高考物理必修1一輪復(fù)習(xí)課時試題解析第3章試題解析12

教案12牛頓第二定律及應(yīng)用(一)牛頓第二定律的理解及動力學(xué)兩類基本問題一、觀點(diǎn)規(guī)律題組1．以下對牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma及其變形公式的理解，正確的選項(xiàng)是( )A.由F＝ma可知，物體所受的協(xié)力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加快度成反比FB.由m＝可知，物體的質(zhì)量與其所受的協(xié)力成正比，與其運(yùn)動的速度成反比aFC.由a＝可知，物體的加快度與其所受的協(xié)力成正比，與其質(zhì)量成反比mFD.由m＝a可知，物體的質(zhì)量能夠經(jīng)過丈量經(jīng)的加快度和它所受的協(xié)力而求出2．以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．物體所受協(xié)力為零時，物體的加快度能夠不為零B．物體所受協(xié)力越大，速度越大C．速度方向、加快度方向、協(xié)力方向老是同樣的．速度方向可與加快度方向成任何夾角，但加快度方向老是與協(xié)力方向同樣圖

13．如圖

1所示，質(zhì)量為

20g的物體，沿水平面向右運(yùn)動，它與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.1，同時還遇到大小為

10N

的水平向右的力的作用，則該物體

(g取10m/s2)(

)A．遇到的摩擦力大小為20N，方向向左B．遇到的摩擦力大小為20N，方向向右C．運(yùn)動的加快度大小為1.5m/s2，方向向左D．運(yùn)動的加快度大小為0.5m/s2，方向向右4．對于國秒單位制，以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．g，m/s，N是導(dǎo)出單位B．g，m，h是基本單位C．在國際單位制中，質(zhì)量的單位能夠是g，也能夠是gD．只有在國際單位制中，牛頓第二定律的表達(dá)式才是F＝ma二、思想方法題組圖25．如圖2所示，兩個質(zhì)量同樣的物體1和2緊靠在一同，放在圓滑水平面上，假如它們分別遇到水平推力F1和F2的作用，并且F1>F2，則1施于2的作使勁大小為( )A．F1B．F211C.2(F1＋F2)D.2(F1－F2)圖

36．如圖

3所示，在圓滑水平面上，質(zhì)量分別為

m1和

m2的木塊

A和

B之下，以加快度

a做勻速直線運(yùn)動，某時刻空然撤去拉力

F，此剎時

A和

B的加快度

a1和

a2，則(

)A．a(chǎn)1＝a2＝0B．a(chǎn)1＝a，a2＝0m1

m2C．a(chǎn)1＝m1＋m2a，a2＝m1＋m2am1D．a(chǎn)1＝a，a2＝－m2a一、對牛頓第二定律的理解矢量性公式F＝ma是矢量式，任一時刻，F(xiàn)與a總同向剎時性a與F對應(yīng)同一時刻，即a為某時刻的加快度時，F(xiàn)為該時刻物體所受的合外力因果性F是產(chǎn)生加快度a的原由，加快度a是F作用的結(jié)果有三層意思：(1)加快度a是相對同一個慣性系的(一般指地面)；(2)F＝ma中，F(xiàn)、同一性m、a對應(yīng)同一個物體或同一個系統(tǒng)；(3)F＝ma中，各量一致使用國際單位(1)作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加快度都知足F＝ma獨(dú)立性(2)物體的實(shí)質(zhì)加快度等于每個力產(chǎn)生的加快度的矢量和(3)力和加快度在各個方向上的重量也知足F＝ma即F＝ma，F(xiàn)y＝may【例1】將一個物體以某一速度從地面豎直向上拋出，設(shè)物體在運(yùn)動過程中所受空氣阻力大小不變，則物體( )A．剛拋出時的速度最大B．在最高點(diǎn)的加快度為零C．上漲時間大于著落時間D．上漲時的加快度等于著落時的加快度[規(guī)范思想]【例2】如圖4所示，一足夠長的木板靜止在圓滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦．現(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運(yùn)動時，撤掉拉力，今后木板和物塊相對于水平面的運(yùn)動狀況為( )圖4A．物塊先向左運(yùn)動，再向右運(yùn)動B．物塊向左運(yùn)動，速度漸漸增大，直到做勻速運(yùn)動C．木板向右運(yùn)動，速度漸漸變小，直到做勻速運(yùn)動．木板和物塊的速度都漸漸變小，直到為零[規(guī)范思想][針對訓(xùn)練1]圖

