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2019-2020年高考物理总复习 第三章 牛顿运动定律教案考 纲 要 求考 情 分 析牛顿运动定律及其应用1.命题规律近几年高考对本章内容的考查仍以概念和规律的应用为主，单独考查本章的题目多为选择题，与曲线运动、电磁学相结合的题目多为计算题。2.考查热点以实际生活、生产和科学实验为背景，突出表现物理知识的实际应用的命题趋势较强，xx届高考复习应予以高度关注。超重和失重实验四：验证牛顿运动定律一、物理学史物理学家国籍观 点亚里士多德古希腊力是维持物体运动状态的原因伽利略意大利通过理想斜面实验提出力是改变物体运动状态的原因，被称为物理学中的“福尔摩斯”笛卡儿法国如果运动中的物体不受力的作用，它将以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不改变方向牛顿英国牛顿运动定律小题练通1(多选)(xx海南高考)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是()A亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质解析：选BCD本题考查物理学史实。亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，他的观点是错误的；伽利略通过实验与推理证明了力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，假如没有力作用在运动的物体上，物体将以原来的速度永远运动下去；同时期的笛卡尔也得出了类似的结论；牛顿在伽利略和笛卡尔的基础上，提出了惯性定律， 即认为物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。本题应选B、C、D。2(多选)(xx金华质检)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没有力的作用，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解析：选AD物体不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态，物体具有保持原来运动状态不变的性质叫惯性，也可以说抵抗运动状态变化的性质是惯性，A、D正确；没有力的作用时物体处于平衡状态，即物体处于静止或匀速直线运动状态，B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，是因为受到万有引力的作用产生向心加速度，速度方向时刻在改变，C错误。3(xx武汉部分重点中学联考)伽利略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家，巧合的是，牛顿就出生在伽利略去世后第二年。下列关于力和运动关系的说法中，不属于他们观点的是( )A自由落体运动是一种匀变速直线运动 B力是使物体产生加速度的原因C物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性D力是维持物体运动的原因解析：选DA项是伽利略的观点，B、C两项是牛顿的观点，D项是亚里士多德的观点。二、牛顿第一定律的理解1.牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2. 牛顿第一定律的意义(1)指出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，即力是产生加速度的原因。(2)指出一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律。(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，但当物体受外力所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态。3惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关。小题练通1判断正误(1)牛顿第一定律不能用实验验证。()(2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动的结果。()(3)物体运动时受到惯性力的作用。()(4)物体匀速运动时才有惯性，加速时没有惯性。()(5)物体的惯性越大，状态越难改变。()2下列说法中正确的是( )A高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大B用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大C惯性是物体的固有属性，惯性大小只与质量有关D在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上的惯性小解析：选C惯性是物体的固有属性，惯性大小仅与物体的质量有关，与其他因素无关，A、B、D错误，C正确。3伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图 (a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )A图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易C图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成D图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持解析：选B伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推。故A错误，B正确。完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故C错误。伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故D错误。