牛頓運動定律考綱要求與例題

1、牛頓運動定律考綱要求與例題牛頓運動定律考綱要求與例題 高三物理知識塊高三物理知識塊系列復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)知識要求知識要求 類：牛頓力學(xué)的適用范圍類：牛頓力學(xué)的適用范圍 超重和失重超重和失重 類：牛頓第一定律、慣性類：牛頓第一定律、慣性 牛頓第二定律、質(zhì)量、圓周運動中的向心力牛頓第二定律、質(zhì)量、圓周運動中的向心力 牛頓第三定律牛頓第三定律 牛頓定律的應(yīng)用牛頓定律的應(yīng)用 宇宙速度，人造地球衛(wèi)星。萬有引力定律的宇宙速度，人造地球衛(wèi)星。萬有引力定律的 應(yīng)用。應(yīng)用。 技能要求技能要求 解題思路：解題思路： 1、選擇研究對象（整體分析法或隔離分析法）、選擇研究對象（整體分析法或隔離分析法） 2、對研究對象的受力分析

2、（畫力的示意圖、對研究對象的受力分析（畫力的示意圖、畫出加速度的方向）畫出加速度的方向） 3、建立適當(dāng)?shù)淖鶚?biāo)系。（使盡可能多的矢量、建立適當(dāng)?shù)淖鶚?biāo)系。（使盡可能多的矢量與座標(biāo)軸重合?？梢园蚜φ环纸?、也可以把與座標(biāo)軸重合?？梢园蚜φ环纸?、也可以把加速度正交分解。）加速度正交分解。） 4、立式求解，并檢驗答案是否合理。、立式求解，并檢驗答案是否合理。 例題一例題一 如圖所示的水平面光滑，物體如圖所示的水平面光滑，物體A的質(zhì)量為的質(zhì)量為3、B的質(zhì)的質(zhì)量為量為2，AB間的動摩擦因數(shù)間的動摩擦因數(shù)=0.4，AB間的最大靜間的最大靜摩擦力為摩擦力為12.6N。今用水平外力。今用水平外力F=15N拉拉B

3、，求，求A和和B的的加速度。若作用于加速度。若作用于B的外力變?yōu)榈耐饬ψ優(yōu)?0N仍作用于仍作用于B，再求，再求A和和B的加速度。為確保的加速度。為確保AB相對靜止且具有最大的加相對靜止且具有最大的加速度，問：水平外力應(yīng)作用于何物？速度，問：水平外力應(yīng)作用于何物？AB的最大加速度的最大加速度是多大？是多大？ 例題分析與解答例題分析與解答 F = 1 5 N 力 作 用 于力 作 用 于 B 時 ， 可 先 研 究 整 體 。時 ， 可 先 研 究 整 體 。F=(mA+mB)a,a=3m/s2 再研究再研究A，mAa=9N12.6N,說明說明A與與B之間無相對滑動，之間無相對滑動，上述結(jié)論正確。

4、上述結(jié)論正確。 F=30N力作用于力作用于B時，時，A與與B之間有相對滑動，只能用隔之間有相對滑動，只能用隔離分析法。離分析法。 對于對于A：aA=g=4m/s2, 對于對于B：F-mAg=mBaB aB=9m/s2。 因為因為AB間的最大靜摩擦力可使間的最大靜摩擦力可使B產(chǎn)生產(chǎn)生6.3m/s2的加速度，的加速度，可使可使A產(chǎn)生產(chǎn)生4.2m/s2的加速度，為確保的加速度，為確保AB相對靜止且具有相對靜止且具有最大的加速度，水平外力應(yīng)作用于最大的加速度，水平外力應(yīng)作用于A，AB的最大加速度的最大加速度是是6.3m/s2。 例題二例題二跨過定滑輪的繩的一端掛一吊板，另一端被吊板的人跨過定滑輪的繩的

