2021年度三牛頓運(yùn)動定律知識點(diǎn)總結(jié)

專項(xiàng)三牛頓三定律

1.牛頓第一定律(即慣性定律)

一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使

它變化這種狀態(tài)為止。

(1)理解要點(diǎn)：

①運(yùn)動是物體一種屬性，物體運(yùn)動不需要力來維持。

②它定性地揭示了運(yùn)動與力關(guān)系：力是變化物體運(yùn)動狀態(tài)因素，

是使物體產(chǎn)生加速度因素。

③第一定律是牛頓以伽俐略抱負(fù)斜面實(shí)驗(yàn)為基本，總結(jié)前人研究

成果加以豐富想象而提出來；定律成立條件是物體不受外力，不能用

實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。

④牛頓第一定律是牛頓第二定律基本，不能以為它是牛頓第二定

律合外力為零時特例，第一定律定性地給出了力與運(yùn)動關(guān)系，第二定

律定量地給出力與運(yùn)動關(guān)系。

(2)慣性：物體保持本來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)性質(zhì)叫

做慣性。

①慣性是物體固有屬性，與物體受力狀況及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。

②質(zhì)量是物體慣性大小量度。

③由牛頓第二定律定義慣性質(zhì)量m=F/a和由萬有引力定律定義

引力質(zhì)量加=々2/嚴(yán)格相等。

④慣性不是力，慣性是物體具備保持勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)性

質(zhì)。力是物體對物體作用，慣性和力是兩個不同概念。

2.牛頓第二定律

(1)定律內(nèi)容

物體加速度a跟物體所受合外力生成正比，跟物體質(zhì)量m成反

比。

(2)公式：F合=ma

理解要點(diǎn)：

①因果性：%是產(chǎn)生加速度a因素，它們同步產(chǎn)生，同步變化,

同步存在，同步消失；

②方向性：a與七都是矢量，方向嚴(yán)格相似；

③瞬時性和相應(yīng)性：a為某時刻某物體加速度，這是該時刻作用

在該物體上合外力。

3.牛頓第三定律

兩個物體之間作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用

在一條直線上，公式可寫為尸=-尸。

(1)作用力和反作用力與二力平衡區(qū)別

內(nèi)容作用力和反作用力二力平衡

受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上

依賴關(guān)系同時產(chǎn)生，同時消失，互依存，不可無依賴關(guān)系，撤除一個、另一個可依

單獨(dú)存在然存在，只是不再平衡

疊加性兩力作用效果不可抵消，不可疊加，兩力運(yùn)動效果可相互抵消，可疊加，

不可求合力可求合力，合力為零；形變效果不能

抵消

力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力也可以不是同性質(zhì)

的力

4.牛頓定律在連接體中應(yīng)用

在連接體問題中，如果不規(guī)定懂得各個運(yùn)動物體間互相作用力，

并且各個物體具備相似加速度，可以把它們當(dāng)作一種整體。分析受到

外力和運(yùn)動狀況，應(yīng)用牛頓第二定律求出整體加速度。（整體法）

如果需要懂得物體之間互相作用力，就需要把物體隔離出來，將

內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體受力狀況，應(yīng)用牛頓第二定律列方程。（隔

離法）

普通兩種辦法配合交替應(yīng)用，可有效解決連接體問題。

5.超重與失重

視重：物體對豎直懸繩（測力計(jì)）拉力或?qū)λ街С治铮ㄅ_秤）

壓力。（測力計(jì)或臺秤示數(shù)）

物體處在平衡狀態(tài)時一，N=G,視重等于重力，不超重，也不失重,

a=0

當(dāng)N>G,超重，豎直向上加速度，at

當(dāng)NVG,失重，豎直向下加速度，a；

G

注：①無論物體處在何狀態(tài)，重力永遠(yuǎn)存在且不變，變化是視重。

②超、失重狀態(tài)只與加速度方向關(guān)于，與速度方向無關(guān)。（超重

也許：at,vt,向上加速；at,vl,向下減速）

③當(dāng)物體向下a=g時，N=0,稱完全失重。

④豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動，人造航天器發(fā)射、回收，太空運(yùn)營中均有

