C004.牛頓運(yùn)動(dòng)定律.ppt

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律,季 軍 南陽(yáng)中學(xué) 2007年7月,一、牛頓第一定律 二、牛頓第二定律 三、牛頓第三定律 四、超重與失重 超重與失重的條件 07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試2 南京市07屆二模試卷2 2007年理綜山東卷17 2007年物理海南卷10 07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試5 07年1月濰坊市期末統(tǒng)考3 06年12月廣州市X科統(tǒng)考卷9 07年天津五區(qū)縣重點(diǎn)校聯(lián)考15 07年重慶市第一輪復(fù)習(xí)第三次月考卷2 06年5月深圳市第二次調(diào)研考試10 江蘇省啟東市07屆第一學(xué)期期中測(cè)試5 07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研7 07屆1月武漢市調(diào)研考試6 07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試7 合肥市07年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)

2、一4 2007年上海卷19B 07年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)10 07年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)三2 07年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)三19 07屆廣東惠州市第二次調(diào)研考試17 07年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考14 07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模15 2007年高考江蘇卷6 2007年高考江蘇卷15,一.牛頓第一定律：,復(fù)習(xí)精要,（1）內(nèi)容：一切物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有外力迫使其改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。,（2）理解：牛頓第一定律分別從物體的本質(zhì)特征和相應(yīng)的外部作用兩個(gè)側(cè)面對(duì)運(yùn)動(dòng)作出了深刻的剖析。就物體的本質(zhì)特征而言，一切物體都具有“不愿改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的特性；就物體所受到的外力與其運(yùn)動(dòng)的關(guān)系而言，外力是

3、迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。也就是說(shuō)，牛頓第一定律一方面揭示出一切物體共同具備的本質(zhì)特性慣性，另一方面又指出了外力的作用效果之一改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。,（3）伽利略斜面實(shí)驗(yàn)是牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。,（4）慣性的大小只跟物體的質(zhì)量有關(guān),與其它因素均無(wú)關(guān),二.牛頓第二定律：,（1）內(nèi)容：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。 F合= ma,（2）理解：,F量化了迫使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用, m量化了物體“不愿改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的基本特性(慣性)，而a則描述了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(v)變化的快慢。明確了上述三個(gè)量的物理意義，就不難理解如下的關(guān)系了：,

4、另外,牛頓第二定律給出的是F、m、a三者之間的瞬時(shí)關(guān)系,也是由力的作用效果的瞬時(shí)性特征所決定的.,（3）注意：,a. 牛頓第二定律中的F 應(yīng)該是物體受到的合外力。 b. 同向加速度的方向跟合外力的方向相同 c. 同時(shí)加速度的大小隨著合外力的大小同時(shí)變化 d. 同體F、m、a應(yīng)該對(duì)應(yīng)于同一物體或同一系統(tǒng),（4）應(yīng)用牛頓第二定律解題的基本步驟,a.確定研究對(duì)象；,b.分析研究對(duì)象的受力情況與運(yùn)動(dòng)情況；,c.建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，將力與加速度作正交分解；,d.沿各坐標(biāo)軸方向列出動(dòng)力學(xué)方程，進(jìn)而求解.,（5） 研究方法： 正交分解法 整體法和隔離法,三.牛頓第三定律：,兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大

5、小相等、方向相反，作用在同一條直線上，同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失，分別作用在兩個(gè)不同的物體上。 F= - F,注意： 作用力和反作用力總是同生、同滅、同變、同大小、同性質(zhì)、反方向，但是分別作用在不同的物體上，因此不能抵消。,四、超重與失重,（1）真重與視重,如圖1所示，在某一系統(tǒng)中（如升降機(jī)中）用彈簧秤測(cè)某一物體的重力,懸于彈簧秤掛鉤下的物體靜止時(shí)受到兩個(gè)力的作用：地球給物體的豎直向下的重力mg和彈簧秤掛鉤給物體的豎直向上的彈力F，這里，mg是物體實(shí)際受到的重力，稱(chēng)為物體的真重；,F是彈簧秤給物體的彈力，其大小將表 現(xiàn)在彈簧秤的示數(shù)上，稱(chēng)為物體的視重。,（2）超重與失重,通常情況下測(cè)物體的重力時(shí), 視

