高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律經(jīng)典練習(xí)題

牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、基礎(chǔ)知識(shí)回顧：1、牛頓第一定律一切物體總保持，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。注意：（1）牛頓第一定律進(jìn)一步揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)（物體速度）的原因，而是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（物體速度）的原因，換言之，力是產(chǎn)生的原因。（2）牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，它是以伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)“為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象，歸納推理而總結(jié)出來(lái)的。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)叫慣性。3、對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的理解（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）定律說(shuō)明了任何物體都有一個(gè)極其重要的性質(zhì)——慣性。（4）牛頓第一定律揭示了靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的等價(jià)性。4、對(duì)物體的慣性的理解（1）慣性是物體總有保持自己原來(lái)狀態(tài)（速度）的本性，是物體的固有屬性，不能克服和避免。（2）慣性只與物體本身有關(guān)而與物體是否運(yùn)動(dòng)，是否受力無(wú)關(guān)。任何物體無(wú)論它運(yùn)動(dòng)還是靜止，無(wú)論運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是改變還是不改變，物體都有慣性，且物體質(zhì)量不變慣性不變。質(zhì)量是物體慣性的唯一量度。（3）物體慣性的大小是描述物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)強(qiáng)弱。物體慣性（質(zhì)量）大，保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)強(qiáng)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變，反之物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易改變。（4）慣性不是力。5、牛頓第二定律的內(nèi)容和公式物體的加速度跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟合外力方向相同。公式是：a=F合/m或F合=ma6、對(duì)牛頓第二定律的理解（1）牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即知道了力，可根據(jù)牛頓第二定律得出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。反過(guò)來(lái)，知道運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律得出物體的受力情況，在牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F合=ma中，F(xiàn)合是力，ma是力的作用效果，特別要注意不能把ma看作是力。（2）牛頓第二定律揭示的是力的瞬時(shí)效果，即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，力變加速度就變，力撤除加速度就為零，注意力的瞬時(shí)效果是加速度而不是速度。（3）牛頓第二定律公式：F合=ma是矢量式，F(xiàn)、a都是矢量且方向相同。（4）牛頓第二定律F合=ma定義了力的單位：“牛頓”。7、牛頓第三定律的內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上8、對(duì)牛頓第三定律的理解（1）作用力和反作用力的同時(shí)性。它們是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)變化，同時(shí)消失，不是先有作用力后有反作用力。（2）作用力和反作用力的性質(zhì)相同，即作用力和反作用力是屬于同種性質(zhì)的力。若作用力是彈力，反作用力必定是彈力。（3）作用力和反作用力不可疊加性。作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，各產(chǎn)生各的效果，不可求它們的合力，兩力的作用效果不能相互抵消。9、作用力與反作用力和二力平衡的區(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)系相互依存，不可單獨(dú)存在無(wú)依賴關(guān)系，撤除一個(gè)力另一個(gè)力可依然存在，只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力不一定是同性質(zhì)的力二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：1．慣性和慣性定律的區(qū)別（1）慣性：是物體本身的固有屬性，僅由質(zhì)量決定。（2）慣性定律：是在理想條件下的一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2．