【四维备课资源包】2013秋开学高中物理人教版必修一《第三章 相互作用》本章综合复习学案+课件+同步练习+素材(3份)

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名称 【四维备课资源包】2013秋开学高中物理人教版必修一《第三章 相互作用》本章综合复习学案+课件+同步练习+素材(3份)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2013-10-21 13:07:14

文档简介

课件40张PPT。本章综合复习学习目标:
1.加强对力与运动关系的理解,全面深刻理解惯性和惯性定律。
2.进一步加强对牛顿运动定律的理解,熟练掌握运用牛顿运动定律解决问题的方法步骤。
3.深化对超重和失重的理解,能熟练运用它解释一些现象。
4.强化对共点力平衡条件的理解,灵活、熟练运用平衡条件解决问题重点
1.牛顿运动定律及其应用。
2.超重和失重及其理解。
3.共点力的平衡条件及其应用。
难点
1.瞬时加速度的求法和动态平衡问题。
2.利用牛顿运动定律和运动学公式解决两类动力学问题。
3.解决三力平衡问题的技巧。重点难点一、牛顿第一定律 牛顿第三定律考点一 牛顿第一定律的理解与应用
1.明确了惯性的概念
牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性,即物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质。
2.揭示了力的本质
牛顿第一定律对力的本质进行了定义:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,物体的运动并不需要力来维持。
3.揭示了不受力作用时物体的运动状态
牛顿第一定律描述的只是一种理想状态,因为实际中不受外力作用的物体是不存在的,当物体受外力但所受合力为0时,其运动效果跟不受外力作用时相同,物体都将保持静止或匀速直线运动状态不变典型例题例1 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,下列叙述正确的是( )
A.小车匀速向左运动
B.小车可能突然向左加速
C.小车可能突然向左减速
D.小车可能突然向右减速解析:原来碗中水和小车相对静止以共同速度运动,水突然向右洒出有两种可能:①原来小车向左运动,突然加速,碗中水由于惯性保持原速度不变,故相对于碗向右洒出。②原来小车向右运动,突然减速,碗中水由于惯性保持原速度不变,相对于碗向右洒出,故选项B、D正确。
答案:BD一、牛顿第一定律 牛顿第三定律考点二 牛顿第三定律的理解与应用典型例题例2 某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案。关于小磁铁,下列说法中正确的是( )
A.小磁铁受到黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.小磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C.小磁铁受到五个力的作用
D.小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力解析:小磁铁被吸在黑板上受四个力的作用:重力、黑板的吸引力、黑板对它的弹力和摩擦力,选项C错误;黑板对小磁铁的吸引力和弹力是一对平衡力,大小相等,选项A错误;在水平方向上小磁铁受到黑板对它的吸引力和弹力,故在水平方向上存在两对作用力与反作用力,选项B正确;小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力作用在两个物体上,不是平衡力,选项D错误。
答案:B二、牛顿第二定律 两类动力学问题考点三 牛顿第二定律的理解典型例题??典型例题例4 质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧,放在光滑的台面上。A紧靠墙壁,如图所示,今用恒力F使B球向左挤压弹簧,达到平衡时,突然将力撤去,此瞬间( )??典型例题例5 “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为g。据图可知,此人在蹦极过程中的最大加速度约为( )
A.g B.2g C.3g D.4g
?考点四 两类动力学问题?3.求解上述两类问题的思路,可用下面的框图来表示:
分析解决这类问题的关键:应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
?典型例题??典型例题???(a) (b) (c) (d)?典型例题??典型例题甲乙??典型例题??考点五 超重、失重的理解及应用1.不论超重、失重或完全失重,物体的重力不变,只是“视重”改变。
2.物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体是有向上的加速度还是有向下的加速度。
3.当物体处于完全失重状态时,重力只产生使物体具有a=g的加速度效果,不再产生其他效果。平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失。
4.物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的,其大小等于ma。
?典型例题例11一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度随时间变化的关系图线如图4-13所示,则( )
??三、共点力的平衡考点六 共点力及共点力的平衡条件1.平衡条件2.平衡条件的推论
(1)二力平衡
如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反,为一对平衡力。
(2)三力平衡
①如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反。
②三力平衡必共点,即不平行的三个力平衡,三个力的作用线一定相交于一点。
③不平行的三个力平衡,若三个力的夹角互为120°,则这三个力大小相等。
④不平行的三个力平衡,若三个力大小相等,则这三个力的夹角互为120°。(3)多力平衡
如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反。考点七 处理平衡问题常用的几种方法?3.三角形法
对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭三角形,进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法;三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观,容易判断。典型例题????典型例题?解析:方法一 隔离法。方法二 整体法和隔离法。答案:B第四章 牛顿运动定律

