復習課件-牛頓運動定律

牛頓運動定律一.牛頓第一定律：復習精要（1）內(nèi)容：一切物體總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，直到有外力迫使其改變運動狀態(tài)為止。（2）理解：牛頓第一定律分別從物體的本質(zhì)特征和相應的外部作用兩個側(cè)面對運動作出了深刻的剖析。就物體的本質(zhì)特征而言，一切物體都具有“不愿改變其運動狀態(tài)”的特性；就物體所受到的外力與其運動的關系而言，外力是迫使物體改變運動狀態(tài)的原因。也就是說，牛頓第一定律一方面揭示出一切物體共同具備的本質(zhì)特性——慣性，另一方面又指出了外力的作用效果之一——改變物體的運動狀態(tài)。（3）伽利略斜面實驗是牛頓第一定律的實驗基礎。（4）慣性的大小只跟物體的質(zhì)量有關,與其它因素均無關二.牛頓第二定律：（1）內(nèi)容：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。F合=ma（2）理解：F量化了迫使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用,m量化了物體“不愿改變運動狀態(tài)”的基本特性(慣性)，而a則描述了物體的運動狀態(tài)(v)變化的快慢。明確了上述三個量的物理意義，就不難理解如下的關系了：另外,牛頓第二定律給出的是F、m、a三者之間的瞬時關系,也是由力的作用效果的瞬時性特征所決定的.（3）注意：a.牛頓第二定律中的F應該是物體受到的合外力。b.同向——加速度的方向跟合外力的方向相同c.同時——加速度的大小隨著合外力的大小同時變化d.同體——F、m、a應該對應于同一物體或同一系統(tǒng)

（4）應用牛頓第二定律解題的基本步驟a.確定研究對象；b.分析研究對象的受力情況與運動情況；c.建立適當?shù)淖鴺讼?，將力與加速度作正交分解；d.沿各坐標軸方向列出動力學方程，進而求解.（5）研究方法：正交分解法整體法和隔離法三.牛頓第三定律：兩個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，同時出現(xiàn)，同時消失，分別作用在兩個不同的物體上。F=-F′注意：作用力和反作用力總是——同生、同滅、同變、同大小、同性質(zhì)、反方向，但是分別作用在不同的物體上，因此不能抵消。四、超重與失重（1）真重與視重如圖1所示，在某一系統(tǒng)中（如升降機中）用彈簧秤測某一物體的重力,懸于彈簧秤掛鉤下的物體靜止時受到兩個力的作用：地球給物體的豎直向下的重力mg和彈簧秤掛鉤給物體的豎直向上的彈力F，這里，mg是物體實際受到的重力，稱為物體的真重；圖1F是彈簧秤給物體的彈力，其大小將表現(xiàn)在彈簧秤的示數(shù)上，稱為物體的視重。（2）超重與失重通常情況下測物體的重力時,視重等于真重,我們就以彈簧秤的示數(shù)作為物體重力大小的測量值。當系統(tǒng)(升降機)做變速運動時,有時會使得視重大于真重,此時稱為超重現(xiàn)象;有時會使得視重小于真重,此時稱為失重現(xiàn)象;甚至有時會視重等于零,此時稱為完全失重現(xiàn)象。超重與失重的條件（3）a.由牛頓第二定律不難判斷：當圖1中的升降機做變速運動，有豎直向上的加速度a(勻加速上升或勻減速下降)時，可由F－mg=ma得F=m(g+a)＞mg