加速度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變（1）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變：物體的速度發(fā)生了改變，我們就說(shuō)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。由于速度是矢量，既有大小又有方向，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變有三種情況：①如：②如：③如：（2）力是產(chǎn)生加速度的原因牛頓第一定律表明，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變必然有加速度，所以力是產(chǎn)生加速度的原因。3．質(zhì)量與慣性的關(guān)系（1）慣性的普遍性和差異性：一切物體在任何條件下都具有慣性，這表明了慣性的普遍性。當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變又有難易之別，質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變，質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，這表明不同物體的慣性大小具有差異性。（2）質(zhì)量是慣性大小的量度：因?yàn)閼T性是物體固有的性質(zhì)，所以物體慣性的大小只能由物體自身來(lái)決定。4．關(guān)于牛頓第二定律（1）同體性：F、m、a是研究同一個(gè)物體的三個(gè)物理量。（2）同時(shí)性：（3）同向性：（4）力的獨(dú)立性：作用在物體上的每個(gè)力都將產(chǎn)獨(dú)立地產(chǎn)生各自的加速度，與其他力無(wú)關(guān)，合外力的加速度即是這些加速度的矢量和。5．牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀、低速的物體，不適用于微觀、高速的物體，只適用于慣性參考系，不適用于非慣性參考系。三、典型例題精講：1下列物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變的是（）A.勻速行駛的列車B.地球同步衛(wèi)星C.自由下落的小球D.在水面上浮動(dòng)的木塊2.有關(guān)加速度的說(shuō)法，正確的是（）A.物體加速度的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向不是同向就是反向B.物體加速度方向與物體所受合外力的方向總是相同的C.當(dāng)物體速度增加時(shí)，它的加速度也就增大D.只要加速度為正值，物體一定做加速運(yùn)動(dòng)3．下面關(guān)于慣性的說(shuō)法中，正確的是（）B.物體受的力越大，要它停下來(lái)就越困難，所以物體受的推力越大，則慣性越大C.物體的體積越大，慣性越大D.物體含的物質(zhì)越多，慣性越大4．在粗糙水平面上放著一個(gè)箱子，前面的人用水平方向成仰角θ1的力F1拉箱子，同時(shí)后面的人用與水平方向成俯角θ2的推力F2推箱子，如圖所示，此時(shí)箱子的加速度為a，如果此時(shí)撤去推力F2，則箱子的加速度（）A．一定增大B．一定減小C．可能不變D．不是增大就是減小，不可能不變5．如圖單所示，有兩個(gè)物體質(zhì)量各為m1、m2,m1原來(lái)靜止，m2以速度vo向右運(yùn)動(dòng)，如果它們加上完全相同的作用力F，在下述條件下，哪些可使它們的速度有達(dá)到相同的時(shí)刻()A．F方向向右m1>m2B．F方向向右m1<m2C．F方向向左ml>m2D．F方向任意m1=m26．如圖，質(zhì)量為m1的粗糙斜面上有一質(zhì)量為m的木塊勻減速下滑，則地面受到的正壓力應(yīng)當(dāng)是()．A．等于(ml+m2)gB．大于(ml+m2)gC．小于(ml+m2)gD.以上結(jié)論都不對(duì)7．在驗(yàn)證“牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，打出的紙帶如圖單所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，由此可算出小車的加速度a=______，若實(shí)驗(yàn)中交流電頻率變?yōu)?0Hz，但計(jì)算中仍引用50Hz，這樣測(cè)定的加速度將變_______(填“大”或“小”)，該實(shí)驗(yàn)中，為驗(yàn)證小車質(zhì)量M不變時(shí)，a與F成正比，小車質(zhì)量M和砂及桶質(zhì)量m分別選取下列四組值．A、M=500g，m分別為50g、70g、100g、125gB、M=500g，m分別為20g、30g、40g、50gC、M=200g，m分別為50g、70g、100g、125gD、M=200g，m分別為30g、40g、50g、60g若其它操作正確，那么在選用__________組值測(cè)量時(shí)所畫出的a一F的圖線較準(zhǔn)確．9．質(zhì)量為m的物體放在傾角為a的斜面上，物體和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，如沿水平方向加一個(gè)力F，使物體沿斜面向上以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)（如圖），求F=? 10．如圖所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊放在水平桌面上，它的頂角為90°，兩底角為ɑ和β；a,b為兩個(gè)位于斜面上質(zhì)量均為m的小木塊．已知所有接觸面都是光滑的?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)a、b沿斜面下滑，而楔形木塊靜止不動(dòng)，這時(shí)楔形木塊對(duì)水平桌面的壓力等于()A．Mg+mgB．Mg+2mgC．