5如圖

5所示為蹦極運(yùn)動的表示圖．

彈性繩的一端固定在

O點(diǎn)，另一端和運(yùn)動員相連．

運(yùn)動員從

O點(diǎn)自由著落，至

B點(diǎn)彈性繩自然挺直，經(jīng)過協(xié)力為零的

C點(diǎn)抵達(dá)最低點(diǎn)

D，而后彈起．整個過程中忽視空氣阻力．剖析這一過程，以下表述正確的選項(xiàng)是( )①經(jīng)過

B點(diǎn)時，運(yùn)動員的速率最大

②經(jīng)過

C點(diǎn)時，運(yùn)動員的速率最大

③從

C點(diǎn)到

D點(diǎn)，運(yùn)動員的加快度增大

④從

C點(diǎn)到

D點(diǎn)，運(yùn)動員的加快度不變A．①③

B．②③

C．①④

D．②④二、動力學(xué)兩類基本問題1．剖析流程圖2．應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟(1)明確研究對象．依據(jù)問題的需要和解題的方便，選出被研究的物體．(2)剖析物體的受力狀況和運(yùn)動狀況．畫好受力剖析圖，明確物體的運(yùn)動性質(zhì)和運(yùn)動過程．(3)選用正方向或成立坐標(biāo)系．往常以加快度的方向?yàn)檎较蚧蛞约涌於确较驗(yàn)槟骋蛔鴺?biāo)軸的正方向．(4)求合外力F合．(5)依據(jù)牛頓第二定律F合＝ma列方程求解，必需時還要對結(jié)果進(jìn)行議論．特別提示(1)物體的運(yùn)動狀況是由所受的力及物體運(yùn)動的初始狀態(tài)共同決定的．(2)不論是哪一種狀況，加快度都是聯(lián)系力和運(yùn)動的“橋梁”．(3)假如只受兩個力，能夠用平行四邊形定章求其協(xié)力；假如物體受力許多，一般用正交分解法求其協(xié)力．假如物體做直線運(yùn)動，一般把力分解到沿運(yùn)動方向和垂直于運(yùn)動方向；當(dāng)求加快度時，要沿著加快度的方向辦理力即一般狀況不分解加快度；特別狀況下當(dāng)求某一個力時，可沿該力的方向分解加快度．【例3】如圖6圖6所示，一質(zhì)量為m的物塊放在水平川面上．此刻對物塊施加一個大小為F的水平恒力，使物塊從靜止開始向右挪動距離后立刻撤去F，物塊與水平川面間的動摩擦因數(shù)為μ，求：(1)撤去F時，物塊的速度大小；(2)撤去F后，物塊還可以滑行多遠(yuǎn)．[規(guī)范思想]【例4】圖

7質(zhì)量為

2g的物體在水平推力

F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動，一段時間后撤去

F，其運(yùn)動的

v－t圖象如圖

7所示．

g取10m/s2，求：(1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)水平推力

F的大??；(3)0～10s內(nèi)物體運(yùn)動位移的大?。甗規(guī)范思想][針對訓(xùn)練2]航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛翔器，其質(zhì)量m＝2g，動力系統(tǒng)供給的恒定升力F＝28N．試飛時，飛翔器從地面由靜止開始豎直上漲．設(shè)飛翔器飛翔時所受的阻力大小不變，g取10m/s2.(1)第一次試飛，飛翔器飛翔t1＝8s時抵達(dá)高度H＝64m，求飛翔器所受阻力f的大?。?2)第二次試飛，飛翔器飛翔t2＝6s時遙控器出現(xiàn)故障，飛翔器立刻失掉升力．求飛翔器能達(dá)到的最大高度h.(3)為了使飛翔器不致墜落到地面，求飛翔器從開始著落到恢復(fù)升力的最長時間t3.【基礎(chǔ)操練】1．在交通事故的剖析中，剎車線的長度是很重要的依照，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的印跡．

