高中物理：2020版第三单元牛顿运动定律

自然界和自然规律，隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧！于是，一切都变得光明。Natureandnature'slawslayhidinthenight.Godsaid,LetNewtonbe!andallwaslight!——英国诗人蒲伯（AlexanderPope）学习内容与要求编号基础型课程拓展型课程学习水平3.1.1牛顿第一定律惯性B3.1.2用DIS研究加速度与力的关系，加速度与质量的关系（学生实验）C3.1.3牛顿第二定律C3.1.4牛顿第三定律B3.1.5国际单位制A3.1.6牛顿对科学的贡献A3.1.7经典力学的局限性A3.1.8爱因斯坦对科学的贡献A专题1牛顿运动定律基础知识在物理学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动与力的关系的理论，称做运动学（kinematics）；研究运动与力的关系的理论，称做动力学（dynamics）。一．牛顿第一定律1．第一定律的内容：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律指出了力不是产生速度的原因，也不是维持速度的原因，力是改变____________________的原因，也就是产生__________的原因。Commentbyfanjing:物体运动状态，加速度2．惯性：物体保持静止或匀速直线运动的性质叫做惯性。牛顿第一定律揭示了一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质，与外部条件无关，因此该定律也叫做惯性定律。注意：惯性的大小由质量 决定 郑伟家庭教育讲座全集个人独资股东决定成立安全领导小组关于成立临时党支部关于注销分公司决定 是由牛顿第二定律揭示的。【典型例题】下面哪些物体的运动状态没有发生改变？（）（A）正在拐弯的汽车（B）匀速下落的雨滴（C）绕地球匀速飞行的人造卫星（D）正在启动的火车对下列现象解释正确的是（）Commentbyfj:D惯性概念的辨析（A）在一定拉力作用下，车沿水平方向前进，所以力是物体运动的原因（B）向上抛出的物体由于惯性向上运动，以后惯性变小，速度越来越小（C）高速行驶的汽车由于速度大，所以惯性大，很难停下来（D）质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故如图所示，在一辆 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球（m1＞m2），两小球原来随车一起运动。当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球（）（A）一定相碰（B）一定不相碰（C）不一定相碰（D）无法确定二．牛顿第三定律1．内容：两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上。作用力与反作用力一定是同种性质的力。2．一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别：共同点：一对作用力与反作用力和一对平衡力都是等值、反向、作用在同一直线上。不同点：①一对作用力与反作用力作用在两个物体上，这两个物体互为施力物体和受力物体，永不平衡；而一对平衡力作用在同一物体上，受力物体相同，施力物体不相同。②一对作用力与反作用力一定是同种性质的力；但一对平衡力不一定是同性质的力。【典型例题】如图所示，手上停着一只小鸟，小鸟所受支持力的反作用力是（）Commentbyfanjing:C作用力与反作用力（A）手所受的重力（B）小鸟所受的重力（C）小鸟对手的压力（D）小鸟对地球的引力【多选】如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是（）Commentbyfj:CD作用力与反作用了和平衡力的区别（A）作用力F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力（B）作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力（C）物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力（D）物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力【2012学年青浦一模】如右图所示，是利用传感器 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 的两个物体间的作用力和反作用力的变化图线，根据图线可以得出的结论是（）Commentbyjingfan:B2012学年青浦一模6牛三实验（A）作用力大时，反作用力小（B）作用力和反作用力的方向总是相反的（C）作用力和反作用力是作用在同一个物体上的（D）相互作用的两个物体一定都处于静止状态三．牛顿第二定律基础第二定律的内容：物体运动的加速度同_______________成正比，同_________成反比，而且加速度方向与力的方向一致。即：F合＝maCommentbyfanjing:物体所受合外力，物体质量1牛顿＝1千克·米/秒21N的物理意义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度所需力的大小为1N。力学单位制：物理学中选定七个物理量的单位作为基本单位，力学中有3个：长度单位米、_______单位_____、______单位______；热学中有2个：热力学温度单位开尔文、______单位_____；电学中有一个：______单位______；光学中的发光强度单位坎德拉高中阶段不作要求。其他单位都是从基本单位推导得出，因此叫做导出单位。Commentbyfanjing:时间，秒；质量，千克；物质的量，摩尔；电流强度，安培kgmsmolKAm/sm2m3m/s2N/CN基本单位无专门名称的导出单位有专门名称的导出单位PaJW℃WbTVΩCHzrad第二定律的深入理解：①定律深刻阐明了加速度和外力之间存在着下列关系：因果关系：力是使物体产生加速度的原因，力是因，加速度是果。方向关系：加速度的方向与外力（或合外力）的方向始终一致。瞬时关系：加速度与外力（或合外力）同时产生，同时消失。②定律给“质量”以科学的含义：“质量是物体惯性大小的量度。”