5、一端掛一吊板，另一端被吊板的人拉住，如圖所示，已知人的質(zhì)量為拉住，如圖所示，已知人的質(zhì)量為70kg，吊板的質(zhì)量，吊板的質(zhì)量為為10kg，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均不可計。，繩及定滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均不可計。取重力加速度取重力加速度g=10m/s2。當(dāng)人以。當(dāng)人以440N的力拉繩時，人的力拉繩時，人與吊板的加速度與吊板的加速度a和人對吊板的壓力和人對吊板的壓力F分別為分別為 A、a=1.0m/s2，F(xiàn)=260N B、a=1.0m/s2，F(xiàn)=330NC、a=3.0m/s2，F(xiàn)=110N D、a=3.0m/s2，F(xiàn)=50N 例題分析與解答例題分析與解答 因人和盤相對靜止，先對人和盤整體分因人

6、和盤相對靜止，先對人和盤整體分析，析，2T-（m1+m2）g=(m1+m2)a a=1m/s2. 再對人隔離分析再對人隔離分析T+F-m1g=m1a, F=330N. 正確選項是正確選項是B。例題三例題三 如圖所示的裝置，如圖所示的裝置，A是電磁鐵、是電磁鐵、C是是膠木秤盤，膠木秤盤，A和和C（包括支架）的總（包括支架）的總質(zhì)量為質(zhì)量為M，B是鐵片，是鐵片，B的質(zhì)量為的質(zhì)量為m。整個裝置用輕繩懸掛于整個裝置用輕繩懸掛于O點，當(dāng)電點，當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩上的拉力中，輕繩上的拉力F的大小為：的大小為： A F=Mg B MgF(M+m)g 例題分

7、析與解答例題分析與解答 本題可用整體分析法。本題可用整體分析法。 鐵片鐵片B由靜止向上運動必具有向上的加速度由靜止向上運動必具有向上的加速度因此整體具有向上的加速度，所以此整體處于超重狀態(tài)，故F(M+m)g。正確選項為D。例題四例題四 在傾角為在傾角為的長斜面上有一帶風(fēng)帆的長斜面上有一帶風(fēng)帆的滑塊從靜止開始沿斜面下滑，滑的滑塊從靜止開始沿斜面下滑，滑塊質(zhì)量為塊質(zhì)量為m，它與斜面間的動摩擦，它與斜面間的動摩擦因數(shù)為因數(shù)為。帆受到的空氣阻力與滑。帆受到的空氣阻力與滑塊下滑速度大小成正比，即塊下滑速度大小成正比，即Ff=KV.（1）寫出滑塊下滑的加速度的表）寫出滑塊下滑的加速度的表達(dá)式。（達(dá)式。（2

8、）寫出滑塊下滑的最大）寫出滑塊下滑的最大速度的表達(dá)式。（速度的表達(dá)式。（3）若）若m=2, =30，g=10m/s2.滑塊從靜止下滑滑塊從靜止下滑的速度時間圖象如圖所示，圖中的的速度時間圖象如圖所示，圖中的直線是直線是t=0時的時的v-t圖象切線，由此圖象切線，由此求出求出和和K的值。的值。 例題分析與解答例題分析與解答 (1) 滑塊沿斜面方向的運動學(xué)方程為滑塊沿斜面方向的運動學(xué)方程為 mgsin-mgcos-KV=ma a=gsin-gcos-KV/m. (2) a=0時速度最大，時速度最大， Vmax=mg(sin - cos)/K. (3) 由圖象知由圖象知V=0時時am=3m/s2,

9、a=0時時Vmax=2m/s.把這些數(shù)據(jù)代入上述兩式得：把這些數(shù)據(jù)代入上述兩式得： mgsin30-mgcos30=3m mgsin30-mgcos30-2K=0 故故= ，2301532./K=3NS/m.例題五例題五 將金屬塊將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一個用壓縮的輕彈簧卡在一個矩形的箱中，如圖所示。在箱的上頂矩形的箱中，如圖所示。在箱的上頂板和下底板都裝有壓力傳感器，箱可板和下底板都裝有壓力傳感器，箱可以沿豎直軌道運動，當(dāng)箱以以沿豎直軌道運動，當(dāng)箱以a=2m/s2的的加速度豎直向上做勻減速運動時，上加速度豎直向上做勻減速運動時，上頂板的壓力傳感器顯示的壓力為頂板的壓力傳感器顯示的壓力為6

