(新課標(biāo))2020高考物理總復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律教師用書(含解析).doc
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考 綱 要 求 考 情 分 析 牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用 Ⅱ 1.命題規(guī)律 近幾年高考對(duì)該部分內(nèi)容的考查仍以概念和規(guī)律的應(yīng)用為主,單獨(dú)考查該部分內(nèi)容的題目多為選擇題,與曲線運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的題目多為計(jì)算題。 2.考查熱點(diǎn) 以實(shí)際生活、生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為背景,突出表現(xiàn)物理知識(shí)實(shí)用性的命題特點(diǎn)較為顯著,復(fù)習(xí)備考應(yīng)多與生活實(shí)際問題相結(jié)合。 超重和失重 Ⅰ 實(shí)驗(yàn)四:驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第13課時(shí) 牛頓第一定律 牛頓第三定律(雙基落實(shí)課) 點(diǎn)點(diǎn)通(一) 物理學(xué)史 牛頓第一定律 1.對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí) 科學(xué)家 國(guó)籍 觀 點(diǎn) 亞里士多德 古希臘 力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 伽利略 意大利 通過理想斜面實(shí)驗(yàn)提出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,被稱為物理學(xué)中的“福爾摩斯” 笛卡兒 法國(guó) 如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到力的作用,它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng),既不停下來也不偏離原來的方向 牛頓 英國(guó) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 2.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)意義 ①指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,即力是產(chǎn)生加速度的原因。 ②指出一切物體都具有慣性,因此牛頓第一定律又稱為慣性定律。 ③牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài),而實(shí)際中不受力作用的物體是不存在的,但當(dāng)物體所受合外力為零時(shí),其運(yùn)動(dòng)效果跟不受外力作用時(shí)相同,物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 3.慣性 (1)定義:物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。 (2)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。 (3)普遍性:慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性,與物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況無關(guān)。 [小題練通] 1.(多選)(2019遵義航天中學(xué)模擬)下列關(guān)于慣性的說法正確的是( ) A.物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B.沒有力的作用,物體只能處于靜止?fàn)顟B(tài) C.行星在圓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 物體不受外力作用時(shí),將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),物體具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性,即物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性,A、D正確,B錯(cuò)誤;行星在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),是因?yàn)槭艿饺f有引力的作用產(chǎn)生向心加速度,C錯(cuò)誤。 2.(多選)(人教教材改編題)下列說法中正確的是( ) A.飛機(jī)投彈時(shí),當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)的正下方時(shí)投下炸彈,能擊中目標(biāo) B.地球自西向東自轉(zhuǎn),人向上跳起來后,還會(huì)落到原地 C.安全帶的作用是防止汽車剎車時(shí),人由于慣性作用發(fā)生危險(xiǎn) D.有的同學(xué)說,向上拋出的物體,在空中向上運(yùn)動(dòng)時(shí),肯定受到了向上的作用力 解析:選BC 飛機(jī)在目標(biāo)正上方投彈時(shí),由于慣性,炸彈會(huì)落在目標(biāo)的前方,A錯(cuò);地球自西向東自轉(zhuǎn),人向上跳起來后,由于慣性,還會(huì)落在原地,B對(duì);汽車剎車時(shí),由于慣性,人會(huì)向前沖,安全帶可以防止人的前沖,C對(duì);物體被向上拋出后,在空中向上運(yùn)動(dòng)是由于慣性,D錯(cuò)。 3.下列關(guān)于慣性的說法正確的是( ) A.高速運(yùn)動(dòng)的物體不容易停下來,所以物體運(yùn)動(dòng)速度越大,慣性越大 B.用相同的水平力分別推放在地面上的兩個(gè)材料不同的物體,則難以推動(dòng)的物體慣性大 C.慣性是物體的固有屬性,慣性大小只與質(zhì)量有關(guān) D.在月球上舉重比在地球上容易,所以同一物體在月球上比在地球上的慣性小 解析:選C 慣性是物體的固有屬性,慣性大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān),與其他因素?zé)o關(guān),A、B、D錯(cuò)誤,C正確。 [融會(huì)貫通] 牛頓第一定律的應(yīng)用技巧 (1)應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問題時(shí),要把生活實(shí)際和理論問題聯(lián)系起來深刻認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,正確理解力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,克服生活中一些錯(cuò)誤的直觀認(rèn)識(shí),養(yǎng)成正確的思維習(xí)慣。 (2)如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,則物體必然受到不為零的合外力作用。因此,判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變,以及如何改變,應(yīng)分析物體的受力情況。 點(diǎn)點(diǎn)通(二) 牛頓第三定律的理解和應(yīng)用 1.牛頓第三定律 (1)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。 (2)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。 2.作用力與反作用力的三個(gè)關(guān)系 3.相互作用力與平衡力的比較 一對(duì)平衡力 一對(duì)作用力和反作用力 不同點(diǎn) 作用在同一物體上 作用在兩個(gè)相互作用的不同物體上 力的性質(zhì)不一定相同 一定是相同性質(zhì)的力 不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失 一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失 作用效果可相互抵消 作用效果不可抵消 相同點(diǎn) 大小相等,方向相反,作用在同一條直線上 [小題練通] 1.