学年湖南衡阳高一物理学案期末复习6《牛顿第一第二和第三定律的理解》新人教版必修一.docx
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学年湖南衡阳高一物理学案期末复习6《牛顿第一第二和第三定律的理解》新人教版必修一
期末复习学案六 牛顿第一、第二和第三定律的理解
一、牛顿过第一定律的理解
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.对牛顿第一定律的理解
(1)定性说明了力和运动的关系.
①说明了物体不受外力时的运动状态:
匀速直线运动状态或静止状态.
②说明力是改变物体运动状态的原因.
(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律.
【例1】(2015云南景洪三中期末)关于牛顿第一定律有下列说法,其中正确的是()
A.牛顿第一定律可用实验来验证
B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因;
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持。
针对训练(2015福州八中期末)下列关于惯性的说法,正确的是()
A.高速行驶的公共汽车紧急刹车时,乘客都要向前倾倒,说明乘客都具有惯性
B.短跑运动员最后冲刺时,速度很大,很难停下来,说明速度越大,惯性越大
C.《道路交通安全法》中规定:
各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因为系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
D.把手中的球由静止释放后,球能竖直下落,是由于球具有惯性的缘故
二、牛顿过第二定律的理解
1.牛顿第二定律:
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
2.表达式:
F=kma,式中k是比例系数,F是物体所受的合力,当物理量的单位都使用国际单位时F=ma.
【例2】(2015云南景洪三中期末)如图所示,位于水平地面上的质量为M的物体,在大小为F,与水平方向成
的拉力作用下沿地面作加速运动,已知物体与地面间的动摩擦系数为
,则物体的加速度为()
A.F/MB.
C.
D.
针对训练(2015福州八中期末)如图所示,某人坐在列车车厢内,观察悬挂在车厢顶上的摆球来判断列车的运动情况,得出下面一些结论,其中正确的是()
A.摆球向前偏离竖直位置时,列车加速前进
B.摆球向后偏离竖直位置时,列车加速前进
C.摆球向后偏离竖直位置时,列车减速前进
D.摆球竖直下垂时,列车一定匀速前进
三、牛顿过第三定律的理解
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.作用力与反作用力具有“四同”和“三异”的关系
“四同”表示:
(1)同大小:
大小相等.
(2)同直线:
作用在同一条直线上.
(3)同存亡:
同时产生、同时消失、同时变化.
(4)同性质:
作用力是引力,反作用力也是引力;作用力是弹力,反作用力也是弹力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力.
“三异”表示:
(1)异向:
方向相反.
(2)异体:
作用在不同的物体上.
(3)异效:
在不同的物体上分别产生不同的作用效果,不能相互抵消,因此,不能认为作用力和反作用力的合力为零.
【例3】2015云南景洪三中期末)下列关于作用力和反作用力的说法中,正确的是()
A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力
B.作用力和反作用力的合力为零,即两个力的作用效果可以互相抵消
C.鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小是相等的
D.马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力
针对训练(2015安庆二中期末)小球静止在水平面上,以下说法正确的是()
A.球对水平面的正压力与球的重力大小相等,这两个力是作用力与反作用力
B.球对水平面的正压力与球的重力大小相等,这两个力是一对平衡力
C.水平面对小球有支持力,是因为小球对水平面的作用导致桌面的形变引起的
D.水平面对小球有支持力,是因为水平面对小球的作用导致小球的形变引起的
课时训练
1.(2015福建八县一中期末)关于物体的惯性,下列说法中正确的是()
A.力是改变物体惯性的原因
B.物体的运动速度越大,其惯性也越大
C.物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性
D.一切物体都具有惯性,质量是物体惯性大小的量度
2.(2015福建八县一中期末)关于物体的运动状态与所受外力的关系,下面说法正确的是()
A.物体运动状态保持不变时,它一定没有受到外力的作用
B.物体所受力的合力不为零时,它的运动状态一定会发生改变
C.物体所受力的合力为零时,它一定处于静止状态
D.物体的运动方向一定与它所受合外力的方向相同
3.(2015吉林期末)跳高运动员蹬地后上跳,在起跳过程中()
A.运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小
B.运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小
C.运动员所受的支持力和重力相平衡
D.运动员所受的合力一定向上
4.(2015湖北武汉二中期末)如图所示,A物体的质量是B物体的k倍。
A物体放在光滑的水平桌面上通过轻绳与B物体相连,两物体释放后运动的加速度为a1,轻绳的拉力为T1;若将两物体互换位置,释放后运动的加速度为为a2,轻绳的拉力为T2。
不计滑轮摩擦和空气阻力,则()
A.a1∶a2=k∶1B.a1∶a2=1∶1
C.T1∶T2=1∶kD.T1∶T2=1∶1