牛顿第一定律的应用技巧(1)应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因，克服生活中一些错误的直观印象，建立正确的思维习惯。(2)如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用。因此，判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况。三、牛顿第三定律的理解和应用1.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相等、方向相反、作用在同一条直线上。2牛顿第三定律的意义建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。3作用力与反作用力的三个关系4相互作用力与平衡力的比较一对平衡力一对作用力和反作用力不同点作用在同一物体上作用在两个相互作用的不同物体上力的性质不一定相同一定是相同性质的力不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失作用效果可相互抵消作用效果不可抵消相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上小题练通1判断正误(1)物体做自由落体运动，就是物体具有惯性的表现。()(2)物体运动的速度大小不是由物体的受力决定的。()(3)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。()(4)人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。()2(xx福州模拟)汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法中正确的是( )A汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力B汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力D拖车加速前进，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力；汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它的拉力解析：选D汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对相互作用力，而一对相互作用力总是大小相等，A、C错误；因一对相互作用力总是同时产生，B错误；拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力，汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它的拉力，D正确。3.一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，箱与杆的总质量为M，环的质量为m，如图所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱对地面的压力大小是( )A(Mm)gBFfmgCFfMg DFf(Mm)g解析：选C箱子和杆处于静止状态，由力的平衡条件得，地面对箱子的支持力FNFfMgFfMg，根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，则：FNFNFfMg。1应用牛顿第三定律应注意的三个问题(1)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。(2)作用力与反作用力虽然大小相等，但方向相反，且作用于不同物体，所以产生的效果(运动效果或形变效果)便不同。(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能牵扯第三个物体。2“转移对象法”在受力分析中的应用由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力。如求压力时，可先求支持力。一、单项选择题1关于牛顿第一定律的说法中正确的是( )A由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律C牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性D牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因解析：选D牛顿第一定律揭示了两方面问题：物体在任何时候都有惯性，故选项C错。不受力时惯性表现为物体处于静止状态或匀速直线运动状态，故选项A错。揭示了力和运动的关系即力是改变物体运动状态的原因，所以选项D正确。牛顿第一定律揭示了这两方面问题，不只是反映惯性大小，故选项B错。2关于惯性，下列说法正确的是( )A静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为火车静止时惯性大B战斗机投入战斗时，必须抛掉副油箱，是要减小惯性，保证其运动的灵活性C在绕地球运转的宇宙飞船内的物体处于失重状态，因而不存在惯性D快速抛出的乒乓球和网球，乒乓球运动距离小，是因为乒乓球惯性大的缘故解析：选B物体的质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与物体的运动状态无关，抛掉副油箱可以减小质量，B正确，A、C错误；乒乓球运动距离小是空气阻力造成的，其质量小，惯性小，D错误。3一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下列关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是( )A车速越大，它的惯性越大B车的质量越大，它的惯性越大C车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越小D车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大解析：选B惯性是物体固有的一种属性，仅与质量有关，与车速无关，故A、C、D错误，B正确。