③牛顿运动定律只适用于_______、_______物体，不能用来处理微观粒子和高速物体的运动。爱因斯坦认为，________是自然界中速度的极限。在相对论中，与静止时相比，运动的钟变_____、运动的尺变______、运动物体的质量变____。【典型例题】Commentbyfj:时间紧张，很难完成全部例题在国际单位制中，频率的单位用基本单位表示是__________，磁通量的单位用基本单位表示是_______。Commentbyfj:s-1，kg·m2/A·s22015学年闵行二模21物体静止在光滑的水平桌面上。从某一时刻起用水平恒力F推物体，则在该力刚开始作用的瞬间（）。Commentbyfanjing:AF与a的瞬时对应关系（A）立即产生加速度，但速度仍然为零（B）立即同时产生加速度和速度（C）速度和加速度均为零（D）立即产生速度，但加速度仍然为零OAB【2017年浦东二模】如图所示，细绳一端系在小球O上，另一端固定在天花板上A点，轻质弹簧一端与小球连接，另一端固定在竖直墙上B点，小球处于静止状态。将细绳烧断的瞬间，小球的加速度方向（）（A）沿BO方向（B）沿OB方向（C）竖直向下（D）沿AO方向【2020年上海高考】质量m＝1.67×10-27kg的质子在高能粒子加速器中被加速到动能Ek＝1.6×10-10J。某同学根据Ek＝mv2计算出质子速度大小v＝4.38×108m/s（计算无误）。此速度值的不合理之处是_______________，这说明________________________。Commentbyfj:值超过了光速，牛顿运动定律只能适用于宏观、低速的情况2020年上海高考15拓展阅读基本单位的定义时间：秒s历史定义：一天的1/86400。现行定义：铯-133原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9192631770个周期的持续时间。长度：米m历史定义：通过巴黎的子午线上从地球赤道到北极点的距离的千万分之一，这也就是为什么地球周长差不多是四万千米的原因。之后长期使用存放在巴黎的一个“米原器”作为定义。现行定义：光在真空中于1/299792458秒内行进的距离。质量：千克kg历史定义：0.001立方米（一升）纯水的质量，之后长期使用存放在巴黎的一个“千克原器”作为定义。现行定义：使得普朗克常量h的值为6.62607015×10-34kg·m2/s的质量单位。电流：安培A历史定义：真空中相距1m的两根无限长且圆截面可忽略的平行直导线内通过一恒定电流，当两导线每米长度之间产生的力等于2×10-7N时，则规定导线中通过的电流为1A。现行定义：使得基元电荷e的值为1.602176634×10-19A·s的电流单位。绝对温度：开尔文K历史定义：以绝对零度（0K）为最低温度，规定水的三相点的温度为273.16K，1K等于水三相点温度的1/273.16。。现行定义：使得玻尔兹曼常数为1.380649×10-23kg·m2·s-2·K-1的温度单位。物质的量：摩尔mol历史定义：12克12C所含的原子数。现行定义：使得阿伏伽德罗常数为6.02214076×1023mol-1的物质的量单位。也就是固定了阿伏伽德罗常数为6.02214076×1023。课时作业1牛顿运动定律基础知识【2006年广东高考】下列对运动的认识不正确的是（）Commentbyfanjing:A（A）亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动（B）伽利略认为力不是维持物体速度的原因（C）牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动（D）伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去【多选】由牛顿第一定律可知（）（A）物体的运动是依靠惯性来维持的（B）力停止作用后，物体的运动就不能维持（C）物体做变速运动时，一定有外力作用（D）力是改变物体惯性的原因【2012年长宁一模】爱因斯坦冲破传统思想的束缚，提出了一种新的观念并建立起相对论，这个新观念是（）Commentbyfanjing:A牛顿定律局限性（A）真空中的光速是自然界中速度的极限（B）牛顿定律仅适用于低速、宏观领域（C）牛顿定律适用于一切领域（D）运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大【多选】对牛顿第二定律的理解正确的是（）Commentbyfj:CD（A）由F＝ma可知，F与a成正比，m与a成反比（B）牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用（C）加速度的方向总跟合外力的方向一致（D）当外力停止作用时，加速度随之消失O123【2014年北京高考】伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（）（A）如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置（B）如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态（C）如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变（D）小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小由牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为（）（A）牛顿第二定律不适用于静止的物体（B）桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易觉察到（C）推力小于摩擦力，加速度是负值（D）推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零，物体的加速度为零，所以物体仍静止【2019年浙江高考】如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是（）Commentbyfj:A2019年4月浙江选考6（A）小明与船之间存在摩擦力（B）杆的弯曲是由于受到杆对小明的力（C）杆对岸的力大于岸对杆的力（D）小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力【多选】汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