超、失重現(xiàn)象。

【解題辦法指引】

例1.一質(zhì)量為m=40kg小孩子站在電梯內(nèi)體重計(jì)上。電梯從t=0

時刻由靜止開始上升，在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F變化如圖所示。試

問：在這段時間內(nèi)電梯上升高度是多少？取重力加速度g=10m/s2。

F/N/

440

400

320

100

解析：由圖可知，在力=0至I」方=G=2s時間內(nèi)，體重計(jì)示數(shù)不

不大于mg,故電梯應(yīng)做向上加速運(yùn)動。設(shè)這段時間內(nèi)體重計(jì)作用于

小孩力為￡,電梯及小孩加速度為a,由牛頓第二定律，得

在這段時間內(nèi)電梯上升高度

力=；團(tuán)d。②

在G到1=12=5s時間內(nèi)，體重計(jì)示數(shù)等于勿g,故電梯應(yīng)做勻速

上升運(yùn)動，速度為力時刻電梯速度，即

Vi=國力，③

在這段時間內(nèi)電梯上升高度

/?2=V2（22—tl）o④

在七到方=G=6s時間內(nèi)，體重計(jì)示數(shù)不大于儂，故電梯應(yīng)做向

上減速運(yùn)動。設(shè)這段時間內(nèi)體重計(jì)作用于小孩力為￡,電梯及小孩加

速度為如由牛頓第二定律，得

mg—f2=ma2,⑤

在這段時間內(nèi)電梯上升高度

=V1（^3一12）—5a2（方3一12）2。⑥

電梯上升總高度

/?=/?!+A+7?3O⑦

由以上各式，運(yùn)用牛頓第三定律和題文及題圖中數(shù)據(jù)，解得

力=9m。⑧

闡明：本題屬于超失重現(xiàn)象，懂得物體受力狀況解決物體運(yùn)動狀

況。

例2.如圖所示，在傾角為。光滑斜面上有兩個用輕質(zhì)彈簧相連接

物塊A、B。它們質(zhì)量分別為s、彈簧勁度系數(shù)為k,C為一固定

擋板。系統(tǒng)處在靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)開始用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使

