第四章牛顿运动定律

第四章牛顿运动定律1第四章牛顿运动定律一、牛顿运动定律1.牛顿第一定律（惯性定律）：伽利略理想斜面实验：惯性：2.牛顿第二定律（实验定律——控制变量法）：3.牛顿第三定律（实验定律）：作用力与反作用力：一对平衡力：4.应用牛顿定律解题的基本方法：二、一般应用1．如图所示，质量为m=4kg的物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，现用F=25N与水平方向成θ=370的力拉物体，使物体由静止开始做匀加速运动：（1）物体所受支持力为多大？摩擦力为多大？（2）求物体的加速度的大小？（3）若F作用t=4s后即撤除，此后物体还能运动多久？（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）2．风洞实验中可产生水平方向的，大小可调节的风力。现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为370并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离S所需时间为多少？（sin370=0.6，cos370=0.8）说明：①②3．质量为0.2kg的物体，以24m/s的初速度竖直上抛，由于空气阻力的影响，经2s到达最高点。设物体运动过程中所受空气阻力大小恒定，g＝10m/s2，求：（1）物体上升的最大高度；（2）物体从最高点落回抛出点的时间。三、动态分析（分析特殊状态）4．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是（）A．小球的速度一直减小B．小球的加速度先减小后增大C．小球加速度的最大值一定大于重力加速度D．在该过程的位移中点上小球的速度最大第四章牛顿运动定律25．如图所示，一轻质弹簧一端固定在墙上的O点，自由伸长到B点。今用一小物体M将弹簧压缩到A点（弹簧与小物体不链接），然后释放，小物体经B点运动到C点而静止，物体与水平面间的动摩擦因数恒定，则下列说法正确的是（）A．小物体从A到B速度越来越快B．小物体从A到B速度先增大后减小C．小物体从A到B加速度越来越小D．小物体从A到B加速度先减小后增大6．如图所示，轻质弹簧上面固定一块质量为M的托板，竖立在水平面上，在托板上放一质量为m重物，用手将重物向下压缩到一定程度后，突然将手撤去，重物将被弹射出去，则在弹射过程中（重物与托板脱离之前）重物的运动情况是（）（另：二者分离时，弹簧处于什么状态？弹射过程中重物对托板的压力如何变化？）A．一直加速运动B．匀加速运动C．先加速运动后减速运动D．先减速运动后加速运动四、超重与失重实重：G=mg视重：超重：失重：超重、失重时物体的实重没变，对悬挂物的拉力或支持物的压力变大或变小实际问题：人站在体重计上，猛然下蹲，视数如何变化？7．某人在a1=2m/s2匀加速下降的电梯中，最多能举起m1=75kg的物体，若此人在一匀加速上升的电梯中最多能举起m2=40kg的物体，求电梯上升的加速度。（g=10m/s2）8．原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的，具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现在A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是（）A．加速上升B．减速上升C．加速下降D．减速下降9．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（）A．顾客始终受到三个力的作用B．顾客始终处于超重状态C．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D．顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下10．在升降机内，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20％，于是他做出了下列判断中正确的是（）A．升降机以0.8g的加速度加速上升B．升降机以0.2g的加速度加速下降C．升降机以0.2g的加速度减速上升D．升降机以0.8g的加速度减速下降五、瞬时问题弹簧、橡皮条受力时形状改变很明显，撤去外力后，形变不能立即恢复，弹力不能突变；杆、硬质接触面、普通线绳的弹力可以突变11．如图所示，两个质量都为m的小球A和B，用质量不计的弹簧将它们连接起来，然后用一根细线将它们挂在天花板上而静止．在剪断细线后的瞬间，A、B两球的加速度为（）A．两球都为gB．A球为2g，B球为gC．A球为g，B球为零D．A球为2g，B球为零第四章牛顿运动定律312．物块A1、A2、B1、B2的质量均为m，A1、A2用一轻杆连接，B1、B2用轻质弹簧连接。两个装置都放在水平的支托物M上，处于平衡状态，如图所示。今突然迅速地撤去支托物M，在除去支托物的瞬间，A1、A2所受到的合力分别为f1和f2，B1、B2所受到的合力分别为F1和F2，则（）A．f1=0，f2=2mg；F1=0，F2=2mgB．f1=mg，f2=mg；F1=0，F2=2mgC．f1=0，f2=2mg；F1=mg，F2=mgD．f1=mg，f2=mg；F1=mg，F2=mg13．如图所示，光滑水平面上，在拉力F作用下，质量分别为m1、m2的物块A、B共同以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则（）A．a1＝a2＝0B．a1＝a，a2＝0C．a1＝211mmma，a2＝212mmmaD．a1＝a，a2＝－21mma14．如图(a)所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。(1)现将图(a)中L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。(2)若将图(a)中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变，如图(b)所示，求剪断L2瞬间物体的加速度。15．如图所示，小球A、B和框架C的质量均为m，A、B之间由轻弹簧相连，A、C之间由细绳连接，整体又由细绳悬挂于天花板上的O点。求剪断O、C之间细绳的瞬间，A对C拉力。六、临界、极值问题16．