1.加强对力与运动关系的理解,全面深刻理解惯性和惯性定律。
2.进一步加强对牛顿运动定律的理解,熟练掌握运用牛顿运动定律解决问题的方法步骤。
3.深化对超重和失重的理解,能熟练运用它解释一些现象。
4.强化对共点力平衡条件的理解,灵活、熟练运用平衡条件解决问题
一、牛顿第一定律 牛顿第三定律
考点一 牛顿第一定律的理解与应用
1.内容:一切物体总保持 状态或 状态,除非作用在它上面的力迫使它 这种状态。这就是牛顿第一定律。
2.成立条件:物体不受外力作用。
3.理解
(1)明确了惯性的概念
牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性,即物体保持 状态或保持 状态的性质。
(2)揭示了力的本质
牛顿第一定律对力的本质进行了定义: 是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,物体的运动并不需要 来维持。
(3)揭示了不受力作用时物体的运动状态
牛顿第一定律描述的只是一种 状态,因为实际中不受外力作用的物体是不存在的。当物体受外力但所受合力为0时,其运动效果跟不受外力作用时相同,物体都将保持静止或匀速直线运动状态不变。
例1 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4-1所示,则关于小车在此种情况下的运动,下列叙述正确的是( )
A.小车匀速向左运动
B.小车可能突然向左加速
C.小车可能突然向左减速
D.小车可能突然向右减速
考点二 牛顿第三定律的理解与应用
1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是 的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体一定同时对这个物体也施加了力。
2.牛顿第三定律的内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ,方向 ,作用在 上。
3.表达式:。
4.作用力和反作用力与一对平衡力的比较。
对应名称
比较内容
作用力和反作用力
一对平衡力
不同点
受力物体
作用在 相互作用的物体上
作用在 物体上
依赖关系
相互依存,不可单独存在,且同时产生,同时变化,同时消失
无依赖关系,撤去一个力,另一个力依然存在
叠加性
两力作用效果不可叠加,不可求合力
两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力且合力为0
力的性质
一定是 性质的力
可以是 性质的力,也可以 性质的力
相同点
大小、方向
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
例2 某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁,小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案。关于小磁铁,下列说法中正确的是( )
A.小磁铁受到黑板的吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上
B.小磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力
C.小磁铁受到五个力的作用
D.小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
二、牛顿第二定律 两类动力学问题
考点三 牛顿第二定律的理解
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成 、跟它的质量成 ,加速度的方向跟 相同。
2.表达式: 。
3.理解
矢量性
公式是矢量式,任一时刻,与总是
瞬时性
与对应 时刻,即为某时刻的加速度时,为该时刻物体所受的合力
因果性
是产生加速度的原因,加速度是 作用的结果
同一性
有三层意思:(1)加速度是相对 个惯性系的(一般指地面);(2)=中,、、对应 个物体或 个系统;(3)中,各量 使用国际单位
独立性
(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足 (2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的 (3)分力和加速度在各个方向上的分量也满足 ,即= ,=
例3 受水平外力F作用的物体,在粗糙水平面上做直线运动,其图象如图4-2所示,则( )
A.在0~内,外力大小不断增大
B.在时刻,外力为0
C.在~内,外力大小可能不断减小
D.在~内,外力大小可能先减小后增大
例4 质量均为的两个小球之间系一个质量不计的弹簧,放在光滑的台面上。紧靠墙壁,如图4-3所示,今用恒力使球向左挤压弹簧,达到平衡时,突然将力撤去,此瞬间( )
A.A球的加速度为
B.A球的加速度为0
C.B球的加速度为
D.B球的加速度为
例5 “蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处,从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动,所受绳子拉力的大小随时间t变化的情况如图4-4所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,重力加速度为。据图可知,此人在蹦极过程中的最大加速度约为( )
A. B. C. D.
考点四 两类动力学问题
由受力情况判断物体的运动情况,处理这类问题的基本思路是:先求出几个力的合力,由
求出加速度,再由 求出速度或位移。
2.由物体的运动情况判断受力情况,处理这类问题的基本思路是:已知加速度或 求出加速度,再由 求出合力,从而确定未知力,至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成与分解法(平行四边形定则)或正交分解法。
3.求解上述两类问题的思路,可用下面的框图来表示:
分析解决这类问题的关键:应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
例6 质量为2 kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。从=0时刻开始,物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力的作用,随时间的变化规律如图4-5所示。重力加速度取10 ,则物体在=0至=12 s这段时间的位移大小为( )
A.18 m B. 54 m C.72 m D.198 m
例7 如图4-6所示,质量为=2 kg的、足够长的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一质量为=3 kg可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板4 s后物块和木板达到4 m/s的速度并减速,12 s末两者同时静止。求物块的初速度并在图4-7中画出物块和木板的图象。
例8 如图4-8所示,在倾角为30°的、足够长的斜面上有一质量为的物体,它受到沿斜面方向的力的作用。力可按图4-25(a)、(b)、(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是与的比值,力沿斜面向上为正)。已知此物体在=0时速度为0,若用、、、分别表示上述四种受力情况下物体在3 s末的速率,则这四个速率中最大的是( )

