高三物理牛頓三定律-知識(shí)點(diǎn)解析、解題方法、考點(diǎn)突破

【本講主要內(nèi)容】

牛頓三定律

【知識(shí)掌握】

【知識(shí)點(diǎn)精析】

1.牛頓第一定律(即慣性定律)

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)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

(1)理解要點(diǎn)：

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(lái)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第?定律是牛頓以伽俐略的理想斜面實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，總結(jié)前人的研究成果加以豐富的想

象而提出來(lái)的；定律成立的條件是物體不受外力，不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。

④牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，不能認(rèn)為它是牛頓第二定律合外力為零時(shí)的特

例，第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

(2)慣性：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)叫做慣性。

①慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。

②質(zhì)量是物體慣性大小的量度。

③由牛頓第二定律定義的慣性質(zhì)量m=F/a和山萬(wàn)有引力定律定義的引力質(zhì)量

加=尸尸/GM嚴(yán)格相等。

④慣性不是力，慣性是物體具有的保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。力是物體對(duì)物

體的作用，慣性和力是兩個(gè)不同的概念。

2.牛頓第二定律

(1)定律內(nèi)容

物體的加速度a跟物體所受的合外力產(chǎn)合成正比，跟物體的質(zhì)量m成反比。

(2)公式：口-ma

理解要點(diǎn)：

①因果性：F合是產(chǎn)生加速度a的原因，它們同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)變化，同時(shí)存在，同時(shí)消

失；

②方向性：a與尸合都是矢量，方向嚴(yán)格相同；

③瞬時(shí)性和對(duì)應(yīng)性：a為某時(shí)刻某物體的加速度，Q合是該時(shí)刻作用在該物體上的合外

力。

3.牛頓第三定律

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，作用在一條直線上，公式

可寫為尸=一尸。

(1)作用力和反作用力與二力平衡的區(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)系同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，互依存，不可無(wú)依賴關(guān)系，撤除一個(gè)、另一個(gè)可依

單獨(dú)存在然存在，只是不再平衡

疊加性兩力作用效果不可抵消，不可疊加，兩力運(yùn)動(dòng)效果可相互抵消，可疊加，

不可求合力可求合力，合力為零；形變效果不能

抵消

力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力也可以不是同性質(zhì)

的力

4.牛頓定律在連接體中的應(yīng)用

在連接體問題中，如果不要求知道各個(gè)運(yùn)動(dòng)物體間的相互作用力，并且各個(gè)物體具有相

同加速度，可以把它們看成一個(gè)整體。分析受到的外力和運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用牛頓第二定律求出

整體的加速度。（整體法）

如果需要知道物體之間的相互作用力，就需要把物體隔離出來(lái)，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分

析物體受力情況，應(yīng)用牛頓第二定律列方程。（隔離法）

一般兩種方法配合交替應(yīng)用，可有效解決連接體問題。

5.超重與失重

視重：物體對(duì)豎直懸繩（測(cè)力計(jì)）的拉力或?qū)λ街С治铮ㄅ_(tái)秤）的壓力。（測(cè)力計(jì)或

臺(tái)秤示數(shù)）

物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，N=G,視重等于重力，不超重，也不失重，a=0

當(dāng)N>G,超重，豎直向上的加速度，af

當(dāng)N<G,失重，豎直向下的加速度，al

G

注：①無(wú)論物體處于何狀態(tài)，重力永遠(yuǎn)存在且不變，變化的是視重。

②超、失重狀態(tài)只與加速度方向有關(guān)，與速度方向無(wú)關(guān)。（超重可能：at,vt,向上

加速；at,vl,向下減速）

③當(dāng)物體向下a=g時(shí)，N=0,稱完全失重。

④豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)，人造航天器發(fā)射、回收，太空運(yùn)行中均有超、失重現(xiàn)象。

【解題方法指導(dǎo)】

例1.?質(zhì)量為m=40kg的小孩子站在電梯內(nèi)的體重計(jì)匕電梯從t=0時(shí)刻由靜止開始上

升，在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示。試問：在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多