（）（A）汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力（B）汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力（C）汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力（D）汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力关于平衡力、作用力和反作用力，下列叙述正确的是（）（A）平衡力应是分别作用在两个不同物体上的力（B）平衡力可以是同一种性质的力，也可以是不同性质的力（C）作用力和反作用力可以不是同一种性质的力（D）作用力施加之后才会产生反作用力，即反作用力总比作用力落后一些aF空间站飞船【2008年浦东一模】如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，已知飞船质量为3.0×103kg。在飞船与空间站对接后，推进器对它们的平均推力大小为900N，推进器工作了5s，测出飞船和空间站速度变化了0.05m/s，则飞船和空间站的加速度大小为________m/s2；空间站的质量为_______kg。Commentbyphysics:0.01，8.7×1042008学年浦东一模3牛顿定律应用初步【2019年上海高考】“神舟十号太空授课”的一项内容是测量航天员的“体重”。测量设备以恒定拉力拉动航天员，并同时测量两个物理量：设备提供的拉力和__________________；再根据___________________就能得出航天员的质量。Commentbyfj:宇航员的加速度，牛顿第二定律难度：0.756；0.685，0.8272019年上海高考13质量为m的物体从高处由静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f，加速度为a＝g，则f的大小是（）（A）f＝mg（B）f＝mg（C）f＝mg（D）f＝mg如图所示，一小球从空中自由下落，当它与正下方的轻弹簧刚开始接触时，它将（）（A）立即被反弹上来（B）立即开始做减速运动（C）立即停止运动（D）继续做加速运动雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即Ff＝kSv2，则比例系数k的单位是（）Commentbyfj:B为后面的变加速计算题打基础（A）kg/m4（B）kg/m3（C）kg/m2（D）kg/m“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是弹性橡皮绳，质量为m的小明如图所示静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明左侧橡皮绳断裂，则小明此时的（）（A）加速度为零（B）加速度a＝g，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下（C）加速度a＝g，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上（D）加速度a＝g，方向竖直向下以a＝的加速度加速下降的气球和吊篮的总质量为M，欲使该气球以同样大小的加速度匀加速上升，则从吊篮中抛出的沙袋质量应是总质量的几倍？（设空气浮力保持不变，空气阻力不计）Commentbyphysics:专题2牛顿第二定律——两力作用下的变速运动Commentbyjingfan:时间很紧，导致例题5很难保证时间初速度v0——天赋；加速度a（合外力F合）——后天努力，时间t——坚韧性，决定人生之路s可以走多远。一、两力一直线G存在空气阻力的下落fmg－f＝maa＝aG存在空气阻力的上抛fmg＋f＝maa＝aG超重TT－mg＝maT＝mg＋maaG失重Tmg－T＝maT＝mg－maa当物体存在向上加速度时，它对支持物的压力（或对悬线的拉力）大于它所受重力的现象就是超重；当物体存在向下加速度时，它对支持物的压力（或对悬线的拉力）小于它所受重力的现象就是失重；物体对支持物的压力（或对悬线的拉力）等于零时就是完全失重状态，此时加速度为_______。Commentbyfj:重力加速度【典型例题】【2004年全国高考】下列哪个说法是正确的？（）Commentbyphysics:B2004年全国理综Ⅰ20（A）游泳运动员仰卧在水面静止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）体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态【2007山东，多选】下列实例属于超重现象的是（）Commentbyfj:BD定性分析，注意涉及向心加速度这里有点早（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t1t2t3tOs【2020年山东高考】一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是（）Commentbyfj:D2020年山东等级考1（A）0~t1时间内，v增大，FN＞mg（B）t1~t2时间内，v减小，FN＜mg（C）t2~t3时间内，v增大，FN＜mg（D）t2~t3时间内，v减小，FN＞mg两力非一直线aNmgθ物体在光滑斜面上下滑存在空气阻力的下落mgsinθ＝maa＝gsinθaTmgθ物体在变速运动车厢内的偏移mgtanθ＝maa＝gtanθ解题思路：通常根据加速度与合外力方向一致的关系，利用平行四边形定则先确定合外力再求解。【典型例题】【2018学年金山二模改编】如图，我国第五代战斗机“歼-20”是目前亚洲区域最先进的战机，当它沿倾斜直线加速飞行时，气体对它的作用力方向为（）Commentbyfj:BF（A）（B）（C）（D）FFF【学科教学基本要求】如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定一质量为m的小球，杆对球的作用力为F，则小车（）Commentbyfj:D学科教学手册上的习题，较难，暑假做过，讲得太快了，导致回家作业第6题错误率仍较高（A）静止时，F＝mgcosθ，方向沿斜杆向上（B）以水平向右加速度a运动时，F＝mg/cosθ，方向沿斜杆向上（C）以水平向右加速度a运动时，F＝mg/sinθ，方向垂直斜杆向上（D）以水平向右加速度a运动时，F=，方向斜向右上方，与竖直方向的夹角为α＝arctana如图所示，倾角为α＝60°的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上，斜面体放在水平面上。