图4-8 (a) (b) (c) (d)
图4-9

例9 如图4-10甲所示,用一水平力拉着一个物体由静止在倾角为的光滑斜面上运动,逐渐增大,物体做变加速运动,其加速度随外力变化的图象如图4-10乙所示,根据图乙中所提供的信息可以计算出( )(取10 )
A.物体的质量
B.斜面的倾角
C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12 N
D.加速度为6 时物体的速度
例10 (2013·天津高考)质量为4 kg的小物块静止于水平地面上的点,现用10 N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在点,两点相距20 m,物块与地面间的动摩擦因数,取10 ,求:
(1)物块在力作用过程发生位移的大小;
(2)撤去力后物块继续滑动的时间。
考点五 超重、失重的理解及应用
1.超重与失重的概念
超重
失重
完全失重
定义
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) 物体所受重力的现象
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于 的状态
产生 条件
物体有向 的加速度
物体有向 的加速度
= , 方向竖直向

视重
=()
=( )

2.不论超重、失重或完全失重,物体的 不变,只是“ ”改变。
3.物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体是有 的加速度还是有 的加速度。
4.当物体处于完全失重状态时,重力只产生使物体具有a=g的加速度效果,不再产生其他效果。平常一切由重力产生的物理现象都会 。
5.物体超重或失重的多少是由物体的质量和竖直加速度共同决定的,其大小等于 。
例11 一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度随时间变化的关系图线如图4-11所示,则( )
时刻火箭距地面最远
~的时间内,火箭在向下降落
~的时间内,火箭处于失重状态
D.0~的时间内,火箭始终处于失重状态
三、共点力的平衡
考点六 共点力及共点力的平衡条件
1.平衡条件
共点力
力的作用点在物体上的 或力的延长线 的几个力叫做共点力
平衡状态
物体处于 状态或 状态,叫做平衡状态(该状态下物体的加速度为0)
平衡条件
物体受到的合力为0,即= 或
2.平衡条件的推论
(1)二力平衡
如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小 ,方向 ,为一对平衡力。
(2)三力平衡
①如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小 ,方向 。
②三力平衡必共点,即不平行的三个力平衡,三个力的作用线一定相交 。
③不平行的三个力平衡,若三个力的夹角互为120°,则这三个力大小 。
④不平行的三个力平衡,若三个力大小相等,则这三个力的夹角互为 。
(3)多力平衡
如果物体受多个力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小 ,方向 。
考点七 处理平衡问题常用的几种方法
1.力的合成法
物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反;“力的合成法”是解决三力平衡问题的基本方法。
2.正交分解法
物体受到三个或三个以上力的作用时,常用正交分解法列平衡方程求解:=0,=0。为方便计算,建立直角坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则。
3.三角形法
对受三力作用而平衡的物体,将力的矢量平移使三力组成一个首尾依次相接的封闭三角形,进而处理物体平衡问题的方法叫三角形法;三角形法在处理动态平衡问题时方便、直观,容易判断。
例12 如图4-12所示,在倾角为的斜面上,放一质量为的小球,小球被竖直的挡板挡住,不计摩擦,则小球对挡板的压力是( )
A.cos B.tan C. D.
例13 有一个直角支架,水平放置,表面粗糙,竖直向下,表面光滑。上面套有小环,上面套有小环,两环质量均为,两环间由一根质量可忽略、不可伸展的细绳相连,并在某一位置平衡(如图4-13所示)。现将环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,杆对环的支持力和细绳上的拉力的变化情况是( )
不变,变大
不变,变小
变大,变大
变大,变小
总结:整体法和隔离法的使用技巧: 。