在某次交通事故中，

汽車的剎車線的長度是

14m，假定汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為

0.7，g取

10m/s2，則汽車開始剎車時的速度為(

)A．7m/s

B．10m/s

C．14m/s

D．20m/s2．豎直向上飛翔的子彈，達(dá)到最高點(diǎn)后又返回原處，假定整個運(yùn)動過程中，子彈遇到的阻力與速度的大小成正比，則子彈在整個運(yùn)動過程中，加快度大小的變化是( )A．一直變大．一直變小BC．先變大后變小D．先變小后變大3．如圖8甲所示，在粗拙水平面上，物體A在水平向右的外力F的作用下做直線運(yùn)動，其速度—時間圖象如圖乙所示，以下判斷正確的選項(xiàng)是( )圖8A．在0～1s內(nèi)，外力F不停增大B．在1～3s內(nèi)，外力F的大小恒定C．在3～4s內(nèi)，外力F不停增大D．在3～4s內(nèi)，外力F的大小恒定圖

94．建筑工人用圖

9所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑資料，質(zhì)量為

70.0g的工人站在地面上，經(jīng)過定滑輪將20.0g的建筑資料以0.500m/s2的加快度拉升，忽視繩索和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10/2)( )msA．510NB．490NC．890ND．910N圖105．如圖

10所示，足夠長的傳遞帶與水平面間夾角為θ，以速度

v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動．在傳送帶的上端輕輕擱置一個質(zhì)量為

m的小木塊，小木塊與傳遞帶間的動摩擦因數(shù)μ

<tan

θ.則圖中能客觀地反應(yīng)小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是

(

)圖116．商場搬運(yùn)工要把一箱蘋果沿傾角為θ的圓滑斜面推上水平臺，如圖11所示．他由斜面底端以初速度v0開始將箱推出(箱與手分別)，這箱蘋果恰巧能滑上平臺．箱子的正中間是一個質(zhì)量為m的蘋果，在上滑過程中其余蘋果對它的作使勁大小是( )A．mgB．mgsinθ．mgθD．0Ccos題號123456答案7.在某一旅行景區(qū)，建有一山坡滑草運(yùn)動項(xiàng)目．該山坡可當(dāng)作傾角θ＝

30°的斜面，一名游客連同滑草裝置總質(zhì)量

m＝80

g，他從靜止開始勻加快下滑，在時間

t＝5

s內(nèi)沿斜面滑下的位移＝

50m．(不計空氣阻力，取

g＝10m/s2)．問：(1)旅客連同滑草裝置在下滑過程中遇到的摩擦力

Ff為多大？(2)滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大？(3)設(shè)旅客滑下50m后進(jìn)入水平草坪，試求旅客在水平面上滑動的最大距離．【能力提高】圖128．如圖

12所示，有一長度＝

1m、質(zhì)量

M＝10

g的平板小車靜止在圓滑的水平面上，在小車一端擱置一質(zhì)量m＝4g的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ＝2s內(nèi)運(yùn)動到小車的另一端，求作用在物塊上的水平力F是多少？(g取

0.25，要使物塊在10m/s2)圖139．質(zhì)量為10g的物體在F＝200N的水平推力作用下，從粗拙斜面的底端由靜止開始沿斜面運(yùn)動，斜面固定不動，與水平川面的夾角θ＝37°，如圖13所示．力F作用2s后撤去，物體在斜面上持續(xù)上滑了1.25s后，速度減為零．求：物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ和物體的總位移.(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)10.圖14如圖14所示，長為L的薄木板放在長為L的正方形水平桌面上，木板的兩頭與桌面的兩端對齊，一小木塊放在木板的中點(diǎn)，木塊、木板質(zhì)量均為m，木塊與木板之間、木板與桌面之間的動摩擦因數(shù)都為μ.現(xiàn)忽然施加水平外力F在薄木板大將薄木板抽出，最后小木塊恰巧停在桌面邊上，沒從桌面上掉下．假定薄木板在被抽出的過程中一直保持水平，且在豎直方向上的壓力所有作用在水平桌面上．求水平外力F的大小．教案12牛頓第二定律及應(yīng)用(一)牛頓第二定律的理解及動力學(xué)兩類基本問題【課前雙基回扣】1．CD[牛頓第二定律的表達(dá)式F＝ma表示了各物理量之間的數(shù)目關(guān)系，即已知兩個量，可求第三個量，但物體的質(zhì)量是由物體自己決定的，與受力沒關(guān)；作用在物體上的協(xié)力，是由和它互相作用的物體作用產(chǎn)生的，與物體的質(zhì)量和加快度沒關(guān)．故清除A、B，選C、D.]2．D[由牛頓第二定律F＝ma知，F(xiàn)合為零，加快度為零，由慣性定律知速度不必定為零；v對某一物體，F(xiàn)合越大，a越大，由a＝t知，a大只好說明速度變化率大，速度不必定大，故A、B項(xiàng)錯誤；F合、a、v三者方向必定同樣，而速度方向與這三者方向不必定同樣，故C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確．]3．AD4．BD