（g取10m/s2）Commentbyfj:（1）a≥m/s2（2）20N，与水平方向成45°角（1）要使小球对斜面无压力，求斜面体运动的加速度大小至少多大？（2）若已知m＝2kg，当斜面体以a＝10m/s2向右做匀加速运动时，绳对小球拉力多大？课时作业2牛顿第二定律——两力作用下的变速运动【2004学年青浦二模】如图所示，在空雪碧瓶底部四周钻几个小孔，盛满水后，让盛满水的雪碧瓶自由下落，则下落过程中应出现的图是（）（A）（B）（C）（D）【2017年浙江高考】如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作。下列F-t图像能反映体重计示数随时间变化的是（）Commentbyfj:C2017年4月浙江选考8GFt（A）OFt（B）O（C）FtOt（D）FOG【多选】如图所示是某同学站在力传感器上做下蹲-起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线。由图线可知该同学（）（A）体重约为650N（B）做了两次下蹲-起立的动作（C）做了一次下蹲-起立的动作，且下蹲后约2s起立（D）下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态F1F2F3F4【2015上海高考】如图，鸟沿虚线斜向上加速飞行，空气对其作用力可能是（）（A）F1（B）F2（C）F3（D）F4如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a，则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是（）Commentbyfj:C（A）m（B）ma（C）m（D）m（g＋a）杆线【多选】如图所示，一小车上有一个固定的水平横杆，横杆左边固定有一轻杆与竖直方向成θ角，轻杆下端连接一小球，横杆右边用一根细线吊一小球，当小车向右做加速运动时，细线保持与竖直方向成α角，若θ＜α，则下列说法正确的是（）Commentbyfj:BD错误率较高，杆的力不一定沿杆方向（A）轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上（B）轻杆对小球的弹力方向与细线平行（C）轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行，也不沿着轻杆方向（D）此时小车的加速度为gtanα【多选】如图所示，光滑斜面CA、DA、EA都以AB为底边。三个斜面的倾角分别为60°、45°、30°。物体分别沿三个斜面由顶端从静止滑到底端，下面说法中正确的是（）Commentbyfj:CD（A）物体沿DA滑到底端时具有最大速率（B）物体沿EA滑到底端所需时间最短（C）物体沿CA下滑，加速度最大（D）物体沿DA滑到底端所需时间最短【2006年全国高考】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_______m（g取10m/s2）aTG如图所示，钩码拉动水平光滑桌面上的小车向左做加速运动。Commentbyjingfan:（1）钩码向下加速，处于失重状态，G大于T（2）a小一点（3）趋近于g为实验打基础换个图，在（1）试从“超重失重”的角度说明：小车所受的拉力T（即合外力）并不等于、且小于钩码重力G；（2）要使G约等于T，a应该大一些还是小一些？（3）若G趋近于无穷大（即小车质量相对来说可以忽略不计），a趋近于多大？tv0【2019年崇明二模改编】一小球从地面以初速度v0＝24m/s竖直向上抛出，小球运动过程中所受空气阻力大小不变且等于重力的0.2倍。求：（g取10m/s2）Commentbyjingfan:（1）mg＋f＝ma1a1＝12m/s2h＝＝m＝24m（2）mg－f＝ma2a2＝8m/s2vt＝＝m/s＝8m/s（3）下落时间大2019学年崇明二模19（1）小球上升的最大高度；（2）落回原地的速度大小；（3）在v-t中定性画出此过程的图像，并由图像判断上升过程所用时间和下落过程所用时间哪个大？如图所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m的物体A，A与地面的摩擦不计，求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（1）当卡车以a1＝g的加速度水平向左运动时，绳的拉力为mg，则A对地面的压力为多大？（注意：α未知）Commentbyfj:（1）mg（2）mg【解析】Tsinα＋N＝mgTcosα＝ma1解得：α＝53°，N＝mg（2）T＝＝mg（2）当卡车的加速度a2＝g时，绳的拉力为多大？热烈祝贺沈澜老师从事物理教育事业30周年！热烈祝贺范璟老师解锁“正交分解达人”成就30周年！专题3牛顿第二定律——多力作用下的变速运动两力以上加速：通常采用正交分解法。一般规定加速度的方向为x轴正方向。典型情景Commentbyfj:学生基本并不扎实，导致这四种情景花了太多的时间，下面的例题只能做1题。1、物体在粗糙水平面上滑动，写出加速度a的表达式（已知μ，g）＝maa＝＝maN＝mgavaθ2、物体在粗糙斜面上加速下滑，写出加速度a的表达式（已知μ，g，θ）＝maa＝＝maaθ3、物体在粗糙斜面上减速上滑，写出加速度a的表达式（已知μ，g，θ）a＝＝ma如果你已升级，试着不写大括号中的两式，直接写出下式aθF4、物体在水平推力F作用下在粗糙斜面上以a加速上滑，写出F的表达式（已知μ，g，θ，a）F＝＝ma如果你能直接写出下式，就可以解锁“正交分解达人”的成就【典型例题】【拓展练习册】如图所示，质量m＝1kg的小球穿在斜杆上，斜杆与水平方向成θ＝30°的角，球与杆间的动摩擦因数μ＝。小球受到竖直向上的拉力F作用时，将从静止开始以a＝2.5m/s2的加速度沿杆上滑，则拉力F是多少？Commentbyjingfan:20N弹力的方向易错，N是错解，此时N为负【2017学年黄浦二模】θEA如图，倾角为θ的斜面粗糙且绝缘，在虚平面下方区域有一垂直斜面向上的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带负电的小物块（可视为质点），从斜面上A点以速度v0沿斜面匀速下滑，进入电场区域滑行距离L后停止。