(粵教教材原題)沼澤的下面蘊(yùn)藏著豐富的泥炭,泥炭是沼澤地積累的植物殘?bào)w,它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其表面行走時(shí)容易下陷。若人下陷的過程是先加速后勻速運(yùn)動(dòng),下列判斷正確的是( ) A.加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力大于沼澤地對(duì)他的支持力 B.加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力小于沼澤地對(duì)他的支持力 C.人對(duì)沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對(duì)他的支持力 D.人對(duì)沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對(duì)他的支持力 解析:選D 人對(duì)沼澤地的壓力與沼澤地對(duì)人的支持力為作用力與反作用力,故二力大小一定相等,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。 2.(2019江西紅色七校模擬)牛頓在總結(jié)C雷恩、J沃利斯和C惠更斯等人的研究結(jié)果后,提出了著名的牛頓第三定律,闡述了作用力和反作用力的關(guān)系。下列關(guān)于作用力和反作用力的說法正確的是( ) A.物體先對(duì)地面產(chǎn)生壓力,然后地面才對(duì)物體產(chǎn)生支持力 B.物體對(duì)地面的壓力和地面對(duì)物體的支持力互相平衡 C.人推車前進(jìn),人對(duì)車的作用力大小等于車對(duì)人的作用力大小 D.物體在地面上滑行,物體對(duì)地面的摩擦力大于地面對(duì)物體的摩擦力 解析:選C 由作用力和反作用力的同時(shí)性知,A錯(cuò)誤;B項(xiàng)中兩力為作用力和反作用力,不是平衡力,B錯(cuò)誤;作用力和反作用力大小相等,C正確,D錯(cuò)誤。 3.(2019安徽八校聯(lián)考)磁性冰箱貼既可以用來裝飾冰箱,也可以用來記事備忘,當(dāng)冰箱貼緊緊吸住側(cè)壁不動(dòng)時(shí),下列說法正確的是( ) A.冰箱貼受到三個(gè)力作用 B.冰箱貼受到四個(gè)力作用 C.磁性吸力和彈力是一對(duì)相互作用力 D.冰箱貼受到的摩擦力的大小大于其受到的重力 解析:選B 對(duì)冰箱貼受力分析可知,受到重力、摩擦力、冰箱側(cè)壁對(duì)它的吸引力、冰箱側(cè)壁對(duì)它的支持力四個(gè)力作用,A錯(cuò)誤,B正確;磁性吸力和彈力是一對(duì)平衡力,C錯(cuò)誤;由于冰箱貼相對(duì)地面是靜止的,因此冰箱貼受到的摩擦力的大小等于其受到的重力,D錯(cuò)誤。 [融會(huì)貫通] 應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的三個(gè)問題 (1)定律中的“總是”說明對(duì)于任何物體,在任何情況下牛頓第三定律都是成立的。 (2)作用力與反作用力雖然大小相等,但方向相反,且作用于不同物體,所以產(chǎn)生的效果(運(yùn)動(dòng)效果或形變效果)不同。 (3)作用力與反作用力只能是一對(duì)物體間的相互作用力,不能牽扯第三個(gè)物體。 點(diǎn)點(diǎn)通(三) 應(yīng)用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象 如果不能直接求解物體受到的某個(gè)力時(shí),可利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象,先求它的反作用力,如求壓力時(shí)可先求支持力。 [小題練通] 1.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上水平向右加速滑行,長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。若長(zhǎng)木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài),則長(zhǎng)木板對(duì)地面的摩擦力大小一定為( ) A.μ1(m+M)g B.μ2mg C.μ1mg D.μ1mg+μ2Mg 解析:選B 木塊在長(zhǎng)木板上向右加速滑行過程中,受到長(zhǎng)木板對(duì)其水平向左的滑動(dòng)摩擦力,由牛頓第三定律可知,木塊對(duì)長(zhǎng)木板有水平向右的滑動(dòng)摩擦力,大小為μ2mg,由于長(zhǎng)木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài),水平方向合力為零,故地面對(duì)長(zhǎng)木板的靜摩擦力方向水平向左,大小為μ2mg,由牛頓第三定律可知,長(zhǎng)木板對(duì)地面的摩擦力大小為μ2mg,故B正確。 2.如圖所示為雜技“頂竿”表演,一人站在地面上,肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿。當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí),竿對(duì)地面上人的壓力大小為( ) A.(M+m)g B.(M+m)g-ma C.(M+m)g+ma D.(M-m)g 解析:選B 對(duì)竿上的人受力分析:受重力mg、摩擦力Ff,由mg-Ff=ma,解得Ff=m(g-a)。竿對(duì)人有摩擦力,由牛頓第三定律知人對(duì)竿也有摩擦力,且大小相等,方向相反,F(xiàn)f′=Ff=m(g-a)。對(duì)竿受力分析:受重力Mg、竿上的人對(duì)竿向下的摩擦力Ff′、地面上人對(duì)竿的支持力FN,有Mg+Ff′=FN,又因?yàn)楦蛯?duì)地面上人的壓力和地面上人對(duì)竿的支持力是作用力與反作用力,由牛頓第三定律得竿對(duì)地面上人的壓力大小FN′=FN=Mg+Ff′=(M+m)g-ma,B項(xiàng)正確。 3.一個(gè)箱子放在水平地面上,箱子內(nèi)有一固定的豎直桿,在桿上套著一個(gè)環(huán),箱子與桿的總質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為m,如圖所示。已知環(huán)沿桿勻加速下滑時(shí),環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff,則此時(shí)箱子對(duì)地面的壓力大小是( ) A.(M+m)g B.Ff+mg C.Ff+Mg D.Ff+(M+m)g 解析:選C 箱子和桿處于靜止?fàn)顟B(tài),由力的平衡條件得,地面對(duì)箱子的支持力FN=Ff+Mg,根據(jù)牛頓第三定律,箱子對(duì)地面的壓力大小等于地面對(duì)箱子的支持力大小,則:FN′=FN=Ff+Mg。C正確。 1.牛頓第一定律指出了物體不受力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,但不能把牛頓第一定律理解為牛頓第二定律的特例。 2.牛頓第一定律適用于慣性參考系,即相對(duì)于地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系。 3.慣性的大小僅由質(zhì)量決定,比如懸掛在空氣中時(shí)乒乓球的慣性比對(duì)應(yīng)的“空氣球”的慣性大,但懸掛在水中時(shí)乒乓球的慣性比對(duì)應(yīng)的“水球”的慣性小。 4.牛頓第三定律指出了作用力與反作用力間的關(guān)系,而且這種關(guān)系在宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的情況下均適用。 [課堂綜合訓(xùn)練] 1.(2019杭州模擬)對(duì)實(shí)際生活中的一些現(xiàn)象,某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋,其中正確的是( ) A.采用了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后,某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī),這表明可以通過科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性 B.