高考物理必修1一輪復習課時試題解析第3章試題解析12

教案12牛頓第二定律及應用(一)牛頓第二定律的理解及動力學兩類基本問題一、觀點規(guī)律題組1．以下對牛頓第二定律的表達式F＝ma及其變形公式的理解，正確的選項是( )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．運動的加快度大小為1.5m/s2，方向向左D．運動的加快度大小為0.5m/s2，方向向右4．對于國秒單位制，以下說法正確的選項是( )A．g，m/s，N是導出單位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獨立性(2)物體的實質(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，設物體在運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，當物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時，撤掉拉力，今后木板和物塊相對于水平面的運動狀況為( )圖4A．物塊先向左運動，再向右運動B．物塊向左運動，速度漸漸增大，直到做勻速運動C．木板向右運動，速度漸漸變小，直到做勻速運動．木板和物塊的速度都漸漸變小，直到為零[規(guī)范思想][針對訓練1]圖

5如圖

5所示為蹦極運動的表示圖．

彈性繩的一端固定在

O點，另一端和運動員相連．

運動員從

O點自由著落，至

B點彈性繩自然挺直，經(jīng)過協(xié)力為零的

C點抵達最低點

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是( )①經(jīng)過

B點時，運動員的速率最大

②經(jīng)過

C點時，運動員的速率最大

③從

C點到

D點，運動員的加快度增大

④從

C點到

D點，運動員的加快度不變A．①③

B．②③

C．①④

D．②④二、動力學兩類基本問題1．剖析流程圖2．應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動狀況．畫好受力剖析圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程．(3)選用正方向或成立坐標系．往常以加快度的方向為正方向或以加快度方向為某一坐標軸的正方向．(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)果進行議論．特別提示(1)物體的運動狀況是由所受的力及物體運動的初始狀態(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．假如物體做直線運動，一般把力分解到沿運動方向和垂直于運動方向；當求加快度時，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．[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動，一段時間后撤去

F，其運動的

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)物體運動位移的大小．[規(guī)范思想][針對訓練2]航模興趣小組設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時抵達高度H＝64m，求飛翔器所受阻力f的大小．(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升力的最長時間t3.【基礎操練】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，達到最高點后又返回原處，假定整個運動過程中，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的作用下做直線運動，其速度—時間圖象如圖乙所示，以下判斷正確的選項是( )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小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是

(

)圖116．商場搬運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)，建有一山坡滑草運動項目．該山坡可當作傾角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)設旅客滑下50m后進入水平草坪，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，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?。贪?2牛頓第二定律及應用(一)牛頓第二定律的理解及動力學兩類基本問題【課前雙基回扣】1．CD[牛頓第二定律的表達式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項錯誤，D項正確．]3．AD4．BD

[所謂導出單位，是利用物理公式和基本單位推導出的，

力學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)出的，如“牛頓”

(N)是導出單位，即

1N＝1g·m/s2(F＝ma)，所以題中

A項錯誤，

B項正確．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項正確．]思想提高1．牛頓第二定律是一個實驗定律，其公式也就不可以像數(shù)學公式那樣任意變換成不一樣的表達式．2．＝vaFaavat是的定義式，＝是的決定式，雖可由＝t進行計算，但決定于合外aama力F與質(zhì)量m.3．在牛頓運動定律的應用中，整體法與隔絕法的聯(lián)合使用是常用的一種方法．4．對于彈簧彈力和細繩彈力要差別開．5．在牛頓運動定律的應用中，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．【核心考點打破】例1A[最高點速度為零，物體受重力，協(xié)力不行能為零，加快度不為零，故B項錯．上11＋f－f升時做勻減速運動，h＝2a1t12，著落時做勻加快運動，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項正確．][規(guī)范思想]物體的加快度與合外力存在剎時對應關(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動，綜上所述，選項B、C正確．][規(guī)范思想]正確成立兩物體的運動情形，明確物體的受力狀況，從而確立加快度的大小方向，再進行運動狀態(tài)剖析．2F－μmgxF例3(1)m(2)(μmg－1)分析(1)設撤去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又由運動學公式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由運動學公式＝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，求解運動狀況，受力剖析是求解的重點．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)設物體做勻減速直線運動的時間為

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)設物體做勻加快直線運動的時間為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動圖象的綜合應用．此題是已知運動狀況

(由

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