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1、1专题（五）牛顿运动定律2一、牛顿第一定律的物理意义1.演绎了“力”的概念：力是改变运动状态的原因，或力是产生加速度的原因（可结合加速度的定义式推导）2.给出了“惯性”的概念，所以牛顿第一定律又叫惯性定律3.牛顿第一定律描述的是物体不受任何外力时的状态，是一种理想化的状态，不受外力和物体所受的合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在合力 F=0 时的特例。4.它明确了力和运动的关系。物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因5.牛顿第一定律是作为牛顿力学体系的一条规律，它具有特殊意义，是三大定律中不可缺少的独立定律。不能将第一定律看作牛顿第二定律的特例。二、伽利略的
2、贡献理想斜面实验得出距离与时间的 2 次方成正比的关系三、牛顿第三定律的物理意义及其应用转换研究对象典例分析1.如图 4 所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么方向抛出( )2.如图 2 所示，一个劈形物 ABC 各面光滑，放在固定的斜面上，AB 成水平并放上一个光滑小球，把劈形物 ABC 从静止开始释放，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是 ( ) A沿斜面的直线 B竖直的直线C弧形曲线 D折线3.如图 3 所示(俯视图)，以速度 v 匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的 A 处有一小球若车厢中的旅
3、客突然发现小球沿图中虚线由 A 向 B 运动则由此可判断列车( ) A减速行驶，向南转弯 B减速行驶，向北转弯 C加速行驶，向南转弯 D加速行驶，向北转 弯34.（2013 新课标）右图是伽利略 1604 年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据.伽利略可以得出的结论是（ ）A.物体具有惯性B.斜面倾角一定时，加速度与质量无关C.物体运动的距离与时间的平方成正比D.物体运动的加速度与重力加速度成正比5.（2012 新课标）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的
4、概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是（ ） A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B没有力作用，物体只能处于静止状态C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动6. 物体静止于一斜面上，如右图所示，则下述说法正确的是（ ）A物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力7. 一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动
5、，然后改为匀速运动；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，绳拉物体的力大于物体拉绳的力C只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等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四、牛顿第二定律的理解和应用1.物理含义，因果关系2.某一方向的牛顿第二定律的应用和理解3.牛顿第二定律的研究对象：可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为 mi，对应的加速度为 ai，则有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+mnan44.整体法、隔离法和连接体问题5.加速度的瞬时值问题，动态过程分析6
6、.传送带问题典例分析1.下列对牛顿第二定律的表达式 F=ma 及其变形公式的理解，正确的是（ ）A、由 F=ma 可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成正比B、由 m=可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比aFC、由 a=可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比mFD、由 m=可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力而求出aF2. 如图所示，位于水平面上的质量为 M 的小木块，在大小为 F，方向与水平方向成 角的拉力作用下沿地面做加速运动若木块与地面之间的动摩擦因数为 ，则木块的加速度为 （ ）3. 已知物体的质量为 m，斜面倾角为
7、 。（1）物体匀速下滑时，求摩擦因数（2）若斜面光滑，木块下滑的加速度（3）若斜面是粗糙的，求当物体以一定的初速度沿斜面向上运动时的加速度（4）若斜面是粗糙的，求当物体沿斜面加速下滑时的加速度4. 竖直向上射出的子弹，到达最高点后又竖直落下，如果子弹所受的空气阻力与子弹的速率大小成正比，则( )A子弹刚射出时的加速度值最大 B子弹在最高点时的加速度值最大C子弹落地时的加速度值最大 D子弹在最高点时的加速度值最小55. 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 把弹簧压缩到 A点(m 与弹簧不连接)，然后释放，小物体能经 B 点运动到 C 点而静止小物体