6、重等于真重, 我們就以彈簧秤的示數(shù)作為物體重力大小的測(cè)量值。當(dāng)系統(tǒng) ( 升降機(jī))做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),有時(shí)會(huì)使得視重大于真重, 此時(shí)稱(chēng)為超重現(xiàn)象; 有時(shí)會(huì)使得視重小于真重, 此時(shí)稱(chēng)為失重現(xiàn)象;甚至有時(shí)會(huì)視重等于零, 此時(shí)稱(chēng)為完全失重現(xiàn)象。,超重與失重的條件,（3）,a.由牛頓第二定律不難判斷：當(dāng)圖1中的升降機(jī)做變速運(yùn)動(dòng)，有豎直向上的加速度a (勻加速上升或勻減速下降)時(shí)，可由Fmg=ma 得 F=m(g+a)mg 在此條件下，系統(tǒng)處于超重狀態(tài)；,b.當(dāng)圖1中的升降機(jī)做變速運(yùn)動(dòng)，有豎直向下的加速度a時(shí)(勻加速下降或勻減速上升)，可由mgF=ma 得 F=m(ga)mg 在此條件下，系統(tǒng)處于失重狀態(tài)；,c

7、.當(dāng)圖1中的升降機(jī)做變速運(yùn)動(dòng)，有豎直向下的加速度a且a=g時(shí)，視重將為F=0， 在此條件下，系統(tǒng)處于完全失重狀態(tài)。,07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試2,2、用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)菜單中“力的相互作用”。把兩個(gè)力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動(dòng)，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果如圖。觀察分析兩個(gè)力傳感器的相互作用力隨時(shí)間變化的曲線，可以得到以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論： ( ) A、作用力與反作用力時(shí)刻相等 B、作用力與反作用力作用在同一物體上 C、作用力與反作用力大小相等 D、作用力與反作用力方向相反,C D,南京市07屆二模試卷2,2下列說(shuō)法中正確的是 （） A游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面

8、靜止不動(dòng)的時(shí)候處于失重狀態(tài)。 B體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)。 C舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)。 D蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過(guò)程中處于失重狀態(tài)。,D,2007年理綜山東卷17,17.下列實(shí)例屬于超重現(xiàn)象的是 ( ) A汽車(chē)駛過(guò)拱形橋頂端 B蕩秋千的小孩通過(guò)最低點(diǎn) C跳水運(yùn)動(dòng)員被跳板彈起，離開(kāi)跳板向上運(yùn)動(dòng)。 D火箭點(diǎn)火后加速升空。,B D,2007年物理海南卷10,10.游樂(lè)園中，游客乘坐能加速或減速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)，可以體會(huì)超重與失重的感覺(jué)。下列描述正確的是 （ ） A.當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，游客是處在失重狀態(tài) B.當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，游客是處在超重狀態(tài)

9、C.當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，游客是處在失重狀態(tài) D. 當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí)，游客是處在超重狀態(tài),B C,07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試5,5、科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在月球表面： 沒(méi)有空氣； 重力加速度約為地球表面的1/6； 沒(méi)有磁場(chǎng)。 若宇航員登上月球后，在空中同時(shí)釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其他星球?qū)υ虑虻挠绊?，以下說(shuō)法正確的有（ ） A、氫氣球和鉛球都處于失重狀態(tài) B、氫氣球?qū)⑾蛏霞铀偕仙?，鉛球加速下落 C、氫氣球和鉛球都將下落，但鉛球先落到地面 D、氫氣球和鉛球都將下落，且同時(shí)落地,D,07年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考3,3如圖所示，質(zhì)量為10kg的物體靜止在平面直角坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)，某時(shí)刻只受到

