2024-2025學(xué)年人教高中物理同步講義練習(xí)必修一4.5牛頓運動定律的應(yīng)用（解析版）（人教版2019必修第一冊）

4.5牛頓運動定律的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能通過分析物體的受力情況，確定物體的運動情況，能通過物體的運動情況確定物體的受力情況。2．能根據(jù)力與運動的關(guān)系，聯(lián)系牛頓運動定律和運動學(xué)知識，分析求解有關(guān)動力學(xué)問題。3．掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法。1、能用牛頓運動定律解決兩類主要問題：已知物體的受力情況確定物體的運動情況、已知物體的運動情況確定物體的受力情況。2、掌握應(yīng)用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法，即首先對研究對象進(jìn)行受力和運動情況分析，然后用牛頓運動定律把二者聯(lián)系起來。3、初步體會牛頓運動定律對社會發(fā)展的影響，建立應(yīng)用科學(xué)知識解決實際問題的意識。002預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識：一、從受力確定運動情況1．牛頓第二定律確定了運動和力的關(guān)系，使我們能夠把物體的運動情況和受力情況聯(lián)系起來。2．如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過運動學(xué)的規(guī)律確定物體的運動情況。二、從運動情況確定受力如果已知物體的運動情況，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律求出物體的加速度，再根據(jù)牛頓第二定律求出力。（二）即時練習(xí)：【小試牛刀1】某次踢毽子的過程中，毽子離開腳后，恰好沿豎直方向向上運動，到達(dá)最高點后又向下落回。毽子在運動過程中受到的空氣阻力不可忽略。下列說法中正確的是()A.毽子從最高點下落的過程中做自由落體運動B.毽子離開腳后，向上運動的時間比下落的時間短C.毽子離開腳后，在向上運動的過程中，它的速度先變大后變小D.在毽子與腳相互作用的過程中，毽子對腳的作用力小于腳對毽子的作用力【答案】B【解析】毽子從最高點下落的過程中受到的空氣阻力不可忽略，做的不是自由落體運動，故A錯誤；毽子離開腳后，向上運動過程中重力和空氣阻力均向下，加速度大于g，向下運動過程中，合外力等于重力與空氣阻力之差，加速度小于g，上升過程與下落過程位移大小相等，根據(jù)x=12at2【小試牛刀2】用30N的水平外力F，拉一個靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為20kg的物體，力F作用3s后消失.則第5s末物體的速度和加速度大小分別是()A.v＝4.5m/s，a＝1.5m/s2B.v＝7.5m/s，a＝1.5m/s2C.v＝4.5m/s，a＝0D.v＝7.5m/s，a＝0【答案】C【解析】力F作用下a＝eq\f(F,m)＝eq\f(30,20)m/s2＝1.5m/s2，3s末的速度v＝at＝4.5m/s，3s后撤去拉力后F＝0，a＝0，物體做勻速運動，故C正確.【小試牛刀3】如圖所示，質(zhì)量為m＝3kg的木塊放在傾角為θ＝30°的足夠長的固定斜面上，木塊可以沿斜面勻速下滑.若用沿斜面向上的力F作用于木塊上，使其由靜止開始沿斜面向上加速運動，經(jīng)過t＝2s時間木塊沿斜面上升4m的距離，則推力F的大小為(g取10m/s2)()A.42N B.6NC.21N D.36N【答案】D【解析】因木塊能沿斜面勻速下滑，由平衡條件知：mgsinθ＝μmgcosθ，所以μ＝tanθ；當(dāng)在推力作用下加速上滑時，由運動學(xué)公式x＝eq\f(1,2)at2得a＝2m/s2，由牛頓第二定律得：F－mgsinθ－μmgcosθ＝ma，得F＝36N，D正確.003探究提升【問題探究1】從受力確定運動情況基本思路:牛頓第二定律確定了運動和力的關(guān)系，把物體的運動情況與受力情況聯(lián)系起來：如果已知物體的受力情況，可以由牛頓第二定律求出物體的加速度，再通過運動學(xué)規(guī)律確定物體的運動情況【典型例題1】在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動的輪胎在地面上發(fā)生滑動時留下的滑動痕跡。