之向上運(yùn)動，求物塊B剛要離開C時物塊A加速度a和從開始到此

時物塊A位移d?重力加速度為g。

A

C

B6

解析：令義表達(dá)未加F時彈簧壓縮量，由胡克定律和牛頓定律可

知

磔gsin9=kxi①

令X2表達(dá)B剛要離開C時彈簧伸長量，a表達(dá)此時A加速度，

由胡克定律和牛頓定律可知

kx2=mBgsin9②

F—mAgsin?！猭x2=mAa③

上小本X3-T/E3F—(m+m)gsin0

由②③式可得a=-----A---B-------④

n)A

由題意d=x,+x2⑤

,_,、./=(mA+mu)gsin9

由①②⑤式可得d=j------⑥

闡明：臨界狀態(tài)常指某種物理現(xiàn)象由量變到質(zhì)變過渡到另一種物

理現(xiàn)象連接狀態(tài)，常伴有極值問題浮現(xiàn)。如：互相擠壓物體脫離臨界

條件是壓力減為零；存在摩擦物體產(chǎn)生相對滑動臨界條件是靜摩擦力

取最大靜摩擦力，彈簧上彈力由斥力變?yōu)槔εR界條件為彈力為零

等。

臨界問題常伴有特性字眼浮現(xiàn)，如“正好”、“剛剛”等，找準(zhǔn)臨

界條件與極值條件，是解決臨界問題與極值問題核心。

例3.如圖所示，木塊A、B質(zhì)量分別為隊(duì)=0.2kg,mB=0.4kg,掛

盤質(zhì)量曲=0.6kg,現(xiàn)掛于天花板。處，處在靜止，當(dāng)用火燒斷。處

細(xì)線瞬間，木塊A加速度aA=,木塊B對盤C壓力NBC

,木塊B力H速度aB=

解析：。處繩子突然燒斷瞬間，彈簧來不及形變，彈簧對A物體

向上支持力仍為N=mAg,故aA=O。

以B,C整體為研究對象，有

mBg+mcg+N'=（mB+m（、）a,

N'=mAg,

解得a=12m/s2（注意:比g大）。

再以B為研究以象，如圖所示，有

再以B為研究以象，如圖所示，有

N'+misg-NCB=IDB<I

...NCB=1.2N

故NBC=1.2N

闡明：分析物體在某一時刻瞬時加速度，核心是分析瞬時先后受

力狀況及運(yùn)動狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時加速度。此類問題應(yīng)

注意兩種基本模型建立。

（1）鋼性繩（或接觸面）：以為是一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)

生彈力物體，若剪斷（或脫離）后，其中彈力及時消失，不需要形變

恢復(fù)時間，普通題目中所給細(xì)線和接觸面在不加特殊闡明時，均可按

此模型解決。

（2）彈簧（或橡皮繩）：此種物體特點(diǎn)是形變量大，形變恢復(fù)

需要較長時間，在瞬時問題中，如果其兩端不自由（固定或連接有物

體），其彈力大小往往可以當(dāng)作不變。而當(dāng)彈簧（或橡皮繩）具備自

由端（沒有任何連接物）時，其彈力可以及時消失。

【考點(diǎn)突破】

【考點(diǎn)指要】

本講高考考點(diǎn)如下：

1.牛頓第一定律，慣性

2.牛頓第二定律，質(zhì)量

3.牛頓第三定律

4.牛頓力學(xué)合用范疇

5.牛頓定律應(yīng)用

6.圓周運(yùn)動中向心力

7.超重和失重

本講是高中物理核心內(nèi)容之一，因而是歷年高考命題熱點(diǎn)，題型

以選取題為主，也有填空題和計(jì)算題，有時與電學(xué)等知識綜合命題，

有一定難度，考查重點(diǎn)是牛頓第二定律與物體受力分析?？忌鷳?yīng)真正

理解“力是變化物體運(yùn)動狀態(tài)因素”這一基本觀點(diǎn)，靈活運(yùn)用正交分

解，整體法和隔離法以及牛頓第二定律與運(yùn)動學(xué)知識綜合。

【典型例題分析】

例4.質(zhì)量為10kg物體在F=200N水平推力作用下，從粗糙斜面底

端由靜止開始沿斜面運(yùn)動，斜面固定不動，與水平地面夾角9=37°。

力F作用2秒鐘后撤去，物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25秒鐘后，速

度減為零。求：物體與斜面間動摩擦因數(shù)J和物體總位移So(已知

sin37"=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2)

解析：物體受力分析如圖所示，設(shè)加速時加速度為①，末速度

為v,減速時加速度大小為a2,將mg和F分解后，

由牛頓運(yùn)動定律得

N=Fsin9+mgcos。

Feos0—f—mgsin9=/na,

依照摩擦定律有f=uN

加速過程由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可知v=at

撤去F后，物體減速運(yùn)動加速度大小為a2,則a2=gsin0

由勻變速運(yùn)動規(guī)律有v=a2t2

22

由運(yùn)動學(xué)規(guī)律知s=a1tI/2+a2t2/2

代入數(shù)據(jù)得u=0.4s=6.5m

闡明：物體在受到三個或三個以上不同方向力作用時，普通都要

用到正交分解法，在建立直角坐標(biāo)系不論選用哪個方向?yàn)閤軸正向

時，所得最后成果都應(yīng)是同樣，在選用坐標(biāo)軸時一，為使解題以便，應(yīng)