10、F1和F2的作用，且F1=10N， ，則物體的加速度（ ） A方向沿y軸正方向 B方向沿y軸負(fù)方向 C大小等于1m/s2 D大小等于 m/s2,C,06年12月廣州市X科統(tǒng)考卷9,9一物體放置在傾角為的斜面上，斜面固定于加速上升的電梯中，加速度為a ，如圖所示在物體始終相對(duì)于斜面靜止的條件下 ( ) A. 當(dāng)一定時(shí)，a越大，斜面對(duì)物體的正壓力越小 B. 當(dāng)一定時(shí)，a越大，斜面對(duì)物體的摩擦力越大 C. 當(dāng)a一定時(shí)， 越大，斜面對(duì)物體的正壓力越小 D. 當(dāng)a一定時(shí)， 越大，斜面對(duì)物體的摩擦力越小,B C,07年天津五區(qū)縣重點(diǎn)校聯(lián)考15,15如圖所示，質(zhì)量為5kg的物體m在平行于斜面向上的力F作用下

11、，沿斜面勻加速向上運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a=2m/s2，F(xiàn)=50N， =370 ，若突然撤去外力F，則在剛撤去外力的瞬間，物體m的加速度大小和方向是（ ） A2 m/s2，沿斜面向上 B4 m/s2 ，沿斜面向下 C6 m/s2 ，沿斜面向下 D8 m/s2 ，沿斜面向下,D,07年重慶市第一輪復(fù)習(xí)第三次月考卷2,2如圖所示，小車(chē)沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，小車(chē)內(nèi)光滑底面上有一物塊被壓縮的彈簧壓向左壁，小車(chē)向右加速運(yùn)動(dòng)若小車(chē)向右加速度增大，則車(chē)左壁受物塊的壓力N1和車(chē)右壁受彈簧的壓力N2的大小變化是： ( ) AN1不變，N2變大 BN1變大，N2不變 CN1、N2都變大 DN1變大，N2減小,B,06年

12、5月深圳市第二次調(diào)研考試10,10、如圖所示，用傾角為30的光滑木板AB托住質(zhì)量為m的小球，小球用輕彈簧系住，當(dāng)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧恰好水平則當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間 （ ） A小球?qū)㈤_(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng) B小球?qū)㈤_(kāi)始做圓周運(yùn)動(dòng) C小球加速度大小為g D小球加速度大小為,D,江蘇省啟東市07屆第一學(xué)期期中測(cè)試5,5如圖所示，一質(zhì)量為M的木塊與水平面接觸，木塊上方固定有一根直立的輕彈簧，彈簧上端系一帶電且質(zhì)量為m的小球（彈簧不帶電），小球在豎直方向上振動(dòng)，當(dāng)加上豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，在彈簧正好恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，小球具有最大速度當(dāng)木塊對(duì)水平面壓力為零時(shí)，小球的加速度大小是 ( ) A mg/M

13、B Mg/m C(M+m)g/m D(M+m)g/M,B,07學(xué)年南京市期末質(zhì)量調(diào)研7,7如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，從接觸彈簧開(kāi)始到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，下列敘述正確的是 （ ） A小球的速度一直減小 B小球的加速度先減小后增大 C小球的加速度的最大值，一定大于重力加速度 D小球機(jī)械能守恒,B C,07屆1月武漢市調(diào)研考試6,6如圖所示是兩根輕彈簧與兩個(gè)質(zhì)量都為m的小球連接成的系統(tǒng)，上面一根彈簧的上端固定在天花板上，兩小球之間還連接了一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線.該系統(tǒng)靜止，細(xì)線受到的拉力大小等于4mg. 在剪斷了兩球之間的細(xì)線的瞬間，球A的加速度aA和球B的加速度aB分別是（