第四章 牛顿运动定律
建议用时
实际用时
设定分值
实际得分
90分钟
100分
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有多个,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.如图4-1所示,一个人站在自动扶梯的水平台阶上随扶梯匀速上升,它受到的力有( )
A.重力、支持力
B.重力、支持力、摩擦力
C.重力、支持力、摩擦力、斜向上的拉力
D.重力、支持力、压力、摩擦力
2.如图4-2所示,一个楔形物体放在固定的粗糙斜面上,上表面水平且光滑,下表面粗糙,在其上表面上放一光滑小球,楔形物体由静止释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A.沿斜面方向的直线 B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线 D.抛物线
3. 一光滑斜劈,在力F推动下向左做匀加速直线运动,且斜劈上有一木块恰好与斜劈保持相对静止,如图4-3所示,则木块所受合力的方向为( )
A.水平向左 B.水平向右
C.沿斜面向下 D.沿斜面向上
4. 在日常生活中,小巧美观的冰箱贴使用广泛。一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时,它受到的磁力( )
A.小于受到的弹力
B.大于受到的弹力
C.和受到的弹力是一对作用力与反作用力
D.和受到的弹力是一对平衡力
5.如图4-4所示,固定斜面的倾角为30°,现用平行于斜面的力拉着质量为的物体沿斜面向上运动,物体的加速度大小为,若该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大小也为,则力的大小是( )
A. B. C. D.
6.如图4-5所示,一个物体由点出发分别到达、、。物体在三条轨道上的摩擦不计,则( )
A.物体到达点时的速度最大
B.物体分别在三条轨道上的运动时间相同
C.物体到达点的时间最短
D.物体在上运动的加速度最小
7.如图4-6所示,弹簧测力计外壳质量为,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为的重物,现用一方向竖直向上的外力拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速直线运动,则弹簧测力计的读数为( )
A. B. C. D.
8.如图4-7所示,质量为的物体悬挂在轻质的支架上,斜梁与竖直方向的夹角为。设水平横梁和斜梁作用于点的弹力分别为和。以下结果正确的是( )
sin = cos =
9.某人在地面上用弹簧测力计称得其体重为490 N。他将弹簧测力计移至电梯内称其体重,至时间段内,弹簧测力计的示数如图4-8所示,电梯运行的图象(图4-9)可能是(取电梯向上运动的方向为正)( )

10.如图4-10所示,轻绳一端系在质量为的物体上,另一端与套在粗糙竖直杆上的轻圆环相连接。用水平力拉住绳子上一点,使物体及圆环静止在图中虚线所在的位置。现稍微增加力使点缓慢地移到实线所示的位置,这一过程中圆环仍保持在原来位置不动。则此过程中,圆环对杆的摩擦力和圆环对杆的弹力的变化情况是( )
保持不变,逐渐增大
逐渐增大,保持不变
逐渐减小,保持不变
保持不变,逐渐减小
二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分,请将正确的答案填到横线上)
11.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图4-11甲所示。