10、N，下底板的壓力傳感器顯示出讀數(shù)為下底板的壓力傳感器顯示出讀數(shù)為10N取取g=10m/s2。 (1)若上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下若上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下底板的傳感器的示數(shù)的一半，試判斷底板的傳感器的示數(shù)的一半，試判斷箱的運動情況。箱的運動情況。 （2）使上頂板的傳感器的示數(shù)恰為零，）使上頂板的傳感器的示數(shù)恰為零，箱沿豎直方向運動的情況可能是怎么箱沿豎直方向運動的情況可能是怎么樣的？樣的？ 例題分析與解答例題分析與解答 本題有兩個隱蔽條件十分重要。本題有兩個隱蔽條件十分重要。 一是上頂板的傳感器的示數(shù)恰為零時金屬塊一是上頂板的傳感器的示數(shù)恰為零時金屬塊m與上頂與上頂板沒有分離但相互作用力

11、為零。板沒有分離但相互作用力為零。 二是下底板的壓力傳感器讀數(shù)就是圖中彈簧的彈力，二是下底板的壓力傳感器讀數(shù)就是圖中彈簧的彈力，因彈簧長度不變所以彈力也不變，即下底板的傳感器因彈簧長度不變所以彈力也不變，即下底板的傳感器的示數(shù)為的示數(shù)為10N，且保持不變。，且保持不變。 （1）箱以）箱以a=2m/s2的加速度豎直向上做勻減速運動時的加速度豎直向上做勻減速運動時 向下為正方向：向下為正方向：6+mg-10=ma, m=0.5 上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下底板的傳感器的示數(shù)上頂板的壓力傳感器的示數(shù)是下底板的傳感器的示數(shù)的一半時，上頂板的壓力是多少？的一半時，上頂板的壓力是多少？ 5+mg-10=m

12、a1 a1=0 。箱作勻速運動。箱作勻速運動。 （2）mg-10=ma2 a2=-10m/s2,箱的加速度方向向上。它箱的加速度方向向上。它可能向上作勻加速運動，也可能向下作勻減速運動可能向上作勻加速運動，也可能向下作勻減速運動。 例題六例題六 蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目。跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目。一個質(zhì)量為一個質(zhì)量為60的運動員從離水平網(wǎng)面的運動員從離水平網(wǎng)面3.2m處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向可處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向可蹦回到離水平網(wǎng)面蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運動高處。已知運動員與網(wǎng)接觸的時

13、間為員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s。若把這段時間。若把這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)作恒力處理，內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此恒力的大小。（求此恒力的大小。（g=10m/s2） 例題分析與解答例題分析與解答 運動員的運動分成三個過程：運動員的運動分成三個過程： 先自由下落，先自由下落， 觸網(wǎng)的過程作勻減速運動，觸網(wǎng)的過程作勻減速運動， 離網(wǎng)后作豎直上拋運動。離網(wǎng)后作豎直上拋運動。s/mgh821s/mgh1022剛觸網(wǎng)時的速度剛觸網(wǎng)時的速度V1= ，剛離網(wǎng)時的速度為剛離網(wǎng)時的速度為V2= ，在網(wǎng)上運動過程中有在網(wǎng)上運動過程中有 V2=V1+at a=(V2-V1)/t,取取V2的方向為正，