在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度大小為()A.7m/s B.14m/sC.10m/s D.20m/s【答案】B【解析】設(shè)汽車剎車后滑動的加速度大小為a，由牛頓第二定律得μmg=ma，解得a=μg。由勻變速直線運動速度與位移關(guān)系式v02=2ax，可得汽車剎車前的速度為v0=【典型例題2】如圖所示，質(zhì)量m＝2kg的物體靜止在水平地面上，物體與水平面間的滑動摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍，現(xiàn)對物體施加一個大小F＝8N、與水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)畫出物體的受力圖，并求出物體的加速度；(2)物體在拉力作用下5s末的速度大??；(3)物體在拉力作用下5s內(nèi)通過的位移大小.【答案】(1)見解析圖1.3m/s2，方向水平向右(2)6.5m/s(3)16.25m【解析】(1)對物體受力分析如圖.由牛頓第二定律可得：Fcosθ－Ff＝maFsinθ＋FN＝mgFf＝μFN解得：a＝1.3m/s2，方向水平向右(2)v＝at＝1.3×5m/s＝6.5m/s(3)x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×1.3×52m＝16.25m【對點訓(xùn)練1】質(zhì)量為3kg的物體，靜止于水平地面上，在10N的水平拉力作用下，開始沿水平地面做勻加速直線運動，物體與地面間的摩擦力是4N。則下列說法不正確的是()A.物體的加速度大小為2m/s2B.物體在3s末的速度大小為6m/sC.物體在0~3s內(nèi)發(fā)生的位移大小為15mD.物體在3s內(nèi)的平均速度為3m/s【答案】C【解析】根據(jù)牛頓第二定律得a=F-fm=10-43m/s則3s末的速度v=at=2×3m/s=6m/s，0~3s內(nèi)的位移x=12at2=12×2×33s內(nèi)的平均速度為v=v2【對點訓(xùn)練2】如圖所示，質(zhì)量為40kg的雪橇(包括人)在與水平方向成37°角、大小為200N的拉力F作用下，沿水平面由靜止開始運動，經(jīng)過2s撤去拉力F，雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2。取g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6。求：(1)剛撤去拉力時雪橇的速度v的大?。?2)撤去拉力后雪橇能繼續(xù)滑行的距離x。【答案】(1)5.2m/s(2)6.76m【解析】(1)撤去拉力前，對雪橇(包括人)，豎直方向有N1+Fsin37°=mg水平方向有Fcos37°-f1=ma1，且f1=μN1由運動學(xué)公式得v=a1t1解得v=5.2m/s。(2)撤去拉力后，在水平方向有-μmg=ma2則雪橇的加速度a2=-μg根據(jù)0-v2=2a2x，解得x=6.76m。【問題探究2】從運動情況確定受力基本思路:如果已知物體的運動情況，根據(jù)運動學(xué)規(guī)律求出物體的加速度，結(jié)合受力分析，結(jié)合受力分析，再根據(jù)牛頓第二定律求出力【典型例題3】現(xiàn)在大型室外活動通常用無人機進(jìn)行航拍。如圖所示，一質(zhì)量m=2.0kg的無人機在操作員的操控下由靜止開始豎直向上勻加速運動2s，然后又勻速向上運動3s，接著勻減速向上運動4s速度恰好為零，之后懸停進(jìn)行航拍。已知無人機上升過程中的最大速度為vm=4m/s，受到的空氣阻力恒為f=1N，重力加速度大小g=10m/s2，則()A.無人機上升的第一個階段，受到向上的作用力大小是25NB.無人機上升的第二個階段，受到向上的作用力大小是20NC.無人機上升的第三個階段，受到向上的作用力大小是18ND.無人機上升的總高度為32m【答案】A【解析】第一階段的加速度a1=vmt1=42m/s由牛頓第二定律得F1-mg-f=ma1，得F1=mg+ma1+f=(2.0×10+2.0×2+1)N=25N，故A正確；由平衡條件可知F2=mg+f=21N，故B錯誤；第三階段的加速度a2=vt-vmt3=由牛頓第二定律得F3-mg-f=ma2，得F3=mg+ma2+f=(2.0×10-2.0×1+1)N=19N，故C錯誤；無人機上升的總高度為h=42【典型例題4】一輛汽車在恒定牽引力作用下由靜止開始沿直線運動，4s內(nèi)通過8m的距離，此后關(guān)閉發(fā)動機，汽車又運動了2s停止，已知汽車的質(zhì)量m＝2×103kg，汽車運動過程中所受阻力大小不變，求：(1)關(guān)閉發(fā)動機時汽車的速度大小；(2)汽車運動過程中所受到的阻力大小；(3)汽車牽引力的大小.