[所謂導(dǎo)出單位，是利用物理公式和基本單位推導(dǎo)出的，

力學(xué)中的基本單位只有三個，即

g、m、s，其余單位都是由這三個基本單位衍生

(推導(dǎo))出的，如“牛頓”

(N)是導(dǎo)出單位，即

1N＝1g·m/s2(F＝ma)，所以題中

A項(xiàng)錯誤，

B項(xiàng)正確．在國際單位制中，質(zhì)量的單位只好是

g，C錯誤．在牛頓第二定律的表達(dá)式中，F(xiàn)＝ma(＝1)只有在所有物理量都采納國際單位制時才能成立，D項(xiàng)正確．]5．C[將物體1、2看做一個整體，其所受協(xié)力為：F合＝F1－F2，設(shè)質(zhì)量均為m，由第二定律得F1－F2＝2，所以＝F1－F2以物體2為研究對象，受力狀況如右圖所示．maa2m.由牛頓第二定律得F12－F2＝ma，所以F12＝F2＋ma＝F1＋F2.]26．D[兩物體在圓滑的水平面上一同以加快度a向右勻速運(yùn)動時，彈簧的彈力F彈＝m1a，在力F撤去的瞬時，彈簧的彈力不及改變，大小仍為m1a，所以對A講，加快度此時仍為m1a；對B物體，取向右為正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－m2a，所以只有D項(xiàng)正確．]思想提高1．牛頓第二定律是一個實(shí)驗(yàn)定律，其公式也就不可以像數(shù)學(xué)公式那樣任意變換成不一樣的表達(dá)式．2．＝vaFaavat是的定義式，＝是的決定式，雖可由＝t進(jìn)行計算，但決定于合外aama力F與質(zhì)量m.3．在牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用中，整體法與隔絕法的聯(lián)合使用是常用的一種方法．4．對于彈簧彈力和細(xì)繩彈力要差別開．5．在牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用中，整體法與隔絕法的聯(lián)合使用是常用的一種方法，其常用的一種思路是：利用整體法求出物體的加快度，再利用隔絕法求出物體間的互相作使勁．【核心考點(diǎn)打破】例1A[最高點(diǎn)速度為零，物體受重力，協(xié)力不行能為零，加快度不為零，故B項(xiàng)錯．上11＋f－f升時做勻減速運(yùn)動，h＝2a1t12，著落時做勻加快運(yùn)動，h＝2a2t22，又由于a1＝m，a2＝m，所以t1<t2，故C、D錯誤．依據(jù)能量守恒，開始時只有動能，所以開始時動能最大，速度最大，故A項(xiàng)正確．][規(guī)范思想]物體的加快度與合外力存在剎時對應(yīng)關(guān)系；加快度由合外力決定，合外力變化，加快度就變化．例2BC[由題意可知，當(dāng)撤去外力，物塊與木板都有向右的速度，但物塊速度小于木板的速度，所以，木板給物塊的動摩擦力向右，使物塊向右加快，反過，物塊給木板的動摩擦力向左，使木板向右減速運(yùn)動，直到它們速度相等，沒有了動摩擦力，兩者以共同速度做勻速運(yùn)動，綜上所述，選項(xiàng)B、C正確．][規(guī)范思想]正確成立兩物體的運(yùn)動情形，明確物體的受力狀況，從而確立加快度的大小方向，再進(jìn)行運(yùn)動狀態(tài)剖析．2F－μmgxF例3(1)m(2)(μmg－1)分析(1)設(shè)撤去F時物塊的速度大小為，依據(jù)牛頓第二定律，物塊的加快度vF－μmga＝m2F－μmgx又由運(yùn)動學(xué)公式v2＝2a，解得v＝m(2)撤去F后物塊只受摩擦力，做勻減速運(yùn)動至停止，依據(jù)牛頓第二定律，物塊的加快度μmgv′2－v2Fa′＝－＝－μg由運(yùn)動學(xué)公式＝2a′′，且v′＝0解得′＝(－1)mμmg[規(guī)范思想]此題是已知物體的受力狀況，求解運(yùn)動狀況，受力剖析是求解的重點(diǎn)．假如物體的加快度或受力狀況發(fā)生變化，則要分段辦理，受力狀況改變時的剎時速度即是前后過程的聯(lián)系量．多過程問題畫出草圖有助于解題．例