Mg+mg(sinα+sinβ)D.Mg+mg(cosα+cosβ)11．如圖質(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（）A．0B．大小為eq\f(2\r(3),3)g，方向豎直向下C．大小為eq\f(2\r(3),3)g，方向垂直于木板向下D．大小為eq\f(\r(3),3)g，方向水平向右例題參考解答：例題1解:因一切物體都有慣性,所以A錯(cuò)，B答案中不是靜止物體慣性大，而是靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力,所以B錯(cuò)。空車啟動(dòng)快說(shuō)明空車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變,又空車質(zhì)量小，正好說(shuō)明質(zhì)量小的物體慣性小,所以C對(duì)。在月球上舉起重物容易是由于在月球上重力加速度小。同一物體在月球上重量小，所以舉起容易，并不能說(shuō)明慣性小，所以D錯(cuò)。例題2解：開始車和人一起向前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，無(wú)論是人在跳起過(guò)程還是下落過(guò)程，人在水平方向都不受力，由于慣性人在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而車在水平軌道上以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以人仍落回原處，故只有D對(duì)。例題3解：乘客會(huì)向前傾斜。因開始人和車一起高速向前行駛，突然剎車，在車的作用下人的下半身會(huì)減速，人的上半身由于慣性繼續(xù)保持原來(lái)的速度向前運(yùn)動(dòng)，所以乘客會(huì)向前傾倒。若公共汽車向左轉(zhuǎn)彎，乘客會(huì)向右傾斜。因開始人和車一起向前運(yùn)動(dòng)，公共汽車向左轉(zhuǎn)彎，人的下半身跟著汽車向左轉(zhuǎn)彎，人的上半身由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以乘客向右傾倒。在高速公路上行駛的小車因質(zhì)量小剎車時(shí)加速度大，司機(jī)和乘客容易向前傾倒而受傷，所以必須系好安全帶。例題4解：當(dāng)車廂做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)車廂靜止的物體應(yīng)處于平衡狀態(tài)。由牛頓第一定律可知物體所受合外力必為零。圖3-1所示狀態(tài)中，N受到繩子的拉力與重力共線，合力可能為零。因此，N擺可能處于平衡狀態(tài)，也可能處于非平衡狀態(tài)。而M所受的繩子的拉力與重力不共線，合力必不為零，故M只能處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。A、B正確。若車廂做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，M、N所受合力必不為零。N處于圖示狀態(tài)，不可能有沿運(yùn)動(dòng)方向的合外力，N不可能是靜止的，選項(xiàng)D錯(cuò)誤故本題正確答案為A、B。mgα例題5解:小球與小車的加速度相同,且a=gSinα方向沿斜面向下,由牛頓第二定律得小球受到的合力F合mgα如右圖小球受兩個(gè)力的作用，其合力如圖所示，因mg沿斜面的分量為mgSin等于合力，因此拉力T在沿斜面方向的分量一定為零，亦即拉力T一定垂直于斜面。所以懸線與斜面垂直。所以，懸線與斜面垂直。例題6解：設(shè)BA桿與水平面的夾角為θ。那么由受力分析（略）可知：環(huán)沿BA下滑的加速度為：a==gSin設(shè)大圓環(huán)的半徑為R，那么有AB=2r·Sin由位移公式S=at2得：b環(huán)下滑時(shí)間t===4與無(wú)關(guān)，所以兩環(huán)同時(shí)到達(dá)A點(diǎn)（C）是對(duì)的。FNmgFNmgFfaxayaay=aSin①ax=acos②由牛頓第二定律可得：Ff=max③aTaaaaAATBmgaTaaaaAATBmgθ由①③得：Ff=maSin(摩擦力)由②④得：FN=mg－macos(支持力)FMmgFN圖3-7FMmgFN圖3-7拔出銷釘M小球加速度方向可能向上也可能向下若向上如右下圖（設(shè)向上為正方向）那么有：mg+FN=-ma②解①②得：FN=-22mFM=-12m(負(fù)號(hào)表示FN、FM的方向與圖示方向相反)拔出銷釘N小球加速度為：a=-22m/m=-22（m/s）（負(fù)號(hào)表示方向豎直向下）拔出銷釘M小球加速度方向若向下mg+FN=ma③解①③得：FN=2m拔出銷釘N小球加速度為：a=2m/m=2（m/s）方向豎直向上所以A、C正確例題9:解：繩拉物體的力與物體拉繩的力是一對(duì)作用力和反作用力，不管物體間的相互作用力的性質(zhì)如何物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，物體間的相互作用力都遵循牛頓第三定律，即作用力和反作用力，總是等大、反向、作用在一條直線上的，所以D對(duì)。例題10解：物體受兩個(gè)力的作用桌面對(duì)物體的支持力FN和地球?qū)ξ矬w的重力，且在這兩個(gè)力作用下物體處于平衡狀態(tài)，它們是一對(duì)平衡力，所以A對(duì)，B錯(cuò)。物體對(duì)桌面的壓力是彈力跟物體的重力不是同性質(zhì)的力。當(dāng)然不是同一個(gè)力，所以C錯(cuò)，物體對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)物體的支持力分別作用在桌面和物體上，它們不是一對(duì)平衡的力，所以D錯(cuò)。例題11解：以繩子為研究對(duì)象，原來(lái)靜止的繩子向獲勝的甲隊(duì)加速運(yùn)動(dòng)，它受到的合理向甲隊(duì)一方，所以甲隊(duì)拉繩子的力大于乙隊(duì)拉繩子的力，A對(duì)，D錯(cuò)。把兩隊(duì)和繩子