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人教版高一物理必修1第四章牛顿运动定律知识点及习题(含实验) (1)

牛顿运动定律1、理想斜面实验(1)亚里士多德:力是维持物体运动的原因(2)伽利略理想斜面实验:方法:实验+科学推理让小球从斜面上滚下来(实验)若没有摩擦小球将上升到原来高度减小斜面倾角,小球将上升到原来高度减小斜面倾角直至水平,小球为想达到原来高度将持续运动下去。

结论:力不是维持物体运动的原因,物体停止是因为受到摩擦阻力的作用。

2、牛顿第一定律(惯性定律)一切物体总保持,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

拓展:运动的物体不受外力,总保持静止的物体不受外力,总保持物体的运动状态改变了,说明了运动状态改变的标志:例题1:关于力和运动状态的改变,下列说法不正确的是( )A. 物体加速度为零,则运动状态不变B. 只要速度大小和方向二者中有一个发生变化,或者二者都变化,都叫运动状态发生变化C. 物体运动状态发生改变就一定受到力的作用D. 物体运动状态的改变就是指物体的加速度在改变2、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运动C. 小车可能突然向左减速运动D. 小车可能突然向右加速运动3、如图所示,重球系于线DC下端,重球下再系一根同样的绳BA,下列说法正确的是()A.在绳的A端缓慢增加拉力,结果CD绳拉断 B.在绳的A端缓慢增加拉力,结果AB绳拉断C.在绳的A端突然猛一拉,结果AB绳拉断D.在绳的A端突然猛一拉,结果CD绳拉断4、如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面呈水平,在水平面上放一个小球B,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A. 沿斜面向下的直线B. 竖直向下的直线C. 无规则曲线D. 抛物线3、牛顿第三定律:作用力与反作用力定律(不可叠加)等大:反向:异物:共线:共性:同生同失:例题:如图所示,一个箱子放在水平地面上,箱子内有一根固定的竖直杆,在杆上套着一个环,已知箱子和竖直杆的总质量为M,环的质量为m,环沿竖直杆加速下滑,环与竖直杆的摩擦力大小为Ff,则此时箱子对地面的压力为()A. MgB. Mg+mgC. Mg+mg−FfD. Mg+Ff4、牛顿第二定律的内容和公式物体的加速度跟成正比,跟成反比,加速度的方向跟合外力方向相同。

公式是:对牛顿第二定律的理解(1)同体性:F、m、a是研究同一个系统的三个物理量,不要乱写m(2)瞬时性:(3)矢量性(4)力的独立性:作用在物体上的每个力都将产独立地产生各自的加速度,与其他力无关,合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。

注意:牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体,不适用于微观、高速的物体,只适用于惯性参考系,不适用于非惯性参考系。

5、牛顿第二定律的一般解题步骤和方法(1)选对象定状态析受力列方程图1第一类:由物体的受力情况确定物体的运动情况1. 如图1所示,一个质量为m=20kg 的物块,在F=60N 的水平拉力作用下,从静止开始沿水平地面向右做匀加速直线运动,物体与地面之间的动摩擦因数为0.10.( g=10m/s2) 画出物块的受力示意图 求物块运动的加速度的大小 物体在t=2.0s 时速度v 的大小.求物块速度达到s m v /0.6=时移动的距离2.如图,质量m=2kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦因数25.0=μ,现在对物体施加一个大小F=8N 、与水平方向夹角θ=37°角的斜向上的拉力.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2,求 (1)画出物体的受力示意图 (2)物体运动的加速度(3)物体在拉力作用下5s 内通过的位移大小。

第二类:由物体的运动情况确定物体的受力情况1、列车在机车的牵引下沿平直铁轨匀加速行驶,在100s 内速度由5.0m/s 增加到15.0m/s. (1)求列车的加速度大小.(2)若列车的质量是1.0×106kg ,机车对列车的牵引力是1.5×105N ,求列车在运动中所受的阻力大小.( g=10m/s2)2.一个滑雪的人,质量m =75kg ,以v0=2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°,在t =5s 的时间内滑下的路程x=60m,( g=10m/s2)求:(1)人沿斜面下滑的加速度(2)滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。

3、如图所示,水平地面AB与倾角为θ的斜面平滑相连,一个质量为m的物块静止在A点。

现用水平恒力F作用在物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动,经时间t到达B点,此时撤去力F,物块以在B点的速度大小冲上μ。

求:斜面。

已知物块与水平地面和斜面间的动摩擦因数均为(1)物块运动到B点的速度大小(2)物块在斜面上运动时加速度的大小(3)物块在斜面上运动的最远距离x第三类:牛顿定律的瞬时性例题:1、如图所示,天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的质量相同的小球,两小球均保持静止。