一个质量为0.lkg的小球，用细线吊在倾角α=37°的斜面顶端，如图所示系统静止时绳子与斜面平行，不计一切摩擦．系统向右匀加速运动，当其加速度分别为al=5m/s2，a2=20m/s2时，求绳子受到的拉力T1、T2。(g=10m/s2，sin37°=0.6)17．如图，一个质量为m的金属块用一个弹簧压在矩形箱子里，在箱子的水平上、下底板分别安装有压力传感器。当箱子静止时，上下两只传感器的示数分别为3N和9N。g=10m/s2，当上面的传感器示数为0时，箱子的运动情况可能是（）A．以3m/s2的加速度加速向上B．以10m/s2的加速度加速向上C．以5m/s2的加速度减速向下D．以10m/s2的加速度加速向下18．如图所示，U形槽放在水平桌面上，物体M放于槽内静止，此时弹簧对物体的压力为3N，物体的质量为0.5kg，与槽底之间无摩擦。使槽与物体M一起以8m/s2的加速度向左水平运动时（）A．弹簧对物体的压力为零B．物体对左侧槽壁的压力等于零C．物体对左侧槽壁的压力等于3ND．弹簧对物体的压力等于4N19．如图所示，光滑水平面上，质量为M的长木块带有半径为R的光滑凹槽，质量为m的圆柱体横截面半径也为R，图中∠AOB=θ，现对木块施加一水平拉力F，为使圆柱体从凹槽中滚出，F至少多大？第四章牛顿运动定律420．如图所示，小车上有一竖直的固定杆，AO、BO两绳系住一个小球，当两绳都伸直时，图中角α=300，β=600，为使两绳都伸直，求下车加速度的范围。七、传送带问题21．如图所示，物体A从滑槽某一不变高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带，传送带静止不动时，A滑至传送带最右端的速度为v1，需时间为t1，若传送带逆时针转动，A滑至传送带最右端的速度为v2，需时间t2，则（）A．v1v2，t1t2B．v1v2，t1=t2C．v1v2，t1t2D．v1=v2，t1=t222．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向传动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面。一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经一段时间又返回光滑水平面，速率为v3。则下列说法正确的是（）A．若v1v2，则v3＝v1B．若v1v2，则v3＝v2C．无论v2多大，总有v3＝v2D．只有v1=v2时，才有v3＝v123．一水平的传送带AB长为20m，以2m/s的速度顺时针做匀速运动，已知物体与传送带间动摩擦因数为0.1，则把该物体由静止放到传送带的A端开始，运动到B端所需的时间是多少？24．如图所示的水平传送带以速度v=2m/s匀速运动，传送带把物体从A运送到B，A、B相距L=10m，若物体在A处是由静止放在皮带上，经过6s可以到达B处，求：(1)物体在A、B间运动的加速度。(2)若改变传送带的速度为另一数值，则到达B的时间也改变，求以最短时间到达B时传送带的最小速度。25．如图所示，传输带与水平面间的倾角为θ=37o，传输带以v0=10m/s的速率运行，在传输带上端A处无初速度地放上质量为m=0.5kg的物体，它与传输带间的动摩擦因数为μ=0.5，若传输带A到B的长度为L=16m，则物体从A运动到B的时间为多少？八、整体法与隔离法（多个物体，状态相同）26．如图，质量为M的木板足够长，静止在光滑水平地面上，质量为m的木块(可看做质点)以初速度v0滑上木板的左端，二者之间的动摩擦因数为μ，求木块在木板上滑行的距离。27．如图所示，长为12m、质量为50kg的木板右端有一立柱，木板与地面间的动摩擦因数为0.1，质量为50kg的人立于木板左端，开始木板与人均静止，后来人以4m/s2的加速度匀加速向右奔跑至板的右端并立即抱住立柱，求人从开始奔跑至到达木板右端所经历的时间。第四章牛顿运动定律528．如图所示，水平面上放置一块质量M=2kg、长度L=2m的长木板，木板的右侧钉有钉子，将木板固定在地面上；现有质量m=0.5kg小铁块在水平恒力F=4N的作用下，从木板的左端由静止开始向右运动，经过时间t1=1s铁块到达木板另一端，已知木板与地面间的动摩擦因数μ=0.02，g取10m/s2。若将钉子拔掉，求铁块到达木板另一端所用的时间t2。29．如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环．箱和杆的质量为M，环的质量为m．已知环沿着杆加速下滑，环与杆的摩擦力的大小为f，则此时箱对地面的压力（）A．等于MgB．等于(M+m)gC．等于Mg+fD．等于(M+m)g−f30．如图所示，bc为固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上，靠摩擦力保持相对于杆静止；M又通过轻细线悬吊着一个小铁球m，此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动，而M、m均相对小车静止，细线与竖直方向的夹角为θ；若小车的加速度逐渐增大，M始终和小车保持相对静止，当加速度增加到2a时（）A．横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍B．横杆对M的弹力变大C．细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D．细线的拉力增加到原来的2倍31．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g＝10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a＝1m/s2上升时，试求：（1）运动员竖直向下拉绳的力（2）运动员对吊椅的压力九、应用数学知识物理高考五种能力的考查：理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学知识分析物理问题的能力、实验能力32．水平地面上，有A、B两物块，它们的加速度a与所受水平拉力F之间的关系如图所示，则判定一下量之间的关系：mAmB；μAμB33．如图所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别是mA和mB的物体，实验得出的两个加速度a与力F的关系图线，由图分析可知（）A．mA＞mBB．mA＜mBC．两地重力加速度gA＞gBD．gA＝gB