高三物理第一轮复习测试题-高中三年级物理试题练习、期中期末试卷、测验题、复习资料-高中物理试卷-试卷下载

高三物理第一轮复习测试题

第三章　 牛顿运动定律　　 3.1 牛顿第一、第三定律

一．考点聚焦

牛顿运动定律　　　　 II级要求

二．知识扫描

1．　惯性

惯性是　　　　　　　　　　　　　　　性质。惯性是物体的　　　　　属性，与物体的受力情况及运动状态无关。

质量是物体惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。

2．牛顿第一定律

牛顿第一定律是　　　　　　　　　　　　　　　　　

牛顿第一定律的意义在于：指出了一切物体都有惯性；‚指出了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即是产生加速度的原因。

3.牛顿第三定律

　　　　　　　　　两个物体之间的作用力和反作用力总是大小　　　方向　　　作用在　　　直线上

　一对相互作用力与平衡力的比较

	一对作用力和反作用力	一对平衡力
作用对象	两个物体	同一个物体
作用时间	同时产生，同时消失	不一定同时产生或消失
力的性质	一定是同性质的力	不一定是同性质的力
力的大小关系	大小相等	大小相等
力的方向关系	方向相反且共线	方向相反且共线

三．好题精析

例1：下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　（　　　　）

A．物体只在不受力作用的情况下才能表现出惯性

B．要消除物体的惯性，可以在运动的相反方向上加上外力

C．物体惯性的大小与物体是否运动、运动的快慢以及受力无关

D．惯性定律可能性用物体的平衡条件取而代之

例2：两木块A、B由同种材料制成，m_A>m_B，并随木板一起以相同速度向右匀速运动，如图所示，设木板足够长，当木板突然停止运动后，则　　　　　　　　（　　）

A．若木板光滑，由于A的惯性大，故A、B间距离将增大

B．若木板粗糙，由于A受阻力大，故B可能与A相碰

C．无论木板是否光滑，A、B间距离将保持不变

D．无论木板是否光滑，A、B二物体一定能相碰

例3：甲、乙二人拔河，甲拉动乙向左运动，下面说法中正确的是　　　　（　　）

A．做匀速运动时，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等

B．不论做何种运动，根据牛顿第三定律，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等

C．绳的质量可以忽略不计时，甲乙二人对绳的拉力大小一定相等

D．绳的质量不能忽略不计时，甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力

四．变式迁移

1．（2007泰安）关于力和运动的关系，下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

　　　 A．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用

　　　 B．物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用

　　　 C．若物体的位移与时间的平方成正比，表示物体必受力的作用

　　　 D．物体的速率不变，则其所受合力必为零

2．人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有　　　　　　　　　（　　）

A．一对　　　　 B．二对　　　　 C．三对　　　　 D．四对

3．物体静止在斜面上，以下几种分析中正确的是　　　　　　　　　　　　（　　）

A．物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力

B．物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力

C．物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力

D．物体受到的支持力的反作用力，就是物体对斜面的压力

五．能力突破

1．如图所示，将两弹簧秤a、b联结在一起，当用力缓慢拉a弹簧秤时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧秤的示数总是相等，这个实验说明　　　　　　　　　　　（　）

A．这是两只完全相同的弹簧秤

B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比

C．作用力与反作用力大小相等、方向相反

D．力是改变物体运动状态的原因

2．某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见　　　　（　　）

A．力是使物体产生运动的原因　　　　 B．力是维持物体运动速度的原因

C．力是使物体速度发生改变的原因　　 D．力是使物体惯性改变的原因

3．如图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法

中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断

B．在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断

C．在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断

D．在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断

4．物体静止于水平桌面上，则　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力

B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力

C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力

D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力

5．伽利略的理想实验证明了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止

B．要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动

C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态

D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动或静止状态

6．关于惯性，下述哪些说法是正确的　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．惯性除了跟物体质量有关外，还跟物体速度有关

B．物体只有在不受外力作用的情况下才能表现出惯性

C．乒乓球可快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故

D．战斗机投人战斗时，必须丢掉副油箱，减小惯性以保证其运动的灵活性

7．（2002年春上海）根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是　　　　　　 (　　)

A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置

B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方

C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方

D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方

8．火车在平直轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回车上原处，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　)

A．人跳起时，车厢内的空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动

B．人跳起瞬间，车厢地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动

C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已

D．人跳起后直到落地，在水平方向上保持与车相同的速度

9．下列现象中能直接由牛顿第一定律解释的是　　　　　　　　　　　　　 (　　)

A．竖直上升的气球上掉下的物体，仍能继续上升一定高度后才竖直下落

B．水平匀速飞行的飞机上释放的物体，从飞机上看是做自由落体运动

C．水平公路上运动的卡车，速度逐渐减小直至停止

D．用力将完好的鸡蛋敲碎

10．大人拉小孩，下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．当小孩被大人拉走时，大人拉力大于小孩拉力

B．当小孩赖着不动时，大人拉力大于小孩的拉力

C．不管什么情况下，大人拉力总大于小孩的拉力，因为大人的力气总比小孩大

D．不管什么情况下，大人拉力与小孩拉力大小相等

11．一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后作匀速运动，再改做减速运动，则下列说法中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力

B．减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力

C．只有匀速前进时，绳拉物体的力才等于物体拉绳的力

D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等

12．在2006年2月26号闭幕的都灵冬奥会上，张丹和张昊一起以完美表演赢得了双人滑比赛的银牌。在滑冰表演刚开始时他们静止不动，随着优美的音乐响起后在相互猛推一下后分别向相反方向运动。假定两人的冰刀与冰面间的动摩擦因数相同，已知张丹在冰上滑行的距离比张昊远，这是由于　　　　　 (　　)

　　A.在推的过程中，张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力　　

　　B.在推的过程中，张丹推张昊的时间等于张昊推张丹的时间

　　C.在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度

　　D.在分开后，张丹的加速度的大小大于张昊的加速度的大小

13．如图所示，甲、乙两节空车车厢质量相等，两个同学玩捉迷藏游戏时，有一同学躲在某节车厢内，牵拉系在另一车厢上的绳子，使两车靠近．设绳子质量不计，两车厢与水平轨道之间的摩擦不计．站在地面上的同学若要判断哪节车厢里面有人，下列依据正确的是　　　　　 (　　)