少？取重力加速度g=10m/s2。

解析：由圖可知，在r=0至h=〃=2s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)大于mg,故電梯應(yīng)做向

上的加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)這段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為力，電梯及小孩的加速度為由牛

頓第二定律，得

f\—mg=ma\,①

在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度

〃尸5/。②

在“到f=f2=5s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)等于mg,故電梯應(yīng)做勻速上升運(yùn)動(dòng)，速度為

八時(shí)刻電梯的速度，即

V[=a[f],③

在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度

〃2=V2（，2-4）。（4）

在&到f=h=6s的時(shí)間內(nèi)，體重計(jì)的示數(shù)小于mg,故電梯應(yīng)做向上的減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)這

段時(shí)間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩的力為力，電梯及小孩的加速度為“2,由牛頓第二定律，得

mg—f2—ma2,⑤

在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度

—-2

^3—V|（Z3—？2）2°2（?3?2）?⑥

電梯上升的總高度

/?=人]+必+〃3。⑦

由以上各式，利用牛頓第三定律和題文及題圖中的數(shù)據(jù)，解得

〃=9m。⑧

說(shuō)明：本題屬于超失重現(xiàn)象，知道物體受力情況解決物體的運(yùn)動(dòng)情況。

例2.如圖所示，在傾角為。的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊A、B。它們

的質(zhì)量分別為nu、mB,彈簧的勁度系數(shù)為k,C為一固定擋板。系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)開

始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運(yùn)動(dòng)，求物塊B剛要離開C時(shí)物塊A的加速

度a和從開始到此時(shí)物塊A的位移d?重力加速度為g。

解析：令A(yù)表示未加F時(shí)彈簧的壓縮量，由胡克定律和牛頓定律可知

加Agsin。=kxi①

令X2表示B剛要離開C時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量，a表示此時(shí)A的加速度，由胡克定律和牛頓

定律可知

kx2=mBgsin0②

F-mAgsinH—kx2=mAa③

由②?式可得a=3噂a④

FHA

由題意d=X]+X2⑤

由①②⑤式可得d=(，A+m?gsin。⑥

說(shuō)明：臨界狀態(tài)常指某種物理現(xiàn)象由量變到質(zhì)變過(guò)渡到另種物理現(xiàn)象的連接狀態(tài)，常

伴有極值問題出現(xiàn)。如：相互擠壓的物體脫離的臨界條件是壓力減為零；存在摩擦的物體產(chǎn)

生相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是靜摩擦力取最大靜摩擦力，彈簧上的彈力由斥力變?yōu)槔Φ呐R界條

件為彈力為零等。

臨界問題常伴有特征字眼出現(xiàn)，如“恰好”、“剛剛”等，找準(zhǔn)臨界條件與極值條件，是

解決臨界問題與極值問題的關(guān)鍵。

例3.如圖所示，木塊A、B的質(zhì)量分別為mA=0.2kg,mB=0.4kg,掛盤的質(zhì)量mc=0.6kg,

現(xiàn)掛于天花板O處，處于靜止，當(dāng)用火燒斷O處的細(xì)線的瞬間，木塊A的加速度&八=

,木塊B對(duì)盤C的壓力NBC=，木塊B的加速度aB=

解析：O處繩子突然燒斷的瞬間，彈簧來(lái)不及形變，彈簧對(duì)A物體向上的支持力仍為N

=mAg,故aA=0。

以B,C整體為研究對(duì)象，有

mBg+mcg+N'=(mB+mc)a,

N'=mAg,

解得a=12m/s2(注意：比g為。

再以B為研究以象，如圖所示，有

再以B為研究以象，如圖所示，有

N'+mBg-NcB=mBa

，NCB=1.2N

故NBC=L2N

說(shuō)明：分析物體在某時(shí)刻的瞬時(shí)加速度,關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài),

再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度。此類問題應(yīng)注意兩種基本模型的建立。

（1）鋼性繩（或接觸面）：認(rèn)為是種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷

（或脫離）后，其中彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時(shí)間，一般題目中所給細(xì)線和接觸面在