当突然剪断细绳的瞬间,上面小球A与下面小球B的加速度分别为(以向上为正方向)( )A. a1=g a2=gB. a1=2g a2=0C. a1=−2g a2=0D. a1=0 a2=g(1)若改成绳呢,2、A. B两球的质量均为m,两球之间用轻弹簧相连,放在光滑的水平地面上,A球左侧靠墙。

弹簧原长为L0,用恒力F向左推B球使弹簧压缩,如图所示,整个系统处于静止状态,此时弹簧长为L.下列说法正确的是()A. 弹簧的劲度系数为FLB. 弹簧的劲度系数为F(L0−L)C. 若突然将力F撤去,撤去瞬间,A. B两球的加速度均为0D. 若突然将力F撤去,撤去瞬间,A球的加速度为0,B球的加速度大小为Fm3、在动摩擦因数μ=0.3的水平面上有一个质量为m=1kg的小球,小球与竖直方向成θ=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,小球的加速度的大小为(取g=10m/s2)()A. 0B. 10C. 7D.104、如图所示,质量为m的小球固定在水平轻弹簧的一端,并用倾角为30∘的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态。

当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为()。

5、如图所示,轻弹簧竖直放置在水平面上,其上放置质量为2kg的物体A,A处于静止状态。

现将质量为3kg的物体B轻放在A上,则B与A刚要一起运动的瞬间,B对A的压力大小为(取g=10m/s2)(第四类:牛顿定律的矢量性例题:1、力F1单独作用在物体A上时产生的加速度a1大小为5m/s2,力F2单独作用在物体A上时产生的加速度a2大小为2m/s2,那么,力F1和F2同时作用在物体A上时产生的加速度a的大小不可能是()A.5m/s2B.3m/s2C.8m/s2D.7m/s22、一个质量为2kg的物体,在大小分别为15N和20N的两个力作用下运动。

关于该物体的运动情况,下列说法正确的是()A. 加速度大小最大是10m/s2B. 加速度大小一定是17.5m/s2C.加速度大小可能是15m/s2D. 加速度大小可能是20m/s23、4、如右图所示,电梯与水平面夹角为30°,当电梯加速向上运动时,梯面对人的支持力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?第五类:牛顿定律的连接体问题1、光滑的水平面上有质量分别为m1、m2的两物体静止靠在一起(如图) ,现对m1施加一个大小为 F 方向向右的推力作用。

求此时物体m2受到物体 m1的作用力F12、如图所示,质量为m的木块放在光滑水平桌面上,细绳栓在木块上,并跨过滑轮,试求木块的加速度:(1)用大小为F (F= Mg )的力向下拉绳子(2)把一质量为M的重物挂在绳子上m3、如图所示,在沿平直轨道行驶的车厢内,有一轻绳的上端固定在车厢的顶部,下端拴一小球,当小球相对车厢静止时,悬线与竖直方向夹角为θ,则下列关于车厢的运动情况正确的是()A. 车厢加速度大小为gtanθ,方向沿水平向左B. 车厢加速度大小为gtanθ,方向沿水平向右C. 车厢加速度大小为gsinθ,方向沿水平向左D. 车厢加速度大小为gsinθ,方向沿水平向右4、如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,小球和车厢相对静止,球的质量为1kg.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求车厢运动的加速度,并说明车厢的运动情况.(2)求悬线对球的拉力.5、实验:探究加速度、力和质量的关系1.某实验小组设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,如图所示已知小车质量M=250g,砝码盘的质量记为m0,所使用的打点计时器交流电频率f=50Hz.其实验步骤是:1.按图中所示安装好实验装置;2.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;3.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;4.先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;5.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复2~4步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度。

回答下列问题:(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?(填“是”或“否”)(2)实验中打出的其中一条纸带如图所示,由该纸带可求得小车的加速度a=m/s2.(保留二位有效数字)(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表,次数12345砝码盘中砝码的重力F/N0.100.200.290.390.49小车的加速度a(m/s2)0.88 1.44 1.84 2.38 2.89他根据表中的数据画出a﹣F图象(如图)。

造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是。

2.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图甲所示。

(1)下列说法正确的是。

A.在探究加速度与质量的关系时,应该保证拉力的大小不变B.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程也不会产生影响C.在探究加速度与力的关系时,只需测量一次,记录一组数据即可D.在探究加速度与力的关系时,作a﹣F 图象应该用折线将所描的点依次连接(2)在实验中,某同学得到了一条纸带如图乙所示,选择了A、B、C、D、E 作为计数点,相邻两个计数点间还有 4 个计时点没有标出,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.30cm、x4=8.92cm,电源频率为50Hz,可以计算出小车的加速度大小是m/s2.(保留两位有效数字)(3)某同学将长木板右端适当垫高,其目的是。

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