盡量減少矢量分解。若已知加速度方向普通以加速度方向?yàn)檎较颉?/p>

分解加速度而不分解力，此種辦法普通是在以某種力方向?yàn)閤軸正向

時，其他力都落在兩坐標(biāo)軸上而不需再分解。

例5.如下圖所示，有一塊木板靜止在光滑且足夠長水平面上，木

板質(zhì)量為M=4kg,長為L=L4m；木板右端放著一種小滑塊，小滑塊

質(zhì)量為m=1kg,其尺寸遠(yuǎn)不大于L。小滑塊與木板之間動摩擦因數(shù)為

u=0.4(g=10m/s2)

(1)現(xiàn)用恒力F作用在木板M上，為了使得m能從M上面滑落

下來，問：F大小范疇是什么？

(2)其他條件不變，若恒力F=22.8N,且始終作用在M上，最

后使得m能從M上面滑落，問：m在M上面滑動時間是多大？

解析：(1)小滑塊與木板間滑動摩擦力

/=〃v=11mg

小滑塊在滑動摩擦力f作用下向右勻加速運(yùn)動加速度

2

a}=f/m=/Lig=4m/5

木板在拉力和滑動摩擦力f作用下向右勻加速運(yùn)動加速度

a2—(F-f)/M

使m能從M上面滑落下來?xiàng)l件是a2>alo

即(F-f)/M>f/m

解得F>+tri)g-20N

(2)設(shè)m在M上面滑動時間為t,當(dāng)恒力F=22.8N,木板加速

度

2

a2=(F-f)/M=4.7m/s

小滑塊在時間t內(nèi)運(yùn)動位移

12

Si=2卬

木塊在時間t內(nèi)運(yùn)動位移

12

$2=3a2t

因S2—S1=L

解得t=2s

闡明：若系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度相似，解題時先用整體法求加速度,

后用隔離法求物體間互相作用力，注意：隔離后對受力至少物體進(jìn)行

分析較簡捷。然而本題兩物體有相對運(yùn)動，加速度不同，只能用隔離

法分別研究，依照題意找到滑下時兩物體位移關(guān)系。

例6.用質(zhì)量不計(jì)彈簧把質(zhì)量3m木板A與質(zhì)量m木板B連接構(gòu)成

如圖所示裝置。B板置于水平地面上?，F(xiàn)用一種豎直向下力F下壓木

板A,撤除F后，B板正好被提離地面，由此可知力F大小是（）

工

4;

A.7mgB.4mgC.3mgD.2mg

解析：未撤F之前，A受力平衡：

A/i

<

\/3Mg

V

F

F+3mg=

撤力F瞬間，A受力

力

3mg

當(dāng)B板正好被提離地面時，對B板

h

A

mg

f2=mg

此刻A板應(yīng)上升到最高點(diǎn)，彈簧拉伸最長

A中受力

73"2g

V

貫

F合=3mg+f2'=4mg

依照A上下振動，最高點(diǎn)應(yīng)與最低點(diǎn)F臺大小相等，方向相反

故心=3mg,f}=Img

因而F=4mg,選B。

闡明：撤除力后A上下簡諧振動，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)加速度大小

相等。

【達(dá)標(biāo)測試】

1.（東城模仿）如圖所示，質(zhì)量為勿物體放在傾角為a光滑斜

面上，隨斜面體一起沿水平方向運(yùn)動，要使物體相對于斜面保持靜止,

斜面體運(yùn)動狀況以及物體對斜面壓力廠大小是（）

A.斜面體以某一加速度向右加速運(yùn)動，F(xiàn)不大于儂

B.斜面體以某一加速度向右加速運(yùn)動，F(xiàn)不不大于儂

C.斜面體以某一加速度向左加速運(yùn)動，F(xiàn)不不大于儂

D.斜面體以某一加速度向左加速運(yùn)動，F(xiàn)不不不大于加g

2.有一人正在靜止升降機(jī)中用天平稱物體質(zhì)量，此時天平橫梁平

衡。升降機(jī)內(nèi)尚有一只掛有重物彈簧秤。當(dāng)升降機(jī)向上加速運(yùn)動時

()