不加特殊說(shuō)明時(shí)，均可按此模型處理。

（2）彈簧（或橡皮繩）：此種物體的特點(diǎn)是形變量大，形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬

時(shí)問題中，如果其兩端不自由（固定或連接有物體），其彈力的大小往往可以看成不變。而

當(dāng)彈簧（或橡皮繩）具有自由端（沒有任何連接物）時(shí)，其彈力可以立即消失。

【考點(diǎn)突破】

【考點(diǎn)指要】

本講高考考點(diǎn)如下：

1.牛頓第一定律，慣性

2.牛頓第二定律，質(zhì)量

3.牛頓第三定律

4.牛頓力學(xué)的適用范圍

5.牛頓定律的應(yīng)用

6.圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力

7.超重和失重

該部分知識(shí)點(diǎn)的考查在歷年高考中占有的比例：

-

題分

年份試卷類型知識(shí)點(diǎn)能力值題型

號(hào)

2003上海理綜5牛頓第一定律理想實(shí)驗(yàn)理解推理3計(jì)算題

理解分析綜合推理、

受力分析、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、

2003江蘇新課程12應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問7選擇題

牛頓第二定律、摩擦定律

題

廣東遼寧文理受力分析、牛頓第二定律、摩擦定

200432理解分析綜合推理6選擇題

綜合律

2004上海物理5受力分析理解5選擇題

全國(guó)理綜渝等受力分析、胡克定律、牛頓第二定

200418理解分析綜合推理6選擇題

五省律

全國(guó)理綜渝等受力分析、牛頓第二定律、勻變速

200421理解分析綜合推理6選擇題

五省直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

理解分析綜合推理、

全國(guó)理綜渝等受力分析、牛頓第二定律、勻變速

200425應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問20計(jì)算題

五省直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、摩擦定律

題

受力分析、牛頓第二定律、相對(duì)運(yùn)

2005北京春季20理解分析綜合推理6選擇題

動(dòng)

豫冀皖㈣浙等

200514牛頓第二定律、超重失重理解推理6選擇題

十省

2005黑蒙桂理綜14牛頓第二定律理解推理6選擇題

云甘貴渝川理

200514牛頓第二定律理解推理6選擇題

綜

2005廣東物理1慣性理解4選擇題

2005匕海物理8力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系理解推理6選擇題

2005上海物理3A自由落體的性質(zhì)理解4填空題

云甘貴渝川理

200524牛頓第二定律理解推理19計(jì)算題

綜

受力分析、牛頓第二定律、超重失

2006全國(guó)理綜24理解分析綜合推理19計(jì)算題

重、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

受力分析、牛頓第二定律、勻變速

2006上海物理21理解分析綜合推理12計(jì)算題

直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

本講是高中物理的核心內(nèi)容之一，因而是歷年高考命題熱點(diǎn)，題型以選擇題為主，也有

填空題和計(jì)算題，有時(shí)與電學(xué)等知識(shí)綜合命題，有一定難度，考查重點(diǎn)是牛頓第二定律與物

體的受力分析?？忌鷳?yīng)真正理解“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”這一基本觀點(diǎn)，靈活運(yùn)用

正交分解，整體法和隔離法以及牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)的綜合。

【典型例題分析】

例4.質(zhì)量為10kg的物體在F=200N的水平推力作用下，從粗糙斜面的底端由靜止開始沿

斜面運(yùn)動(dòng)，斜面固定不動(dòng)，與水平地面的夾角。=37°。力F作用2秒鐘后撤去，物體在

斜面上繼續(xù)上滑了1.25秒鐘后，速度減為零。求：物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)口和物體的

總位移s。(t5nsin37°=0.6>cos37°=0.8,g=10m/s2)