14、則的方向為正，則a=15m/s2, 由由N-mg=ma得得N=1500N。作業(yè)作業(yè)1、 雞蛋碰石頭，雞蛋破了，在這一過程中，下列說法中雞蛋碰石頭，雞蛋破了，在這一過程中，下列說法中正確的是：正確的是： A、石頭對雞蛋的作用力大于雞蛋對石頭的作用力，所以、石頭對雞蛋的作用力大于雞蛋對石頭的作用力，所以雞蛋破了雞蛋破了B、石頭對雞蛋的作用力小于雞蛋對石頭的作用力，所以、石頭對雞蛋的作用力小于雞蛋對石頭的作用力，所以雞蛋破了雞蛋破了C、石頭對雞蛋的作用力與雞蛋對石頭的作用力等大反向，、石頭對雞蛋的作用力與雞蛋對石頭的作用力等大反向，二力的合力為零二力的合力為零D、以上說法均不對、以上說法均不對 石頭

15、對雞蛋的作用力和雞蛋對石頭的作用力是一對作用與反作用力，它們大小相等方向相反，但作用于不同的物體，不能說合力為零。D作業(yè)作業(yè)2、用長短不同，材料相同的同樣粗細(xì)的繩子，各拴著一個質(zhì)量相同的小球，用長短不同，材料相同的同樣粗細(xì)的繩子，各拴著一個質(zhì)量相同的小球，在光滑水平面上做勻速圓周運動，則：在光滑水平面上做勻速圓周運動，則： 兩個小球以相同的線速度運動時，長繩易斷兩個小球以相同的線速度運動時，長繩易斷 兩個小球以相同的線速度運動時，短繩易斷兩個小球以相同的線速度運動時，短繩易斷 兩個小球以相同的角速度運動時，長繩易斷兩個小球以相同的角速度運動時，長繩易斷 兩個小球以相同的角速度運動時，短繩易斷兩

16、個小球以相同的角速度運動時，短繩易斷 A、B、 C、D、 lml /mVF22C作業(yè)作業(yè)3、慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件之慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計。加速度計的構(gòu)造原理的示意圖如圖所示：沿導(dǎo)彈長度方一是加速度計。加速度計的構(gòu)造原理的示意圖如圖所示：沿導(dǎo)彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)的滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為均為k的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連，滑塊原來靜止，彈的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連，滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度。

17、滑塊上有指針，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通簧處于自然長度?；瑝K上有指針，可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)，設(shè)某段時間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運動，指針向左偏過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)，設(shè)某段時間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運動，指針向左偏離離O點的距離為點的距離為s，則這段時間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度：，則這段時間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度： A、方向向左，大小為、方向向左，大小為ks/mB、方向向右，大小為、方向向右，大小為ks/mC、方向向左，大小為、方向向左，大小為2ks/mD、方向向右，大小為、方向向右，大小為2ks/m F合=F左+F右=2Ks=maa=2Ks/m,方向右。D作業(yè)作業(yè)4、 在粗糙的水平面上，物體

18、在水平推力作用下由在粗糙的水平面上，物體在水平推力作用下由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)過一段時間后，靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)過一段時間后，將水平推力逐漸減小為零，則在水平推力逐漸將水平推力逐漸減小為零，則在水平推力逐漸減小到零的過程中：減小到零的過程中： A、物體速度逐漸減小，加速度逐漸減小、物體速度逐漸減小，加速度逐漸減小 B、物體速度逐漸增大，加速度逐漸減小、物體速度逐漸增大，加速度逐漸減小C、物體速度先增大后減小，加速度先增大后減小、物體速度先增大后減小，加速度先增大后減小D、物體速度先增大后減小，加速度先減小后增大、物體速度先增大后減小，加速度先減小后增大F-f=ma,當(dāng)F=f時a

19、=0,加速度最小，速度最大。DF再減小則a增大，速度減小。作業(yè)作業(yè)5、 一航天探測器完成對月球的探測任務(wù)后，在離開月球的一航天探測器完成對月球的探測任務(wù)后，在離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運動，再勻速運動，探測器通過噴氣而獲飛行，先加速運動，再勻速運動，探測器通過噴氣而獲得推動力，以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是得推動力，以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是 A、探測器加速運動時，沿直線向后噴氣、探測器加速運動時，沿直線向后噴氣 B、探測器加速運動時，豎直向下噴氣、探測器加速運動時，豎直向下噴氣 C、探測器勻速