14、） A2g，豎直向下；2g，豎直向下 B4g，豎直向上；4g，豎直向下 C2g，豎直向上；2g，豎直向下 D2g，豎直向下；4g，豎直向下,解：畫(huà)出受力圖如圖示 ，,剪斷細(xì)線的瞬間，細(xì)線的拉力減為0，,aA =4g，豎直向上,aB =4g，豎直向下,B,07年1月廣東省汕尾市調(diào)研測(cè)試7,7、如圖，用相同材料做成的質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體中間用一輕彈簧連接。在下列四種情況下，相同的拉力F均作用在m1上，使m1、m2作加速運(yùn)動(dòng)：拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速運(yùn)動(dòng)。拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速運(yùn)動(dòng)。拉力平行于傾角為的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加速運(yùn)動(dòng)。拉力平行于傾角

15、為的斜面，m1、m2沿粗糙的斜面向上加速運(yùn)動(dòng)。以l1、l2、l3、l4依次表示彈簧在四種情況下的伸長(zhǎng)量，則有（ ） A、l2l1 B、l4l3 C、l1l3 D、l2l4,D,解見(jiàn)下頁(yè)例,例. 如圖示，兩物塊質(zhì)量為M和m，用繩連接后放在傾角為的斜面上，物塊和斜面的動(dòng)摩擦因素為，用沿斜面向上的恒力F 拉物塊M 運(yùn)動(dòng)，求中間繩子的張力.,解：畫(huà)出M 和m 的受力圖如圖示：,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律，,對(duì)M有 F - T - Mgsin-Mgcos= Ma （1）,對(duì)m有 T - mgsin-mgcos= ma （2）,a = F/(M+m)-gsin-gcos （3）,（3）代入（2）式得,T= m（a+

16、gsin-gcos）= mF( M+m),由上式可知：,T 的大小與無(wú)關(guān),T 的大小與無(wú)關(guān),T 的大小與運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān),合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一4,4如圖所示，在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體A、B，m1m2，A、B間水平連接著一輕質(zhì)彈簧秤。若用大小為F的水平力向右拉B，穩(wěn)定后B的加速度大小為a1，彈簧秤示數(shù)為F1；如果改用大小為F的水平力向左拉A，穩(wěn)定后A的加速度大小為a2，彈簧秤示數(shù)為F2。則以下關(guān)系式正確的是（ ） A B C D,A,2007年上海卷19B,19B（10分）固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力

17、F與小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度g10 m/s2。求： （1）小環(huán)的質(zhì)量m； （2）細(xì)桿與地面間的傾角。,解：,由圖得：av/t0.5 m/s2 ，,前2s有：F1mg sinma，2s后有：F2mg sin，,代入數(shù)據(jù)可解得：,m1kg， 30。,07年佛山市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)10,10. 某同學(xué)欲用如圖所示的裝置來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。P、Q為記錄重物A運(yùn)動(dòng)情況的兩個(gè)光電門(mén)。A、B為兩重物, 用跨過(guò)滑輪的細(xì)線連接，其中mA2kg,細(xì)線、滑輪質(zhì)量以及摩擦均可不計(jì)。為了保證無(wú)論B物體質(zhì)量多大，實(shí)驗(yàn)都能順利進(jìn)行，該同學(xué)應(yīng)選用抗拉能力至少是多大的繩索（L）來(lái)懸掛滑輪：（g取10 m/s2

18、 ）( ) A. 150N B. 80N C. 40N D. 20N,解：A向上加速運(yùn)動(dòng)，,FL=2T80N,B,07年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)三2,2. 如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，用大小為 、方向水平的力F拉物體，使物體沿水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)= ，在保持拉力F大小不變的情況下改變其方向但仍使物體沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉力與原水平力F的夾角為 。,解：方向水平的力F拉物體 f=mg=F,改變F方向后，, = 60o 或 0o,60,07年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)三19,19. （12分）某校課外活動(dòng)小組，自制一枚土火箭，火箭在地面時(shí)的質(zhì)量為3kg。設(shè)