解析：物體受力分析如圖所示，設(shè)加速時(shí)的加速度為aP末速度為V,減速時(shí)的加速

度大小為a2,將mg和F分解后，

由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得

N=Fsin°+mgco$0

Feos9—f—mgsin'=maj

根據(jù)摩擦定律有f=uN

加速過(guò)程由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律可知v=a也

撤去F后，物體減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2,則a2=gsin0

由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律有v=a2t2

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律知s=aiL*72+a2t2*72

代入數(shù)據(jù)得口=0.4s=6.5m

說(shuō)明：物體在受到三個(gè)或三個(gè)以上的不同方向的力作用時(shí)，一般都要用到正交分解法,

在建立直角坐標(biāo)系不管選取哪個(gè)方向?yàn)閤軸的正向時(shí)，所得的最后結(jié)果都應(yīng)是一樣的，在選

取坐標(biāo)軸時(shí)，為使解題方便，應(yīng)盡量減少矢量的分解。若已知加速度方向一般以加速度方向

為正方向。分解加速度而不分解力，此種方法一般是在以某種力方向?yàn)閤軸正向時(shí)，其它力

都落在兩坐標(biāo)軸上而不需再分解。

例5.如下圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長(zhǎng)的水平面上，木板質(zhì)量為M=4kg,

長(zhǎng)為L(zhǎng)=L4m：木板右端放著一個(gè)小滑塊，小滑塊質(zhì)量為m=1kg,其尺寸遠(yuǎn)小于L。小滑

塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u=0.4(g=10m/s2)

(I)現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為了使得m能從M上面滑落下來(lái)，問：F大小的

范圍是什么？

(2)其它條件不變，若恒力F=22.8N,且始終作用在M上，最終使得m能從M上面

滑落，問：m在M上面滑動(dòng)的時(shí)間是多大？

解析：(1)小滑塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力

/="V=/jmg

小滑塊在滑動(dòng)摩擦力f作用下向右勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度

2

at-f/m-/jg-4/n/s

木板在拉力和滑動(dòng)摩擦力f作用下向右勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度

a2=(F-f)/M

使m能從M上面滑落下來(lái)的條件是a2>a|o

即(F-f)/M>f/m

解得E>〃(M+，”)g=20N

(2)設(shè)m在M上面滑動(dòng)的時(shí)間為t,當(dāng)恒力F=22.8N,木板的加速度

2

a2=(F-f)/M=4.7m/s

小滑塊在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移

木塊在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)位移

因S2—S]—L

解得t=2s

說(shuō)明：若系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度相同，解題時(shí)先用整體法求加速度，后用隔離法求物體

間相互作用力，注意：隔離后對(duì)受力最少的物體進(jìn)行分析較簡(jiǎn)捷。然而本題兩物體有相對(duì)運(yùn)

動(dòng)，加速度不同，只能用隔離法分別研究，根據(jù)題意找到滑下時(shí)兩物體的位移關(guān)系。

例6.用質(zhì)量不計(jì)的彈簧把質(zhì)量3m的木板A與質(zhì)量m的木板B連接組成如圖所示的裝置。

B板置于水平地面上?，F(xiàn)用一個(gè)豎直向下的力F下壓木板A,撤消F后，B板恰好被提離地

面，由此可知力F的大小是()

爐

A??3m

<

，，芻.....,,,,,,,仍

A.7mgB.4mgC.3mgD.2mg

解析：未撤F之前，A受力平衡：

\/3mg

V

F

F+3mg=

撤力F瞬間，A受力

力

A

V

31ng

當(dāng)B板恰好被提離地面時(shí)，對(duì)B板

h

A

mg

f2=mg

此刻A板應(yīng)上升到最高點(diǎn)，彈簧拉伸最長(zhǎng)

A中受力

\/3加g

\/

fi,

合

F=3mg+f2'^4mg

根據(jù)A上下振動(dòng)，最高點(diǎn)應(yīng)與最低點(diǎn)F☆大小相等，方向相反

故F合=--3mg,/./1=Img

因此F=4mg,選B。

說(shuō)明：撤消力后A上下簡(jiǎn)諧振動(dòng)，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)加速度大小相等。