20、運動時，豎直向下噴氣、探測器勻速運動時，豎直向下噴氣 D、探測器勻速運動時，不需要噴氣、探測器勻速運動時，不需要噴氣物體作直線運動的條件是合外力與速度共線，探測器受兩個力。重力豎直向下，加速直線運動時要斜向下噴氣，CVG勻速運動時要豎直向下噴氣。F合F沖作業(yè)作業(yè)6、 汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛，汽車?yán)宪囋谒降缆飞涎刂本€加速行駛，根據(jù)牛頓運動定律可知：根據(jù)牛頓運動定律可知： A、汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕掀嚨牧?、汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕掀嚨牧、汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧?、汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪嚴(yán)嚨牧、汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪囀艿降淖枇?、汽車?yán)宪嚨牧Υ笥谕宪囀艿降淖枇、

21、汽車?yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇Α⑵嚴(yán)宪嚨牧Φ扔谕宪囀艿降淖枇汽車?yán)宪嚨牧Υ笮〉扔谕宪嚴(yán)嚨牧?，但方向相反。作業(yè)作業(yè)7、 如圖所示，用繩拴住一球，掛在豎直的車廂壁上，如圖所示，用繩拴住一球，掛在豎直的車廂壁上，且繩的延長線通過球心，當(dāng)球與車廂向左作勻加且繩的延長線通過球心，當(dāng)球與車廂向左作勻加速運動時，球所受的作用力可能是速運動時，球所受的作用力可能是 A、1個個 B、2個個 C、3個個D、4個個 GTaNBC作業(yè)作業(yè)8、 如圖所示，彈簧左固定，右端自由伸長到如圖所示，彈簧左固定，右端自由伸長到O點并系住物點并系住物體體m,現(xiàn)將彈簧壓縮到現(xiàn)將彈簧壓縮到A點，然后釋放，物體一直可以運點

22、，然后釋放，物體一直可以運動到動到B點，如果物體受到的摩擦力恒定，則點，如果物體受到的摩擦力恒定，則 A、物體從、物體從A到到O先加速后減速先加速后減速 B、物體從、物體從A到到O加速，從加速，從O到到B減速減速 C、物體在、物體在A、O間某點時所受合力為零間某點時所受合力為零 D、物體運動到、物體運動到O點時所受合外力為零點時所受合外力為零A向B運動過程中摩擦力向左物體運動到O點時只受摩擦力作用，合外力不為零AC作業(yè)作業(yè)9、 圖中圖中a、b、c為三個物塊，為三個物塊，M、N為兩個輕質(zhì)彈簧，為兩個輕質(zhì)彈簧，R為跨過光滑定滑輪的輕繩。它們連接如圖并處于平衡為跨過光滑定滑輪的輕繩。它們連接如圖并處

23、于平衡狀態(tài)：狀態(tài)： A、有可能、有可能N處于拉伸狀態(tài)而處于拉伸狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)處于壓縮狀態(tài)B、有可能、有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而處于不伸不縮狀態(tài)而M處于拉伸狀態(tài)處于拉伸狀態(tài) C、有可能、有可能N處于不伸不縮狀態(tài)而處于不伸不縮狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài)處于不伸不縮狀態(tài) D、有可能、有可能N處于拉伸狀態(tài)而處于拉伸狀態(tài)而M處于不伸不縮狀態(tài)處于不伸不縮狀態(tài)AD是否可能可能N處于不伸不縮狀態(tài)而M處于壓縮狀態(tài)？有這種可能性作業(yè)作業(yè)10、 一細(xì)繩下端系一質(zhì)量一細(xì)繩下端系一質(zhì)量1kg的小桶，桶底的小桶，桶底放一質(zhì)量為放一質(zhì)量為0.5kg的木塊，現(xiàn)使小桶沿的木塊，現(xiàn)使小桶沿豎直面內(nèi)的一個半徑為豎直面內(nèi)的一個半徑為0.6m的圓弧運的圓弧