【答案】(1)4m/s(2)4×103N(3)6×103N【解析】(1)汽車開始做勻加速直線運動，x0＝eq\f(v0＋0,2)t1解得v0＝eq\f(2x0,t1)＝4m/s(2)關(guān)閉發(fā)動機后汽車減速過程的加速度a2＝eq\f(0－v0,t2)＝－2m/s2由牛頓第二定律有－Ff＝ma2，解得Ff＝4×103N(3)設(shè)開始加速過程中汽車的加速度為a1,x0＝eq\f(1,2)a1t12由牛頓第二定律有：F－Ff＝ma1解得F＝Ff＋ma1＝6×103N【對點訓(xùn)練3】如圖甲所示，在粗糙的水平面上，物塊A在水平向右的外力F作用下做直線運動，其v-t圖像如圖乙中實線所示，下列判斷正確的是()A.在0~1s內(nèi)，外力F不斷增大B.在1~3s內(nèi)，外力F的大小為零C.在3~4s內(nèi)，外力F的大小不斷增大D.在3~4s內(nèi)，外力F的大小不斷減小【答案】D【解析】在0~1s內(nèi)，v-t圖線的斜率不變，物塊加速度不變，F(xiàn)合=ma=F-Ff不變，可知外力F是恒力，A錯誤；在1~3s內(nèi)，物塊做勻速直線運動，加速度等于零，F(xiàn)=Ff，外力F的大小恒定且不為零，B錯誤；在3~4s內(nèi)，v-t圖線的斜率越來越大，說明加速度越來越大，物塊做加速度增大的減速運動，根據(jù)a=Ff【對點訓(xùn)練4】某游樂園的“跳樓機”游戲，以驚險刺激深受年輕人的歡迎。某次游戲中，質(zhì)量為m=50kg的小明同學(xué)坐在載人平臺上，并系好安全帶、鎖好安全桿。游戲的過程簡化為巨型升降機將平臺拉升100m高度，然后平臺由靜止開始下落，在忽略空氣和臺架對平臺阻力的情況下，該運動可近似看作自由落體運動。在下落h1=80m時啟動制動系統(tǒng)使平臺開始做勻減速直線運動，再下落h2=20m時剛好停止運動。取g=10m/s2，求：(1)下落的過程中小明運動速度的最大值vm；(2)落地前20m內(nèi)，小明做勻減速直線運動的加速度a的大?。?3)當(dāng)平臺落到離地面10m高的位置時，小明對平臺的壓力F的大小?！敬鸢浮?1)40m/s(2)40m/s2(3)2500N【解析】(1)當(dāng)下落h1=80m時小明的速度最大，有vm2代入數(shù)據(jù)可得vm=40m/s。(2)小明做勻減速運動過程中的加速度大小為a=v代入數(shù)據(jù)可得a=40m/s2。(3)當(dāng)平臺落到離地面10m高的位置時，小明做勻減速運動，根據(jù)牛頓第二定律有F'-mg=ma代入數(shù)據(jù)得F'=2500N根據(jù)牛頓第三定律，小明對平臺的壓力F大小為2500N?！締栴}探究3】連接體問題多個相互關(guān)聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由繩子、細(xì)桿、彈簧等聯(lián)系)在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體。連接體一般(含彈簧的系統(tǒng)，系統(tǒng)穩(wěn)定時)具有相同的運動情況(速度、加速度)解題思路：（1）同一方向的連接體問題：這類問題通常具有相同的加速度，解題時一般采用先整體后隔離的方法（2）不同方向的連接體問題：由跨過定滑輪的繩相連的兩個物體，不在同一直線上運動，加速度大小相等，但方向不同，也可采用整體法或隔離法求解（3）共速連接體，一般采用先整體后隔離的方法；關(guān)聯(lián)速度連接體一般分別對兩物體受力分析，分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程，聯(lián)立方程求解【典型例題5】(多選)如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊緊靠在一起放在傾角為θ的斜面上，兩物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)相同，用始終平行于斜面向上的恒力F推A，使它們沿斜面向上勻加速運動，為了增大A、B間的壓力，可行的辦法是()A.