A．根据绳子拉力大小，拉力大的一端车厢里面有人　

B．根据运动的先后，后运动的车厢里面有人

C．根据同一时刻运动的快慢，运动慢的车厢里面有人

D．根据同一时刻运动的快慢，运动快的车厢里面有人

14. 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”。如图(a)所示，把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果[图(b)]。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

（A）作用力与反作用力大小时刻相等

（B）作用力与反作用力作用在同一物体上

（C）作用力消失后反作用力可以慢慢消失

（D）作用力与反作用力方向相反

答案

三．好题精析

例1 .C　例2 . C　例3 . AC

四．变式迁移

1.AC　　2.C　　3.D

五．能力突破

1.C　2.C 3.AC　4.A　5.D 6.CD　7.C　8.D 9.B　10.D　11.D　12.BC　13.C　14.AD

苍山一中高三物理第一轮复习学案

第三章　 牛顿运动定律　　 3.2 牛顿第二定律

一．考点聚焦

牛顿运动定律　　　　II级要求

二．知识扫描

1.牛顿第二定律：物体的加速度跟　　　　　　成正比，跟　　　　　　成反比，加速度的方向跟　　　　方向相同。

表达式：F=ma

2．对定律的理解：

（1）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式只表示加速度与合外力的大小关系。矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致。

（2）瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒定不变时，加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也为零。

（3）独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立的产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是各力产生的加速度的矢量和。

3．牛顿第二定律确立了力和运动的关系

牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。

4. .牛顿第二定律的适用范围是：低速（相对于光速）、宏观（相对微观粒子）

三．好题精析

例1．如图（1）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。现将L₂线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

（1）下面是某同学对该题的某种解法：

解：设L₁线上拉力为T₁，L₂线上拉力为T₂，重力为mg，物体在三力作用下处于平衡。mg，，解得 =mgtanθ，剪断线的瞬间，T₂突然消失，物体却在T₂反方向获得加速度，因为mgtanθ=ma所以加速度a=gtanθ，方向在T₂反方向。你认为这个结果正确吗？说明理由。

（2）若将图（1）中的细线L₁改为长度相同，质量不计的轻弹簧，如图（2）所示，其它条件不变，求解的步骤和结果与（1）完全相同，即a=gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。

例2．台阶式电梯与地面的夹角为θ，一质量为m的人站在电梯的一台阶上相对电梯静止，如图所示。则当电梯以加速度a匀加速上升时，求：

（1）人受到的摩擦力是多大？

（2）人对电梯的压力是多大？

例３.以力F拉一物体，使其以加速度a在水平面上做匀加速直线运动，力F的水平分量为F₁，如图所示，若以和F₁大小、方向都相同的力F¢代替F拉物体，使物体产生加速度a¢，那么　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

　　 A．当水平面光滑时，a¢< a 　　B．当水平面光滑时，a¢= a

　　 C．当水平面粗糙时，a¢< a　　 D．当水平面粗糙时，a¢= a 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

四．变式迁移

１.如图所示，竖直光滑杆上套有一小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态.设拔去销钉M的瞬间，小球加速度大小为12 m/s²，则不拔去销钉M而拔去销钉N的瞬间，小

球的加速度可能是（g取10 m/s²）　　　 (　 )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A.22 m/s²，竖直向上　　　B.22 m/s²，竖直向下

C.2 m/s²，竖直向上　　　D.2 m/s²，竖直向下　　　　　　　　　　　　　　

２.如图所示．弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m．现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点．如果物体受到的阻力恒定，则　　　　　　　　　　　 (　　　)

A．物体从A到O先加速后减速

B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动

C．物体运动到O点时所受合力为零

D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小

３．在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a与竖直方向成q角，拉力为F_a，绳b为水平状态，拉力为F_b，如图所示，现让小车从静止开始向右做匀加速运动，此时小球相对于车厢的位置仍保持不变，则两根细绳的拉力变化情况是　　　　　　（　　）

A．F_a变大，F_b不变　　　　　　　　B．F_a变大，F_b变小

C．F_a变大，F_b变大　　　　　　　　D．F_a不变，F_b变小

五．能力突破

1．一物体同时受到F₁和F₂两个力作用，F₁和F₂与时间的关系

如图所示。如果该物体由静止开始运动，则物体具有最大速度的时刻是：(　　 )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．2.5s　　 B．5s　　　C．7.5s　　 D．10s

2．一个物体在几个力作用下处于静止状态，若保持其它力不变，将其

中一个力F₁逐渐减小到零（方向保持不变），然后又将F₁逐渐恢复原状，在这个过程中，物体的　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．加速度增大，速度增大　　　B．加速度减少，速度增大

C．加速先减少，速度增大　　　D．加速度先增大后减小，速度增大

3．如图所示，球和夹板在水平方向上一起作变加速运动，其加速度水平向右且不断增大，球和夹板始终保持相对静止，则下列说法正确的是　　　　　　　　（　　）

A．1板对小球压力不断增大　　　B．2板对小球压力不断增大

C．3板对小球压力不变　　　　　D．4板对小球压力不变

4．如图所示，长木板的右端与桌边相齐，木板与桌面之间摩擦因数为m，今施一水平恒力F将木板推离桌面，在长木板翻转之前，木板的加速度大小的变化情况是　　（　　）

A．逐渐增大　　　　　　　B．逐渐减小

C．保持不变　　　　　　　D．先增大后减小

5．将一质量为m，放在光滑水平面上的物体通过轻滑轮绕过轻滑轮与墙相连如图所示，当用水平力F拉动滑轮时，物体产生的加速度是　　　　（　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．F/m　　　　B．F/2m

C．2F/m　　　　　D．F/4m

6．质量为M的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a。当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为a`，则（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．a`=a　　　B．a`<2a　　　　 C．a`>2a　　　　 D．a`=2a

７.如图所示，底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相的

弹簧秤甲和乙系住一个质量为1kg的物块，在水平地面上，当

小车作匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10N当小车作匀

加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8N。这时小车运动的加

速度大小是　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．2m/s²　　　B．4m/s²　　　　　C．6m/s²　　　　　 D．8m/s²

８．如图所示，木块A与B用一轻质弹簧相连，竖直放在木板C上，三者静置于水平面上，A与B质量之比是1∶2，B与C、C与水平面间摩擦均不计，在沿水平方向将C迅速抽出的瞬间，A和B的加速度分别是（　）　　　　　　　　　　　　　　

