高考物理一輪復習提分寶典 第6課 牛頓運動定律

第6課牛頓運動定律1．牛頓第一定律(1)(多選)(經(jīng)典題，6分)伽利略根據(jù)小球在斜面上運動的實驗和理想實驗，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學的基礎。早期物理學家關于慣性有下列說法，其中正確的是()A．物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質是慣性B．沒有力的作用，物體只能處于靜止狀態(tài)C．行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質是慣性D．運動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動答案：AD解析：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質叫慣性，即物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質是慣性，故A項正確。沒有力的作用，物體也可能保持勻速直線運動狀態(tài)，故B項錯誤，D項正確。行星在圓周軌道上保持勻速率運動而不是勻速直線運動，所以不能稱為慣性，故C項錯誤。2．牛頓第二定律a．多角度理解牛頓第二定律(2)(多選)(2016全國Ⅰ，6分)一質點做勻速直線運動，現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質點上的力不發(fā)生改變，則()A．質點速度的方向總是與該恒力的方向相同B．質點速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C．質點加速度的方向總是與該恒力的方向相同D．質點單位時間內速率的變化量總是不變答案：BC解析：由牛頓第二定律可知，質點的加速度總是與該恒力方向相同，且加速度恒定，單位時間內速度的變化量不變，但速率的變化量可能不同，故C項正確，D項錯誤。當恒力與速度方向不在同一直線上時，質點做勻變速曲線運動，速度方向與恒力方向不相同，但速度方向不可能總與該恒力方向垂直，故B項正確。只有當恒力與速度同向，做勻加速直線運動時，速度方向才與該恒力方向相同，故A項錯誤。b．公式F＝ma中已知兩個物理量求另一個物理量的簡單計算(3)(經(jīng)典題，12分)如圖所示，在光滑的水平地面上有一個長為L，質量為M＝4kg的木板A，在木板的左端有一個質量為m＝2kg的小物體B，物體A、B之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，當對B施加水平向右的力F時(設A、B之間的最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力的大小)，取重力加速度g＝10m/s2。①若F＝4.2N，則A、B的加速度分別為多大？②若F＝10N，則A、B的加速度分別為多大？答案：①0.7m/s2，0.7m/s2(7分)②1m/s2，3m/s2(5分)解析：①設A、B的整體加速度為aAB，A、B的加速度分別為aA、aB，A、B間滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小為f，則f＝μmg(2分)故A的加速度aA的最大值aAmax＝eq\f(f,M)(2分)解得aAmax＝1m/s2(1分)aAB＝eq\f(F,M＋m)＝0.7m/s2<aAmax(1分)故aA＝aB＝0.7m/s2(1分)②aAB＝eq\f(F,M＋m)＝eq\f(5,3)m/s2>aAmax(1分)故aA＝aAmax＝1m/s2(1分)由F－f＝maB(2分)得aB＝3m/s2(1分)(4)(2013安徽理綜，6分)如圖所示，細線的一端系一質量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細線與斜面平行。在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細線的拉力T和斜面的支持力FN分別為(重力加速度為g)()A．T＝m(gsinθ＋acosθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ－asinθ)B．T＝m(gcosθ＋asinθ)，F(xiàn)N＝m(gsinθ－acosθ)C．T＝m(acosθ－gsinθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ＋asinθ)D．T＝m(asinθ－gcosθ)，F(xiàn)N＝m(gsinθ＋acosθ)答案：A解析：法一(分解力)對小球受力分析，水平方向有Tcosθ－FNsinθ＝ma，豎直方向有Tsinθ＋FNcosθ＝mg，解得T＝m(gsinθ＋acosθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ－asinθ)，故A項正確。法二(分解加速度)如圖，將小球的加速度分解為斜面方向和垂直斜面方向，得T－mgsinθ＝macosθ，mgcosθ－FN＝masinθ，解得T＝m(gsinθ＋acosθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ－asinθ)，故A項正確。c．分析受力突變，求解瞬時加速度(5)(2017東北師大附中一模，6分)如圖所示，A、B、C三球質量均為m，輕質彈簧一端固定在斜面頂端，另一端與A球相連，A、B間固定一輕桿，B、C間由一輕質細線連接。傾角為θ的光滑斜面固定在地面上，彈簧、輕桿與細線均平行于斜面，初始系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，細線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是(已知重力加速度為g)()A．A球的受力情況未變，加速度為零B．C球的加速度沿斜面向下，大小為eq\f(g,2)C．A、B之間桿的拉力大小為2mgsinθD．A、B兩個小球的加速度均沿斜面向上，大小均為eq\f(1,2)gsinθ答案：D解析：細線被燒斷的瞬間，C不再受細線的拉力作用，a＝gsinθ，沿斜面向下，故B項錯誤。以A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，燒斷細線前A、B靜止，處于平衡狀態(tài)，合力為零，彈簧的彈力F彈＝3mgsinθ，燒斷細線的瞬間，由于彈簧彈力不能突變，由牛頓第二定律得3mgsinθ－2mgsinθ＝2ma，則A、B的加速度a＝eq\f(1,2)gsinθ，故A項錯誤，D項正確。以B為研究對象，由牛頓第二定律得FT－mgsinθ＝ma，解得FT＝eq\f(3,2)mgsinθ，故C項錯誤。d．運用牛頓第二定律解決實際應用問題(6)(2014全國Ⅰ，6分)如圖所示，用橡皮筋將一小球懸掛在小車的架子上，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)使小車從靜止開始向左加速，加速度從零開始逐漸增大到某一值，然后保持此值，小球穩(wěn)定地偏離豎直方向某一角度(橡皮筋在彈性限度內)。與穩(wěn)定在豎直位置時相比，小球的高度()A．一定升高B．一定降低C．保持不變D．升高或降低由橡皮筋的勁度系數(shù)決定答案：A解析：設L0為橡皮筋的原長，k為橡皮筋的勁度系數(shù)，小車靜止時，對小球受力分析得T1＝mg，橡皮筋的伸長量x1＝eq\f(mg,k)，即小球與懸掛點的距離為L1＝L0＋eq\f(mg,k)，當小車的加速度穩(wěn)定在一定值時，對小球進行受力分析如圖所示，得T2cosα＝mg，T2sinα＝ma，所以T2＝eq\f(mg,cosα)，橡皮筋的伸長量x2＝eq\f(T2,k)＝eq\f(mg,kcosα)。小球與懸掛點的豎直方向的距離為L2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L0＋\f(mg,kcosα)))cosα＝L0cosα＋eq\f(mg,k)。所以L1＞L2，即小球在豎直方向上到懸掛點的距離減小，所以小球一定升高，故A項正確。3．牛頓第三定律(7)(經(jīng)典題，6分)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，約定先使對方過分界線者為贏。若繩子質量不計，冰面可看成是光滑的，則下列說法正確的是()A．甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力B．甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力C．若甲的質量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利D．若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利答案：C解析：根據(jù)牛頓第三定律，甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對作用力與反作用力，故A項錯誤。因