在此條件下，系統(tǒng)處于超重狀態(tài)；b.當圖1中的升降機做變速運動，有豎直向下的加速度a時(勻加速下降或勻減速上升)，可由mg－F=ma得F=m(g－a)＜mg在此條件下，系統(tǒng)處于失重狀態(tài)；c.當圖1中的升降機做變速運動，有豎直向下的加速度a且a=g時，視重將為F=0，在此條件下，系統(tǒng)處于完全失重狀態(tài)。1、用計算機輔助實驗系統(tǒng)做驗證牛頓第三定律的實驗，點擊實驗菜單中“力的相互作用”。把兩個力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖。觀察分析兩個力傳感器的相互作用力隨時間變化的曲線，可以得到以下實驗結(jié)論：()A、作用力與反作用力時刻相等B、作用力與反作用力作用在同一物體上C、作用力與反作用力大小相等D、作用力與反作用力方向相反F/Nt/sCD2．下列說法中正確的是（）A．游泳運動員仰臥在水面靜止不動的時候處于失重狀態(tài)。B．體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài)。C．舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)。D．蹦床運動員在空中上升和下落過程中處于失重狀態(tài)。D3.下列實例屬于超重現(xiàn)象的是()A．汽車駛過拱形橋頂端B．蕩秋千的小孩通過最低點C．跳水運動員被跳板彈起，離開跳板向上運動。D．火箭點火后加速升空。

BD4.游樂園中，游客乘坐能加速或減速運動的升降機，可以體會超重與失重的感覺。下列描述正確的是（）A.當升降機加速上升時，游客是處在失重狀態(tài)B.當升降機減速下降時，游客是處在超重狀態(tài)C.當升降機減速上升時，游客是處在失重狀態(tài)D.當升降機加速下降時，游客是處在超重狀態(tài)

BC5、科學研究發(fā)現(xiàn)，在月球表面：①沒有空氣；②重力加速度約為地球表面的1/6；③沒有磁場。若宇航員登上月球后，在空中同時釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其他星球?qū)υ虑虻挠绊懀韵抡f法正確的有（

）A、氫氣球和鉛球都處于失重狀態(tài)B、氫氣球?qū)⑾蛏霞铀偕仙?，鉛球加速下落C、氫氣球和鉛球都將下落，但鉛球先落到地面D、氫氣球和鉛球都將下落，且同時落地AD6．如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體靜止在平面直角坐標系xOy的坐標原點，某時刻只受到F1和F2的作用，且F1=10N，，則物體的加速度 （）A．方向沿y軸正方向B．方向沿y軸負方向C．大小等于1m/s2D．大小等于m/s2COyxF2F14507．一物體放置在傾角為θ的斜面上，斜面固定于加速上升的電梯中，加速度為a，如圖所示．在物體始終相對于斜面靜止的條件下()A.當θ一定時，a越大，斜面對物體的正壓力越小B.當θ一定時，a越大，斜面對物體的摩擦力越大C.當a一定時，θ越大，斜面對物體的正壓力越小D.當a一定時，θ越大，斜面對物體的摩擦力越小aθθBC8．如圖所示，質(zhì)量為5kg的物體m在平行于斜面向上的力F作用下，沿斜面勻加速向上運動，加速度大小為a=2m/s2，F(xiàn)=50N，θ=370，若突然撤去外力F，則在剛撤去外力的瞬間，物體m的加速度大小和方向是（）A．2m/s2，沿斜面向上B．4m/s2，沿斜面向下C．6m/s2，沿斜面向下D．8m/s2，沿斜面向下FθD9．如圖所示，小車沿水平面做直線運動，小車內(nèi)光滑底面上有一物塊被壓縮的彈簧壓向左壁，小車向右加速運動．若小車向右加速度增大，則車左壁受物塊的壓力N1和車右壁受彈簧的壓力N2的大小變化是：()A．N1不變，N2變大B．N1變大，N2不變C．N1、N2都變大D．N1變大，N2減小N1avN2B10、如圖所示，用傾角為30°的光滑木板AB托住質(zhì)量為m的小球，小球用輕彈簧系住，當小球處于靜止狀態(tài)時，彈簧恰好水平．則當木板AB突然向下撤離的瞬間（）A．小球?qū)㈤_始做自由落體運動B．小球?qū)㈤_始做圓周運動C．小球加速度大小為gD．小球加速度大小為AB30°D11．如圖所示，一質(zhì)量為M的木塊與水平面接觸，木塊上方固定有一根直立的輕彈簧，彈簧上端系一帶電且質(zhì)量為m的小球（彈簧不帶電），小球在豎直方向上振動，當加上豎直方向的勻強電場后，在彈簧正好恢復到原長時，小球具有最大速度．當木塊對水平面壓力為零時，小球的加速度大小是()A．mg/MB．Mg/mC．(M+m)g/mD．(M+m)g/MB12．如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中，下列敘述正確的是（）A．小球的速度一直減小B．小球的加速度先減小后增大C．小球的加速度的最大值，一定大于重力加速度D．小球機械能守恒BC13．如圖所示是兩根輕彈簧與兩個質(zhì)量都為m的小球連接成的系統(tǒng)，上面一根彈簧的上端固定在天花板上，兩小球之間還連接了一根不可伸長的細線.該系統(tǒng)靜止，細線受到的拉力大小等于4mg.在剪斷了兩球之間的細線的瞬間，球A的加速度aA和球B的加速度aB分別是 （）A．2g，豎直向下；2g，豎直向下 B．4g，豎直向上；4g，豎直向下C．2g，豎直向上；2g，豎直向下 D．2g，豎直向下；4g，豎直向下AB解：畫出受力圖如圖示，BT=4mgF=3mgmgAF=3mgT=4mgmgN=2mg剪斷細線的瞬間，細線的拉力減為0，aA=4g，豎直向上aB=4g，豎直向下B14、如圖，用相同材料做成的質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體中間用一輕彈簧連接。在下列四種情況下，相同的拉力F均作用在m1上，使m1、m2作加速運動：①拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速運動。②拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速運動。③拉力平行于傾角為θ的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加速運動。④拉力平行于傾角為θ的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面向上加速運動。以△l1、△l2、△l3、△l4依次表示彈簧在四種情況下的伸長量，則有（）A、△l2＞△l1