5.(2015云南景洪三中期末)如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对于车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时,则()
A.M受摩擦力增大
B.物块M对车厢壁的压力增大
C.物块M仍能相对于车厢壁静止
D.M受静摩擦力不变
6.(2015沈阳二中期末)如图所示,固定在水平面上的斜面倾角为θ,长方体木块A的质量为M,其PQ面上钉着一枚小钉子,质量为m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为μ,以下说法正确的是()
A.若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为零
B.若木块匀速下滑,则小球对木块的压力为mgsinθ
C.若木块匀加速下滑,则小球对木块的压力为零
D.若木块匀加速下滑,则小球对木块的压力为μmgcosθ
7.(2015杭州期末联考)如图所示,两个质量分别为m1
2kg、m2=3kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接.两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则()
A.弹簧秤的示数是30N
B.弹簧秤的示数是50N
C.在突然撤去F2的瞬间,m1的加速度大小为5m/s2
D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度大小为13m/s2
8.(2015云南玉溪一中期末)如图所示,弹簧左端固定,右端伸长到O点并系住一小滑块(可看做质点)。
先将弹簧压缩,使滑块达A点,然后由静止释放,滑块滑到B点时速度刚好为零,滑块与地面间摩擦力恒定,则()
A.滑块从A到O先加速后减速
B.A到B过程中,滑块在O点处速度最大
C.滑块从A到O过程中,加速度逐渐减小
D.滑块从A到O过程中,加速度逐渐增大
9.(2015云南玉溪一中期末)如图所示,质量为m的小球置于倾角为
斜面上,被一个竖直挡板挡住,现用一个水平力
拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为
的匀加速直线运动,重力加速度为
;忽略一切摩擦,以下说法正确的是()
A.斜面对小球的弹力为
B.斜面和竖直挡板对小球弹力的合力为
C.若增大加速度
,斜面对小球的弹力一定增大
D.若增大加速度
,竖直挡板对小球的弹力可能不变
10.(2015兰州一中期末)力F1作用在物体上产生的加速度a1=3m/s2,力F2作用在该物体上产生的加速度a2=4m/s2,则F1和F2同时作用在该物体上,产生的加速度的大小不可能为()
A.8m/s2B.5m/s2C.1m/s2D.7m/s2
11.(2015兰州一中期末)如图所示,质量为m2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m1的物体1,与物体1相连接的绳与竖直方向保持θ角不变,则()
A.车厢的加速度为gsinθ
B.绳对物体1的拉力为
C.底板对物体2的支持力为(m2-m1)g
D.物体2所受底板的摩擦力为m2gsinθ
12.(2015安庆二中期末)A、B两个小物块用轻绳连结,绳跨过位于倾角为30°的光滑斜面(斜面足够长)顶端的轻质滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示.第一次,B悬空,A放在斜面上,A恰好静止;第二次,将B的质量改变,发现A自斜面顶端由静止开始运动,经时间t速度大小为v,已知物块A的质量为m,重力加速度为g,求物块B质量改变了多少?
答案精析
【例1】
【答案】BD
【解析】牛顿第一定律不是实验定律,故不能用实验来验证,选项A错误;牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因,选项B正确;惯性定律是物体遵循的规律,而惯性是物体的性质,其实质是不相同的,选项C错误;物体的运动不需要力来维持,选项D正确。
故选BD.
针对训练
【答案】A
【解析】高速行驶的公共汽车紧急刹车时,乘客都要向前倾倒,说明乘客都具有保持原来运动状态的性质,即惯性,选项A正确;物体的惯性只与质量有关,与速度大小无关,选项B错误;系安全带的目的是防止由于人本身的惯性造成的伤害,选项C错误;把手中的球由静止释放后,球能竖直下落,是由于球受到竖直向下的重力的缘故,选项D错误;故选A。
【例2】【答案】D
【解析】根据牛顿第二定律;水平方向:
,竖直方向:
,解得:
,选项D正确.
针对训练【答案】B
【解析】摆球向前偏离竖直位置时,摆球受的合力向后,则加速度向后,列车做减速运动,选项A错误;摆球向后偏离竖直位置时,摆球受的合力向前,则加速度向前,列车做加速运动,选项B正确,C错误;摆球竖直下垂时,小球受合力为零,故列车匀速前进或静止,选项D错误;故选B。
【例3】【答案】C
【解析】物体相互作用时,作用力和反作用力是同时出现,同时消失的,选项A错误;作用力和反作用力因为作用在两个不同的物体上,故不能合成,两个力的作用效果也不可以互相抵消,选项B错误。
鸡蛋碰石头时,鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小是作用和反作用力,所以是相等的,选项C正确;马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车所受的阻力,选项D错误;故选C.
针对训练【答案】C
【解析】球对水平面的正压力与球的重力大小相等,但这两个力不是作用力与反作用力,球对水平面的正压力的反作用力是水平面对球的支持力,选项A错误;水平面对球的支持力与球的重力大小相等,这两个力是一对平衡力,选项B错误;水平面对小球有支持力,是因为小球对水平面的作用导致桌面的形变引起的,选项C正确,D错误;故选C.
课时训练
1.【答案】D
【解析】力是改变物体运动状态的原因,选项A错误;物体的惯性只于物体的质量有关,与物体的速度及运动状态无关,选项BC错误;一切物体都具有惯性,质量是物体惯性大小的量度,选项D正确;故选D.