4.如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是( )A人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力解析：选B人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对作用力与反作用力，A错误，B正确；人所受的重力与人对体重计的压力大小相等、方向相同，既不是平衡力，也不是作用力和反作用力，C、D错误。5(xx无锡模拟)一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对这一现象，下列说法正确的是( )A榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂B榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小解析：选C这里要明确作用力和反作用力的作用效果的问题，因为大小相同的力作用在不同的物体上效果往往不同，所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系。故C正确。6.(xx黄冈模拟)如图所示，质量为M60 kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为m40 kg的重物送入井中。当重物以2 m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )A200 N B280 NC320 N D920 N解析：选B设人对绳的拉力大小为F，对重物m应用牛顿第二定律得mgFma；由牛顿第三定律可知，绳对人向上的拉力F与人对绳的拉力F等大反向，设地面对人的支持力为FN，对人应用平衡条件可得FFNMg，解得FNMgmgma280 N，由牛顿第三定律可知，人对地面的压力与地面对人的支持力大小相等，故人对地面的压力大小为280 N，B正确。二、多项选择题7.如图所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法中正确的是( )A若甲的质量较大，则乙先到达滑轮B即使甲的质量较大，甲、乙也同时到达滑轮C若甲、乙质量相同，则甲、乙同时到达滑轮D若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮解析：选AC由于滑轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，若甲的质量大，则由甲拉绳子的力等于乙受到的绳子拉力，得甲攀爬时乙的加速度大于甲，所以乙会先到达滑轮，选项A正确，选项B错误；若甲、乙的质量相同，甲用力向上攀爬时，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，甲、乙具有相同的加速度和速度，所以甲、乙应同时到达滑轮，选项C正确，选项D错误。8.在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是( )A小车匀速向左运动 B小车可能突然向左加速C小车可能突然向左减速 D小车可能突然向右减速解析：选BD原来水和小车相对静止以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可能：原来小车向左运动，突然加速，碗中水由于惯性保持原速度不变，故相对碗向右洒出。原来小车向右运动，突然减速，碗中水由于惯性保持原速度不变，相对于碗向右洒出，故B、D正确。9(xx唐山模拟)牛顿在总结C雷恩、J沃利斯和C惠更斯等人的研究结果后，提出了著名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系，从而与牛顿第一定律和牛顿第二定律形成了完整的牛顿力学体系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是( )A物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C人推车前进，人对车的作用力大小等于车对人的作用力大小D物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等解析：选CD由作用力和反作用力的同时性知，A错误；B项中两力为作用力和反作用力，B错误；作用力和反作用力大小相等，C、D正确。10.如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢者。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法不正确的是( )A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利解析：选ABD根据牛顿第三定律可知甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，A错误；因为甲和乙的力作用在同一个物体上，B错误；设绳的张力为F，根据牛顿第二定律a知，若m甲m乙，则a甲0，解得F10，解得F125 N，C、D正确。(1)分析物体的运动性质，要从受力分析入手，先求合力，然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化。(2)速度的大小如何变化取决于加速度和速度方向间的关系，和加速度的大小没有关系。(3)加速度如何变化取决于物体的质量和合外力，与物体的速度没有关系。二、瞬时性问题1.两类模型(1)刚性绳(或接触面)不发生明显形变就能产生弹力，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间。(2)弹簧(或橡皮绳)两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变。