2 解：開始車和人一起向前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，無論是人在跳起過程還是下落過程，人在水平方向都不受力， 由于慣性人在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而車在水平軌道上以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以人仍落回原處，故只有d對(duì)。例題3解：乘客會(huì)向前傾斜。因開始人和車一起高速向前行駛，突然剎車，在車的作用下人的下半身會(huì)減速，人的上半身由于慣性繼續(xù)保持原來的速度向前運(yùn)動(dòng)，所以乘客會(huì)向前傾倒。若公共汽車向左轉(zhuǎn)彎，乘客會(huì)向右傾斜。 因開始人和車一起向前運(yùn)動(dòng)， 公共汽車向左轉(zhuǎn) 彎，人的下半身跟著汽車向左轉(zhuǎn)彎， 人的上半身由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)， 所以乘客向右傾倒。在高速公路上行駛的小車因質(zhì)量小剎車時(shí)加速度大

19、，司機(jī)和乘客容易向前傾倒而受傷，所以必須系好安全帶。例題4解：當(dāng)車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)車廂靜止的物體應(yīng)處于平衡狀態(tài)。由牛頓第一定律可知物體所受合外力必為零。圖3 - 1所示狀態(tài)中，n受到繩子的拉力與重力共線，合力可能為零。因此，n擺可能處于平衡狀態(tài)，也可能處于非平衡狀態(tài)。而m所受的繩子的拉力與重力不共線，合力必不為零，故m只能處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，所以選項(xiàng)c錯(cuò)誤。a、b正確。若車廂做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，m n所受合力必不為零。n處于圖示狀態(tài)，不可能有沿運(yùn)動(dòng)方向的合外力，n不可能是靜止的，選項(xiàng) d錯(cuò)誤故本題正確答案為 a、bo例題5解：小球與小車的加速度相同，且a=gsin a方向沿斜面 向下，由牛頓

20、第二定律得小球受到的合力 f合=ma=mgsin a的方 向也必定沿斜面向下。如右圖小球受兩個(gè)力的作用，其合力如圖所示，因mg沿斜面的分量為mg sin等于合力，因此拉力 t在沿斜面方向的分量一定為零，亦即拉力 t 一定垂直于斜面。所以懸線與斜面垂直。所以，懸線與斜面垂直。例題6 解：設(shè)ba桿與水平面的夾角為 。那么由受力分析（略）可知：環(huán)沿ba下滑的加速度為：a=/=g sinm設(shè)大圓環(huán)的半徑為r那么有 ab=2r- sin由位移公式s= at22無關(guān)，所以兩環(huán)同時(shí)到達(dá)a 點(diǎn)（c）得：b環(huán)下滑時(shí)間t=后=_2事1=4產(chǎn)與是對(duì)的。fn例題7解：對(duì)人進(jìn)行受力分析對(duì) a進(jìn)行正交分解可得:ay=a sinax=acos由牛頓第二定律可得： ff=mamg fn=ma由得：ff=ma sin (摩擦力) 由得：fn=mg- macos (支持力)i例題8解：開始處于平衡狀由圖3-7有:拔出銷釘m小球加速度方向可能向上也可能向下若向上如右下圖（設(shè)向上為正方向）那么有：mg + f n = -ma 解得：fn = -22m f m= -12m（負(fù)號(hào)表示fn、fm的方向與圖示方向相反）拔出銷釘n小球加速度為：a = -22m/m = -22（m/s）（負(fù)號(hào)表示方向豎直向下拔出銷釘m小球加速度方向若向下mg + f n = ma 解得：fn =