射出槍膛的子彈在運(yùn)動(dòng)相當(dāng)長(zhǎng)一段距離后連一件棉衣也穿不透,這表明它的慣性變小了 C.貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí),經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂,這會(huì)改變它的慣性 D.摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí),車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?,另一方面要將身體稍微向里傾斜,通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到轉(zhuǎn)彎的目的 解析:選C 慣性是物體固有的屬性,慣性的大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān),與物體的其他性質(zhì)無關(guān),故選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。 2.(2019福州模擬)汽車?yán)宪囋谄街钡墓飞线\(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是( ) A.汽車能拉著拖車前進(jìn)是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于拖車對(duì)汽車的拉力 B.汽車先對(duì)拖車施加拉力,然后才產(chǎn)生拖車對(duì)汽車的拉力 C.勻速前進(jìn)時(shí),汽車對(duì)拖車的拉力等于拖車向后拉汽車的力;加速前進(jìn)時(shí),汽車對(duì)拖車的拉力大于拖車向后拉汽車的力 D.拖車加速前進(jìn),是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于地面對(duì)拖車的摩擦阻力;汽車加速前進(jìn)是因?yàn)榈孛鎸?duì)汽車向前的作用力大于拖車對(duì)它的拉力 解析:選D 汽車對(duì)拖車的拉力與拖車對(duì)汽車的拉力是一對(duì)相互作用力,即總是大小相等、方向相反、同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失,A、B、C錯(cuò)誤;拖車加速前進(jìn)是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于地面對(duì)拖車的摩擦阻力,汽車加速前進(jìn)是因?yàn)榈孛鎸?duì)汽車向前的作用力大于拖車對(duì)它的拉力,D正確。 3.如圖所示,物體靜止在斜面上,下列說法正確的是( ) A.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)平衡力 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向下的力和對(duì)斜面的壓力 解析:選C 物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力,物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力也是一對(duì)作用力與反作用力,A、B錯(cuò)誤;物體所受重力的兩個(gè)分力仍作用在物體上,D錯(cuò)誤;斜面對(duì)物體的作用力是支持力和摩擦力的合力,與重力平衡,所以物體所受的重力和斜面對(duì)物體的作用力是一對(duì)平衡力,C正確。 4.(2019海口模擬)建筑工人用如圖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,通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升,忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及繩子與定滑輪間的摩擦,則工人對(duì)地面的壓力大小為(g取10 m/s2)( ) A.510 N B.490 N C.890 N D.910 N 解析:選B 對(duì)建筑材料進(jìn)行受力分析,有F-mg=ma,得繩子的拉力大小F=210 N;然后再對(duì)工人進(jìn)行受力分析,由平衡條件得Mg=F+N,得N=490 N,根據(jù)牛頓第三定律可知,工人對(duì)地面的壓力大小為490 N,故選項(xiàng)B正確。 5.如圖所示,容器中盛滿水,水中放入P和Q兩個(gè)小球,P球?yàn)殍F球,Q球?yàn)槟厩?,它們用?xì)線分別系于容器的上、下底部。當(dāng)容器靜止時(shí),細(xì)線均伸直處于豎直方向?,F(xiàn)使容器以一定加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則此時(shí)P、Q兩球相對(duì)容器( ) A.P球向右偏移 B.兩球均向左偏移 C.Q球向右偏移 D.兩球均向右偏移 解析:選C 假設(shè)把P球拿掉,用同樣體積的水球來替代,當(dāng)水球隨容器以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),水球受到的水平合力為F水=ma,且水球相對(duì)于容器的原來位置不會(huì)改變,可知同樣體積的實(shí)心鐵球質(zhì)量要比水球質(zhì)量大,即m鐵>m水,故要使P球也以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),單靠F水是不夠的,因而還應(yīng)借助細(xì)線的拉力,所以P球向左偏移,同理可以推得Q球向右偏移,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。 1.牙醫(yī)建議每天早晚各刷一次牙能夠有效預(yù)防各種口腔疾病。生活中人們常常在刷完牙之后,手用力甩一甩牙刷后放回牙刷杯中。下列關(guān)于用力甩牙刷的分析正確的是( ) A.僅僅是個(gè)人習(xí)慣,沒有科學(xué)依據(jù) B.甩牙刷時(shí),在突然運(yùn)動(dòng)和突然停止瞬間,刷毛之間的水由于慣性保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),導(dǎo)致水、刷毛分離,有利于保持刷毛干燥,從而有利于口腔健康 C.用力甩牙刷的啟動(dòng)和停止,說明牙刷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要靠力來維持 D.刷毛間的水被甩出去是因?yàn)樗⒚?xì)太光滑,沒有摩擦力造成的 解析:選B 手用力甩牙刷過程中,由于手的作用使得牙刷突然開始運(yùn)動(dòng)或突然停止運(yùn)動(dòng),突然運(yùn)動(dòng)時(shí),刷毛之間的水由于慣性來不及改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài),因而導(dǎo)致水、刷毛分離;在牙刷突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),由于慣性水會(huì)繼續(xù)沿著甩牙刷的方向向前運(yùn)動(dòng),從而導(dǎo)致刷毛、水分離,保持刷毛的干燥,有利于防止細(xì)菌滋生,因而有利于口腔健康,A錯(cuò)誤,B正確;力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因不是維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,C錯(cuò)誤;刷毛間的水被甩出去是由于慣性,雖然刷毛很細(xì)很光滑,但仍存在摩擦力,D錯(cuò)誤。 2.(2018浙江6月學(xué)考)如圖所示,船夫用撐桿撐船前行,則( ) A.船對(duì)人的力小于人對(duì)船的力 B.船對(duì)水的力大于水對(duì)船的力 C.人對(duì)撐桿的力與撐桿對(duì)人的力大小相等 D.撐桿對(duì)河底的力大于河底對(duì)撐桿的力 解析:選C 船對(duì)人的力與人對(duì)船的力,船對(duì)水的力與水對(duì)船的力,人對(duì)撐桿的力與撐桿對(duì)人的力,撐桿對(duì)河底的力與河底對(duì)撐桿的力,以上四對(duì)力都屬于作用力和反作用力,作用力和反作用力總是大小相等、方向相反,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。 3.