A．g，g　　　　　B．0，g　　C．0，3g　　　　 D．0，3g/2

９．物体从某高度自由落下，恰好落在直立于地面上的轻弹簧上，如图所示，在A点物体开始与弹簧接触，到B时物体的速度为零，以后物体被弹回，则下列说法正确的是：　　　　　　（　　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．下降时物体在AB段的速度越来越小

B．上升时物体在BA段的速度越来越大

C．物体在AB段下降时和在BA段上升时其速度是先增大后减小

D．在B点时因为物体的速度为零，所以它受到的合外力也为零

10．（2005全国）如所示，位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用。已知物块P沿斜面加速下滑。现保持F的方向不变，使其减小，则加速度（　　　）

A　一定变小　　　　　 B　一定变大

C　一定不变　　　　　 D　可能变小，可能变大，也可能不变

11．（2007济南）如图所示，被水平拉伸的轻弹簧右端栓在小车壁上，左端栓一质量为10kg的物块M，小车静止不动，弹簧对物块的弹力大小为5N时，物块处于静止状态，若小车以加速度a=1m/s²沿水平地面向右加速运动时　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．物块M相对小车仍静止　　　B．物块M受到的摩擦力大小不变

C．物块M受到的摩擦力将减小 D．物块M受到的弹簧的拉力将增大

１2．质量为m的物体在下落时，所受阻力与它的速度成正比，已知物体匀速下落时的速度为50m/s，求它下落速度为20m/s时的加速度。

13．总质量为M的载重汽车，在坡路上行驶。汽车所受阻力与车重成正比。当汽车匀速上坡（牵引力为F）时，突然从车上掉下一箱货物。汽车立即得到加速度a。求车上掉下货物

的质量。

答案：

三．好题精析　

例1解析：（1）这个结果是错误的。当L₂被剪断的瞬间，因T₂突然消失，而引起L₁上的张力发生突变，使物体的受力情况改变，瞬时加速度沿垂直L₁斜向下方，为a=gsinθ。

（2）这个结果是正确的。当L₂被剪断时，T₂突然消失，而弹簧还来不及形变（变化要有一个过程，不能突变），因而弹簧的弹力T₁不变，它与重力的合力与T₂是一对平衡力，等值反向，所以L₂剪断时的瞬时加速度为a=gtanθ，方向在T₂的反方向上。

例2解析　取相对于电梯静止的人为研究对象，则其受力为重力mg，方向竖直向下；支持力F_N，方向竖直向上；摩擦力F₁，方向水平向右，如图所示。

在水平方向，由牛顿第二定律得：

F₁=macosθ

在竖直方向，由牛顿第二定律得：

F_N－mg=masinθ

解得：F₁=macosθ，F_N=m（g＋asinθ）

由牛顿第三定律可得，人对电梯的压力是F_N＇=F_N=m（g＋asinθ）。

例3．BC

四．变式迁移

1．BC 2.A　3.D

五．能力突破

1.B 2.D　3.ABD　4.C 5.B　6.C　7.B 8.D　9.C　10.B　11.AB

12.．6m/s²　 13.．M²a/（F+Ma）

苍山一中高三物理第一轮复习学案

第三章　 牛顿运动定律　　 3.3 牛顿第二定律的应用（一）

一．考点聚焦

牛顿运动定律的应用　　　　II级要求

二．知识扫描

1．动力学的两类基本问题

（1）已知物体的受力情况，要求物体的运动情况．如物体运动的位移、速度及时间等．

（2）已知物体的运动情况，要求物体的受力情况（求力的大小和方向）．

说明：①不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案．

②两类基本问题中，受力分析是关键，求解加速度是桥梁。

两类动力学基本问题的解题思路图解如下：

三．好题精析

例1．如图所示，质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，在与水平方向成θ=37°角的恒力F作用下，从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F，又经过t2=4.0s物体刚好停下。求：F的大小、最大速度v_m、总位移s。

例2（04年全国Ⅱ，25）一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为，盘与桌面间的动摩擦因数为。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）

解析：设圆盘的质量为m，桌长为l，在桌布从圆盘上抽出的过程中，盘的加速度为，有　　①　

桌布抽出后，盘在桌面上作匀减速运动，以a₂表示加速度的大小，有

　 ②

设盘刚离开桌布时的速度为v₁，移动的距离为x₁，离开桌布后在桌面上再运动距离x₂后便停下，有　　　③　　　　　 ④

盘没有从桌面上掉下的条件是　　 ⑤

设桌布从盘下抽出所经历时间为t，在这段时间内桌布移动的距离为x，有

　⑥　　　　　⑦

而　　　⑧

由以上各式解得　　　⑨

四．变式迁移

1．（04年天津理综）质量的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行停在B点，已知A、B两点间的距离，物块与水平面间的动摩擦因数，求恒力F多大。（）

2．（2006年全国理综）一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a₀开始运动,当其速度达到v₀后,便以此速度做匀速运动。经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动。求此黑色痕迹的长度。

五．能力突破

1．竖直向上抛出的物体，最后又落回原处，若考虑空气阻力，且阻力在整个过程中大小不变，则物体　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　）

A．上升过程的加速度大小一定大于下降过程的加速度的大小

B．上升过程最后1s内位移的大小一定等于下降过程中最初1s内位移的大小

C．上升过程所需要的时间一定小于下降过程所需要的时间

D．上升过程的平均速度一定大于下降过程的过程的平均速度

2．一物体由静止沿倾角为q的斜面下滑，加速度为a；若给此物体一个沿斜面向上的初速度vo，使其上滑，此时物体的加速度可能为　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．a　　　 B．2a　　　 C．2gsinq-a　　　　D．2gsinq+a

3．质量为m的物体，放在粗糙水平面上，在水平拉力F作用下由静止开始运动，经过时间t，速度达到v，如果要使物体的速度达到2v，可采用以下方法的是　　　　　（　　）

A．将物体质量变为m/2，其他条件不变　　　B．将水平拉力增为2F，其他条件不变

C．将时间增为2t，其他条件不变　　　　　 D．将质量、作用力和时间都增为原来的2倍

4．质量为12kg的箱子放在水平地面上，箱子和地面的滑动摩擦因数为0.3，现用倾角为37°的60N力拉箱子，如图所示，3s末撤去拉力，则撤去拉力时箱子的速度为多少？箱子继续运动多少时间而静止？