2一般思路小题练通1.(多选)(xx海南高考)如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长分别记为l1和l2，重力加速度大小为g。在剪断的瞬间( )Aa13g Ba10Cl12l2 Dl1l2解析：选AC剪断细线前，把a、b、c看成整体，细线上的拉力为T3mg。因在剪断瞬间，弹簧未发生突变，因此a、b、c之间的作用力与剪断细线之前相同。则将细线剪断瞬间，对a隔离进行受力分析，由牛顿第二定律得：3mgma1，得a13g，A正确，B错误；由胡克定律知：2mgkl1，mgkl2，所以l12l2，C正确，D错误。2.如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3的质量为m,2、4的质量为M，两个系统均置于水平位置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g，则有( )Aa1a2a3a40Ba1a2a3a4gCa1a2g，a30，a4gDa1g，a2g，a30，a4g解析：选C在抽出木板的瞬时，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1a2g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足mgF，a30；由牛顿第二定律得物块4满足a4g，所以选项C正确。3.(xx马鞍山模拟)如图所示，质量为m的小球与弹簧和水平细线相连，、的另一端分别固定于P、Q。球静止时，中拉力大小为FT1，中拉力大小为FT2，当剪断水平细线的瞬间，小球的加速度a应是( )Aag，竖直向下 Bag，竖直向上Ca，方向水平向左 Da，方向沿的延长线解析：选C剪断水平细线的瞬间，由于弹簧的弹力不能突变，所以此时小球受到FT1和重力mg作用，合力水平向左，大小为FT2，所以加速度为a，方向水平向左，选项C正确。 (1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析。(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变。三、超重和失重问题1.超重和失重的概念视重当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重。视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力超重物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象称为超重。超重的条件是：物体具有向上的加速度失重物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象称为失重。失重的条件是：物体具有向下的加速度完全失重物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象称为完全失重。完全失重的条件是：物体的加速度为重力加速度2.对超、失重现象的理解(1)发生超重或失重现象时，物体的重力没有变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)变大或变小了(即“视重”变大或变小了)。(2)只要物体有向上或向下的加速度，物体就处于超重或失重状态，与物体向上运动还是向下运动无关。(3)即使物体的加速度不沿竖直方向，但只要在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。(4)物体超重或失重多少由物体的质量和竖直加速度共同决定，其大小等于ma。(5)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液体柱不再产生压强等。小题练通1判断正误(1)超重说明物体的重力增大了。()(2)失重说明物体的重力减小了。()(3)物体超重时，加速度向上，速度也一定向上。()(4)物体失重时，也可能向上运动。()(5)物体完全失重时，说明物体的重力为零。()2(xx北京高考)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是()A手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度解析：选D手托物体由静止开始向上运动，一定先做加速运动，物体处于超重状态；而后可能匀速上升，也可能减速上升，选项A、B错误。在物体离开手的瞬间，二者分离，不计空气阻力，物体只受重力，物体的加速度一定等于重力加速度；要使手和物体分离，手向下的加速度一定大于物体向下的加速度，即手的加速度大于重力加速度，选项C错误，D正确。3下列关于超重和失重的说法正确的是( )A游泳高手可以静躺在水面上，那时的人处于完全失重状态B跳水运动员在入水前处于失重状态，入水后短时间内处于超重状态C飞船利用火箭发射后，上升过程中处于超重状态，返回地面过程中处于失重状态D给物块一个初速度沿斜面上滑，上滑的过程中物块处于超重状态，到最高点后下滑，下滑的过程中物块处于失重状态解析：选B物体有向上的加速度处于超重状态，有向下的加速度处于失重状态，A项错误；飞船返回地面时有向上的加速度，处于超重状态，C项错误；物块上滑的过程有向下的加速度，物块处于失重状态，D错误。4(多选)(xx江苏高考)一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力()At2 s时最大 Bt2 s时最小Ct8.5 s时最大 Dt8.5 s时最小解析：选AD人受重力mg和支持力FN的作用，由牛顿第二定律得FNmgma。由牛顿第三定律得人对地板的压力FNFNmgma。当t2 s时a有最大值，FN最大；当t8.5 s时，a有最小值，FN最小，选项A、D正确。判断超重和失重现象的三个角度和技巧(1)从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于0时处于完全失重状态。(2)从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。