2.【答案】B
【解析】物体运动状态保持不变时,可能物体不受外力或者物体所受的合外力为零,选项A错误;物体所受力的合力不为零时,它的运动状态一定会发生改变,选项B正确;物体所受力的合力为零时,它可能处于匀速直线运动状态或者处于静止状态,选项C错误;物体的运动方向不一定与它所受合外力的方向相同,选项D错误;故选B.
3.【答案】BD
【解析】运动员蹬地的作用力与地面对他的支持力是一对作用与反作用力,所以大小相等,A错误、B正确;因为运动员向上做加速运动,所以运动员所受的支持力和重力不相平衡,且合力向上,C错误、D正确。
4.【答案】D
【解析】由牛顿第二定律得:
同理两物体互换位置则:
解得a1∶a2=mB:
mA=1∶k,T1∶T2=1∶1,故选项D正确。
5.【答案】BCD
【解析】物体M竖直方向受到车厢壁的摩擦力和重力作用,即Ff=mg,水平方向受到车厢壁的支持力,即:
FN=ma,故当车的加速度增大时,则M受静摩擦力不变,物块M对车厢壁的压力增大,最大静摩擦力变大,故物块M仍能相对于车厢壁静止,选项BCD正确。
6.【答案】BD
【解析】若木块匀速下滑,则小球对木块的压力不为零,否则重力与绳的拉力不能平衡,且压力等于重力沿斜面向下的分力mgsinθ,A错误,B正确;小球与木块有相同的加速度,若木块匀加速下滑,则下滑的加速度为gsinθ-μgcosθ,则小球在沿斜面方向:
mgsinθ-FN=m(gsinθ-μgcosθ),则FN=μmgcosθ,D正确。
7.【答案】D
【解析】两水平拉力导致物体受力不平衡,先选整体为研究对象进行受力分析,
由牛顿第二定律得:
F1-F2=(m1+m2)a
解得:
a=2m/s2
对m2受力分析:
向左的F2和向右的弹簧弹力F,由牛顿第二定律得:
F-F2=m2a
解得:
F=26N,故AB错误.
在突然撤去F2的瞬间,因为弹簧的弹力不能发生突变,所以m1的受力没有发生变化,故加速度大小仍为2m/s2,故C错误.突然撤去F1的瞬间,m1的受力仅剩弹簧的弹力,对m1列牛顿第二定律
得:
F=m1a,解得:
a=13m/s2,故D正确.故选:
D.
8.【答案】A
【解析】物体从A点到O点过程,弹力逐渐减为零,刚开始弹簧弹力大于摩擦力,故可分为弹力大于摩擦力过程和弹力小于摩擦力过程,开始时弹力大于摩擦力,合力向右,加速度也向右,速度也向右,但是随着弹力的逐渐减小,合力减小,加速度减小;当弹力等于摩擦力时,加速度为零,速度最大,然后弹力小于摩擦力时,弹力和摩擦力的合力逐渐变大,故向右做加速度增大的减速运动,即物体先加速后减速,在AO点之间某位置速度最大,故BCD错误,A正确;故选:
A.
9.【答案】A
【解析】以小球为研究对象,分析受力情况,重力mg、竖直挡板对球的弹力N和斜面的弹力F1.
设斜面的加速度大小为a,根据牛顿第二定律得
竖直方向:
F1cosθ=mg①
水平方向:
N-F1sinθ=ma②
联立解得:
,与加速度无关,故选项A正确,C错误;斜面和竖直挡板对小球弹力以及重力的合力为ma,选项B错误;由N=F1sinθ+ma,可知,若增大加速度
,竖直挡板对小球的弹力增大,选项D错误;故选A.
10.【答案】A
【解析】设物体为质量为m,根据牛顿第二定律得:
F1=ma1,F2=ma2;则F1和F2共同作用于该物体时合力范围为:
F2-F1≤F合≤F2+F1,代入得:
m≤F合≤6m;又由牛顿第二定律得加速度的范围为:
12m/s2≤a≤6m/s2
所以物体具有的加速度大小不可能是8m/s2.本题选择不可能的,故选:
A
11.【答案】B
【解析】对物体1受力分析如图1;由牛顿第二定律可得:
mgtanθ=ma,解得a=gtanθ,选项A错误;
由图可知,绳对物体1的拉力为
,选项B正确;底板对物体2的支持力为N=m2g-T,选项C错误;对物体2研究,分析受力如图2,根据牛顿第二定律得:
f=m2a=m2gtanθ,选项D错误;故选B.
12.【答案】
【解析】设物块B的质量为M,第一次,B悬空,A放在斜面上,A恰好静止,根据物体平衡有:
mgsin30°=Mg得:
M=0.5m
改变B的质量,A下滑,说明B的质量是减少的,设此时物块B的质量为
、
A下滑的加速度
,
根据牛顿第二定律可得:
B的质量减少了
计算可得:
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