【達(dá)標(biāo)測(cè)試】

1.（2005東城模擬）如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在傾角為a的光滑斜面匕隨斜面

體一起沿水平方向運(yùn)動(dòng)，要使物體相對(duì)于斜面保持靜止，斜面體的運(yùn)動(dòng)情況以及物體對(duì)斜面

壓力F的大小是（）

A.斜面體以某一?加速度向右加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)小于〃喀

B.斜面體以某一加速度向右加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)不小于施g

C.斜面體以某一加速度向左加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)大于mg

D.斜面體以某一加速度向左加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)不大于mg

2.有一人正在靜止的升降機(jī)中用天平稱物體的質(zhì)量，此時(shí)天平橫梁平衡。升降機(jī)內(nèi)還有

一只掛有重物的彈簧秤。當(dāng)升降機(jī)向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)（）

A.天平和彈簧秤都處于失重狀態(tài)，天平傾斜，彈簧秤讀數(shù)減小

B.天平和彈簧秤都處于超重狀態(tài)，天平傾斜，彈簧秤讀數(shù)增大

C.天平和彈簧秤都處于超重狀態(tài)，天平讀數(shù)不變，彈簧秤讀數(shù)增大

D.天平和彈簧秤都處于失重狀態(tài)，天平讀數(shù)不變，彈簧秤讀數(shù)不變

3.用質(zhì)量為1kg的錘子敲天花板上的釘子，錘子打在釘子上時(shí)的速度大小是10m/s,方向

豎直向匕與釘子接觸0.3s后又以5m/s的速度原路返回，則錘子給釘子的作用力為（g取

10m/s2）（）

A.40N,豎直向下B.40N,豎直向上

C.60N,豎直向下D.60N,豎直向上

4.（2005揚(yáng)州模擬）如圖所示，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

度為（）

A.0

B.大小為守g,方向豎直向下

大小為手g，方向垂直于木板向下

C.

D.大小為方向水平向右

5.如圖所示，質(zhì)量分別為犯、機(jī)2的A、B兩物體，用輕質(zhì)彈簧連接起來(lái)，放在光滑水平

桌面上，現(xiàn)用力水平向右拉A,當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，它們共同運(yùn)動(dòng)的加速度為a。則當(dāng)拉力

突然停止作用的瞬間，A、B的加速度應(yīng)分別為（）

rTflTinfffVfTriJJ9D

mam

A.0和。B.。和0C.-----=一和ciD.-------ci和ci

mx弧

6.物體從25m高處由靜止開始下落到地面的時(shí)間是2.5s,若空氣阻力恒定，g取lOm/sz,

則重力是空氣阻力的一倍。

7.（2006西城模擬）民用航空客機(jī)的機(jī)艙，除了有正常的艙門和舷梯連接，供旅客上

下飛機(jī)，?般還設(shè)有緊急出口。發(fā)生意外情況的飛機(jī)在著陸后，打開緊急出口的艙門，會(huì)自

動(dòng)生成一個(gè)由氣囊構(gòu)成的斜面，機(jī)艙中的人可沿該斜面滑行到地面上來(lái)，示意圖如圖所示。

某機(jī)艙離氣囊底端的豎直高度AB=3.0m,氣囊構(gòu)成的斜面長(zhǎng)AC=5.0m,CD段為與斜面平

滑連接的水平地面。一個(gè)質(zhì)量m=60kg的人從氣囊上由靜止開始滑下，人與氣囊、地面間

2

的動(dòng)摩擦因數(shù)均為〃=05。不計(jì)空氣阻力，g=10m/s0求：

（1）人從斜坡上滑下時(shí)的加速度大小；

（2）人滑到斜坡底端時(shí)的速度大??；

（3）人離開C點(diǎn)后還要在地面上滑行多遠(yuǎn)才能停下？

8.（2005福建模擬）放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，

力F的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。取重力加速度g=10m

/s2。試?yán)脙蓤D線求出物塊的質(zhì)量及物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)？

9.風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可以產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力，現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放

入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑略大于細(xì)桿直徑。

（1）當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小，使小球在桿上做勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小

球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)？

（2）保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為37。并固定，則小球從靜止出

發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s所需時(shí)間為多少？（sin37°=0.6,cos37°=0.8）