５．（2007上海）固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g＝10m/s²。求：

（1）小环的质量m；　（2）细杆与地面间的倾角a。

６．（2007上海）如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据。（重力加速度g＝10m/s²）

求：（1）斜面的倾角a；

（2）物体与水平面之间的动摩擦因数m；

（3）t＝0.6s时的瞬时速度v。

７.（２００６上海）质量为 10 kg的物体在F＝200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37^O．力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1．25秒钟后，速度减为零．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移S。（已知 sin37^o＝0．6，cos37^O＝0．8，g＝10 m/s²）

8．（2007青岛）民用航空客机的机舱，除了有正常的舱门和舷梯连接，供旅客上下飞机，一般还设有紧急出口．发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上来，如图所示．某机舱离气囊底端的竖直高度AB=3．0m，气囊构成的斜面长AC=5．0m，　斜面与水平CD段间有一段小圆弧平滑连接．一个质量m=60kg的人从气囊上由静止开始滑下，人与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ=0．5．不计空气阻力，g=10m/s²．求：

(1)人从斜坡上滑下时的加速度大小；

(2)人滑到斜坡底端C时的速度大小；

(3)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下

答案

三．好题精析

例1.解析：由运动学知识可知：前后两段匀变速直线运动的加速度a与时间t成反比，而第二段中μmg=ma₂，加速度a₂=μg=5m/s²，所以第一段中的加速度一定是a₁=10m/s²。再由方程可求得：F=54.5N

第一段的末速度和第二段的初速度相等都是最大速度，可以按第二段求得：

v_m=a₂t₂=20m/s

又由于两段的平均速度和全过程的平均速度相等，所以有　m

例2. 解析：设圆盘的质量为m，桌长为l，在桌布从圆盘上抽出的过程中，盘的加速度为，有　　①　

桌布抽出后，盘在桌面上作匀减速运动，以a₂表示加速度的大小，有

　 ②

设盘刚离开桌布时的速度为v₁，移动的距离为x₁，离开桌布后在桌面上再运动距离x₂后便停下，有　　　③　　　　　 ④

盘没有从桌面上掉下的条件是　　 ⑤

设桌布从盘下抽出所经历时间为t，在这段时间内桌布移动的距离为x，有

　⑥　　　　　⑦

而　　　⑧

由以上各式解得　　　⑨

四．变式迁移

1.解：设撤去F时，物体的速度为υ，前段所用时间为t1　，后段所用时间为t2

由于前段与后段物体运动的平均速度相等

S=υt/2　t= t1+ t2

由牛顿第二定律：

设撤去F前

F—f=ma1

N—mg=0

F=mN

υ= a₁ t₁　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

设撤去F后

—f=ma2

υ= a₂t₂

代入数据解得F=15N

2. 解：根据“传送带上有黑色痕迹”可知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a₀。根据牛顿定律，可得

a=μg

设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v₀，煤块则由静止加速到v，有

v₀=a₀t　v=at

由于a<a₀，故v<v₀，煤块继续受到滑动摩擦力的作用。再经过时间t'，煤块的速度由v增加到v₀，有 v₀=v+at'郝双制作

此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹。

设在煤块的速度从0增加到v₀的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s₀和s，有

s₀=a₀t²+v₀t'　 s=

传送带上留下的黑色痕迹的长度 l=s₀－s

由以上各式得l=郝双制作

五．能力突破

1.ACD　2.ABC　3.CD

4. 析与解：选择木箱为研究对象，受力分析如图：沿水平和竖直

方向将力正交分解，并利用牛顿运动定律，得方向：

水平方向：　　　Fcos37°-mN=ma

竖直方向：　　　Fsin37°+N- mg =0

解得：　　　　　　 a=1.9m/s²

v=at=5.7m/s

当撤去拉力F后，物体的受力变为如图，则由牛顿第二定律得

mN=mmg=ma`，　　　a`=mg =3m/s²

t=v/a`=1.9s

5.由图得：a＝＝0.5m/s²，

前2s有：F₂－mg sina＝ma，2s后有：F₂^_mg sina＝0，代入数据可解得：m＝1kg，a＝30°。

6. （1）由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为a₁＝＝5m/s²，mg sin a＝ma₁，可得：a＝30°，

（2）由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为a₂＝＝2m/s²，mmg＝ma₂，可得：m＝0.2，

（3）设物体在斜面上下滑的时间为t_B，B点的速度为v_B则在斜面上a₁₌在水平面a₂=代入数据得t_B=0.5s　 v_B=2.5m/s

t＝0.6s时物体在水平面上，其速度为v＝v_B＋a₂t＝2.3 m/s。

7.整体的整个运动过程分为两部分，设撤去力F的瞬间物体的速度为v，则有

v = a₁t₁和0=v- a2 t2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　①

由牛顿第二定律得

Fcosθ-mgsinθ-m (Fsinθ+mgcosθ)=ma₁　　　　　　②

mgsinθ+ mmgcosθ=ma₂　　　　　　　　　　　　　　 ③

m=0.25

S1=　 s₂₌_S=S₁_+S₂_=16.25m

8．(1)由牛顿运动定律：　　　　解得：　

(2)设到底端时的速度为v_c，

则　　　　　　　　　　　　　解得：　　

(3)设在CD上滑行的距离为x，

水平面上运动时的加速度　

得：　　　　　　　　则：　　　　解得：　x=2m　

苍山一中高三物理第一轮复习学案

第三章　 牛顿运动定律　　 3.4 牛顿第二定律的应用（二）

一．考点聚焦

牛顿运动定律的应用　　　　 II级要求

超重和失重　　　　　　　　　　　 I 级要求

二．知识扫描

１.整体法、隔离法解决简单的连接体问题

对于有共同加速度的连接体问题，一般先用整体法由牛顿第二定律求出加速度，再根据题目要求，将其中的某个物体进行隔离分析和求解。

由整体法求解加速度时，F=ma，要注意质量m与研究对象对应。

２.超重、失重问题

发生超重和失重现象，只决定于物体在竖直方向上的加速度。物体具有向上的加速度时，处于超重状态；物体具有向下的加速度时，处于失重状态；当物体竖直向下的加速度为重力加速度时，处于完全失重状态。超重、失重与物体的运动方向无关。