19、火箭發(fā)射實(shí)驗(yàn)時(shí)，始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動(dòng)?；鸺c(diǎn)火后可認(rèn)為作勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)4s到達(dá)離地面40m高處燃料恰好用完。若空氣阻力忽略不計(jì)，g取10 m/s2 。求： （1）燃料恰好用完時(shí)火箭的速度為多大？ （2）火箭上升離地面的最大高度是多大？ （3）火箭上升時(shí)受到的最大推力是多大？,解：,（1） 設(shè)燃料燃燒結(jié)束時(shí)火箭的速度為v， 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：,h=vt/2 v=2h/t=20m/s,（2）火箭能夠繼續(xù)上升的時(shí)間：,t1=v/g=20/10=2s,火箭能夠繼續(xù)上升的高度：,h1=v2/2g=202/20=20m,火箭離地的最大高度：,H=h+h1=40+20=60m,（3）火箭在飛行中質(zhì)

20、量不斷減小。所以在點(diǎn)火起飛的最初，其推力最大。,a=v/t=20/4=5 m/s2,Fmg=ma,F=m(g+a)=3(10+5)=45N,07屆廣東惠州市第二次調(diào)研考試17,17. 如圖示，在水平地面上有A、B兩個(gè)物體，質(zhì)量分別為MA=3.0 kg和MB=2.0kg它們與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為=0.10。在A、B之間有一原長(zhǎng) L=15cm、勁度系數(shù)k=500N/m的輕質(zhì)彈簧把它們連接，現(xiàn)分別用兩個(gè)方向相反的水平恒力F1、F2同時(shí)作用在A、B兩個(gè)物體上,已知F1=20N，F(xiàn)2=10N，g取10 m/s2 。當(dāng)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，求： (1)A和B共同運(yùn)動(dòng)的加速度的大小和方向。 (2)A、B之間的距

21、離(A和B均視為質(zhì)點(diǎn))。,解：,（1）A、B組成的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受摩擦力為,f=(mA +mB)g,設(shè)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)系統(tǒng)的加速度為a， 根據(jù)牛頓第二定律有,F1F2f(mA +mB)a,解得 a1.0 m/s2 ， 方向與F1同向（或水平向右）,（2）以A為研究對(duì)象，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受摩擦力,fA=mAg,設(shè)運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)所受彈簧的彈力為T(mén)， 根據(jù)牛頓第二定律有,F1TfAmAa 解得 T=14.0N,所以彈簧的伸長(zhǎng)量x=T/k2.8cm,因此運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)A、B之間的距離為,s=l +x=17.8 cm,07年1月山東濰坊市期末統(tǒng)考14,14（8分）一汽車(chē)沒(méi)有安裝ABS，急剎車(chē)后，車(chē)輪在路面上

22、滑動(dòng).（取g=10 m/s2 ） （1）若車(chē)輪與干燥路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.7，汽車(chē)以14 m/s的速度行駛，急剎車(chē)后，滑行多遠(yuǎn)才停下？ （2）若車(chē)輪與濕滑路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，汽車(chē)急剎車(chē)后的滑行距離不超過(guò)18m，剎車(chē)前的最大速度是多少？,解：（1）汽車(chē)的加速度,a1= -1 g= -7 m/s2,由 0-v02=2ax 得,（2）汽車(chē)的加速度,a2= -2g = -1 m/s2,07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模15,15.( 12 分)如圖所示斜面MN 的傾角=37o ，斜面上有一質(zhì)量為 m 的物體 A , B 是一帶豎直推板的直桿，其質(zhì)量為 2 m現(xiàn)使直桿 B 以水平加速度 a = 0.4g 向右運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)物體 A 沿斜面向上運(yùn)動(dòng)物體 A 與直桿 B 及斜面之間的摩擦均不計(jì)，直桿 B 始終保持豎直狀態(tài)， sin37o = 0.6, cos37o= 0.8 求此時(shí)： ( l ）物體 A 的加速度