求匀强电场场强E的大小。（想一想：此题需要求μ吗？还是只需求到f即可？）Commentbyfj:E=2017学年黄浦二模19难度：0.67易错点：此题摩擦力大于下滑力课时作业3牛顿定律的应用——多力作用下的变速运动【2020年浙江高考】矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力Ff。下列受力分析示意图可能正确的是（）Commentbyfj:A2020年浙江7月选考3此题配图错误，并不是歼20F1F2FfGvF1F2FfGvF1F2FfGvF1F2FfGv（A）（B）（C）（D）【1992年全国高考】如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α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μ，则木块的加速度为（）Commentbyfj:D（A）（B）（C）θFm1m2【2010学年崇明二模】如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接，在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速直线运动（m1在光滑地面上，m2在空中）。已知力F与水平方向的夹角为。则m1的加速度大小为（）（A）（B）（C）（D）【多选】如图所示，在一无限长的小车上，有质量分别为m1和m2的两个滑块（m1＞m2）随车一起向右匀加速运动。设两滑块与小车间的动摩擦因数均为μ，其他阻力不计，当车突然停止时，以下说法正确的是（）Commentbyfj:BD（A）若μ＝0，两滑块一定相碰（B）若μ＝0，两滑块一定不相碰（C）若μ≠0，两滑块一定相碰（D）若μ≠0，两滑块一定不相碰v有种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，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，正好经历了这两个过程，则能正确反映该乘客在这两个过程中的受力示意图的是（）Commentbyjingfan:D2013学年黄浦二模10GN f  GN fʹ  GN f  GN GN f  GN fʹ  （A）（B）（C）（D）加速匀速加速匀速加速匀速加速匀速Gf  GN N 【2020年山东高考】2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：Commentbyfj:9.42020年山东等级考13第一 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 做过类似的题目，计算较为繁琐gsinθ－μgcosθ联立（1）如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，测得手机测得小物块下滑的加速度大小为5.6m/s2；（2）再次调节垫块，当木板的倾角为37°时，测得小物块下滑加速度的大小为3.1m/s2；（3）根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为_____m/s2（结果保留2位有效数字，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80）【2018学年虹口一模】如图，质量m=1kg的物体置于倾角θ=30°的固定斜面上（斜面足够长）。从t=0开始，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，使物体从静止开始沿斜面加速上升。当t1=1s时撤去F，此时物体速度大小v1=18m/s。已知物体与斜面间的最大静摩擦力和物体与斜面间的滑动摩擦力大小均为f=6N，g取10m/s2。求：Commentbyfj:（1）F=29N（2）a2=11m/s2，方向：沿斜面向下（3）v2=02018学年虹口一模18（1）拉力F的大小；（2）撤去F后，物体沿斜面上行过程中的加速度；（3）t=4s时物体的速度v2。【2020年上海高考】足够长的斜面与水平面的夹角θ＝37°，质量m＝2kg的物块静止于斜面底端。物块在平行于斜面向上的恒力F＝24N作用下向上运动，经过t＝2s后撤去F。物块与斜面间动摩擦因数μ＝0.25，最大静摩擦力与滑动摩擦力近似相等。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2）求：Commentbyfj:（1）3s（2）2∶12020年上海高考20（1）求物体沿斜面向上运动所需的总时间；（2）求上行过程中，撤去F前后，物块受到的摩擦力做功之比k；【2012年上海会考】如图（a），AB为光滑水平面，BC为倾角α＝30的光滑固定斜面，两者在B处平滑连接。质量m＝1.6kg的物体，受到与水平方向成θ＝37斜向上拉力F的作用，从A点开始运动，到B点撤去F，物体冲上光滑斜面。物体在运动过程中的v-t图像图（b）所示。求：（sin37＝0.6，cos37＝0.8，g取10m/s2）Commentbyjingfan:（1）物体前2s的加速度a＝＝5m/s2由牛顿第二定律Fcos37＝ma，F＝5N，（2）设物体沿斜面上升的最大高度为h，由机械能守恒定律mgh＝mv2，h＝1.25m物体冲上斜面的最大距离为sm＝h/sin30＝2.5m，（4）设物体在B点的速度为vʹ，且恰能到达D点，由机械能守恒定律mgsBDsin30＝mvʹ2物体在AB段做匀加速直线运动，设其加速度为aʹ，有vʹ2＝2aʹsAB，又sAB＝sBD，可得aʹ＝＝＝gsin30＝5m/s2由牛顿第二定律，Fʹcos37＝maʹ，Fʹ＝10N以拉力为F’’时物体恰好不离开AB面，有F″sin37＝mg，F″＝26.7N所以物体既要沿AB运动，又能越过D点，F的范围为10N＜F≤26.7N。2012上海会考26（1）拉力F的大小；（2）物体冲上斜面的最大距离；（3）若仅改变拉力F的大小，使物体从A出发，沿AB运动，且能越过D点。已知BD＝AB，求拉力F的取值范围。专题4牛顿第二定律的应用Commentbyfj:应用的题目前面已经涉及很多，这节课其实是习题课，重点放在多过程问题上。两类基本问题【典型例题】F如图，质量为1kg的物体静止于水平地面上，用大小为10N，与水平方向成37°的恒力F作用斜向下作用在物体上，使物体由静止开始运动50m后撤去推力F，此时物体速度变为20m/s。