A.天平和彈簧秤都處在失重狀態(tài)，天平傾斜，彈簧秤讀數(shù)減小

B.天平和彈簧秤都處在超重狀態(tài)，天平傾斜，彈簧秤讀數(shù)增大

C.天平和彈簧秤都處在超重狀態(tài)，天平讀數(shù)不變，彈簧秤讀數(shù)

增大

D.天平和彈簧秤都處在失重狀態(tài)，天平讀數(shù)不變，彈簧秤讀數(shù)

不變

3.用質(zhì)量為1kg錘子敲天花板上釘子，錘子打在釘子上時速度大

小是10m/s,方向豎直向上，與釘子接觸0.3s后又以5m/s速度原路

返回，則錘子給釘子作用力為(g取lOm/s?)()

A.40N,豎直向下B.40N,豎直向上

C.60N,豎直向下D.60N,豎直向上

4.(揚(yáng)州模仿)如圖所示，質(zhì)量為m小球用水平彈簧系住，并

用傾角為30°光滑木板AB托住，小球正好處在靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)木板AB

突然向下撤離瞬間，小球加速度為（)

A.0

B.大小為苧g,方向豎直向下

C.大小為方向垂直于木板向下

D.大小為qg,方向水平向右

5.如圖所示，質(zhì)量分別為犯、風(fēng)A、B兩物體，用輕質(zhì)彈簧連接起

來，放在光滑水平桌面上，現(xiàn)用力水平向右拉A,當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,

它們共同運(yùn)動加速度為a。則當(dāng)拉力突然停止作用瞬間，A、B加速度

應(yīng)分別為（）

A.0和aB."和0C.-吆和aD.-%a和4

m2

6.物體從25nl高處由靜止開始下落到地面時間是2.5s,若空氣阻

力恒定，g取lOm/s?,則重力是空氣阻力倍。

7.（西城模仿）民用航空客機(jī)機(jī)艙，除了有正常艙門和舷梯連

接，供旅客上下飛機(jī)，普通還設(shè)有緊急出口。發(fā)生意外狀況飛機(jī)在著

陸后，打開緊急出口艙門，會自動生成一種由氣囊構(gòu)成斜面，機(jī)艙中

人可沿該斜面滑行到地面上來，示意圖如圖所示。某機(jī)艙離氣囊底端

豎直高度AB=3.0m,氣囊構(gòu)成斜面長AC=5.0m,CD段為與斜面平滑

連接水平地面。一種質(zhì)量m=60kg人從氣囊上由靜止開始滑下，人與

氣囊、地面間動摩擦因數(shù)均為〃=05。不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2。求:

(1)人從斜坡上滑下時加速度大?。?/p>

(2)人滑到斜坡底端時速度大??；

(3)人離開C點(diǎn)后還要在地面上滑行多遠(yuǎn)才干停下？

8.(福建模仿)放在水平地面上一物塊，受到方向不變水平推

力F作用，力F大小與時間t關(guān)系和物塊速度v與時間t關(guān)系如圖所

示。取重力加速度g=10m/s2。試運(yùn)用兩圖線求出物塊質(zhì)量及物塊與

地面間動摩擦因數(shù)？

9.風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可以產(chǎn)生水平方向、大小可調(diào)節(jié)風(fēng)力，現(xiàn)將一套

有小球細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑略不不大于細(xì)桿直徑。

(1)當(dāng)桿在水平方向上固定期，調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，使小球在桿上