(3)从速度变化的角度判断物体向上加速或向下减速时，超重；物体向下加速或向上减速时，失重。四、单位制1.单位制：由基本单位和导出单位组成。2基本单位：基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间、长度，它们的国际单位分别是千克、秒、米。3导出单位：由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位。4国际单位制中的七个基本物理量和基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克kg时间t秒s电流I安培A热力学温度T开尔文K物质的量n摩尔mol发光强度IV坎德拉cd小题练通1关于单位制，下列说法中正确的是( )Akg、m/s、N是导出单位Bkg、m、C是基本单位C在国际单位制中，A是导出单位D在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的解析：选D在力学中选定m(长度单位)、kg(质量单位)、s(时间单位)作为基本单位，可以导出其他物理量的单位，力的单位(N)是根据牛顿第二定律Fma导出的，故D正确，A、B错误；电流的单位A属于国际单位制中的基本单位，C错误。2在国际单位制中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。导出单位V(伏特)，用上述基本单位可表示为( )Am2kgs4A1 Bm2kgs3A1Cm2kgs2A1 Dm2kgs1A1解析：选B根据物理公式分析物理量的单位。因U，故1 V 1 1 kgm2s3A1，选项B正确。3(xx安徽高考)由库仑定律可知，真空中两个静止的点电荷，带电荷量分别为q1和q2，其间距离为r时，它们之间相互作用力的大小为Fk，式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示，k的单位应为()AkgA2m3BkgA2m3s4Ckgm2C2 DNm2A2解析：选B由公式Fk得，k，故k的单位为，又由公式qIt得1 C1 As，由Fma可知1 N1 kgms2，故1 1 kgA2m3s4，选项B正确。一、单项选择题1雨滴从空中由静止落下，若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大，图中能大致反映雨滴运动情况的是( )解析：选C对雨滴进行受力分析可得mgkvma，随雨滴速度的增大可知雨滴做加速度减小的加速运动。2在解一道文字计算题(由字母表达结果的计算题)时，一个同学解得x(t1t2)，用单位制的方法检查，这个结果( )A可能是正确的B一定是错误的C如果用国际单位制，结果可能正确D用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确解析：选B由x(t1t2)可知x的单位为：sm/s，此为速度的单位，而位移的单位为m，所以结果错误。3.(xx呼和浩特模拟)如图所示，升降机天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长量为10 cm，运动时弹簧伸长量为9 cm，则升降机的运动状态可能是(g10 m/s2)( )A以a1 m/s2的加速度加速上升B以a1 m/s2的加速度加速下降C以a9 m/s2的加速度减速上升D以a9 m/s2的加速度减速下降解析：选B根据运动时弹簧伸长量为9 cm，小于静止时弹簧伸长量为10 cm，可知升降机的加速度向下，则升降机的运动状态可能是以a1 m/s2的加速度加速下降；也可能是以a1 m/s2的加速度减速上升，B正确。4.(xx全国卷)如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比，小球的高度()A一定升高B一定降低C保持不变D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定解析：选A设橡皮筋的原长为L，开始时系统处于平衡状态，小球受到的合力为零，橡皮筋处于竖直方向，橡皮筋悬点O距小球的高度L1L；当小车向左加速，稳定时，橡皮筋与竖直方向的夹角为，对小球受力分析，由图可知：橡皮筋上的弹力kx，橡皮筋悬点O距小球的高度L2cos Lcos 。可见，L1L2，A正确，B、C、D错误。二、多项选择题5.(xx南通模拟)如图所示，A、B两球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是( )A两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsin BB球的受力情况未变，瞬时加速度为零CA球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsin D弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零解析：选BC设弹簧的弹力大小为F，由平衡条件可知，Fmgsin ，烧断细线之后瞬间，弹簧弹力不变，故B球受力情况不变，加速度为零，B正确，A、D错误；以A为研究对象，由牛顿第二定律可得Fmgsin maA，解得aA2gsin ，C正确。6. (xx全国乙卷)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则( )A质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D质点单位时间内速率的变化量总是不变解析：选BC质点原来做匀速直线运动，说明所受合外力为0，当对其施加一恒力后，恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定，则质点可能做直线运动，也可能做曲线运动，但加速度的方向一定与该恒力的方向相同，选项B、C正确。 7.(xx吉林模拟)在动摩擦因数0.2的水平面上有一个质量为m2 kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成45角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。