物体继续向前滑行直至停止。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求物体运动的总位移。（想一想：此题需要求μ吗？还是只需求到f即可？）Commentbyfj:a1＝4m/s2，μ＝0.25a2＝2.5m/s2，s＝130m此题易错点：认为摩擦力保持不变v/m·s-1t/s1O14（b）2.5（a）【2018学年黄浦一模】如图（a）所示，质量为60kg的消防队员从一根固定的竖直金属杆上由静止滑下，经2.5s落地。消防队员下滑过程中的速度随时间的变化如图（b）所示。Commentbyfj:（1）f1=360N，f2=720N（2）H=5.75m2018学年黄浦一模19取g＝10m/s2，求：（1）消防员在加速下滑和减速下滑时受到的摩擦力f1和f2；（2）他下滑的高度H。课时作业4牛顿定律的应用【已知受力求运动】A为实心木球，B为实心铁球，C为空心铁球，三球中A和C质量相等且小于B球质量。现A、B、C三球同时从同一高度由静止开始下落，且受到的阻力相同，则三球落地时间是（）Commentbyphysics:Dmg－f＝maa＝g－由上式可知在f相同的情况下，m越大，a越大，即aB＞aA＝aC；再由运动学公式t＝可得：tB＜tA＝tC。正确选项为D。（A）三球同时落地（B）B先落地，A最后落地（C）A、B同时落地，C最后落地（D）A、C同时落地，B在A、C前落地【2004学年浦东二模】如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为12m的竖立在地面上的钢管往下滑。这名消防队员质量为60kg，他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时速度恰好为零。如果加速时的加速度大小是减速时的2倍，下滑的总时间为3s，那么该消防队员下滑过程中的最大速度为________m/s，加速下滑和减速下滑时，消防队员与钢管间的摩擦力大小分别为f1和f2，则f1∶f2＝________。（g＝10m/s2）Commentbyjingfan:8，1∶7（1）由图像法易得：s＝vmt，vm＝8m/s。（2）由vt＝v0＋at，可求：a1＝8m/s2，a2＝4m/s2。mg－f1＝ma1，f1＝120N；f2－mg＝ma2，f2＝840N。f1∶f2＝1∶7。2004学年浦东二模10【2011年上海高考改编】ABLm如图，质量m＝2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0＝2s拉至B处。（取g＝10m/s2）。若该用大小为20N水平方向的外力拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。（想一想：①此题需要求μ吗？还是只需求到f即可？②要满足题意，该力是否需要全程作用在物体上？）Commentbyfj:a1＝4m/s2，μ＝0.25a2＝2.5m/s2，s＝130m此题易错点：认为摩擦力保持不变如图所示，光滑斜面AB倾角为30°，与水平面BC衔接，物体与水平面间的动摩擦因数为0.1，一物体自A点由静止开始下滑，至C点停止，运动总时间为3s，求物体滑行全部路程为______m。【2009年宁夏高考】冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图所示。比赛时，运动员在投掷线AB处让冰壶以一定的初速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近距离投掷线30m远的O点。为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1＝0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2＝0.004。在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以v0＝2m/s的速度沿虚线滑出。Commentbyfanjing:（1）5m（2）s2＝10m解：（1）μ1mg＝ma1，a1＝0.08m/s2s＝＝m＝25m30m－25m＝5m（2）μ2mg＝ma2，a2＝0.04m/s2设中途转折速度为v，则有＋＝s＋＝30解得：v2＝0.8s2＝＝10m此题太难，少有人做出，而且由学生提出题中并没有说运动员在何处擦冰面，你的解法是后半段擦。但根据动能定理，在哪一段擦都是一样的，只需保证10m即可。不太合适还是删去此题吧。2009学年卢湾一模31投掷线圆垒30mOBAv0（1）若不用毛刷擦冰面，则冰壶停止的位置距离O点多远？（2）为使冰壶C能够沿虚线恰好到达O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？【2006年上海高考】Fθ质量为10kg的物体在F＝200N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°。力F作用2s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25s后，速度减为零。求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ（2）物体的总位移s。（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）Commentbyfanjing:（1）物理的整个运动分为两部分，设撤去力F瞬间物体的速度为v，则由v＝a1t1和0＝v－a2t2得a1t1＝a2t2或2a1＝1.25a2a1＝a2＝由①，②，③式联立解得：μ＝0.25（2）代入②，③得：a1＝5m/s2，a2＝8m/s2s2＝a1t12＋a2t22＝0.5×5×22＋0.5×8×1.252＝16.25m某同学做了如下的力学实验：一个质量为m的物体放在水平面上，物体受到向右的水平拉力F的作用后运动，设水平向右为加速度的正方向，如图（甲）所示。现测得物体的加速度a与拉力F之间的关系如图（乙）所示。（1）通过牛顿第二定律写出图像的函数关系式；（2）说出此图像的斜率、纵轴截距、横轴截距的物理意义。Commentbyfj:（1）a＝F－μg（2）质量的倒数，－μg，f（3）5，0.4解：（1）F－μmg＝maa＝F－μg（转换成数学的y＝kx＋b的形式）（2）斜率为，纵轴截距为－μg，横轴截距为μmg（或f，横轴截距即a取0时F的值）（3）由（2）的结论，＝0.2，m＝5kg；－μg＝－4，μ＝0.4。