三．好题精析

例１（04年全国Ⅰ）如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2，拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1>F2。试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T

例２.一弹簧秤秤盘的质量M=1.5kg，盘内放一个质量m=10.5kg的物体P，弹簧质量忽略不计，轻弹簧的劲度系数k=800N/m，系统原来处于静止状态，如图所示。现给物体P施加一竖直向上的拉力F，使P由静止开始向上作匀加速直线运动。已知在前0.2s时间内F是变力，在0.2s以后是恒力。求力F的最小值和最大值各多大？取g=10m/s²。

例３.如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定竖直杆，在杆上套一个环，箱的杆的质量为M，环的质量为m，已知环沿杆以加速度a下滑，则此时箱对地面的压力是：（　）

A．（m+M）g　　　　　 B．（m-M）g　

C．（m+M）g-ma　　　　D．（m+M）g+ma

例4（2005全国）下列哪个说法是正确的？　　　　　（　　）

A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态

C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态

D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

四．变式迁移

1．一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg，人的质量为M=55kg，起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s²，求这时人对吊台的压力。（g=9.8m/s²）

2．如图所示，在光滑的水平面上，有A、B两物体在F₁和F₂的作用下运动，已知F1＞F2，则　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．若撤去F₁，B的加速度一定增大

B．若撤去F₁，B对A的作用力一定增大

C．若撤去F₂，A的加速度一定增大

D．若撤去F₂，A对B的作用力一定变小

3．如图所示，质量为M的箱子静止在水平地面上，箱顶上用质量不计的弹簧挂有一质量为m的物体，两次将物体拉下一小段距离，然后静止释放，物体便上下振动，若空气阻力不计，则物体在振动中，箱子对地面压力大小将　　　　（　　）

A．不会小于（m+M）g　　　　B．不会等于（m+M）g

C．不会大于（m+M）g　　　　 D．以上说法都不对

五．能力突破

1．　在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，下述说法正确的是（　　）

A．此人对地球的吸引力为m（g+a）　　 B．此人对电梯的压力为m（g-a）

C．此人受的重力为m（g+a）　　　　　 D．此人的视重为m（g+a）

文本框: 图3-3-11 2．如图所示，火车车厢中有一倾角为30°的斜面，当火车以一定的加速度沿水平方向向左运动时，斜面上的物体m与车厢保持相对静止，则下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．摩擦力方向可能沿斜面向上　　　B．摩擦力方向可能沿斜面下

C．摩擦力可能为零　　　　　　　　 D．摩擦力不可能为零

3．如图所示，质量为m₁和m₂的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后竖直向上运动，在三个阶段的运动中，线上张力的大小 (　　)　

A．由大变小　　B．由小变大

C．始终不变　　D．由大变小再变大

4．（2007青岛）如图甲所示，水平面上二质量相等的两木块A、B用—轻质弹簧相连，整个系统处于平衡状态．现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图乙所示．研究从F刚作用在木块A上到木块B刚离开地面这一过程，若选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点，则图中可以大致表示力F和木块A的位移x之间关系的是（　　）

5．（2007临沂）在一粗糙的斜面上放置一正方形的箱子，其内部刚好放人一质量一定的金属球，如图所示，现在从斜面顶部释放箱子，在其加速下滑过程中，下列关于球对箱子的作用力，说法正确的是（　　）

A．球对箱子a面有压力　 B．球对箱子b面有压力

C．球对箱子c面有压力　 D．球对箱子d面有压力

6．（2007山东）下列实例属于超重现象的是　　　　　　（　　）

A．汽车驶过拱形桥顶端　　　　　　　　　　　　 B．荡秋千的小孩通过最低点

C．跳水运动员被跳板弹起，离开跳板向上运动。　 D．火箭点火后加速升空。

7．（2007海南）游乐园中，游客乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重与失重的感觉。下列描述正确的是　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

Ａ.当升降机加速上升时，游客是处在失重状态

Ｂ.当升降机减速下降时，游客是处在超重状态

Ｃ.当升降机减速上升时，游客是处在失重状态

Ｄ.当升降机加速下降时，游客是处在超重状态

8．（2007江苏）（１４分）直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ_１＝４５^０。直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5 m/s²时，悬索与竖直方向的夹角１４^０。如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，求水箱中水的质量Ｍ。（取重力加速度g=10 m/s²；sin１４^０=0.242；cos １４^０=0.970）

9．如图所示，一块质量为M的平板可以在倾角为a的斜面上无摩擦地滑动，一个质量为m的人在板上跑动，为了使平板保持静止，这个人跑动的加速度应为多大？方向如何？

10．（2005全国3）（19分）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m_A、m_B，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板。系统处一静止状态，现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d，重力加速度为g。

文本框: 11．（2007烟台）如图所示，在倾角为的固定斜面上，跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端，另一端被坐在小车上的人拉住。已知人的质量为60kg，小车的质量为10kg，绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦均不计，斜面对小车的摩擦阻力为人和小车总重力的0．1倍，取重力加速度g＝10m／s²，当人以280N的力拉绳时，试求(斜面足够长)

(1)人与车一起运动的加速度大小；

(2)人所受摩擦力的大小和方向；

(3)某时刻人和车沿斜面向上的速度为3m／s，此时人松手，则人和车一起滑到最高点所用时间为多少?

答案

三．好题精析

例1．设两物块一起运动的加速度为a,则有　

F₁－F₂=(m₁+m₂)a　　　①

根据牛顿第二定律，对质量为m₁的物块有　

F₁－T=m₁a　　　②

由①、②两式得　　　　　　　　　　　　 ③

例２．_因为在_t_=0.2s_内F_{是变力，在t=0.2s}_以后F_{是恒力，所以在t=0.2s}_时，P_{离开秤盘。此时P}_{受到盘的支持力为零，由于盘的质量M=1.5kg}_{，所以此时弹簧不能处于原长，设在0}_～0.2s_{这段时间内P}_{向上运动的距离为x0-x1}_{，对物体P}_{据牛顿第二定律可得： F+N-mg=ma}