做勻速運(yùn)動，這時小球所受風(fēng)力為小球所受重力0.5倍，求小球與桿

間滑動摩擦因數(shù)？

(2)保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為37°并

固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s所需時間為多少？

(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

10.據(jù)報(bào)道“民航公司一架客機(jī)，在正常航線上做水平飛行時，由

于突然受到強(qiáng)大氣流作用，使飛機(jī)在10s內(nèi)下降高度達(dá)1700m,導(dǎo)致

眾多乘客和機(jī)組人員傷亡事故”。如果只研究飛機(jī)在豎直方向上運(yùn)動,

且假設(shè)這一運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動，試分析：

(1)乘客所系安全帶必要提供相稱于乘客體重幾倍拉力，才干

使乘客不脫離坐椅？

(2)未系安全帶乘客相對于機(jī)艙將向什么方向運(yùn)動？最也許受

到傷害是人體什么部位？

11.(海淀模仿)如下圖所示，在傾角。=37°足夠長固定斜面

底端有一質(zhì)量m=0.1kg物體，物體與斜面間動摩擦因數(shù)口=0.25o

現(xiàn)用輕鋼繩將物體由靜止沿斜面向上拉動，拉力F=l.ON,方向平行

斜面向上，經(jīng)時間t=4.0s繩子突然斷了，求：

(1)繩斷時物體速度大??？

(2)從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端運(yùn)動時間？

(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)

【綜合測試】

1.（崇文一模）質(zhì)量為2勿物塊/和質(zhì)量為R物塊〃互相接觸放

在水平面上，如圖所示。若對/施加水平推力凡則兩物塊沿水平方

向做加速運(yùn)動。關(guān)于4對〃作用力，下列說法對的是（）

A.若水平面光滑，物塊4對〃作用力大小為少

B.若水平面光滑，物塊/對方作用力大小為2夕3

C.若物塊力與地面無摩擦，方與地面動摩擦因數(shù)為〃，則物塊/

對方作用力大小為〃儂

D.若物塊力與地面無摩擦，方與地面動摩擦因數(shù)為〃，則物塊4

對夕作用力大小為

（a2〃儂）/3

2.電梯內(nèi)，一質(zhì)量為m物體放在豎直立于地板上、勁度系數(shù)為k

輕質(zhì)彈簧上方。靜止時彈簧被壓縮△xi。當(dāng)電梯運(yùn)動時?，彈簧又壓縮

了Ax2。則電梯運(yùn)動也許狀況是（）

A.以「（g+Ax?）加速度加速上升B.以至空加速度加速上

mm

升

C.以k（M+AX2）加速度減速下降D.以把空加速度減速下

mm

降

3.靜止物體受到向東力F作用，F(xiàn)隨時間變化如圖所示，則關(guān)于

物體運(yùn)動狀況描述對的是()

A.物體以出發(fā)點(diǎn)為中心位置，來回往復(fù)運(yùn)動

B.物體始終向東運(yùn)動，從不向西運(yùn)動

C.物體以出發(fā)點(diǎn)東邊某處為中心位置，來回往復(fù)運(yùn)動

D.物體時而向東運(yùn)動，時而向西運(yùn)動，但總體是向西運(yùn)動

4.如圖所示，三個物體質(zhì)量分別為四、m2、m3,系統(tǒng)置于光滑水平

面上，系統(tǒng)內(nèi)一切摩擦不計(jì)，繩重力不計(jì)，規(guī)定三個物體無相對運(yùn)動,

則水平推力F()

A.等于m2gB.等于(mi+m2+m3)—g

m2

C.等于(iDa+nh)—gD.等于(mi+nh+nh)”g

m2

5.如圖所示，在靜止小車內(nèi)用細(xì)繩a和b系住一小球。繩a與豎

直方向成。角，拉力為繩b成水平狀態(tài)，拉力為幾。現(xiàn)讓小車從

靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動。此時小球在車內(nèi)位置仍保持不變

（角。不變）。則兩根細(xì)繩拉力變化狀況是（)

A.Ta變大，Tb不變B.Ta變大，Tb變小

C.Ta變大，Tb變大D.Ta不變，Tb變小

6.（西城模仿）下列關(guān)于超重、失重現(xiàn)象描述中，對的是（）

A.列車在水平軌道上加速行駛，車上人處在超重狀態(tài)

B.當(dāng)秋千擺到最低位置時，蕩秋千人處在超重狀態(tài)

