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牛顿运动定律复习

2023-07-31 来源:步旅网
牛顿运动定律复习

一、牛顿第一定律

1、内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止. 说明:(1)物体不受外力是该定律的条件.

(2)物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果.

(3)直至外力迫使它改变这种状态为止,说明力是产生加速度的原因.

(4)物体保持原来运动状态的性质叫惯性,惯性大小的量度是物体的质量.

(5)应注意:①牛顿第一定不是实验直接总结出来的。牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础,加之高度的抽象思维,概括总结出来的,不可能由实际的实验来验证; ②牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是不受力的理想化状态。 ③定律揭示了力和运动的关系: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。 2、惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.

说明:①惯性是物体的固有属性,与物体是否受力及运动状态无关.

②质量是惯性大小的量度.质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小. 二、牛顿第三定律

(1)内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,而且在一条直线上.

/

(2)表达式:F=-F

说明:①作用力和反作用力同时产生,同时消失,同种性质,作用在不同的物体上,各产生其效果,不能抵消,所以这两个力不会平衡.

②作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关.不管两物体处于什么状态,牛顿第三定律都适用。

③借助牛顿第三定律可以变换研究对象,从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析.

【例1】下列说法正确的是( )

A、运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大 B、小球在做自由落体运动时,惯性不存在了

C、把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的推力 D、物体的惯性仅与质量有关,质量大的惯性大,质量小的惯性小

【例2】火车在长直水平轨道上匀速行驶,车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为( )

A.人跳起后,车厢内的空气给人一个向前的力,这力使他向前运动 B.人跳起时,车厢对人一个向前的摩擦力,这力使人向前运动

C.人跳起后,车继续向前运动,所以人下落后必定向后偏一些,只是由于时间很短,距离太小,不明显而已

D.人跳起后,在水平方向人和车水平速度始终相同

【例3】物体静止于一斜面上如图所示.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)物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 三、牛顿第二定律

1.内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,

1

加速度的方向与合外力的方向相同. 2.公式:F=ma

3、对牛顿第二定律理解:

(1)F=ma中的F为物体所受到的合外力.

(2)F=ma中的m,当对哪个物体受力分析,就是哪个物体的质量,当对一个系统(几个物体组成一个系统)做受力分析时,如果F是系统受到的合外力,则m是系统的合质量. (3)F=ma中的 F与a有瞬时对应关系, F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变.

(4)F=ma中的 F与a有矢量对应关系, a的方向一定与F的方向相同。

(5)F=ma中,可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度,也可以求某一个方向合外力的加速度.

2

(6)F=ma中,F的单位是牛顿,m的单位是千克,a的单位是米/秒. (7)F=ma的适用范围:宏观、低速

【例4】如图(a)所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细绳上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态,现将L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度。如图(b)所示,如果L1细线改成轻弹簧,将L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度?

【例5】 如图所示,质量为M的长平板车放在光滑的倾角为a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

Mgsin向下加速奔跑 mMC.以加速度a(1)gsin向上加速奔跑

mMD.以加速度a(1)gsin向下加速奔跑

mB.以加速度a四、超重和失重 超重与失重:由于物体在竖起方向上有加速度或分加速度,使物体对水平支持面对压力或对竖直悬绳的拉力大于或小于物体的重力。

【例6】质量为m的一物体 , 用细线挂在电梯的天花板上。当电梯以g/3的加速度竖直加

速下降时 , 细线对物体的拉力大小为 ( ) A .

421mg B.mg C.mg D.mg 333五、动力学的两类基本问题

1、已知物体的受力情况求物体运动中的某一物理量:应先对物体受力分析,然后找出物体所受到的合外力,根据牛顿第二定律求加速度a,再根据运动学公式求运动中的某一物理量. 2、已知物体的运动情况求物体所受到的某一个力:应先根据运动学公式求得加速度a,再根据牛顿第二定律求物体所受到的合外力,从而就可以求出某一分力.