下节课的预习作业（3）由图象可知，物体的质量m＝______kg，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝_______。tOv雨滴在空气自静止起下落，当速率在不太大的范围时，雨滴所受到的阻力f与其速度v成正比，即f＝kv（k为比例系数）。Commentbyfj:（1）雨滴下落时：合力mg－kv，与运动方向相同，加速；随着速度增加，kv增大，合力减小，加速度减小；因此杆做初速为零、加速度减小的加速运动。最后a趋近于0，v趋近于匀速。因为F合、v均向下，所以v增加；由a＝可知，随着v的增大，a减小；当a减小到0时，v最大，雨滴做匀速运动。综上所述，雨滴先做加速度不断减小的加速运动，最后匀速。（2）如图所示（1）分析并说明雨滴在运动过程中速度、加速度的变化情况；（2）在v-t图中定性画出运动图像。专题5变加速运动图像相关问题分析思路在质量不变的情况下，物体的加速度a的大小由_________决定，加速度的方向由_______决定；速度v的增减由______的关系决定。Commentbyfj:合外力大小，合外力方向，a与v同向还是反向【典型例题】【2019年北京高考】雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。Commentbyfj:（1）vm=（2）①2019年北京理综24将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。（1）设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式；（2）示意图中画出了半径为r1、r2（r1>r2）的雨滴在空气中无初速下落的v-t图线，其中_________对应半径为r1的雨滴（选填①、②）。tOv将一小球竖直向上抛出，空气阻力不能忽略不计，其大小与小球速率成正比，则：Commentbyfj:（1）减小，减小（1）小球在上升过程中做加速度不断_______的减速运动，下落过程中做加速度不断______的加速运动。（以上两格均选填“增大”或“减小”）。（2）请在v-t图中定性画出运动图像。tOv【2010年福建高考改编】如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。Commentbyfj:先做自由落体运动，接触弹簧后先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动（1）通过分析说明下落过程中小球做怎样的运动，并在v-t中定性画出下落过程的运动图像（设向下为正）；【过程】①小球首先做自由落体运动；②当接触到弹簧之后，由于___________________________，所以速度_________；由于____________________________，所以加速度__________；小球做的是加速度不断________的_______速运动；③之后，由于___________________________，所以速度_________；由于____________________________，所以加速度__________；小球做的是加速度不断________的_______速运动，直至速度为零，小球此时位于最低点。OFt1t2t3t（2）这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如下图如示，则下落过程中的最大速度出现在哪个时刻？Commentbyfj:（1）（2）t1～t2之间某个时刻。如图（a）所示，某同学做了如下的力学实验：在倾角为37的斜面上，一个质量为m的物体A在沿斜面向下的不同的恒定拉力F作用下从静止开始运动，设沿斜面向下的方向为加速度a的正方向，物体A的加速度a与拉力F的关系如图（b）所示，求：Commentbyfanjing:（1）m＝7.5kg（2）μ＝0.252007学年十校联考19A（1）物体A的质量；（2）物体A与斜面间的动摩擦因数。（sin37取0.6，cos37取0.8）课时作业5专题5变加速运动图像相关问题【2014年福建高考】如图所示，滑块以初速度v0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零。对于该运动过程，若用h、s、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是（）Commentbyfj:B【2012年海南高考】如图所示，表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上，ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β，且α＞β，一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动，经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑。在小物块从a运动到c的过程中，可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是（）Commentbyjingfan:C2012年海南高考6OtBvt02t03t0v0OtCvt02t03t0v0tOAvt02t03t0v0OtDvt02t03t0v0【2018学年虹口一模】如图（a），一小木块由静止开始，沿斜面下滑至水平地面，其运动过程中的速率-时间图（v-t图）如图（b）所示。现增加斜面的倾角α后，将该木块从斜面上的同一位置由静止释放（忽略小木块从斜面到水平地面转角过程中的能量损失），下列v-t图中的虚线部分表示该运动过程的是（）tOF【2009学年徐汇二模】质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上。已知t＝0时质点的速度为零。则能正确描述该过程中物体速度随时间变化情况的是图（）【2019学年黄浦二模】带电体A固定在光滑绝缘的水平面上，t＝0时刻，带有同种电荷的物体B以一定的初速度沿A、B连线向A运动，则B物体的速度-时间（v-t）图像可能是（）tv Ov00tv Otv Otv O（A）（B）（C）（D）v00v00v00【2013年全国高考】一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间的关系的图像是（）Commentbyjingfan:C2013全国理综新课标Ⅱ14aFOaFOaFOaFO（A）（B）（C）（D）甲乙如图甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示。