增大推力F B.減小傾角θC.減小B的質(zhì)量 D.減小A的質(zhì)量【答案】AD【解析】設(shè)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，對A、B整體受力分析，有F－(mA＋mB)gsinθ－μ(mA＋mB)gcosθ＝(mA＋mB)a對B受力分析，有FAB－mBgsinθ－μmBgcosθ＝mBa由以上兩式可得FAB＝eq\f(mB,mA＋mB)F＝eq\f(F,\f(mA,mB)＋1)為了增大A、B間的壓力，即FAB增大，應(yīng)增大推力F或減小A的質(zhì)量，增大B的質(zhì)量。故A、D正確，B、C錯誤?！镜湫屠}6】如圖所示，足夠長的傾角θ＝37°的光滑斜面體固定在水平地面上，一根輕繩跨過定滑輪，一端與質(zhì)量為m1＝1kg的物塊A連接，另一端與質(zhì)量為m2＝3kg的物塊B連接，繩與斜面保持平行．開始時，用手按住A，使B懸于空中，釋放后，在B落地之前，下列說法正確的是(所有摩擦均忽略不計，不計空氣阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)()A．繩的拉力大小為30NB．繩的拉力大小為6NC．物塊B的加速度大小為6m/s2D．如果將B物塊換成一個豎直向下大小為30N的力，對物塊A的運動沒有影響【答案】C【解析】對B隔離分析，由牛頓第二定律得m2g－FT＝m2a，對A、B整體分析，由牛頓第二定律得m2g－m1gsinθ＝(m1＋m2)a，聯(lián)立解得a＝6m/s2，F(xiàn)T＝12N，故A、B錯誤，C正確；如果將B物塊換成一個豎直向下大小為30N的力，對A由牛頓第二定律得F－m1gsinθ＝m1a′，解得a′＝24m/s2，前后加速度不一樣，對物塊A的運動有影響，故D錯誤．【對點訓(xùn)練5】如圖所示，物體A、B用不可伸長的輕繩連接，在豎直向上的恒力F作用下一起向上做勻加速運動，已知mA＝10kg，mB＝20kg，F(xiàn)＝600N，求此時輕繩對物體B的拉力大小(g取10m/s2).【答案】400N【解析】對A、B整體受力分析和單獨對B受力分析，分別如圖甲、乙所示：對A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有：F－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a物體B受輕繩的拉力和重力，根據(jù)牛頓第二定律，有：FT－mBg＝mBa，聯(lián)立解得：FT＝400N.【對點訓(xùn)練6】如圖所示，裝有支架的質(zhì)量為M(包括支架的質(zhì)量)的小車放在光滑水平地面上，支架上用細(xì)線拖著質(zhì)量為m的小球，當(dāng)小車在光滑水平地面上向左勻加速運動時，穩(wěn)定后細(xì)線與豎直方向的夾角為θ.重力加速度為g，求小車所受牽引力的大小.【答案】(M＋m)gtanθ【解析】小球與小車相對靜止，它們的加速度相同，小車的加速度方向水平向左，小球的加速度方向也水平向左，由牛頓第二定律可知，小球所受合力的方向水平向左，如圖所示，小球所受合力的大小為mgtanθ.由牛頓第二定律有mgtanθ＝ma①對小車和小球組成的整體，運用牛頓第二定律有F＝(M＋m)a②聯(lián)立①②解得：F＝(M＋m)gtanθ.【問題探究4】多過程問題的分析與求解當(dāng)題目給出的物理過程較復(fù)雜，由多個過程組成時，要明確整個過程由幾個子過程組成，將過程合理分段，找到相鄰過程的聯(lián)系點并逐一分析每個過程.聯(lián)系點：前一過程的末速度是后一過程的初速度，另外還有位移關(guān)系、時間關(guān)系等.多過程問題的分析方法(1)分析每個過程的受力情況和運動情況，根據(jù)每個過程的受力特點和運動特點確定解題方法(正交分解法或合成法)及選取合適的運動學(xué)公式.(2)注意前后過程物理量之間的關(guān)系：時間關(guān)系、位移關(guān)系及速度關(guān)系.注意：由于不同過程中力發(fā)生了變化，所以加速度也會發(fā)生變化，所以對每一過程都要分別進(jìn)行受力分析，分別求加速度.【典型例題7】航模興趣小組設(shè)計出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m＝2kg，動力系統(tǒng)提供的恒定升力F1＝32N，試飛時飛行器從地面由靜止開始豎直上升.