0

【例7】如图所示.地面上放一m=40kg的木箱,用大小为 10 N与水平方向夹角30的力

0

推木箱,木箱恰好匀速运动,若用此力与水平方向成30角斜向上拉木箱,30s可使木箱前

2

进多少米?(g取10m/s)

02

【例8】如图电梯与水平面夹角为37,60千克的人随电梯一起以a=lm/s的加速度向下加

2

速运动,则人受到平面的支持力及摩擦力各为多大?( g取10 m/s)

【例9】如图所示,底座A上装有长0.5m的直立杆,总质量为0.2kg,杆上套有质量为0.05kg

2

的小环B,它与杆有摩擦,当环从底座以4m/s的速率升起的时侯刚好能到达顶端,g=10m/s,求:

(1)在环升起过程中,底座对水平面的压力为多大? (2)小环从杆顶落回底座需要多少时间? B v

A

2

巩固练习

一.选择题

1. 如图所示,竖直放置在水平面上的轻弹簧上叠放着两物块A、B,A、B的质量为2kg,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10N,方向竖直向下的力施加在物块A2

上,则此瞬间,A对B压力的大小为(取g=10m/s)

A.5N B.15N C.25N D.35N

2. 有三个光滑斜轨道1.2.3,它们的倾角依次是60,45和30,这些轨道交于O点.现有位于同一竖直线上的3个小物体甲.乙.丙,分别沿这3个轨道同

时从静止自由下滑,如图,物体滑到O点的先后顺序是

A.甲最先,乙稍后,丙最后 B.乙最先,然后甲和丙同时到达 C.甲.乙.丙同时到达 D.乙最先,甲稍后,丙最后

3. 如图所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为K的轻弹簧连接起来,木块与地面间的滑动摩擦因数为μ。现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是 A.lC.l0

0

0

Km1g B.lm2g D.lK(m1m2)g (Km1m2)g

Km1m24. 如图,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相

3

对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为

gB.gsin sin

23C.gsin D.2gsin 2A.

二.简答题

5. 如图所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套 着一个质量为m的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小 球沿杆下滑的加速度为重力加速度的二分之一,则在小球下滑的过程 中,木箱对地面的压力为_______.

6. 如图所示,质量相同的A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止 不动.两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬 间A球加速度为____;B球加速度为________. 三.计算题

7. 如图所示,底座上装有长0.5m的直立杆,它们的总质量为200kg 。在杆上套有一个质量为50g的小环B,它与杆之间有摩擦。当环从直立杆的底部以4m/s的初速度向上运动时,刚好能够到达杆顶。求: ⑴在小环上升的过程中,底座对水平面的压力。 ⑵小环从杆顶落回底座需要的时间。

8. 某竖直升空的火箭,其升空时的v—t图象如图所示,忽略空气阻力,且火箭到达最大

2

高度后自由下落。取g =10m/s,求:

-(1)火箭上升时达到的最大速度; v/m·s1 (2)火箭上升时达到的最大高度;

800 (3)火箭自发射起经过多长时间落回地面? 400

t/s

0 40 80 120

9. 如图,人重600牛,木块A重400牛,人与A、A与地面间的摩擦系数均为0.2,现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求(1)人对绳的拉力.(2)人脚给A的摩擦力方向和大小。

4

10. 质量均为m的物体A和B用劲度系数为k的轻弹簧连接在一起,将B放在水平桌面上,A用弹簧支撑着,如图所示.若用竖直向上的力拉A以加速度a匀加速上升,试求: (1)经过多长时间B开始离开地面? (2)在B离开桌面之前,拉力的最大值.

11. 质量为m=1.0kg的物体在水平面上沿X轴运动,当t=0时,它以8.0m/s的速率,通过x=0点向+X方向运动,此后物体受沿X轴的水平力如图3-11所示,已知物体与水平面间的滑动摩擦系数μ=0.20,问t=15s时,物体位于何处?

12. 如图所示,质量60kg的人站在水平地面上,通过定滑轮和绳子(不计其摩擦和绳子质量)竖直向上提起质量为10kg的货物。

2

(1)货物以a1=2m/s匀加速上升,人对地面压力多大?

2

(2)货物匀加速上升时,其最大加速度为多大(g=10m/s)?

5

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