B、△l4＞△l3

C、△l1＞△l3

D、△l2＝△l4④Fθ③FθF①②Fm1m1m1m1m2m2m2m2

D解見下頁例

例.如圖示，兩物塊質(zhì)量為M和m，用繩連接后放在傾角為θ的斜面上，物塊和斜面的動摩擦因素為μ，用沿斜面向上的恒力F拉物塊M運動，求中間繩子的張力.解：畫出M和m的受力圖如圖示：由牛頓運動定律，對M有F-T-Mgsinθ-μMgcosθ=Ma（1）對m有T-mgsinθ-μmgcosθ=ma（2）∴a=F/(M+m)-gsinθ-μgcosθ（3）（3）代入（2）式得T=m（a+gsinθ-μgcosθ）=mF／(M+m)由上式可知：T的大小與θ無關T的大小與μ無關T的大小與運動情況無關mgf2N2TN1Mgf1TFmMθ15．如圖所示，在光滑水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1＞m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧秤。若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧秤示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧秤示數(shù)為F2。則以下關系式正確的是（）A． B．C． D．ABFA16．固定光滑細桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運動，推力F與小環(huán)速度v隨時間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度g＝10m/s2。求：（1）小環(huán)的質(zhì)量m；（2）細桿與地面間的傾角。F/Nt/s55.50246Fa

t/sv/ms-102461解：由圖得：a＝v/t＝0.5m/s2，前2s有：F1－mg

sin＝ma，2s后有：F2＝mg

sin，代入數(shù)據(jù)可解得：m＝1kg，＝30。17.某同學欲用如圖所示的裝置來驗證機械能守恒定律。P、Q為記錄重物A運動情況的兩個光電門。A、B為兩重物,用跨過滑輪的細線連接，其中mA＝2kg,細線、滑輪質(zhì)量以及摩擦均可不計。為了保證無論B物體質(zhì)量多大，實驗都能順利進行，該同學應選用抗拉能力至少是多大的繩索（L）來懸掛滑輪：（g取10m/s2

）()A.150NB.80NC.40ND.20N

QPLBA解：A向上加速運動，F(xiàn)L=2T<80N

B18.如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，用大小為、方向水平的力F拉物體，使物體沿水平面做勻速直線運動，則物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=