当剪断轻绳的瞬间，取g10 m/s2，下列说法正确的是( )A此时轻弹簧的弹力大小为20 NB小球的加速度大小为8 m/s2，方向向左C若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s2，方向向右D若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为零解析：选ABD未剪断轻绳时，水平面对小球的弹力为零，小球受到重力mg、轻绳的拉力FT和弹簧的弹力F作用而处于平衡状态。依据平衡条件得竖直方向上有FTcos mg，水平方向上有FTsin F，解得弹簧弹力Fmgtan 20 N，A正确；剪断轻绳后小球在竖直方向仍平衡，即水平面支持力FNmg，水平方向上弹簧的弹力保持不变，由牛顿第二定律得小球的加速度a m/s28 m/s2，方向向左，B正确；当剪断弹簧的瞬间，小球立即只受地面支持力和重力作用，且二力平衡，加速度为零，C错误，D正确。8.(xx浙江高考)如图所示，总质量为460 kg的热气球，从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5 m/s2，当热气球上升到180 m时，以5 m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g10 m/s2。关于热气球，下列说法正确的是()A所受浮力大小为4 830 NB加速上升过程中所受空气阻力保持不变C从地面开始上升10 s后的速度大小为5 m/sD以5 m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230 N解析：选AD热气球从地面刚开始上升时，由牛顿第二定律有：F合F浮mgma，得热气球所受的浮力F浮m(ga)460(100.5)N4 830 N，则A项正确；加速上升过程中，速度增大，所受空气阻力也增大，则B项错误；热气球以5 m/s的速度匀速上升时，由平衡条件知所受的空气阻力FfF浮mg4 830 N46010 N230 N，则D项正确；热气球从地面上升10 s内，它做变加速运动，故10 s时其速度大小不是5 m/s，则C项错误。第16课时动力学的两类基本问题(重点突破课)必备知识1动力学的两类基本问题(1)已知受力情况求物体的运动情况。(2)已知运动情况求物体的受力情况。2解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图。3动力学中常见的图像v t图像、xt图像、Ft图像、Fa图像等。4解决图像问题的关键(1)看清图像的横、纵坐标所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从0开始。(2)理解图像的物理意义，能够抓住图像的一些关键点，如斜率、截距、面积、交点、拐点等，判断物体的运动情况或受力情况，再结合牛顿运动定律求解。小题热身1质量为1 kg的物体，受水平恒力F作用，由静止开始在光滑的水平面上做加速运动，它在t s内的位移为x m，则F的大小为( )A. NB. NC. N D. N解析：选A由xat2得a m/s2，对物体由牛顿第二定律得Fma1 N N，故A正确。2(xx全国甲卷)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则()A甲球用的时间比乙球长B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功解析：选BD设小球在下落过程中所受阻力F阻kR，k为常数，R为小球半径，由牛顿第二定律可知：mgF阻ma，由mVR3知：R3gkRR3a，即ag，故知：R越大，a越大，即下落过程中a甲a乙，选项C错误；下落相同的距离，由hat2知，a越大，t越小，选项A错误；由2ahv2v02知，v00，a越大，v越大，选项B正确；由W阻F阻h知，甲球克服阻力做的功更大一些，选项D正确。提能点(一)已知受力求运动问题典例(xx晋中质检)一个质量为4 kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数0.2。从t0开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间t变化的规律如图所示。g取10 m/s2。求：(1)在24 s时间内，物体从减速运动到停止不动所经历的时间；(2)6 s内物体的位移大小。解析(1)在02 s内，由牛顿第二定律知F1Ffma1Ffmgv1a1t1解得v12 m/s在2 s以后，物体的加速度大小a23 m/s2方向与v的方向相反。由v2v1a2t2知，减速到停止所用时间t2 s。(2)02 s内物体的位移x12 m24 s内物体的位移x2 m由周期性可知46 s内和02 s内位移相等。所以6 s内物体的位移x2x1x2 m。答案(1) s(2) m动力学问题的解题步骤集训冲关1(xx齐齐哈尔质检)一个原来静止在光滑平面上的物体，质量是7 kg，在14 N的恒力作用下运动，则5 s末的速度及5 s内通过的路程为( )A8 m/s25 m B2 m/s25 mC10 m/s25 m D10 m/s12.5 m解析：选C物体由静止开始在恒力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律和运动学公式得a m/s22 m/s2，vat25 m/s10 m/s，xat2225 m25 m，选项C正确。2.(xx乐山模拟)如图所示，工人用绳索拉铸件，铸件的质量是20 kg，铸件与地面间的动摩擦因数是0.25。工人用80 N的力拉动铸件，从静止开始在水平面上前进，绳与水平方向的夹角为37并保持不变，经4 s后松手。(g10 m/s2，cos 370.8，sin 370.6)求：(1)松手前铸件的加速度；(2)松手后铸件还能前进的距离。解析：(1)松手前，对铸件由牛顿第二定律得a1.3 m/s2。(2)松手时铸件的速度vat5.2 m/s松手后的加速度大小ag2.5 m/s2则松手后铸件还能滑行的距离x5.408 m。答案：(1)1.3 m/s2(2)5.408 m3.