4(1)0.2

(2)6N

(3)46m分析

(1)設(shè)物體做勻減速直線運(yùn)動的時間為

2、初速度為

20、末速度為

2t、加快度為

2，v2t－v20則a2＝＝－2m/s2①t2設(shè)物體所受的摩擦力為Ff，依據(jù)牛頓第二定律，有Ff＝ma2②Ff＝－μmg③a2聯(lián)立②③得μ＝g＝0.2④(2)設(shè)物體做勻加快直線運(yùn)動的時間為t1、初速度為v10、末速度為v1t、加快度為a1，則a1＝v1t－v102⑤依據(jù)牛頓第二定律，有F＋Ff＝ma1⑥聯(lián)立③⑥得F＝μmg＋ma1＝6＝1m/st1N(3)解法一由勻變速直線運(yùn)動位移公式，得＝1＋2＝v101t12＋v201t22＝46mt1＋a1t2＋a222解法二依據(jù)v－t圖象圍成的面積，得v10＋v1t1(×Δt1＋×v20×Δt2)＝46m22[規(guī)范思想

]

此題是牛頓第二定律和運(yùn)動圖象的綜合應(yīng)用．此題是已知運(yùn)動狀況

(由

v－t圖象見告運(yùn)動信息)求受力狀況．在求解兩類動力學(xué)識題時，加快度是聯(lián)系力和運(yùn)動的橋梁，受力剖析和運(yùn)動過程剖析是兩大重點(diǎn)，一般需列兩類方程(牛頓第二定律，運(yùn)動學(xué)公式)聯(lián)立求解．[針對訓(xùn)練]1．B

2.(1)4N

(2)42m

3(3)

2

2

s(或

2.1s)【課時成效檢測】1．C5．D[m剛放上時，mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1.當(dāng)m與帶同速后，因帶足夠長，且μ<tanθ，故m要持續(xù)勻加快．此時，mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，a2<a1，故D正確．]6．C[以箱子和里面所有蘋果作為整體研究，受力剖析得，Mgsinθ＝Ma，則a＝gsinθ，方向沿斜面向下；再以質(zhì)量為m的蘋果為研究對象，受力剖析得，合外力＝＝sin，F(xiàn)mamgθ與蘋果重力沿斜面的分力同樣，由此可知，其余蘋果給它的力的協(xié)力應(yīng)與重力垂直于斜面的分力相等，即mgcosθ，故C正確．]37．(1)80N(2)15(3)1003m8．16N分析由以下圖中的受力剖析，依據(jù)牛頓第二定律有F－Ff＝ma物①Ff′＝Ma車②此中Ff＝Ff′＝μmg③由剖析圖聯(lián)合運(yùn)動學(xué)公式有11＝2a車t2④12＝2a物t2⑤2－1＝⑥由②③解得a車＝1m/s2⑦由④⑤⑥⑦解得a物＝1.5m/s2所以F＝Ff＋ma物＝m(μg＋a物)＝4×(0.25×10＋1.5)N＝16N.9．0.2516