C.蹦床運(yùn)動員在空中上升時處在失重狀態(tài)，下落時處在超重狀

態(tài)

D.神州五號飛船進(jìn)入軌道做圓周運(yùn)動時，宇航員楊利偉處在失

重狀態(tài)

7.（朝陽模仿）如圖a所示，水平面上質(zhì)量相等兩木塊4、〃用

一輕彈簧相連接，整個系統(tǒng)處在平衡狀態(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上力分拉動

木塊4使木塊/向上做勻加速直線運(yùn)動，如圖b所示。研究從力少

剛作用在木塊A瞬間到木塊方剛離開地面瞬間這個過程，并且選定這

個過程中木塊A起始位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則下列圖象中可以表達(dá)力F

和木塊力位移x之間關(guān)系是（）

A尸

8.一平直傳送帶以速率v=2m/s勻速運(yùn)營，傳送帶把A處工件運(yùn)

送到B處，A、B相距L=10m。從A處把工件輕輕放到傳送帶上，通

過時間t=6s能傳送到B處。設(shè)物體A質(zhì)量為5kg。求此過程中，由

于摩擦產(chǎn)生內(nèi)能？

n

9.質(zhì)量為加小球4穿在絕緣細(xì)桿上，桿傾角為a,小球4帶正電,

電量為僅在桿上方點(diǎn)處固定一種電量為0正電荷。將/由距8豎直

高度為〃處無初速釋放。小球4下滑過程中電量不變。不計(jì)/與細(xì)桿

間摩擦，整個裝置處在真空中。已知靜電力常量4和重力加速度g。

(1)力球剛釋放時加速度是多大？

(2)當(dāng)4球動能最大時，求此時4球與夕點(diǎn)距離？

A

H

B

10.如圖所示，質(zhì)量M=0.2kg長木板靜止在水平面上，長木板與

水平面間動摩擦因數(shù)1^2=0.1。既有一質(zhì)量也為0.2kg滑塊以Vo=

1.2m/s速度滑上長板左端，小滑塊與長木板間動摩擦因數(shù)u1=0.4。

滑塊最后沒有滑離長木板，求滑塊在開始滑上長木板到最后靜止下來

過程中，滑塊滑行距離是多少？(以地球?yàn)閰⒄障担琯=10m/s2)

11.已知斜面體和物體質(zhì)量為Mm,各表面都光滑，如圖所示，

放置在水平地面上。若要使m相對M靜止，求：

(1)水平向右外力F與加速度a各多大？

(2)此時斜面對物體m支持力多大？

(3)若m與斜面間最大靜摩擦力是f,且uVtga,求加速度a

范疇？

12.A、B兩個木塊疊放在豎直輕彈簧上，如圖所示，已知木塊A、

B質(zhì)量分別為0.42kg和0.40kg,輕彈簧勁度系數(shù)k=100N/mo若在

木塊A上作用一種豎直向上力F,使A由靜止開始以0.5m/s2加速度

豎直向上做勻加速運(yùn)動。(gIR10m/s2)

(1)使木塊A豎直向上做勻加速運(yùn)動過程中，力F最大值？

【達(dá)標(biāo)測試答案】

1.C

提示：物體要受力為重力、支持力，合力方向只能水平向左，支

持力不不大于重力。

2.C

提示：向上加速，加速度方向向上，超重，天平左右兩邊超重相

似，故能平衡。

3.B

提不：可用動量定理(/+/煙)7=加匕-(-/呼)，也可用牛頓定律。

4.C

提示：木板撤離瞬間，小球彈簧彈力和重力不變，其合力大小等

于平衡時小球受支持力大小，方向垂直于木板向下。

5.C

提示：隔離物體8/2=加2”,拉力停止作用瞬間，彈力不變，B加

速度不變，A加速度大?。?￡=也。

6.5

提示：h=\at\a=^^-

m

7.提不：(1)由牛頓運(yùn)動定律〃zgsin。-"V=mtz,N-mgcosO=0

角軍得Q=gsin。一〃gcos6=2m/s2

(2)由4=2as求出%=2后形/$

(3)由牛頓運(yùn)動定律=〃㈠，0-《=2(-〃)/

解得《=2.0m

8.提示：由v—t圖形可知，物塊在0—3s內(nèi)靜止，3—6s內(nèi)做勻

加速運(yùn)動，加速度a,6—9s內(nèi)做勻速運(yùn)動，結(jié)合F—t圖形可知:

Ff=4N=四ng

Fm—Fj=2N=ma

v2=6mIs=at=ax3

由以上各式得m=1年，〃=0.4

解得L/g=°"%g=0?5②

(2)小球受力，由牛頓第二定律，有:

沿桿方向：mgsin37+Fcos37-f=ma③

垂直桿方向：MFsin37°-mgcos37°=0④

f=PN⑤

解得a=3+，唧in—=(g+4)5畝。=3g⑥

mmg4

小球做是Vo=0勻加速直線運(yùn)動

則小球下滑S,依照解得：1=廬=但。⑦

2\a\3g

10.提示：（1）豎直方向上做初速度為零勻加速直線運(yùn)動，a=2s/t2

2

=34m/so設(shè)帶子拉力為F,F+mg-FN=ma,而剛脫離條件為FN=0,因

此F=2.4mg。為人體重力2.4倍。（2）由于相對運(yùn)動，人將向機(jī)艙

頂部做加速運(yùn)動，因而最也許被傷害是頭部。

11.提示：（1）物體受拉力向上運(yùn)動過程中，受拉力F重力mg和

摩擦力f,設(shè)物體向上運(yùn)動加速度為a”依照牛頓第二定律有

F一mgsin。一/=〃嗎

因了="N,N=mgcos6

2

解得at=2.0m/s

因此t=4.Os時物體速度大小為vi=ait=8.Om/s

（2）繩斷時物體距斜面底端位移邑卬；=16,〃

繩斷后物體沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動加速度大小為

a2,則依照牛頓第二定律，對物體沿斜面向上運(yùn)動過程有

mgsin。+jjmgcos0=ma^

2

解得a2=8.Om/s

物體做減速運(yùn)動時間t2=vt/a2

減速運(yùn)動位移52卬2

此后物體將沿斜面勻加速下滑，設(shè)物體下滑加速度為a-依照牛

頓第二定律對物體加速下滑過程有

mgsin6-ptngcos0=ma3

2

解得a3=4.Om/s

設(shè)物體由最高點(diǎn)到斜面底端時間為t3,因此物體向下勻加速運(yùn)動

位移

解得G=V105=3.2s

因此物體返回到斜面底端時間為"=弓+打=4.25。

【綜合測試答案】

1.D

提水：水平面光滑F(xiàn)=3ma,NAB=ma

水平面不光滑F(xiàn)-jjmg-3ma,NAB-/jmg-ma。

2.BD

提示：kk『ma,加速度方向向上，運(yùn)動狀態(tài)可以加速上升，也

可減速下降。

3.C

提示：物體向東勻加速運(yùn)動0.5s后，減速運(yùn)動0.5s,然后向西

勻加速0.5s,減速運(yùn)動0.5s。

4.D

提不：隔離叫m2g=mxa＞整體F=（叫+嗎+/）。。

5.D

提示：TacosO=mg,Tas'mO-Tb=ma,豎直方向受力平衡Ta不變，

水平則北變小。

6.BD

提示：蹦床運(yùn)動員在空中無論上升還是下落都失重，飛船進(jìn)入軌

道做圓周運(yùn)動，宇航員重力充當(dāng)向心力，完全失重。

7.A

提不：F—kx=inao

8.10J

提示：工件勻加速時間為乙=上=2

aa

位移為2

2aa

則勻速運(yùn)動時間為「2=6f

位移為$2

S2=V/^2

解以上各式得：a—lm/s2①

方尸2s②

S=2m③

對工件受力如圖，有：

八N

［肉

f=ma-5