如图所示，一木箱静止在长平板车上，某时刻平板车以a2.5 m/s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动，当速度达到v9 m/s时改做匀速直线运动，已知木箱与平板车之间的动摩擦因数0.225，木箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等(g取10 m/s2)。求：(1)车在加速过程中木箱运动的加速度的大小；(2)要使木箱不从平板车上滑落，木箱开始时距平板车末端的最小距离。解析：(1)设木箱的最大加速度为a，根据牛顿第二定律得mgma解得a2.25 m/s22.5 m/s2则木箱与平板车存在相对运动，所以车在加速过程中木箱的加速度为2.25 m/s2。(2)设平板车做匀加速直线运动的时间为t1，木箱与平板车达到共同速度的时间为t2，根据速度公式得vat1vat2在平板车达到共同速度时，木箱由于加速度小于平板车的加速度，还要加速运动(t2t1)时间才能达到共同速度，此时设平板车的位移为x1，则x1v(t2t1)木箱的位移为x2，则x2at22要使木箱不从平板车上滑落，木箱距平板车末端的最小距离满足xx1x2联立解得x1.8 m。答案：(1)2.25 m/s2(2)1.8 m提能点(二)已知运动求受力问题典例(xx德州模拟)一质量为m2 kg的滑块能在倾角为30的足够长的斜面上以a2.5 m/s2匀加速下滑。如图所示，若用一水平向右恒力F作用于滑块，使之由静止开始在t2 s内能沿斜面运动位移x4 m。求：(g取10 m/s2)(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数；(2)恒力F的大小。解析(1)根据牛顿第二定律可得：mgsin 30mgcos 30ma解得：。(2)使滑块沿斜面做匀加速直线运动，有加速度向上和向下两种可能。由xa1t2，得a12 m/s2，当加速度沿斜面向上时，Fcos 30mgsin 30(Fsin 30mgcos 30)ma1，代入数据得：F N当加速度沿斜面向下时：mgsin 30Fcos 30(Fsin 30mgcos 30)ma1代入数据得：F N。答案(1)(2) N或 N已知运动求受力问题同样需要对物体进行受力分析，而且要在通过分析物体的运动情况得出合外力的方向的基础上，画出受力示意图。需要特别注意：产生加速度的合力是由物体实际受到的力合成而来，并非物体又另外受到这样一个力的作用。集训冲关1(xx襄阳模拟)在欢庆节日的时候，人们会在夜晚燃放美丽的焰火。按照设计，某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后，在4 s末到达离地面100 m的最高点时炸开，构成各种美丽的图案。假设礼花弹从炮筒中竖直射出时的初速度是v0，上升过程中所受的平均阻力大小始终是自身重力的k倍，那么v0和k分别等于(重力加速度g取10 m/s2)( )A25 m/s,1.25 B40 m/s,0.25C50 m/s,0.25 D80 m/s,1.25解析：选C根据hat2，解得a12.5 m/s2，所以v0at50 m/s；上升过程礼花弹所受的平均阻力Ffkmg，根据牛顿第二定律得a(k1)g 12.5 m/s2，解得k0.25，故选项C正确。2.如图所示，一物体以v02 m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t1 s。已知斜面长度L1.5 m，斜面的倾角30，重力加速度取g10 m/s2。求：(1)物体滑到斜面底端时的速度大小；(2)物体沿斜面下滑的加速度大小和方向；(3)物体与斜面间的动摩擦因数。解析：(1)设物体滑到斜面底端时速度为v，则有：Lt，代入数据解得：v1 m/s。(2)因vv0物体做匀减速运动，加速度方向沿斜面向上，加速度的大小为：a1 m/s2。(3)物体沿斜面下滑时，受力分析如图所示。由牛顿定律得：Ffmgsin maFNmgcos FfFN联立解得：，代入数据解得：。答案：(1)1 m/s(2)1 m/s2方向沿斜面向上(3)提能点(三)动力学的图像问题考法1由受力图像分析物体的运动情况例1(xx南昌质检)一个物块置于粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，速度v随时间t变化的关系如图乙所示。取g10 m/s2，求：(1)1 s末物块所受摩擦力的大小Ff1；(2)物块在前6 s内的位移大小x；(3)物块与水平地面间的动摩擦因数。解析(1)由题图乙可知前2 s内物块处于静止状态，此时物块所受的摩擦力大小等于水平拉力的大小，从题图甲中可以读出，当t1 s时，Ff1F14 N。(2)在v t图像中图线与t轴围成面积表示位移，则由题图乙知物块在前6 s内的位移大小x m12 m。(3)由题图乙知，在24 s内，物块做匀加速运动，加速度大小a m/s22 m/s2由牛顿第二定律得F2Ff2ma在46 s内物块做匀速运动，有F3Ff2mg解得0.4。答案(1)4 N(2)12 m(3)0.4考法2由运动图像分析物体的受力情况例2(多选)(xx淮安模拟)用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从零开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图像如图所示，g10 m/s2，则可以计算出( )A物体与水平面间的最大静摩擦力BF为14 N时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数D物体的质量解析由题图可知，物体与水平面间的最大静摩擦力为7 N，A正确；由Fmgma，解得aFg，将F17 N，a10.5 m/s2，F214 N，a24 m/s2代入上式可得m2 kg，0.3，C、D正确；因物体做变加速运动，无法求出F为14 N时物体的速度，B错误。答案ACD考法3通过图像综合分析物体的受力与运动情况例3(xx南阳模拟)神舟飞船完成了预定空间科学和技术实验任务后，返回舱开始从太空向地球表面预定轨道返回，返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降，穿越大气层后在一定高