(2019臺(tái)州模擬)如圖所示,有兩個(gè)穿著溜冰鞋的人A、B站在冰面上,當(dāng)A從背后輕輕推B時(shí),兩個(gè)人都會(huì)向相反方向運(yùn)動(dòng),這是因?yàn)锳推B時(shí)( ) A.A與B之間有相互作用力 B.A對(duì)B的作用在先,B對(duì)A的作用在后 C.B對(duì)A的作用力小于A對(duì)B的作用力 D.A對(duì)B的作用力和B對(duì)A的作用力是一對(duì)平衡力 解析:選A A推B時(shí)A與B之間有相互作用力,作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生、大小相等、方向相反,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 4.(2017上海高考)一碗水置于火車車廂內(nèi)的水平桌面上。當(dāng)火車向右做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),水面形狀接近于圖( ) 解析:選A 當(dāng)火車向右做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),碗內(nèi)的水由于慣性,保持原來較大的速度向右運(yùn)動(dòng),則只有圖A所示的情形符合要求,故A正確。 5.一個(gè)榔頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了。對(duì)于這一現(xiàn)象,下列說法正確的是( ) A.榔頭敲玻璃的力大于玻璃對(duì)榔頭的作用力,所以玻璃才碎裂 B.榔頭受到的力大于玻璃受到的力,只是由于榔頭能夠承受的力比玻璃更大才沒有碎裂 C.榔頭和玻璃之間的作用力應(yīng)該是等大的,只是由于榔頭能夠承受的力比玻璃更大才沒有碎裂 D.因?yàn)椴磺宄AШ屠祁^的其他受力情況,所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小關(guān)系 解析:選C 由題意可知,榔頭和玻璃之間的作用力是一對(duì)作用力和反作用力,所以應(yīng)該是等大的,因?yàn)榇笮∠嗤牧ψ饔迷诓煌奈矬w上效果往往不同,所以榔頭把玻璃打碎了。故C正確。 6.(2019益陽模擬)亞里士多德在其著作《物理學(xué)》中說:一切物體都具有某種“自然本性”,物體由其“自然本性”決定的運(yùn)動(dòng)稱之為“自然運(yùn)動(dòng)”,而物體受到推、拉、提、舉等作用后的非“自然運(yùn)動(dòng)”稱之為“受迫運(yùn)動(dòng)”。伽利略、笛卡爾、牛頓等人批判地繼承了亞里士多德的這些說法,建立了新物理學(xué)。新物理學(xué)認(rèn)為一切物體都具有的“自然本性”是“慣性”。下列關(guān)于“慣性”和“運(yùn)動(dòng)”的說法中不符合新物理學(xué)的是( ) A.一切物體的“自然運(yùn)動(dòng)”都是速度不變的運(yùn)動(dòng)——靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng) B.作用在物體上的力,是使物體做“受迫運(yùn)動(dòng)”即變速運(yùn)動(dòng)的原因 C.可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓桌轉(zhuǎn)得太快,放在桌面上的盤子會(huì)向桌子邊緣滑去,這是由于“盤子受到向外的力”超過了“桌面給盤子的摩擦力”導(dǎo)致的 D.豎直向上拋出的物體,受到了重力,卻沒有立即反向運(yùn)動(dòng),而是繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離后才反向運(yùn)動(dòng),是由于物體具有慣性 解析:選C 力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,所以當(dāng)物體不受到任何外力的時(shí)候,總保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),故選項(xiàng)A正確;當(dāng)物體受到外力作用的時(shí)候,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變,即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,故選項(xiàng)B正確;可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓桌轉(zhuǎn)得太快時(shí),放在桌面上的盤子會(huì)向桌子邊緣滑去,這是由于“盤子需要的向心力”超過了“桌面給盤子的摩擦力”導(dǎo)致的,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;物體具有向上的速度,由于具有保持這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的慣性,雖然受到向下的重力,但物體不會(huì)立即向下運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)D正確。 7.如圖所示,質(zhì)量相等的甲、乙兩人所用繩子相同,甲拉住繩子懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài);乙拉住繃緊繩子的中點(diǎn)把繩子拉斷了,則( ) A.繩子對(duì)甲的拉力小于甲所受的重力 B.繩子對(duì)甲的拉力大于甲對(duì)繩子的拉力 C.乙拉斷繩子前瞬間,繩子上的拉力一定小于乙所受的重力 D.乙拉斷繩子前瞬間,繩子上的拉力一定大于乙所受的重力 解析:選D 甲拉住繩子懸在空中處于靜止?fàn)顟B(tài),繩子對(duì)甲的拉力等于甲所受的重力,A錯(cuò)誤;由牛頓第三定律可知,繩子對(duì)甲的拉力與甲對(duì)繩子的拉力大小相等,B錯(cuò)誤;因乙能把繩子拉斷,說明乙拉斷繩子前瞬間,繩子上的拉力一定大于甲拉繩子的力,也一定大于乙所受的重力,C錯(cuò)誤,D正確。 8.(多選)如圖所示,大圓環(huán)質(zhì)量為M,經(jīng)過環(huán)心的豎直鋼絲AB(質(zhì)量不計(jì))上套有一質(zhì)量為m的橡皮球?,F(xiàn)讓橡皮球沿鋼絲以一定的初速度v0豎直向上運(yùn)動(dòng),大圓環(huán)對(duì)地面無壓力。則橡皮球上升過程中( ) A.鋼絲對(duì)橡皮球的摩擦力為Mg,方向豎直向下 B.鋼絲對(duì)橡皮球的摩擦力為0 C.橡皮球的加速度大小為g D.橡皮球的加速度大小為g 解析:選AD 大圓環(huán)對(duì)地面無壓力,由牛頓第三定律可知,地面對(duì)大圓環(huán)無支持力,大圓環(huán)受力平衡,橡皮球?qū)︿摻z的摩擦力F=Mg,方向豎直向上,由牛頓第三定律可知,鋼絲對(duì)橡皮球的摩擦力F′=F=Mg,方向豎直向下,A正確,B錯(cuò)誤;對(duì)橡皮球進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律有F′+mg=ma,解得橡皮球的加速度大小a=g,D正確,C錯(cuò)誤。 9.(多選)如圖所示為英國(guó)人阿特伍德設(shè)計(jì)的裝置,不考慮繩子與滑輪的質(zhì)量,不計(jì)軸承、繩子與滑輪間的摩擦。初始時(shí)兩人均站在水平地面上,當(dāng)位于左側(cè)的甲用力向上攀爬時(shí),位于右側(cè)的乙始終用力抓住繩子,最終至少一人能到達(dá)滑輪。下列說法中正確的是( ) A.若甲的質(zhì)量較大,則乙先到達(dá)滑輪 B.即使甲的質(zhì)量較大,甲、乙也同時(shí)到達(dá)滑輪 C.若甲、乙質(zhì)量相同,則甲、乙同時(shí)到達(dá)滑輪 D.若甲、乙質(zhì)量相同,則甲先到達(dá)滑輪 解析:選AC 由于滑輪光滑,甲拉繩子的力等于繩子拉乙的力,若甲的質(zhì)量大,則由甲拉繩子的力等于乙受到的繩子拉力,得甲攀爬時(shí)乙的加速度大于甲,所以乙會(huì)先到達(dá)滑輪,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;若甲、乙的質(zhì)量相同,甲用力向上攀爬時(shí),甲拉繩子的力等于繩子拉乙的力,甲、乙具有相同的加速度和速度,所以甲、乙應(yīng)同時(shí)到達(dá)滑輪,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 10.如圖所示,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)方過分界線者為贏者。