_{对于盘和物体P}_{整体应用牛顿第二定律可得：}

_{静止时有：（M+m}_）g-kx0=0

_令N=0_，_{并由以上各式求得}_，而_{，所以求得a=6m/s2.}

_当P_{开始运动时拉力最小，此时对盘和物体P}_{整体有Fmin=(M+m)a=72N.}

_当P_{与盘分离后拉力F}_{最大，Fmax=m(a+g)=168N.}

例3.C

例4.B

四．变式迁移

1．选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图所示，F为绳的拉力，由牛顿第二定律有：

2F－（m＋M）g=（M＋m）a

则拉力大小为：

=350N

再选人为研究对象，受力情况如图所示，其中F_N是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律得：

F＋F_N－Mg=Ma

故　　　　　 F_N=M(a＋g)－F=200N

由牛顿第三定律知，人对吊台的压力F_N＇大小为200N，方向竖直向下。

2．CD

3．D

五．能力突破

1．D　2。ABC　3。C　 4。A 5。BC　6。BD　7。BC　

8。直升机取水，水箱受力平衡

直升机返回，由牛顿第二定律：

M=4.5kg

9.整体由牛顿第二定律：

（M+m）gsina=ma

解得：a=（M+m）gsina/m．　方向沿斜面向下。

10．解析：令x₁表示未加F时弹簧的压缩量，由胡克定律和牛顿定律可知

　 ①

令x₂表示B刚要离开C时弹簧的伸长量， a表示此时A的加速度，由胡克定律和牛顿定律可知：

kx₂-m_Bgsinθ=0　 ②

F－m_Agsinθ－kx₂=m_Aa　 ③

由②③式可得　④

由题意 d=x₁+x₂　　⑤

由①②⑤式可得　 ⑥

11.解：(1)对整体

　解得

(2)对人　　

　　，方向沿斜面向上

　　(3)松手后对人和车整体

　　解得

　　由得

苍山一中高三物理第一轮复习学案

第三章　 牛顿运动定律　　 3.5 牛顿第二定律的应用（三）

一．考点聚焦

牛顿运动定律的应用　　　　 II级要求

二．知识扫描

从知识的应用角度来看，本章知识版块以牛顿第二定律为核心，兼及对物体的受力分析和对物体运动性质分析两个重点的操作性知识。可以概括为“两个分析一个桥”。

（受力分析）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（运动性质分析）

(确定研究对象)

整体法或隔离法

®牛顿第三定律

三、好题精析

　例1. 如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线另一端拴一质量为m的小球。当滑块以2g加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？

　例2. 传送带与水平面夹角37°，皮带以10m/s的速率运动，皮带轮沿顺时针方向转动，如图所示。今在传送带上端A处无初速地放上一个质量为的小物块，它与传送带间的动摩擦因数为0.5，若传送带A到B的长度为16m，g取，则物体从A运动到B的时间为多少？

　例3 将金属块m用压缩的轻弹簧卡在一个矩形的箱中，如图所示，在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱以a=2.0m/s²的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的传感器显示的压力为6.0 N，下底板的传感器显示的压力为10.0 N。（取）

　　（1）若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半，试判断箱的运动情况。

　　（2）若上顶板传感器的示数为零，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？

例4．（２００６全国２）一质量为m＝40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10m/s²。

四．变式迁移

1.如图所示，固定在水平面上的斜面其倾角θ=37º，长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m=1.5kg的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直。木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.50。现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑。求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力。（取g=10m/s²，sin37º=0.6，cos37º=0.8）

2．一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧床对运动员的弹力F的大小随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图所示.重力加速度g取，由图象可知（　　）

A．运动员所受重力为500N　　　　B．运动员所受重力为2500N

C.运动员所受合力最小值为500N　　D．运动员所受合力最大值为2000N

五．能力突破

1．（2007泰安）用手水平托着一本书做如下几种运动（各种情形中加速度大小都相等，且书与手保持相对静止），则书对手的作用力最大的情况是　　（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．竖直向上匀加速运动 B．竖直向上匀减速运动

C．竖直向下匀加速运动 D．沿水平方向匀加速运动

2．（2007济南）如图所示，不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦，物体A的质量为M，水平面光滑，当在绳B端挂一质量为m的物体时，物体A的加速度为a₁,当在绳B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时，A 的加速度为a₂，则a₁与a₂的大小关系是　（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．a₁= a₂　B．a₁> a₂ C．a₁< a₂　D．无法确定

3．（2007潍坊）如图所示，质量为10kg的物体静止在平面直角坐标系xOy的坐标原点，某时刻只受到F₁和F₂的作用，且F₁=10N，，则物体的加速度　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A.方向沿X轴正方向　　　　　　　　B．方向沿X轴负方向

C．大小等于　　　　　　　　D.大小等于

4．（2007潍坊）．一质量m=1kg的物体在水平恒力F作用下沿水平面运动，1s末撤去恒力F，其v-t图象如图所示．则恒力F和物体所受阻力f的大小是　　　　　　　　（　　）

A．F=8N　　B．　F=9N　　C．f=2N　　D．f=3N

5．（2004全国）如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一球面上，a点为最高点，d点为最低点，每根杆上都套着一个小滑环（图中没画出），三个小环分别从a、b、c处由静止下滑，与d点发生碰撞后又都返回到各自的出发点，用t₁、_、t₂、t₃依次表示各滑环在全过程中所用的时间，则以下关系中正确的是　　　　（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．t₁<t₂<t₃　 B．t₁>t₂>t₃　 C．t₃>t₁>t₂　 D．t₁=t₂=t₃

6．一间新房要盖房顶，为了使雨天下落的雨滴能以最短时间淌离房项，则所盖房项的项角应为（设雨滴在屋项上运动可看做由静止开始沿光滑斜面下滑）　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．60°　　　　　 B．90°　　　　　 C．120°　　　　 D．150°

7．（2007烟台）如图所示，两带电的小滑块放在一水平绝缘木板上处于静止状态，现将木板先后由静止开始竖直向上匀加速平移和竖直向下匀加速平移，若移动过程中滑块始终与木板接触，则下列说法正确的是　　　　　（　　）

A.向上平移时，两滑块可能沿木板滑动

B．向上平移时，两滑块不可能沿木板滑动

C．向下平移时，两滑块不可能沿木板滑动

D．向下平移时，滑块与木板间的摩擦力一定比向上平移时的摩擦力要小

8．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图所示。在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是　　　（　　）

A．当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小

B．当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越小

C．当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小

D．当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小

9．（2007淄博）在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m₁的木块，木块和车厢通过一

根水平轻质弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k。在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m₂的

小球。某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，

如图所示。不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为　（　　）

文本框: A.伸长量为　　　　B．压缩量为

　C．伸长量为　　　　D.压缩量为

10．（2007泰安）在平静的水面上，有一长L=12m的木船，木船右端固定一直立桅杆，木船和桅杆的总质量为m₁=200kg，质量为m₂=50kg的人立于木船左端，开始时木船与人均静止.若人匀加速度向右奔跑至船的右端并立即抱住桅杆，经历的时间是2s，船运动中受到水的阻力是船（包括人）总重的0.1倍，g取10m/s².求此过程中船的位移大小.