10.據(jù)報(bào)道“民航公司的?架客機(jī)，在正常航線上做水平飛行時(shí)，由于突然受到強(qiáng)大氣流

的作用，使飛機(jī)在10s內(nèi)下降高度達(dá)1700m,造成眾多乘客和機(jī)組人員的傷亡事故”。如果只

研究飛機(jī)在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，且假設(shè)這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，試分析：

（1）乘客所系安全帶必須提供相當(dāng)于乘客體重兒倍的拉力，才能使乘客不脫離坐椅？

（2）未系安全帶的乘客相對(duì)于機(jī)艙將向什么方向運(yùn)動(dòng)？最可能受到傷害的是人體的什

么部位？

11.（2004海淀模擬）如下圖所示，在傾角0=37°的足夠長(zhǎng)的固定的斜面底端有一質(zhì)

量m=0.1kg的物體，物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)口=0.25?，F(xiàn)用輕鋼繩將物體由靜止沿斜面

向上拉動(dòng)，拉力F=l.0N,方向平行斜面向上，經(jīng)時(shí)間t=4.0s繩子突然斷了，求：

（1）繩斷時(shí)物體的速度大?。?/p>

（2）從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運(yùn)動(dòng)時(shí)間？（sin37°=0.6,cos37°

=0.8,g—10m/s2）

【綜合測(cè)試】

I.（2006崇文一模）質(zhì)量為2m的物塊4和質(zhì)量為根的物塊8相互接觸放在水平面上,

如圖所示。若對(duì)A施加水平推力F,則兩物塊沿水平方向做加速運(yùn)動(dòng)。關(guān)于A對(duì)B的作用

力，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若水平面光滑，物塊A對(duì)B的作用力大小為F

B.若水平面光滑，物塊4對(duì)B的作用力大小為2FB

C.若物塊A與地面無(wú)摩擦，8與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，則物塊A對(duì)8的作用力大小

為Pmg

D.若物塊A與地面無(wú)摩擦，B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，則物塊4對(duì)8的作用力大小為

（F+2Pmg）/3

2.電梯內(nèi)，?質(zhì)量為m的物體放在豎直立于地板上、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上方。靜

止時(shí)彈簧被壓縮Ax”當(dāng)電梯運(yùn)動(dòng)時(shí)?，彈簧又壓縮了Ax2。則電梯運(yùn)動(dòng)的可能情況是（）

A.以「（AX1+AX2）的加速度加速上升B.以必”的加速度加速上升

mm

k（AX-i-AX）kAx,

c.以十的加速度減速下降D.以——^的加速度減速下降

mm

3.靜止物體受到向東的力F作用，F(xiàn)隨時(shí)間變化如圖所示，則關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)情況描述正

確的是（）

F-1?---1?-------1

?????

?????

?????

ftn~~~：3.3M

IIIII

-F.J____：!____!!

A.物體以出發(fā)點(diǎn)為中心位置，來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)

B.物體直向東運(yùn)動(dòng)，從不向西運(yùn)動(dòng)

C.物體以出發(fā)點(diǎn)東邊的某處為中心位置，來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)

D.物體時(shí)而向東運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向西運(yùn)動(dòng)，但總體是向西運(yùn)動(dòng)

4.如圖所示，三個(gè)物體的質(zhì)量分別為研、m2、m3,系統(tǒng)置于光滑水平面上，系統(tǒng)內(nèi)一切

摩擦不計(jì)，繩重力不計(jì)，要求三個(gè)物體無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則水平推力F（）

A.等于m2gB.等于(m?+iri2+m3)—

m2

Ifl

C.等于(m?+m3)--gD.等于(mi+m2+ni3)--g

m2

5.如圖所示，在靜止的小車內(nèi)用細(xì)繩a和b系住一小球。繩a與豎直方向成。角，拉力

為T,,繩b成水平狀態(tài)，拉力為Tg現(xiàn)讓小車從靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。此時(shí)小

球在車內(nèi)的位置仍保持不變（角。不變）。則兩根細(xì)繩的拉力變化情況是（）

A.T.變大，幾不變B.Ta變大，R變小

C.Ta變大，￡變大D.T,不變，R變小

6.（2005西城模擬）下列關(guān)于超重、失重現(xiàn)象的描述中，正確的是（）

A.列車在水平軌道上加速行駛，車上的人處于超重狀態(tài)