設(shè)飛行器飛行時所受的空氣阻力大小恒為f＝4N，飛行器上升9s后由于出現(xiàn)故障而失去升力，出現(xiàn)故障9s后恢復(fù)升力但升力變?yōu)镕2＝16N，取重力加速度大小g＝10m/s2，假設(shè)飛行器只在豎直方向運動.求：(1)飛行器9s末的速度大小v1；(2)飛行器0～18s內(nèi)離地面的最大高度H；(3)飛行器落回地面的速度大小v2.【答案】(1)36m/s(2)216m(3)48m/s【解析】(1)0～9s內(nèi)，飛行器受重力、升力和阻力作用做勻加速直線運動，由牛頓第二定律得：F1－mg－f＝ma1解得a1＝4m/s2飛行器9s末的速度大小v1＝at1＝36m/s.(2)最初9s內(nèi)位移h1＝eq\f(1,2)a1t12＝162m設(shè)失去升力后上升階段加速度大小為a2，上升階段的時間為t2，由牛頓第二定律得：f＋mg＝ma2解得a2＝12m/s2由運動學(xué)公式可得飛行器失去升力后上升階段v1＝a2t2由運動學(xué)公式可得h2＝eq\f(1,2)a2t22飛行器0～18s內(nèi)離地面的最大高度H＝h1＋h2解得t2＝3s，H＝216m.(3)飛行器到最高點后下落，設(shè)加速度大小為a3，由牛頓第二定律得：mg－f＝ma3解得a3＝8m/s2恢復(fù)升力前飛行器下落的時間為t3＝9s－t2＝6s，所以其速度v2＝a3t3.解得v2＝48m/s，由于H>eq\f(1,2)a3t32＝144m，恢復(fù)升力后F2＝mg－f，所以飛行器勻速下降，可知落回地面的速度大小為48m/s.【典型例題8】如圖所示，一質(zhì)量為的小型遙控?zé)o人機，在恒定升力的作用下豎直起飛，經(jīng)過后，無人機達(dá)到最大速度，改變升力，此后無人機勻速上升。假設(shè)無人機豎直飛行時所受的阻力大小不變，重力加速度取。則該無人機（）A．起飛時的加速度大小為B．在豎直上升過程中所受阻力的大小的C．豎直向上加速階段位移大小為D．上升至離地面處所需的最短時間為【答案】D【解析】A．由題意知無人機以恒定升力起飛時的加速度選項A錯誤﹔B．由牛頓第二定律解得選項B錯誤；C．豎直向上加速階段，選項C錯誤﹔D．勻速階段無人機從地面起飛豎直上升至離地面處所需的最短時間選項D正確；故選D。【對點訓(xùn)練7】如圖所示，一個質(zhì)量m=1kg的物塊，在拉力F=5N作用下，叢靜止開始沿水平面做勻加速直線運動，拉力方向與水平方向成θ角，θ=37°，物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，取重力加速度為g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8（1）作出物塊的受力分析圖；（2）求物塊運動的加速度大小；（3）物塊從靜止開始運動時間t=10s后撤去F，求物塊還能運動多遠(yuǎn)。

【答案】（1）（2）0.5m/s2；（3）2.5m【解析】（1）受力示意圖如圖所示（2）建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，根據(jù)牛頓第二定律x方向y方向加速度a=0.5m/s2（3）物塊做勻加速直線運動10s，速度大小為撤去拉力后，水平方向物塊只受滑動摩擦力撤去拉力后，物塊還能運動的距離【對點訓(xùn)練8】如圖所示的大樓內(nèi)有2部電梯為觀景臺使用，其上行最高速率可達(dá)16m/s，從1樓到89樓的室內(nèi)觀景臺，只需39s，在觀景臺上可以俯瞰周邊全景。若電梯從地面到觀景臺經(jīng)歷勻加速、勻速和勻減速三個過程，小明對這個運動過程很感興趣，于是他在電梯里進(jìn)行了實驗，發(fā)現(xiàn)在電梯加速上升時，質(zhì)量為60kg的他站在臺秤上，臺秤的示數(shù)是66kg，已知重力加速度取10m/s2。（1）求電梯在加速上升階段的加速度大小和加速時間；（2）若加速和減速階段的加速度大小相等，則求在電梯減速上升階段小明對電梯的壓力；（3）若加速和減速階段的加速度大小相等，則求觀景臺的高度?！敬鸢浮浚?）1m/s2；16s；（2）540N，方向豎直向下；（3）368m【解析】（1）根據(jù)牛頓第二定律，電梯在加速上升階段的加速度大小加速時間（2）設(shè)電梯在減速上升階段電梯對小明的支持力為，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第三定律可得，小明對電梯的壓力大小為540N，方向豎直向下（3）若加速和減速階段的加速度大小相等，則電梯在減速上升階段所用時間勻速階段所用時間加速和減速階段上升的高度勻速上升的高度則觀景臺的高度004體系構(gòu)建005記憶清單1、解決兩類動力學(xué)基本問題的關(guān)鍵①兩類分析——物體的受力分析和物體的運動過程分析。