8、m 与水平面间的动摩擦因数恒定，则下列说法中正确的是( )A.物体从 A 到 B 速度越来越大B.物体从 A 到 B 速度先增加后减小 C.物体从 A 到 B 加速度越来越小D.物体从 A 到 B 加速度先减小后增加6. 如图所示，自由下落的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量达到最大值的过程中，小球的速度及所受的合力的变化情况是( ) A.合力始终向下，速度方向也始终向下 B.加速度方向先向上再向下，速度方向也先向上再向下C.合力先变小，后变大；速度先变大，后变小 D.合力先变大，后变小；速度先变小，后变大7. （2010 全国理综 1）如图，轻弹簧上端与一质量为的木块 1 相连，下
9、端与另一质量为的木块 2mM相连，整个系统置于水平放置的光滑木坂上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块 1、2 的加速度大小分别为 a1、a2 重力加速度大小为 g。则有（ ）Aa1=0， a2=g Ba1=g，a2=g Ca1=0， a2=g Da1=g ，a2=g MMm MMm 8. （2010 上海浦东模拟）如图所示，质量为 m 的物体 A 系于两根轻弹簧 l1、l2上，l 1的一端悬挂在天花板上 C 点，与竖直方向夹角为 ，l2水平拉直，左端固定于墙上 B 点，物体处于静止状态则（ ）A若将 l2剪断，则剪断瞬间物体的加速度 gtan，方向沿 BA 方向
10、B若将 l2剪断，则剪断瞬间物体的加速度 gsin，方向垂直于 AC 斜向下C若将 l1剪断，则剪断瞬间物体的加速度 g，方向竖直向下6D若将 l1剪断，则剪断瞬间物体的加速度 g/cos，方向沿 CA 方向9. 如图 A 所示，一质量为的物体系于长度分别为、的两根细线上，的一端悬挂在天花板上，与m1l2l1l竖直方向夹角为，水平拉直，物体处于平衡状态。现将线剪断，求剪断瞬间物体的加速度。2l2l10.若将图 A 中的细线改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图 B 所示，其他条件不变，求线剪断瞬1l2l间物体的加速度。11. 如图所示，木块、用一轻弹簧相连，竖直放在木块上，静置于地面上，质量之比
11、是ABCC1：2：3，设所有接触面都光滑当沿水平方向迅速抽出木块的瞬间，、的加速度分别是 CABAa， 。Ba12. 如图，动力小车上有一竖杆，杆端用细绳拴一质量为 m 的小球.当小车沿倾角为 30的斜面匀加速向上运动时，绳与杆的夹角为 60，求：小车的加速度和绳中拉力大小.13.如图，电梯与水平面间的夹角为 300，当电梯加速向上运动时，人对梯面的压力是重力的 6/5，人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？ 14.如图 9 所示，质量为 M 的长平板车放在光滑的 倾角为 的斜面上，车上站着一质量为 m 的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须( ) A匀速向下奔跑 B以加速度 aMmgsin
12、 向下加速奔跑 C以加速度 a(1Mm)gsin 向下加速奔跑 D以加速度 a(1Mm)gsin 向上加速奔跑715.如图所示，几个倾角不同的光滑斜面具有共同的底边 AB，当物体由静止沿不同的倾角从顶端滑到底端，下面说法是正确的是（ ） A. 倾角为 30时所需时间最短 B. 倾角为 45所需时间最短 C. 倾角为 60所需时间最短 D. 所需时间均相等拓展延伸：等时圆推论：物体从最高点由静止开始沿不同的光滑细杆到圆周上各点所用的时间相等16.如图 3 甲所示，在倾角为 30的足够长的光滑斜面上，有一质量为 m 的物体，受到沿斜面方向的力 F作用，力 F 按图乙所示规律变化(图中纵坐标是 F
13、与 mg的比值，力沿斜面向上为正)则物体运动的速度 v 随时间 t 变化的规律是图 4 中的(物体的初速度为零，重力加速度取 10 m/s2)17.如图 7 甲所示，两物体 A、B 叠放在光滑水平面上，对物体 A 施加一水平力 F，Ft 关系图象8如图乙所示两物体在力 F 作用下由静止开始运动，且始终相对静止则（ ） A两物体做匀变速直线运动 B两物体沿直线做往复运动 CB 物体所受摩擦力的方向始终与力 F 的方向相同 Dt2 s 到 t3 s 这段时间内两物体间的摩擦力逐渐减小18.如图所示，质量为 M 的斜面 A 置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为，物体 B 与斜面间无摩擦。在水平向左的推力
14、 F 作用下，A 与 B 一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。已知斜面的倾角为，物体 B 的质量为 m，则它们的加速度 a 及推力 F 的大小为（ ）A. )sin()(,singmMFgaB. cos)(,cosgmMFgaC. )tan()(,tangmMFgaD. gmMFga)(,cot19.如图所示，质量为2m的物体 2 放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为1m的物体，与物体 1 相连接的绳与竖直方向成角，则（ ）A. 车厢的加速度为singB. 绳对物体 1 的拉力为cos1gmC. 底板对物体 2 的支持力为gmm)(12D. 物体 2 所
15、受底板的摩擦力为tan2gmBAF920.如图 8 所示，光滑水平面上放置质量分别为 m、2m 的 A、B 两个物体，A、B 间的最大静摩擦力为mg，现用水平拉力 F 拉 B，使 A、 B 以同一加速度运动，则拉力 F 的最大值为 ( )Amg B2mg C3mg D4mg21.如图，置于水平地面上相同材料的质量分别为 m 和 M 的两物体间用细绳相连，在 M 上施加一水平恒力 F，使两物体做匀加速运动，对两物体间绳上的张力，正确的说法是（ ） A、地面光滑时，绳子拉力的大小为 mF/（M+m） B、地面不光滑时，绳子拉力的大小为 mF/（M+m） C、地面不光滑时，绳子拉力大于 mF/（M+m） D、地面光滑时，绳子拉力小于 mF/（M+m）22.10五、传送带问题分析问题的思路：初始条件相对运动判断滑动摩擦力的大小和方向分析出物体受的合外力和加速度大小和方向由物体速度变化再分析相对运动来判断以后的受力及运动状态的改变。水平放置运行的传