（重力加速度为g）（1）通过牛顿第二定律写出图像的函数关系式；（2）说出此图像的斜率、纵轴截距、横轴截距的物理意义。Commentbyfj:（1）a＝F－g（2）质量的倒数，Mg，－g下节课的预习作业【学科教学基本要求】aFO甲乙如图所示的a-F图像中，实线甲和乙分别表示在两地、各自在保持物体质量不变的情况下，用竖直向上的力匀加速提升物体时，物体加速度a的大小与拉力F的大小之间的关系。由图可以判断甲地的重力加速度________乙地的重力加速度，甲地的物体质量________乙地的物体质量（选填“＞”、“＝”或“＜”）。Commentbyfj:＜，＜由牛顿第二定律可得：F－mg＝ma把上式变换成一次函数的形式：a＝F－g由上式可以看出：a-F图像的斜率表示质量的倒数，截距表示－g。因此从图线中可以看出g甲＜g乙，m甲＜m乙。【2014学年松江一模】用与斜面平行的力F拉着物体在倾角为θ的光滑斜面上运动，如改变拉力F的大小，物体的加速度随外力F变化的图象如图所示，已知外力F沿斜面向上，重力加速度g取10m/s2。根据图象中所提供的信息计算出物体的质量为_________kg；斜面的倾角为__________。Commentbyfanjing:3，30°F－mgsinθ＝maa＝F－gsinθ2014学年松江一模22为实验打基础【2011年北京高考】“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为（）（A）g（B）2g（C）3g（D）4g【学科教学基本要求】利用DIS系统和力传感器可以测量快速变化的力的瞬时值。如图是用这种方法获得的弹性绳中拉力F随时间t的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后放手让小球自由下落。由图线所提供的信息，可得（）Commentbyfj:C【解析】此过程的完整分析：t1时刻弹性绳刚被拉伸，此时小球重力G大于F，仍向下做加速度运动，随着弹性绳的形变越来越大，在t1～t2期间有F＝G，此时小球速度最大，但由于惯性，小球继续向下做减速运动，直至t2时刻运动至最低点，此时F最大，之后小球会向上弹回。所以选项A、C错误。此题容易错选D，根据对称性可知速度大小相同，但方向相反。（A）t1时刻小球速度最大（B）t2时刻小球速度最大（C）t1~t2期间小球速度先增大后减小（D）t1与t3时刻小球的速度相同【2014年重庆高考】以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一个物体所受空气阻力大小与物体速率成正比。下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图象可能正确的是（）Commentbyjingfan:D2014年重庆理综5vvvvOOOOtttt（A）（B）（C）（D）s/m105θ/radπ/20某物体以一定的初速度v0沿斜面向上运动，由实验测得物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系如图所示。求：Commentbyfanjing:（1）v0＝10m/s（2）μ＝0.52007学年奉贤一模19B（1）物体的初速度v0；（2）物体与斜面之间的动摩擦因数μ。【2019学年嘉定一模】中国籍80后极限爱好者叶晨光身披国旗完成了万米高空跳伞挑战，打破了国人高空跳伞最高纪录。叶晨光从10000m的高度从飞机下落，并在离地800m左右的低空开伞。若他和伞的总质量为m，请思考下列问题（本题数据运算g取9.8m/s2）：Commentbyfj:（1）v1=29.4m/s，s1=44.1m（2）a0＝，方向：竖直向上（3）伞完全打开瞬间，速度方向竖直向下，加速度方向竖直向上，所以叶晨光向下做减速运动，随着v减小，f减小，a减小，他做加速度减小的减速运动，当a减小为0时，匀速下落。（4）vt≈5m/s2019学年嘉定一模20（1）开始时叶晨光做自由落体运动，求出他在3s末的速度以及前3s内的位移。（2）当降落伞完全打开后，叶晨光和伞所受空气阻力f的大小与速度的平方成正比，即f=kv2（k为常数）。设伞完全打开时速度为v0，对应的空气阻力f0＞mg，求此时的加速度。（3）当降落伞完全打开后，分析叶晨光做怎样的运动，并画出对应的v-t图。（4）若空气阻力f=27.4v2，叶晨光和伞的总质量m=70kg，则叶晨光落地速度为多大？tOv专题6学生实验6用DIS研究加速度与力和质量的关系实验器材：DIS（位移传感器、数据采集器、计算机等）、带滑轮的轨道、小车、钩码、小车配重片、天平等。加速度与力的关系加速度与物体质量的关系通过_______________改变小车所受的力；实验中应多次记录_____、______的数据；并作出_______图像，此图线斜率的物理意义是_________。实验结论：在________不变的情况下，__________________________________。通过________________改变小车的质量；实验中应多次记录_____、_____的数据；并作出_______图像，此图线斜率的物理意义是_________。实验结论：在________不变的情况下，__________________________________。实验时应注意：1．轨道应保持________。2．小车与轨道的摩擦力要_______。3．钩码的质量要_______。（高一课本上的要求）若轨道摩擦不能忽略不计，为了获得过原点的图线，需要进行__________________的步骤，即调整斜面倾角，使小车能匀速下滑。若钩码质量不满足_________________小车质量，则图线不是线性的。【典型例题】位移传感器水平轨道AB【2011年上海会考】如图为“用DIS研究物体的加速度与力的关系”的实验装置图，A为带有位移传感器的小车，B为若干规格相同的回形针。实验中，用回形针的重力大小代替小车所受拉力大小，摩擦阻力不计。（1）为了研究物体的加速度与力的关系，实验中应保持___________________不变。Commentbyjingfan:（1）小车（与位移传感器的）总质量（2）a＝2011