若繩子質(zhì)量不計(jì),冰面可視為光滑,則下列說法正確的是( ) A.甲對(duì)繩子的拉力與繩子對(duì)甲的拉力是一對(duì)平衡力 B.甲對(duì)繩子的拉力與乙對(duì)繩子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.若乙收繩子的速度比甲快,則乙能贏得“拔河”比賽的勝利 解析:選C 甲對(duì)繩子的拉力與繩子對(duì)甲的拉力是一對(duì)作用力與反作用力,A錯(cuò)誤;甲和乙的拉力作用在同一個(gè)物體上,不是作用力與反作用力,B錯(cuò)誤;設(shè)繩子的張力為F,根據(jù)牛頓第二定律a=知,若m甲>m乙,則a甲摩擦力f,且 ma=F-f;當(dāng)推力F逐漸減小時(shí),加速度逐漸減小,但加速度方向與速度方向同向,物體仍加速即速度增大;當(dāng)推力F<摩擦力f后,此時(shí)ma=f-F,推力F減小,加速度又增大,且加速度與速度方向相反,物體減速即速度減小,綜上所述,選項(xiàng)D正確。 2.(2018全國(guó)卷Ⅰ)如圖,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是( ) 解析:選A 設(shè)P靜止時(shí),彈簧的壓縮量為x0,則有kx0=mg,在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前,P受力如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律得F+k(x0-x)-mg=ma,整理得F=kx+ma,即F是x的一次函數(shù),選項(xiàng)A正確。 3.(多選)(2019清遠(yuǎn)實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)一質(zhì)量為2 kg的物體,在5個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)同時(shí)撤去大小分別為15 N和10 N的兩個(gè)力,其余的力保持不變,關(guān)于此后該物體運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是( ) A.一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小可能是5 m/s2 B.一定做勻變速運(yùn)動(dòng),加速度大小可能等于重力加速度的大小 C.可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小是2.5 m/s2 D.可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心加速度大小是5 m/s2 解析:選BC 根據(jù)平衡條件知,其余力的合力與撤去的兩個(gè)力的合力大小相等、方向相反,則撤去大小分別為15 N和10 N的兩個(gè)力后,物體的合力大小范圍為5 N≤F合≤25 N,根據(jù)牛頓第二定律a=得,物體的加速度大小范圍為:2.5 m/s2≤a≤12.5 m/s2,若物體原來做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)撤去的兩個(gè)力的合力方向與速度方向不在同一直線上時(shí),物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),加速度大小可能為5 m/s2,當(dāng)撤去的兩個(gè)力方向相反,但合力方向與速度方向相同時(shí),物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小是2.5 m/s2,故A錯(cuò)誤,C正確;由于撤去兩個(gè)力后其余力保持不變,則物體所受的合力不變,一定做勻變速運(yùn)動(dòng),加速度大小可能等于重力加速度的大小,故B正確;由于撤去兩個(gè)力后其余力保持不變,在恒力作用下不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。 [融會(huì)貫通] (1)分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),要從受力分析入手,先求合力,然后根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化。 (2)速度增大或減小取決于加速度和速度方向間的關(guān)系,和加速度的大小沒有關(guān)系。 (3)加速度如何變化取決于物體的質(zhì)量和合外力,與物體的速度沒有關(guān)系。 點(diǎn)點(diǎn)通(二) 瞬時(shí)性問題 1.兩類模型 (1)剛性繩(或接觸面)——不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力,剪斷(或脫離)后,其彈力立即消失,不需要形變恢復(fù)時(shí)間。 (2)彈簧(或橡皮繩)——兩端同時(shí)連接(或附著)有物體,特點(diǎn)是形變量大,其形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬時(shí)性問題中,認(rèn)為彈力保持不變。 2.解題思路 [小題練通] 1.如圖所示,A、B、C三個(gè)小球質(zhì)量均為m,A、B之間用一根沒有彈性的輕質(zhì)細(xì)線連在一起,B、C之間用輕彈簧拴接,整個(gè)系統(tǒng)用細(xì)線懸掛在天花板上并且處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)將A上面的細(xì)線剪斷,使A的上端失去拉力,則在剪斷細(xì)線的瞬間,A、B、C三個(gè)小球的加速度分別是( ) A.1.5g,1.5g,0 B.g,2g,0 C.g,g,g D.g,g,0 解析:選A 剪斷細(xì)線前,由平衡條件可知,A上端細(xì)線的拉力為3mg,A、B之間細(xì)線的拉力為2mg,輕彈簧的拉力為mg。在剪斷細(xì)線的瞬間,輕彈簧中拉力不變,C所受合外力為零,所以C的加速度為0;A、B被細(xì)線拴在一起,對(duì)A、B整體受力分析知,受二者重力和輕彈簧向下的拉力,由牛頓第二定律得,3mg=2ma,解得a=1.5g,選項(xiàng)A正確。 2.如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,光滑斜面的傾角為θ。圖甲中,A、B兩球用輕彈簧相連,圖乙中A、B兩球用輕質(zhì)桿相連。系統(tǒng)靜止時(shí),擋板C與斜面垂直,輕彈簧、輕桿均與斜面平行,在突然撤去擋板的瞬間,則( ) A.兩圖中兩球加速度均為gsin θ B.兩圖中A球的加速度均為零 C.圖乙中輕桿的作用力一定不為零 D.圖甲中B球的加速度大小是圖乙中B球加速度大小的2倍 解析:選D 撤去擋板前,題圖甲和題圖乙中的A、B兩球的受力情況一樣,A球受輕彈簧(或輕桿)的彈力沿斜面向上,大小為mgsin θ,B球受到輕彈簧(或輕桿)的彈力沿斜面向下,大小為mgsin θ,B球受擋板的彈力沿斜面向上,大小為2mgsin θ,撤去擋板瞬間,輕桿受力可突變,而輕彈簧因?yàn)闆]有來得及改變形變量而不能改變彈力,所以題圖甲中A球的加速度為零,B球的加速度大小為2gsin θ,題圖乙中輕桿的存在使A、B兩球的加速度相同,由2mgsin θ=2ma,可得A、B兩球的加速度大小a=gsin θ,方向沿斜面向下,D正確,A、B錯(cuò)誤;由上可知,題圖乙中輕桿的作用力為零,C錯(cuò)誤。 3.(多選)(2019太原模擬)如圖所示,質(zhì)量為m的小球被一根橡皮筋A(yù)C和一根繩BC系住,當(dāng)小球靜止時(shí),橡皮筋處在水平方向上。下列判斷中正確的是( ) A.在AC被突然剪斷的瞬間,BC對(duì)小球的拉力不變 B.在AC被突然剪斷的瞬間,小球的加速度大小為gsin θ C.在BC被突然剪斷的瞬間,小球的加速度大小為 D.在BC被突然剪斷的瞬間,小球的加速度大小為gsin θ 解析:選BC 設(shè)小球靜止時(shí)BC繩的拉力為F,AC橡皮筋的拉力為T,由平衡條件可得:Fcos θ=mg,F(xiàn)sin θ=T,解得:F=,T=mgtan θ,在AC被突然剪斷的瞬間,BC上的拉力F也發(fā)生了突變,小球的加速度方向沿與BC垂直的方向且斜向下,大小為a==gsin θ,B正確,A錯(cuò)誤;在BC被突然剪斷的瞬間,橡皮筋A(yù)C的拉力不變,小球的合力大小與BC被剪斷前拉力的大小相等,方向沿BC方向斜向下,故加速度大小為a==,C正確,D錯(cuò)誤。 [融會(huì)貫通] (1)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是時(shí)刻對(duì)應(yīng)的,當(dāng)外界因素發(fā)生變化時(shí),需要重新進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。 (2)加速度可以隨著力的突變而突變,而速度的變化需要一個(gè)積累的過程,不會(huì)發(fā)生突變。 點(diǎn)點(diǎn)通(三) 超重和失重問題 1.超重和失重的概念 視重 當(dāng)物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下或放在水平臺(tái)秤上時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)稱為視重。視重大小等于彈簧測(cè)力計(jì)所受物體的拉力或臺(tái)秤所受物體的壓力 超重 物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體所受重力的現(xiàn)象稱為超重。超重的條件是:物體具有向上的加速度 失重 物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體所受重力的現(xiàn)象稱為失重。失重的條件是:物體具有向下的加速度 完全失重 物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的現(xiàn)象稱為完全失重。完全失重的條件是:物體的加速度為重力加速度 2.對(duì)超重和失重現(xiàn)象的理解 (1)發(fā)生超重或失重現(xiàn)象時(shí),物體所受的重力沒有變化,只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?變大或變小了(即“視重”變大或變小了)。 (2)只要物體有向上或向下的加速度,物體就處于超重或失重狀態(tài),與物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)無關(guān)。 (3)即使物體的加速度不沿豎直方向,但只要在豎直方向上有分量,物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài)。 (4)物體超重或失重多少由物體的質(zhì)量m和豎直加速度a共同決定,其大小等于ma。 (5)在完全失重的狀態(tài)下,一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失,如天平失效、浸在水中的物體不再受浮力作用、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等。 [小題練通] 1.應(yīng)用物理知識(shí)分析生活中的常見現(xiàn)象,可以使物理學(xué)習(xí)更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物體,由靜止開始豎直向上運(yùn)動(dòng),直至將物體拋出。對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是( ) A.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中,物體始終處于超重狀態(tài) B.手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過程中,物體始終處于失重狀態(tài) C.在物體離開手的瞬間,物體的加速度大于重力加速度 D.在物體離開手的瞬間,手的加速度大于重力加速度 解析:選D 手托物體由靜止開始向上運(yùn)動(dòng),一定先做加速運(yùn)動(dòng),物體處于超重狀態(tài);然后可能勻速上升,物體既不超重也不失重;也可能減速上升,物體處于失重狀態(tài),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;在物體離開手的瞬間,二者分離,不計(jì)空氣阻力,物體只受重力,物體的加速度一定等于重力加速度;要使手和物體分離,手向下的加速度一定大于物體向下的加速度,即手的加速度大于重力加速度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 2.廣州塔,昵稱小蠻腰,總高度達(dá)600米,游客乘坐觀光電梯大約1 min就可以到達(dá)觀光平臺(tái)。若電梯簡(jiǎn)化成只受重力與繩索拉力,已知電梯在t=0時(shí)由靜止開始上升,at圖像如圖所示。則下列說法正確的是( ) A.t=4.5 s時(shí),電梯處于失重狀態(tài) B.5~55 s時(shí)間內(nèi),繩索拉力最小 C.t=59.5 s時(shí),電梯處于超重狀態(tài) D.t=60 s時(shí),電梯速度恰好為零 解析:選D 由題圖可判斷:t=4.5 s時(shí),電梯有向上的加速度,電梯處于超重狀態(tài),A錯(cuò)誤;0~5 s時(shí)間內(nèi),電梯處于超重狀態(tài),拉力>重力,5~55 s時(shí)間內(nèi),電梯處于勻速上升過程,拉力=重力,55~60 s時(shí)間內(nèi),電梯處于失重狀態(tài),拉力<重力,綜上所述,B、C錯(cuò)誤;因at圖線與t軸所圍的“面積”表示速度改變量,而題圖中橫軸上方的“面積”與橫軸下方的“面積”相等,則電梯的速度在t=60 s時(shí)為零,D正確。 3.為了讓乘客乘車更為舒適,某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具,乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整,使座椅始終保持水平,如圖所示。當(dāng)此車減速上坡時(shí),則乘客(僅考慮乘客與水平面之間的作用)( ) A.處于超重狀態(tài) B.不受摩擦力的作用 C.受到向后(水平向左)的摩擦力作用 D.所受合力豎直向上 解析:選C 當(dāng)車減速上坡時(shí),加速度方向沿斜坡向下,人的加速度與車的加速度相同,根據(jù)牛頓第二定律知人所受的合力方向沿斜坡向下,合力的大小不變,則人受重力、支持力和水平向左的靜摩擦力,如圖所示。將加速度沿豎直方向和水平方向分解,則有豎直向下的加速度,所以乘客處于失重狀態(tài),故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。 [融會(huì)貫通] 判斷超重和失重現(xiàn)象的三個(gè)角度和技巧 (1)從受力的角度判斷。當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí),物體處于超重狀態(tài),小于重力時(shí)處于失重狀態(tài),等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài)。 (2)從加速度的角度判斷。當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài),具有向下的加速度時(shí)處于失重狀態(tài),向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài)。 (3)從速度變化的角度判斷。 ①物體向上加速或向下減速時(shí),超重。 ②物體向下加速或向上減速時(shí),失重。 點(diǎn)點(diǎn)通(四) 單位制 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)出來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[爾文] K 物質(zhì)的量 n 摩[爾] mol 發(fā)光強(qiáng)度 IV 坎[德拉] cd [小題練通] 1.在國(guó)際單位制中,力學(xué)和電學(xué)的基本單位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。導(dǎo)出單位V(伏特),用上述基本單位可表示為( ) A.m2kgs-4A-1 B.m2kgs-3A-1 C.m2kgs-2A-1 D.m2kgs-1A-1 解析:選B 由物理公式U===,得1 V= 1 =1 kgm2s-3A-1,選項(xiàng)B正確。 2.關(guān)于單位制,下列說法中正確的是( ) A.kg、m/s、N是導(dǎo)出單位 B.kg、m、C是基本單位 C.在國(guó)際單位制中,電流的單位A是導(dǎo)出單位 D.