B.當(dāng)秋千擺到最低位置時(shí)，蕩秋千的人處于超重狀態(tài)

C.蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升時(shí)處于失重狀態(tài)，下落時(shí)處于超重狀態(tài)

D.神州五號(hào)飛船進(jìn)入軌道做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，宇航員楊利偉處于失重狀態(tài)

7.（2005朝陽(yáng)模擬）如圖a所示，水平面上質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧相連接,

整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力尸拉動(dòng)木塊4,使木塊力向上做勻加速直線

運(yùn)動(dòng)，如圖b所示。研究從力F剛作用在木塊A的瞬間到木塊B剛離開地面的瞬間這個(gè)過(guò)

程，并且選定這個(gè)過(guò)程中木塊4的起始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則下列圖象中可以表示力F和木

塊A的位移x之間關(guān)系的是（）

8.一平直的傳送帶以速率v=2m/s勻速運(yùn)行，傳送帶把A處的工件運(yùn)送到B處，A、B

相距L=10m。從A處把工件輕輕放到傳送帶上，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=6s能傳送到B處。設(shè)物體A

的質(zhì)量為5kg。求此過(guò)程中，由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能？

n

9.質(zhì)量為小的小球A穿在絕緣細(xì)桿上，桿的傾角為。，小球A帶正電，電量為外在桿

上8點(diǎn)處固定個(gè)電量為。的正電荷。將A由距2豎直高度為“處無(wú)初速釋放。小球A下

滑過(guò)程中電量不變。不計(jì)4與細(xì)桿間的摩擦，整個(gè)裝置處在真空中。已知靜電力常量K和

重力加速度g。

(1)A球剛釋放時(shí)的加速度是多大？

(2)當(dāng)A球的動(dòng)能最大時(shí)，求此時(shí)A球與8點(diǎn)的距離？

10.如圖所示，質(zhì)量M=0.2kg的長(zhǎng)木板靜止在水平面上，長(zhǎng)木板與水平面間的動(dòng)摩擦因

數(shù)口2=0］?，F(xiàn)有一質(zhì)量也為0.2kg的滑塊以vo=1.2m/s的速度滑上長(zhǎng)板的左端，小滑塊與

長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)口1=0.4?；瑝K最終沒有滑離長(zhǎng)木板，求滑塊在開始滑上長(zhǎng)木板到最

后靜止下來(lái)的過(guò)程中，滑塊滑行的距離是多少？(以地球?yàn)閰⒖枷?，g=10m/s2)

77777777777777777777777/

11.已知斜面體和物體的質(zhì)量為M、m,各表面都光滑，如圖所示，放置在水平地面上。

若要使m相對(duì)M靜止，求：

(1)水平向右的外力F與加速度a各多大？

(2)此時(shí)斜面對(duì)物體m的支持力多大？

(3)若m與斜面間的最大靜摩擦力是f,且U<tga,求加速度a的范圍？

m

12.A、B兩個(gè)木塊疊放在豎直輕彈簧匕如圖所示，已知木塊A、B的質(zhì)量分別為0.42kg

和0.40kg,輕彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m?若在木塊A上作用一個(gè)豎直向上的力F,使A

由靜止開始以0.5m/s2的加速度豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)。（g取10m/s2）

（1）使木塊A豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，力F的最大值？

你熱愛生命嗎？那么別浪費(fèi)時(shí)間，因?yàn)闀r(shí)間是蛆成生

二命的材料--富蘭克林

【達(dá)標(biāo)測(cè)試答案】

1.C

提示：物體要受力為重力、支持力，合力方向只能水平向左，支持力大于重力。

2.C

提示：向上加速，加速度方向向上，超重，天平左右兩邊超重相同，故能平衡。

3.B

提示：可用動(dòng)量定理（F+=加乙一（一加匕），也可用牛頓定律。

4.C

提示：木板撤離瞬間，小球彈簧彈力和重力不變，其合力大小等于平衡時(shí)小球受的支持

力大小，方向垂直于木板向下。

5.C

提示：隔離物體3人=加2〃，拉力停止作用瞬間，彈力不變，B加速度不變，A加速

.fym

度大小a1=——=—2a

fnlml

6.5

提示：h=jat2,a=mg~^

m

7.提示：（1）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律加gsin。一〃N=,N-mgcos^=0