，在保持拉力F大小不變的情況下改變其方向但仍使物體沿原方向做勻速直線運動，此時拉力與原水平力F的夾角θ為

。OvθF解：方向水平的力F拉物體f=μmg=F

改變F方向后，∴θ=60o或0o60°19.某校課外活動小組，自制一枚土火箭，火箭在地面時的質(zhì)量為3kg。設火箭發(fā)射實驗時，始終在垂直于地面的方向上運動?；鸺c火后可認為作勻加速運動，經(jīng)過4s到達離地面40m高處燃料恰好用完。若空氣阻力忽略不計，g取10m/s2。求：（1）燃料恰好用完時火箭的速度為多大？（2）火箭上升離地面的最大高度是多大？（3）火箭上升時受到的最大推力是多大？解：（1）設燃料燃燒結(jié)束時火箭的速度為v，根據(jù)運動學公式有：h=vt/2v=2h/t=20m/s（2）火箭能夠繼續(xù)上升的時間：t1=v/g=20/10=2s火箭能夠繼續(xù)上升的高度：h1=v2/2g=202/20=20m火箭離地的最大高度：H=h+h1=40+20=60m（3）火箭在飛行中質(zhì)量不斷減小。所以在點火起飛的最初，其推力最大。a=v/t=20/4=5m/s2F－mg=maF=m(g+a)=3×(10+5)=45N20.如圖示，在水平地面上有A、B兩個物體，質(zhì)量分別為MA=3.0kg和MB=2.0kg它們與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.10。在A、B之間有一原長L=15cm、勁度系數(shù)k=500N/m的輕質(zhì)彈簧把它們連接，現(xiàn)分別用兩個方向相反的水平恒力F1、F2同時作用在A、B兩個物體上,已知F1=20N，F(xiàn)2=10N，g取10m/s2

。當運動達到穩(wěn)定時，求：(1)A和B共同運動的加速度的大小和方向。(2)A、B之間的距離(A和B均視為質(zhì)點)。F1F2BA解：（1）A、B組成的系統(tǒng)運動過程中所受摩擦力為f=μ(mA+mB)g設運動達到穩(wěn)定時系統(tǒng)的加速度為a，根據(jù)牛頓第二定律有F1―F2―f＝(mA+mB)a解得a＝1.0m/s2

，

方向與F1同向（或水平向右）（2）以A為研究對象，運動過程中所受摩擦力fA=μmAg設運動達到穩(wěn)定時所受彈簧的彈力為T，根據(jù)牛頓第二定律有F1―T―fA＝mAa解得T=14.0N

所以彈簧的伸長量Δx=T/k＝2.8cm因此運動達到穩(wěn)定時A、B之間的距離為s=l+Δx=17.8cm

21．一汽車沒有安裝ABS，急剎車后，車輪在路面上滑動.（取g=10m/s2

）（1）若車輪與干燥路面間的動摩擦因數(shù)是0.7，汽車以14m/s的速度行駛，急剎車后，滑行多遠才停下？（2）若車輪與濕滑路面間的動摩擦因數(shù)為0.1，汽車急剎車后的滑行距離不超過18m，剎車前的最大速度是多少？解：（1）汽車的加速度a1=-μ1

g=-7m/s2由0-v02=2ax得（2）汽車的加速度a2=-μ2g=-1m/s222.如圖所示．斜面MN的傾角θ=37o，斜面上有一質(zhì)量為m的物體A,B是一帶豎直推板的直桿，其質(zhì)量為2m．現(xiàn)使直桿B以水平加速度a=0.4g向右運動，從而推動物體A沿斜面向上運動．物體A與直桿B及斜面之間的摩擦均不計，直桿B始終保持豎直狀態(tài)，sin37o=0.6,cos37o=0.8．求此時：(l）物體A的加速度大小．(2)直桿B對物體A的推力大?。華MNBa解：(l)物體A與直桿B的加速度關系為

解得物體A的加速度aA=0.5g(2)對于物體AFcosθ-mgsinθ=maA解得推力F=1.4mg23、如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg?，F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊，使四個木塊以同一加速度