在國(guó)際單位制中,力的單位N是根據(jù)牛頓第二定律定義的 解析:選D 在力學(xué)中m(長(zhǎng)度單位)、kg(質(zhì)量單位)、s(時(shí)間單位)作為基本單位,可以導(dǎo)出其他物理量的單位,力的單位N是根據(jù)牛頓第二定律F=ma導(dǎo)出的,D正確,A錯(cuò)誤;電荷量的單位C屬于國(guó)際單位制中的導(dǎo)出單位,B錯(cuò)誤;電流的單位A屬于國(guó)際單位制中的基本單位,C錯(cuò)誤。 3.由庫(kù)侖定律可知,真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷,帶電荷量分別為q1和q2,其間距離為r時(shí),它們之間相互作用力的大小為F=k,式中k為靜電力常量。若用國(guó)際單位制的基本單位表示,k的單位應(yīng)為( ) A.kgA2m3 B.kgA-2m3s-4 C.kgm2C-2 D.Nm2A-2 解析:選B 由公式F=k得,k=,故k的單位為,又由公式q=It得1 C=1 As,由F=ma可知 1 N=1 kgms-2,故1 =1 kgA-2m3s-4,選項(xiàng)B正確。 1.加速度的方向由合外力的方向決定,與物體運(yùn)動(dòng)速度方向無關(guān)。 2.牛頓第二定律是矢量式,列方程時(shí)常以加速度的方向?yàn)檎较颍眠\(yùn)動(dòng)學(xué)公式列方程時(shí)常以初速度方向?yàn)檎较?,注意兩種情況下加速度的符號(hào)關(guān)系。 3.解題中常用到的二級(jí)結(jié)論 (1)沿粗糙水平面自由滑行的物體:a=μg。 (2)沿光滑斜面自由滑行的物體:a=gsin θ。 (3)沿粗糙斜面自由下滑的物體:a=g(sin θ-μcos θ)。 (4)沿粗糙斜面自由上滑的物體:a=g(sin θ+μcos θ)。 [課堂綜合訓(xùn)練] 1.(多選)一人乘電梯上樓,在豎直上升過程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示,以豎直向上為a的正方向,則人對(duì)地板的壓力( ) A.t=2 s時(shí)最大 B.t=2 s時(shí)最小 C.t=8.5 s時(shí)最大 D.t=8.5 s時(shí)最小 解析:選AD 對(duì)人受力分析,受重力mg和支持力FN,由牛頓第二定律得FN-mg=ma。由牛頓第三定律得人對(duì)地板的壓力FN′=FN=mg+ma。當(dāng)t=2 s時(shí)a有最大值,F(xiàn)N′最大;當(dāng)t=8.5 s時(shí),a有最小值,F(xiàn)N′最小,選項(xiàng)A、D正確。 2.如圖所示,質(zhì)量為1.5 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上,質(zhì)量為0.5 kg的物體B由細(xì)線懸掛在天花板上,B與A剛好接觸但不擠壓?,F(xiàn)突然將細(xì)線剪斷,則剪斷后瞬間A、B間的作用力大小為(g取10 m/s2)( ) A.0 B.2.5 N C.5 N D.3.75 N 解析:選D 當(dāng)細(xì)線剪斷瞬間,細(xì)線的彈力突然變?yōu)?,則B與A突然有了相互作用的彈力,此時(shí)彈簧形變?nèi)圆蛔?,?duì)A、B整體受力分析可知,整體受重力G=(mA+mB)g=20 N,彈簧彈力為F=mAg=15 N,由牛頓第二定律G-F=(mA+mB)a,解得a=2.5 m/s2,對(duì)B受力分析,B受重力和A對(duì)B的彈力F1,對(duì)B有mBg-F1=mBa,解得F1=3.75 N,選項(xiàng)D正確。 3.質(zhì)量為M的皮帶輪工件放置在水平桌面上,一細(xì)繩繞過皮帶輪的皮帶槽,一端系一質(zhì)量為m的重物,另一端固定在桌面上。如圖所示,皮帶輪與桌面、細(xì)繩之間以及細(xì)繩與桌子邊緣之間的摩擦都忽略不計(jì),則重物下落過程中,皮帶輪的加速度大小為( ) A. B. C. D. 解析:選C 相等時(shí)間內(nèi)重物下落的距離是皮帶輪運(yùn)動(dòng)距離的2倍,因此,重物的加速度大小也是皮帶輪加速度大小的2倍,設(shè)細(xì)繩上的拉力為F,根據(jù)牛頓第二定律=2,解得F=,皮帶輪加速度大小為a==,所以C正確。 4.(2019泰安模擬)如圖所示,小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上,小球B用水平輕彈簧拉著,彈簧固定在豎直板上。兩小球A、B通過光滑滑輪O用輕質(zhì)細(xì)繩相連,兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知小球B質(zhì)量為m,O在半圓柱體圓心O1的正上方,OA與豎直方向成30角,OA長(zhǎng)度與半圓柱體半徑相等,OB與豎直方向成45角。現(xiàn)將細(xì)繩剪斷的瞬間(重力加速度為g),下列說法正確的是( ) A.彈簧彈力大小為mg B.小球B的加速度為g C.小球A受到的支持力為mg D.小球A的加速度為g 解析:選D 剪斷細(xì)繩前對(duì)小球B受力分析如圖所示,由平衡條件可得F繩==mg,F(xiàn)彈=mgtan 45=mg;剪斷細(xì)繩瞬間,細(xì)繩上彈力立即消失,而彈簧彈力F彈和小球B受到的重力的大小和方向均沒有改變,則F合==mg,aB==g,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;剪斷細(xì)繩前,小球A受到的重力大小mAg=2F繩cos 30=mg,剪斷細(xì)繩瞬間,小球A受到的支持力FNA=mAgcos 30=mg,C項(xiàng)錯(cuò)誤;剪斷細(xì)繩瞬間,對(duì)小球A由牛頓第二定律有mAgsin 30=mAaA,得小球A的加速度aA=gsin 30=g,D項(xiàng)正確。 1.雨滴從空中由靜止落下,若雨滴受到的空氣阻力隨雨滴下落速度的增大而增大,選項(xiàng)圖中能大致反映雨滴運(yùn)動(dòng)情況的是( ) 解析:選C 根據(jù)題意,對(duì)雨滴進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律可得mg-kv=ma,隨雨滴速度的增大可知雨滴做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),故C正確。 2.在解一道文字計(jì)算題(由字母表達(dá)結(jié)果的計(jì)算題)時(shí),一個(gè)同學(xué)解得x=(t1+t2),用單位制的方法檢查,這個(gè)結(jié)果( ) A.可能是正確的 B.一定是錯(cuò)誤的 C.如果用國(guó)際單位制,結(jié)果可能正確 D.用國(guó)際單位制,結(jié)果錯(cuò)誤,如果用其他單位制,結(jié)果可能正確 解析:選B 由x=(t1+t2)可知x的單位為:s==m/s,此為速度的單位,而位移的單位為m,所以結(jié)果錯(cuò)誤,B正確。 3.下列關(guān)于超重和失重的說法正確的是( ) A.游泳高手可以靜躺在水面上,那時(shí)的人處于完全失重狀態(tài) B.跳水運(yùn)動(dòng)員在入水前處于失重狀態(tài),入水后短時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài) C.飛船利用火箭發(fā)射后,上升過程中處于超重狀態(tài),返回地面過程中處于失重狀態(tài) D.給物塊一個(gè)初速度沿斜面上滑,上滑的過程中物塊處于超重狀態(tài),到最高點(diǎn)后下滑,下滑的過程中物塊處于失重狀態(tài) 解析:選B 人處于完全失重狀態(tài)時(shí),有向下的加速度且大小等于重力加速度,A錯(cuò)誤;跳水運(yùn)動(dòng)員入水前有向下的加速度處于失重狀態(tài),入水后短時(shí)間內(nèi)有向上的加速度處于超重狀態(tài),B正確;飛船返回地面時(shí)有向上的加速度,處于超重狀態(tài),C錯(cuò)誤;物塊上滑的過程有向下的加速度,物塊處于失重狀態(tài),D錯(cuò)誤。 4.“兒童蹦極”中,拴在腰間左右兩側(cè)的是懸點(diǎn)等高、完全相同的兩根橡皮繩。質(zhì)量為m的小明靜止懸掛在空中時(shí),兩橡皮繩的夾角為60,則( ) A.每根橡皮繩的拉力為mg B.若將懸點(diǎn)間距離變小,則每根橡皮繩所受拉力將變小 C.若此時(shí)小明左側(cè)橡皮繩在腰間斷裂,則小明此時(shí)加速度為g D.