②一個“橋梁”——物體運動的加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁.兩類動力學(xué)基本問題都涉及加速度，因此加速度在解決動力學(xué)問題中起到關(guān)鍵作用。2、應(yīng)用牛頓運動定律時的注意事項（1）若物體做直線運動，一般將力沿運動方向和垂直于運動方向進(jìn)行分解；若求加速度，一般要沿加速度方向分解力；若求某一個力，可沿該力的方向分解加速度。（2）物體的受力情況與運動狀態(tài)有關(guān)，所以受力分析和運動分析往往同時考慮，交叉進(jìn)行，作受力分析圖時，把所受的外力畫到物體上的同時，速度和加速度的方向也可以標(biāo)在圖中。3.處理連接體問題的常用方法類型一:①連接體的各部分加速度相同;②不涉及物體之間的相互作用力，求連接體的加速度或合外力。方法:整體法。整體法是把幾個物體視為一個整體，作為研究對象進(jìn)行受力分析和運動分析。整體法的優(yōu)點是研究對象少，未知量少,方程少,求解簡單。類型二:①當(dāng)各部分加速度不同時，一般采用隔離法；②在分析連接體內(nèi)各物體(或一個物體的各個部分)間的相互作用力時必須用隔離法.方法:隔離法。將要分析的物體從連接體中隔離出來，作為研究對象進(jìn)行受力分析。將物體間的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力。優(yōu)點是容易得出單個物體的受力情況。整體法求加速度，隔離法求相互作用力。求內(nèi)力，先整體，后隔離;求外力，先隔離，后整體。00601強化訓(xùn)練1．一物塊靜止在粗糙的水平桌面上．從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用．假設(shè)物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小．能正確描述F與a之間的關(guān)系的圖象是()【答案】C【解析】當(dāng)拉力F小于最大靜摩擦力時，物塊靜止不動，加速度為零，當(dāng)F大于最大靜摩擦力時，根據(jù)F－f＝ma知：隨F的增大，加速度a增大，故選C.2.某地g取10m/s2，火箭在運動時不計空氣阻力，豎直起飛的火箭在推力F的作用下產(chǎn)生10m/s2的加速度，若推力增大到2F，則火箭的加速度將達(dá)到（）A．20m/s2 B．25m/s2 C．30m/s2 D．40m/s2【答案】C【解析】當(dāng)推力為F時，根據(jù)牛頓第二定律有同理，當(dāng)推力為2F時，有聯(lián)立兩式，代入數(shù)據(jù)解得故選C。3．（多選）一個靜止在水平面上的物體質(zhì)量為2kg，在水平向右的5N的拉力作用下滑行，物體與水平面間的滑動摩擦力為2N，4s后撤去拉力，則（）A．物體在4s末的速度為6m/s B．物體在4s末的速度為10m/sC．物體滑行的時間為6s D．物體滑行的時間為10s【答案】AD【解析】AB．前4s內(nèi)，根據(jù)牛頓第二定律得，物體勻加速運動的加速度a1==1.5m/s2物體在4s末的速度v1=a1t1=6m/s選項A正確，B錯誤；CD．4s后，根據(jù)牛頓第二定律得，物體勻減速運動的加速度a2==-1m/s2物體繼續(xù)滑行的時間則物體滑行的時間為6s+4s=10s，選項C錯誤，D正確。故選AD。4．用一水平力F拉靜止在水平面上的物體，在外力F從零開始逐漸增大的過程中，物體的加速度a隨外力F變化的關(guān)系如圖所示，g取10m/s。則下列說法錯誤的是（）A．物體與水平面間的滑動摩擦力為7NB．物體的質(zhì)量為2kgC．物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.3D．當(dāng)F為5N時，物體受到水平面的作用力大小為【答案】A【解析】A．由圖知，F(xiàn)1=7N時，物體剛開始運動，則物體與水平面間的最大靜摩擦力為7N，最大靜摩擦力大于滑動摩擦力，故A錯誤，符合題意；BC．令F2=14N根據(jù)解得m=2kg故BC正確，不符合題意；D．當(dāng)F為5N時，物體靜止，受到靜摩擦力水平面的支持力N=20N物體受到水平面的作用力大小為故D正確，不符合題意。