解得a=gsinO-/jgcos6=2m/s2

（2）由求出％=2百機(jī)/s

（3）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律4mg=機(jī)。'，0-=2（-a'）s'

解得s'=2.0機(jī)

8.提示：由v—t圖形可知，物塊在0—3s內(nèi)靜止，3—6s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度a,6

—9s內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，結(jié)合F-t圖形可知：

Ff=4N=/umg

Fm-Ff=2N=ma

v2=6m/s=at=a

由以上各式得m=1kg,〃=0.4

9.提示：（1）小球受力如圖，由牛頓定律，得

F=f=/Jing

解得口=%g=05%g=°$②

（2）小球受力，由牛頓第二定律，有：

沿桿方向：mgsin3r+Fcos3T-f=ma③

垂直桿方向：N+Fsin37"-mgcos37"=0④

f=pN⑤

44Fcos0+mgsmO-fF"..?3辦

解71得g。=--------------------=(g+^^)smO=-g⑥

mm~g4

小球做的是v0=0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

10.博：（I）豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a=2s/t2=34m/s2。設(shè)帶子的

拉力為F,F+mg-FN=ma,而剛脫離的條件為FN=0，所以F=2.4mg。為人體重力的2.4倍。

（2）由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)，人將向機(jī)艙頂部做加速運(yùn)動(dòng)，因而最可能被傷害的是頭部。

II.提示（1）物體受拉力向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受拉力F重力mg和摩擦力f,設(shè)物體向上

運(yùn)動(dòng)的加速度為由，根據(jù)牛頓第二定律有

F-mgsin0-f-mat

因/=/z/V,N=mgcos0

解得ai=2.0m/s2

所以t=4.0s時(shí)物體的速度大小為v,=a|t=8.0m/s

（2）繩斷時(shí)物體距斜面底端的位移=]6加

繩斷后物體沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2,則根據(jù)牛頓第二

定律，對(duì)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程有

mgsin0+/jmgcos0=ma2

2

角舉得a2=8.0m/s

物體做減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2=V|/a2

減速運(yùn)動(dòng)的位移$2=3匕，2

此后物體將沿斜面勻加速下滑，設(shè)物體下滑的加速度為a*根據(jù)牛頓第二定律對(duì)物體加

速下滑的過(guò)程有

mgsin0-3ngcos0-ma3

解得S3—4.0m/s-

設(shè)物體由最高點(diǎn)到斜面底端的時(shí)間為t3,所以物體向下勻加速運(yùn)動(dòng)的位移

12

1+$2.卬3

解得G=屈s=3.2s

所以物體返回到斜面底端的時(shí)間為〃+G=42s。

【綜合測(cè)試答案】

1.D

提示：水平面光滑F(xiàn)=3ma,NAH-ma

水平面不光滑F(xiàn)-/.img=3ma,NAlj-pimg-ma。

2.BD

提示：k\x2=ma,加速度方向向上，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以加速上升，也可減速下降。

3.C

提示：物體向東勻加速運(yùn)動(dòng)0.5s后，減速運(yùn)動(dòng)0.5s,然后向西勻加速0.5s,減速運(yùn)動(dòng)

0.5so

4.D

提示：隔離m1m2g=mxa，整體/=（+〃％+加3）。。

5.D

提示：Tacos0=mg,Tasin0-Tb=ma,豎直方向受力平衡Ta不變，水平則Tb變小。

6.BD

提示：蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中無(wú)論上升還是下落都失重，飛船進(jìn)入軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員

的重力充當(dāng)向心力，完全失重。

7.A

提示：F-kx=ma。

8.10J

提示：工件勻加速的時(shí)間為八=上=2

aa

2o

位移為“=—=—

2a