若拴在腰間左右兩側(cè)的是懸點(diǎn)等高、完全相同的兩根輕繩,則小明左側(cè)輕繩在腰間斷裂時(shí),小明的加速度為g 解析:選B 根據(jù)平行四邊形定則知,2Fcos 30=mg,解得F=mg,故A錯(cuò)誤;根據(jù)共點(diǎn)力平衡得,2Fcos θ=mg,當(dāng)懸點(diǎn)間的距離變小時(shí),θ變小,cos θ變大,可知橡皮繩的拉力變小,故B正確;當(dāng)左側(cè)橡皮繩斷裂,斷裂的瞬間,右側(cè)橡皮繩的拉力不變,則重力和右側(cè)橡皮繩拉力的合力與左側(cè)橡皮繩初始時(shí)的拉力大小相等、方向相反,合力大小為mg,加速度為g,故C錯(cuò)誤;當(dāng)兩側(cè)為輕繩時(shí),左側(cè)輕繩斷裂瞬間,右側(cè)輕繩上拉力發(fā)生突變,將重力沿輕繩方向和垂直于輕繩方向正交分解,合力為mgsin 30,加速度為g,方向沿垂直于右側(cè)輕繩的方向斜向下,故D錯(cuò)誤。 5.(2019廣元檢測(cè))如圖所示,彈簧左端固定,右端自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn)并系住質(zhì)量為m的物體?,F(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放,物體可以一直運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。如果物體受到的阻力恒定,則( ) A.物體從A到O先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng) B.物體從A到O做加速運(yùn)動(dòng),從O到B做減速運(yùn)動(dòng) C.物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí),所受合力為零 D.物體從A到O的過程中,加速度逐漸減小 解析:選A 物體從A到O,初始階段受到向右的彈力大于阻力,合力向右。隨著物體向右運(yùn)動(dòng),彈力逐漸減小,合力逐漸減小,由牛頓第二定律可知,加速度向右且逐漸減小,由于加速度與速度同向,物體的速度逐漸增大。當(dāng)物體向右運(yùn)動(dòng)至AO間某點(diǎn)(設(shè)為點(diǎn)O′)時(shí),彈力減小到與阻力相等,物體所受合力為零,加速度為零,速度達(dá)到最大。此后,隨著物體繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng),彈力繼續(xù)減小,阻力大于彈力,合力方向變?yōu)橄蜃?,至O點(diǎn)時(shí)彈力減為零,此后彈力向左且逐漸增大。所以物體越過O′點(diǎn)后,合力(加速度)方向向左且逐漸增大,由于加速度與速度反向,故物體做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)。A正確。 6.(2019莆田質(zhì)檢)如圖所示,質(zhì)量分別為m1=1 kg、m2=4 kg 的A、B兩物體置于光滑的水平面上,中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接,大小均為20 N的水平拉力F1、F2分別作用在A、B上,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是( ) A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是0 B.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是40 N C.突然撤去F2的瞬間,B的加速度大小為5 m/s2 D.撤去F1后,當(dāng)A、B加速度相同時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是16 N 解析:選C 兩水平拉力大小相等,兩物體受力平衡,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)T=20 N,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;在突然撤去F2的瞬間,因?yàn)閺椈傻膹椓Σ荒馨l(fā)生突變,所以B的加速度大小為a2== m/s2=5 m/s2, 選項(xiàng)C正確;撤去F1后, 當(dāng)A、B加速度相同時(shí), 滿足=,解得彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)T′=4 N,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7.(多選)一物體重為50 N,與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。現(xiàn)加上如圖所示的水平力F1和F2,若F2=15 N時(shí)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),則F1的值可能是(g=10 m/s2)( ) A.3 N B.25 N C.30 N D.50 N 解析:選ACD 若物體向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可知 F2-F1-μG=ma>0,解得F1<5 N,A正確;若物體向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可知 F1-F2-μG=ma>0,解得F1>25 N,C、D正確。 8.(多選)如圖所示,傾角為θ的光滑斜面固定在水平地面上,A、B、C三球的質(zhì)量均為m,輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A相連,A、B間由一輕質(zhì)細(xì)線連接,B、C間由一輕桿相連。彈簧、細(xì)線與輕桿均平行于斜面,初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。細(xì)線被燒斷的瞬間,下列說法正確的是( ) A.A的加速度沿斜面向上,大小為gsin θ B.C的受力情況未變,加速度為0 C.B、C兩球的加速度均沿斜面向下,大小均為gsin θ D.B、C之間桿的彈力大小為0 解析:選CD 初始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),把B、C看成整體,對(duì)B、C整體受力分析,受重力2mg、斜面的支持力FN、細(xì)線的拉力FT,由平衡條件可得FT=2mgsin θ,對(duì)A進(jìn)行受力分析,A受重力mg、斜面的支持力、彈簧的彈力F彈和細(xì)線的拉力FT,由平衡條件可得F彈=FT+mgsin θ=3mgsin θ,細(xì)線被燒斷的瞬間,細(xì)線的拉力會(huì)突變?yōu)榱?,彈簧的彈力不變,根?jù)牛頓第二定律得A的加速度沿斜面向上,大小為a=2gsin θ,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;細(xì)線被燒斷的瞬間,把B、C看成整體,根據(jù)牛頓第二定律得B、C兩球的加速度大小為a′=gsin θ,均沿斜面向下,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,C正確;假設(shè)桿對(duì)C有彈力,對(duì)C進(jìn)行受力分析,C受重力mg、桿的彈力F和斜面的支持力,根據(jù)牛頓第二定律得mgsin θ+F=ma′,解得F=0,所以B、C之間桿的彈力大小為0,選項(xiàng)D正確。 9.(多選)(2019郴州質(zhì)檢)如圖(a)所示,質(zhì)量為5 kg的小物塊以初速度v0=11 m/s從θ=53的固定斜面底端先后兩次滑上斜面。第一次對(duì)小物塊施加一沿斜面向上的恒力F,第二次無恒力F。圖(b)中的兩條線段a、b分別表示存在恒力F和無恒力F時(shí)小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的vt圖線。不考慮空氣阻力,g=10 m/s2(sin 53=0.8,cos 53=0.6)。下列說法中正確的是( ) A.恒力F的大小為5 N B.恒力F的大小為10 N C.小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 D.小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5 解析:選AD 由題圖可得有恒力F時(shí):a1== m/s2=10 m/s2;無恒力F時(shí):a2== m/s2=11 m/s2;由牛頓第二定律得:無恒力F時(shí):mgsin θ+μmgcos θ=m- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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