11．（2007临沂）　沿固定斜面向上拉木箱时，为减小摩擦，在斜面与木箱间加垫一辆薄木板车，如图所示。己知木板车的车身长，质量m=40kg；木箱可视为质点，质量M=100kg，木箱与木板车之间的动摩擦因数，木板车与斜面之间的摩擦忽略不计，斜面倾角为37⁰，开始木箱、平板车均处在斜面底端，若用的平行于斜面的恒力向上拉木箱，且平板车一直未脱离斜面，取，问：

(1)用多长时间将木箱从木板车底端拉至木板车顶端?

(2)当木箱从木板车上滑下后，木板车再经多长时间返回原处(斜面底端)?

三、好题精析

例1．当小球贴着滑块一起向左运动时，小球受到三个力作用：重力mg、线中拉力T、滑块A的支持力N，如图所示。小球在这三个力作用下产生向左运动的加速度。当滑块向左运动的加速度增大到一定值时，小球可能抛起，斜面对滑块的支持力变为零，小球仅受重力和拉力两个力作用。

对于小球是否抛起的临界问题，先抓住临界点求临界加速度：将小球所受的力沿加速度方向和垂直于加速度的方向进行分解，得方程：

联立两式得：

当N=0时，a=

可见，当滑块以a=2g加速度向左运动时，小球已脱离斜面飘起，由矢量合成可见：T=

例2．由于，物体一定沿传送带对地下移，且不会与传送带相对静止。

　　设从物块刚放上到皮带速度达10m/s，物体位移为，加速度，时间，因物速小于皮带速率，根据牛顿第二定律，，方向沿斜面向下。皮带长度。

　　设从物块速率为到B端所用时间为，加速度，位移，物块速度大于皮带速度，物块受滑动摩擦力沿斜面向上，有：

　　即（舍去）

　　所用总时间

例3．当上顶板压力传感器示数为6N，下底板的压力传感器示数为10.0N

对物体有：mg+F_上-F_弹=ma，F_弹=F_下代入数据得：m=0.50kg

（1）弹簧弹力不变　　mg+F/2-F=ma₁，得a₁=0。箱静止或作匀速运动；

（2）上项板压力为零，取向上为正，则F-mg=ma₂；

代入数据得：a₂=10m/s²，要使上项板示数为零，则箱向上的加速度大于或等于10m/s²均可。

例4．由图可知。在 t=0 到t=t₁=2s的时间内。体重计的示数大于mg ，故电梯应做向上的加速运动。设在这段时间内体重计作用于小孩的力为 f₁，电梯及小孩的加速度为 a₁，由牛顿第二定律，得

f₁-mg=ma₁

在这段时间内电梯上升的高度

h₁=

在t₁到t=t₂₌5s的时间内，体重计的示数等于mg。故电梯应做匀速上升运动，速度为t₁时刻电梯的速度，即

在这段时间内电梯上升的高度

在t₂ 到t=t₃=6s的时间内，体重计的示数小于mg　，故电梯应做向上的减速运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为 f₂，电梯及小孩作用于小孩的加速度为a₂，由牛顿第二定律，得

mg-f₂=ma₂

在这段时间内电梯上升的高度

h₃₌ v₁(t_3-t₂)-

电梯上升的总高度

h=h₁+h₂+h₃

由以上各式，利用牛顿第三定律和题中和图中的数据，解得

h=9m

四．变式迁移

1．解：以木块和小球整体为对象，设木块的质量为M，下滑的加速度为a，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：

（M＋m）gsin37º－μ（M＋m）gcos37º=（M＋m）a

解得：a=g（sin37º－μcos37º）=2m/s²

以小球B为对象，受重力mg，细线拉力T和MN面对小球沿斜面向上的弹力F_N，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：

mgsin37º－F_N=ma

解得：F_N=mgsin37º－ma=6N。

2．AD

五．能力突破

1。A　2。C　3。AC　4。BD　5。D　6。B　7。B　8。C　 9。A

10．解：设运动过程中，船、人运动加速度大小分别为a₁、a₂，人与船之间的静摩擦力大小为F，船受水的阻力大小为f.则

　　F=m₂a₂　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　F－f=m₁a₁　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f=0.1(m₁g+m₂g)　　　　　　　　　　　　

　　a₁t²+a₂t²=L　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

代入数值得a₁=0.2m/s²　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

船的位移x=a₁t²=0.4m　　

11．　　　解(1)设木箱在木板车上滑动时，它们的加速度分别为和，分别对木箱和木板车应用牛顿第二定律得：

　木箱在平板车上运动的过程中，比平板车多运动的位移为L设所求时间为t，　L=

　　联立以上各式并代入数据解出t=1s。

(2)在木箱从木板车底端拉至木板车顶端的过程中，设平板车的位移为，未速度为v，则

　　从木箱滑下平板车到乎板车返回原处，设平板车的加速度为

　　设所求时间为

　　由位移公式得：

解出。

苍山一中高三物理第一轮复习学案

第三章　牛顿运动定律　 3.6 实验四：验证牛顿运动定律.