故選A。5．如圖所示，兩根直棍AB和CD相互平行，斜靠在豎直壁上固定不動，一根水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下，若持兩個木棍的傾角不變，將兩棍間的距離減小后（）A．仍勻速滑下 B．勻加速滑下 C．可能靜止 D．一定靜止【答案】B【解析】水泥圓筒從木棍的上部勻速滑下過程中，受到重力、兩棍的支持力和摩擦力，根據(jù)平衡條件得知將兩棍間的距離稍減小后，兩棍支持力的合力不變，夾角減小，每根木棍對圓筒的支持力減小，滑動摩擦力減小，根據(jù)牛頓第二定律，有由于摩擦力變小，可知圓筒將勻加速滑下。故選B。6．（多選）如圖甲所示，物塊的質(zhì)量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點沿粗糙的水平面向右運動，某時刻后恒力F突然反向，整個過程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，g取10m/s2。下列說法正確的是（）A．2s末到3s末物塊做勻減速運動B．在t=1s時刻，恒力F反向C．物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.3D．恒力F大小為10N【答案】BC【解析】AB．物塊做勻減速直線運動的加速度大小為物塊做勻減速直線運動的時間為即在t=1s末恒力F反向，物塊做勻加速直線運動，故A錯誤，B正確；CD．物塊勻加速直線運動的加速度大小根據(jù)牛頓第二定律得F＋Ff=ma1F－Ff=ma2解得F=7NFf=3N由Ff=μmg得μ=0.3故C正確，D錯誤。故選BC。7.（多選）如圖甲，一個物塊放在水平面上，在兩個恒力作用下做勻速直線運動。時刻，其中某個力發(fā)生變化，大小隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，在時間內(nèi)（）

A．若變化的是，物塊運動的加速度可能均勻減小B．若變化的是，地面對物塊的摩擦力可能先不變后均勻減小C．若變化的是，物塊可能做勻加速直線運動D．若變化的是，地面對物塊的摩擦力可能均勻減小【答案】BD【解析】A．減小時，摩擦力不變應(yīng)該減速，合力為摩擦力減，合力增大，因此加速度增大，故A錯誤；B．當(dāng)速度減小為0后摩擦力為靜摩擦力，等于逐漸減小，故B正確；CD．若變化的是，物塊的加速度會發(fā)生變化，地面對物塊的摩擦力可能均勻減小，故C錯誤，D正確。故選BD。8.如圖，質(zhì)量為M的大圓環(huán)中間有一立柱，其上串著一個質(zhì)量為m的球，球和立柱間有摩擦力。下列說法正確的是（）A．小球在立柱上端由靜止釋放，若加速下滑，則地面對大圓環(huán)的支持力大于B．小球在立柱上以一定的速度向下運動，若減速下滑，則地面對大圓環(huán)的支持力小于C．小球在立柱上以一定的速度向上運動，當(dāng)初速度足夠大時，小球就能通過力將大圓環(huán)托離地面D．小球在立柱上以一定的速度向上運動，當(dāng)加速度足夠大時，小球就能通過力將大圓環(huán)托離地面【答案】D【解析】A．小球在立柱上端由靜止釋放，若加速下滑，整個系統(tǒng)中有部分（小球）處于失重狀態(tài)，則地面對大圓環(huán)的支持力小于，A錯誤；B．小球在立柱上以一定的速度向下運動，若減速下滑，整個系統(tǒng)中有部分（小球）處于超重狀態(tài)，則地面對大圓環(huán)的支持力大于，B錯誤；C．當(dāng)小球?qū)α⒅蛏系哪Σ亮Υ蟮扔跁r，大圓環(huán)離開地面，故小球能否通過摩擦力將大圓環(huán)托離地面，取決于摩擦力大小，與初速度大小無關(guān)，C錯誤；D．若小球與立柱的摩擦力大于或等于大圓環(huán)的重力時，就可能通過摩擦力將大圓環(huán)托離地面，此時解得D正確。故選D。9．如圖，汽車沿水平面向右做勻變速直線運動，小球A用細(xì)線懸掛車頂上，質(zhì)量為m的一位中學(xué)生手握扶桿，始終相對于汽車靜止地站在車箱底板上，學(xué)生鞋底與汽車間的動摩擦因數(shù)為μ。若某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻汽車對學(xué)生產(chǎn)生的作用力的大小和方向為（）A．mg，豎直向上 B．，斜向左上方C．mgtanθ，水平向右 D．mgsinθ，斜向右上方【答案】B【解析】以小球為研究對象，受力如圖所示根據(jù)牛頓第二定律可得m球gtanθ=m球a，解得a=gtanθ以人為研究對象，人與球的加速度相同，均水平向左，設(shè)汽車對學(xué)生的作用力F與豎直方向的夾角為α，根據(jù)牛頓第二定律可得mgtanα=ma，將a=gtanθ代入，解得α=θ，方向斜向左上方。故選B。10．如圖所示，A、B兩個木塊靠在一起放在光滑的水平面上，已知，第一次用水平力F從左邊推動兩木塊一起運動，此時它們的加速度為a1，A、B間彈力為N1，第二次將水平力F反向，大小不變，從右邊推動兩木塊一起運動，此時它們的加速度為a2，A、B間彈力為N2，則（）