一．考点聚焦

实验四：验证牛顿运动定律　　　　II级要求

二．知识扫描

1. 实验器材: 打点计时器，纸带及复写纸片，小车，附有定滑轮的长木板，薄木垫，小桶，细绳，沙，学生天平(带一套砝码)刻度尺，砝码.
2. 实验步骤
　　(1) 用天平测出小车和小桶的质量M和M′，记录数据，在小车上加砝码，小桶里放入适量的沙，使小桶和沙的总质量远小于小车和砝码的总质量，把砝码和沙的质量m和m′记下来.
　　(2) 按照图把实验器材安装好，只是不把悬挂小桶用的细绳系在车上，即不给小车加牵引力.
　　(3) 平衡摩擦力，在长木板的不带定滑轮的一端下面垫小木垫，反复移动木垫的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态. 这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在沿斜面方向上的分力平衡.
　　(4) 把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶. 接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点. 取下纸带，在纸带上标上该纸带的号码.
　　(5) 保持小车的质量不变，改变沙的质量，即改变小车所受牵引力，再做几次实验. 在实验中一定要使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量.在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，按照“研究匀变速直线运动”实验中求加速度的方法，计算出各条纸带对应的加速度的值. 根据实验数据，画出小车所受牵引力，即桶和沙的总重力(M′+ m′)g跟小车加速度a之间关系的图
像a—F图像.
　　(6) 保持沙和小桶质量不变，在小车上加砝码，重复上面的实验，然后画出质量倒数与加速度a之间关系a—的图像.
　　3. 注意事项
　　(1) 使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量.
　　(2) 平衡摩擦力时不要挂小桶，应连着纸带，且接通电源. 判断小车是否作匀速直线运动可以直接观察，也可以用打点计时器打出的纸带判定(各点间间距相等).
　　(3) 小车应紧靠打点计时器，先接通电源后才放手.
　　(4) 画a—F和a—图像时，应使所描的点均匀分布在直线两侧.
　 4。难点突破：

（1）. 数据处理
　　需要计算各种情况下所对应的小车加速度时，使用“研究匀变速直线运动”的方法，先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据公式a=计算加速度.
　　需要记录各组对应的加速度与小车所受牵引力F，然后建立直角坐标系，纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力F，描点画a—F图像，如果图像是一条直线，便证明T加速度与作用力成正比.
　　再记录各组对应的加速度与小车和砝码总质量，然后建立直角坐标系，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示总质量的倒数，描点画a—图像，如果图像是一条直线，就证明了加速度与质量成反比

（2）. 误差分析

　①研究加速度与质量成反比，跟力成正比实验中所采用的牵引力由细绳来提供，而计算时，采用的是桶和沙所受的总重力(M′+m′)g，这二者之间存在着差异，当桶和沙通过细绳与小车一起运动时，由于桶和沙也做匀加速直线运动，故其所受合外力不为零，即(M′+m′)g＞F. F为细绳上的张力，也是细绳对小车的拉力. 因此，用这种方法得到的结果必然存在误差. 因此本实验要求桶和沙的总质量远小于车和砝码的质量，此时(M′+m′)相对于(M+m)可以忽略，则(M′+m′)a相对于(M+m)a可以忽略，即F近似等于(M′+m′)g. 因此，理论上说，桶和沙的总质量与小车和砝码的总质量相比越小，误差越小.
　　②平衡摩擦力时，如果忘记了这一步，就会出现如图甲所示的a—F图像，这种情况下，直线不过原点. 但是如果平衡摩擦力时斜面倾角过大，也造成误差，形成如图乙所示的a—F图像，因此实验中如果出现图示的情况，应检查平衡摩擦力造成的偏差.

　三、好题精析　　　　　

例题1.某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及物体质量m的关系实验。如图(a)所示为实验装置简图。A为小车，B为打点计时器，C为装有沙的沙桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于沙和沙桶总重量，小车运动加速度a可用纸带上的点求得。

(1)图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz)，试由图中数据求出小车运动的加速度a=_______m／s²。　

(2)保持沙和沙桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车运动的加速度a与质量m及对应的1／m数据如下表

次数	1	2	3	4	5	6	7	8
小车加速度a(m／s²)	1.90	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50	0.30
小车质量m(kg)	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00	1.67
1/m(kg^-1)	4.00	3.50	3.00	2.50	2.00	1.40	1.00	0.60

根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在方格坐标纸(c)中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线。从图线中得到F不变时小车加速度a与l／m之间定量关系式为___________。

(3)保持小车质量不变，改变沙和沙桶的重量，该同学根据实验数据作出l了加速度a与合力F图线如图(d)所示，该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是__________.

四．变式迁移

1.（2007济南）某学生想了解所居住高楼内电梯运行的大致规律，他设计一个利用体重计来进行测量和研究的方案：

（1）　　　把体重计平放在电梯的地板上，他站在体重计上，请两位同学协助他观察体重计示数的变化情况，并记录电梯运行时不同时刻体重计的示数。

（2）　　　将两位同学随机记录的7个数据列表，由于不知记录时刻的先后，故表格数据按从小到大的次序排列，并相应标明t₁、t₂……t₇.(记录时电梯作平稳运动)

（3）　　　对实验数据进行分析研究，了解电梯的运行情况，并粗略测定电梯的加速度。思考回答下列问题：

①在测量时该学生所受的重力将____________（填“变大”、“变小”、“不变”）

②如果先记录到的是较小的示数，后记录到的是较大的示数，则记录时电梯相应的运动可能是

A.　　　先加速下降后匀速下降　B.先匀速下降后减速下降　

C.先匀速上升后减速上升　 D.先加速上升后匀速上升

观察次数	时刻	体重计读数（N）
1	t₁	449
2	t₂	450
3	t₃	450
4	t₄	549
5	t₅	550
6	t₆	551
7	t₇	551

③由于每部电梯运行时加速度都是设定好的，如果要知道该高楼电梯的加速度，还需要测定物理量是________

五．能力突破

1.（2007江苏）如题（a）图，质量为Ｍ的滑块Ａ放在气垫导轨Ｂ上，Ｃ为位移传感器，它能将滑块Ａ到传感器Ｃ的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块Ａ的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为了l、高度为h。（取重力加速度g=9.8m/s²，结果可保留一位有效数字）

（１）现给滑块Ａ一沿气垫导轨向上的初速度，Ａ的v-t图线如题(b)图所示。从图线可得滑块Ａ下滑时的加速度a=　　　 m/s² ,摩擦力对滑块Ａ运动的影响　　　　。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）

（２）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变　　　　，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变　　　　，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。

（３）将气垫导轨换成滑板，滑块Ａ换成滑块Ａ’，给滑块Ａ’一沿滑板向上的初速度，Ａ’的s-t图线如题（c）图。图线不对称是由于　　　　　　　　造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ＝　　　　　　　（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ＝　　　　　　　　