A． B．C． D．【答案】D【解析】AB．第一次用水平力F從左邊推動兩木塊時，A、B的加速度大小相同，對整體分析，由牛頓第二定律得同理，當(dāng)水平推力F作用于木塊B的右端時，整體的加速度為可知故AB錯誤；CD．第一次用水平力F從左邊推動兩木塊時，隔離B分析有當(dāng)水平推力F作用于木塊B的右端時，隔離A分析有因為可知故C錯誤，D正確。故選D。11．如圖所示，兩個質(zhì)量分別為、的物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧秤連接。兩個大小分別為、的水平拉力分別作用在、上，則（）

A．彈簧秤的示數(shù)是10NB．彈簧秤的示數(shù)是26NC．在突然撤去的瞬間，的加速度為D．在突然撤去的瞬間，的加速度為【答案】BD【解析】AB．以兩物體組成的系統(tǒng)為研究對象，由牛頓第二定律可知，系統(tǒng)的加速度方向水平向右，設(shè)彈簧秤的拉力是F，以為研究對象，由牛頓第二定律得則F=26N故A錯誤，B正確；C．彈簧的彈力不能突變，在突然撤去的瞬間，不再受的作用，受的合力等于彈簧的彈力，發(fā)生變化，由牛頓第二定律可知，的加速度變化，不再等于，故C錯誤；D．彈簧的彈力不能突變，在突然撤去的瞬間，受力情況不變，受的合力不變，由牛頓第二定律可知，的加速度不變，為，故D正確。故選BD。12．某幼兒園要在空地上做一個滑梯，根據(jù)空地的空間和安全考慮，滑梯的豎直高度確定為2.4m。設(shè)計時，滑板和兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.4，為使兒童在滑梯游戲時能在滑板上滑下，滑梯水平跨度要滿足什么條件？【答案】不大于6m【解析】兒童受力分析如圖所示重力在滑梯上分解成兩個方向的力，垂直于滑梯的力等于mgcosθ，平行于滑梯的力等于mgsinθ；人在滑梯上能滑下，滿足mgsinθ≥μmgcosθ已知滑梯與兒童褲料之間的動摩擦因數(shù)取0.4，解得滑梯傾角tanθ≥μ=0.4根據(jù)幾何關(guān)系可知其中h=2.4m，解得滑梯的水平夸度為L=6m所以滑梯的水平跨度不得大于6m。13.如圖所示，一質(zhì)量的物體放在水平地面上，作用在物體上的拉力與水平面成，當(dāng)時物體恰好做勻速直線運動，（，，g=10m/s2）。求：（1）物體與水平面的動摩擦因數(shù)；（2）當(dāng)力增大為時，物體運動的加速度；（3）物體沿水平面運動的最大加速度?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）當(dāng)時物體恰好做勻速直線運動，對物體進(jìn)行分析受力，其受力示意圖如下所示根據(jù)平衡條件可得聯(lián)立解得（2）當(dāng)力增大為時，分析可知拉力沿豎直方向的分力小于重力。故物體沿水平方向做勻加速直線運動。則豎直方向根據(jù)平衡條件，有水平方向根據(jù)牛頓第二定律，有帶入數(shù)據(jù)聯(lián)立可得（3）分析可知，當(dāng)?shù)孛鎸ξ飰K的支持力為零時，物塊的加速最大，此時地面對物體的摩擦力也為零。故物體受力示意圖如下故有聯(lián)立解得14.如圖甲所示，一物塊在水平外力的作用下在粗糙水平地面上做勻速直線運動，在時刻撤去外力，物塊做勻減速運動后停下，其位移—時間圖像如圖乙所示。已知物塊的質(zhì)量，重力加速度g取，求：（1）物塊與地面間的動摩擦因數(shù)；（2）物塊勻速運動時的速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）物塊做勻速直線運動，水平方向上豎直方向上有又由解得（2）撤去外力F后，做勻減速運動，由圖像可知，時，，物塊剛好停止。物塊在0~4s內(nèi)的運動可看做反向勻加速運動，設(shè)加速度為a，則有又解得15.如圖所示，水平面上放有質(zhì)量均為m=1