在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图4-11乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02 s。从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度= 。(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后,将五个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度与砝码盘中砝码总重力的实验数据如下表:
砝码盘中 砝码个数
总重力 /N
0.196
0.392
0.588
0.784
0.980
加速度 /(m·)
0.69
1.18
1.66
2.18
2.70
请根据实验数据在图4-12中作出图线。
(3)根据提供的实验数据作出的图线不通过原点。请说明主要原因。
12.某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图4-13所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度、滑块释放点与挡板处的高度差和沿斜面运动的位移。(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为 。
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为 。
(3)以下能引起实验误差的是 。
a.滑块的质量
b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
三、计算题(本题共3小题,共44分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(15分)如图4-14所示,两个质量均为的小环套在一水平放置的粗糙长杆上,两根长度均为的轻绳一端系在小环上,另一端系在质量为的木块上,两个小环之间的距离也为,小环保持静止。试求:
(1)小环对杆的压力;
(2)小环与杆之间的动摩擦因数μ至少为多大?
14.(14分)质量为10 kg的物体在=200 N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,与水平地面的夹角=37°,如图4-15所示。力作用2 s后撤去,物体在斜面上继续上滑了1.25 s后,速度减为0。求:物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移。(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取10 )
15.(15分)在研究摩擦力的实验中,将木块放在水平长木板上。如图4-16a所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大。分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力随拉力的变化图象,如图4-16b所示。已知木块的质量为8.0 kg,重力加速度取10 ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。

(1)求木块与长木板间的动摩擦因数;
(2)如图4-16c所示,木块受到恒力=50 N作用,方向与水平方向成=37°角斜向右上方,求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度;
(3)在(2)中拉力作用时间=2.0 s后撤去,计算再经过多长时间木块停止运动?
参考答案
1. A 解析:人站在扶梯上匀速上升,处于平衡状态,受重力和扶梯对他的支持力。故选项A正确。
2. B 解析:对小球进行受力分析可知:小球所受的重力和支持力均沿竖直方向,小球在水平方向上不受力。根据牛顿第一定律可知,小球在水平方向上的运动状态不变,又因楔形物体由静止释放,故小球在水平方向上无运动,只沿竖直方向向下做直线运动。故选项B正确。
3. A 解析:木块与斜劈一起向左做匀加速直线运动时,加速度方向水平向左,根据牛顿第二定律知,木块所受合力的方向水平向左,故选项A正确。
4. D 解析:因磁性冰箱贴静止不动,在水平方向上受到两个力:磁力与弹力,应为平衡力,所以选项D正确,选项A、B、C错误。
5. B 解析:根据牛顿第二定律得,向上拉时,sin 30°,物体放在斜面上下滑时,sin 30°=,解得,故选项B正确。
6. CD 解析:设斜面高为,斜面倾角为,则斜面长为 ,根据牛顿第二定律物体下滑的加速度为 sin ,所以在上运动的加速度最小,选项D正确;根据和得物体到达底端的时间,,所以物体在上运动的时间最短,物体在三条轨道上到达底端的速度大小相等,故选项C正确,选项A、B错误。
7.D 解析:设弹簧测力计向上的加速度是,选整体为研究对象,根据牛顿第二定律得,力拉着质量为的外壳和质量为的重物运动的加速度,选重物为研究对象,根据牛顿第二定律得,则读数,故选项D正确。
8.D 解析:以点为研究对象,受力如图4-17所示。由受力图根据平衡条件可得tan ,。故选项D正确。
9. AD 解析:从题图可以看出,~时间内,该人的视重小于其重力,~时间内,视重正好等于其重力,而在~时间内,视重大于其重力。根据题中所设的正方向可知,~时间内,该人具有向下的加速度,~时间内,该人处于平衡状态,而在~时间内,该人则具有向上的加速度,所以电梯可能的运动图象为A、D,故选项A、D正确。
10. A 解析:设圆环的质量为。以整体为研究对象,受力情况如图4-18甲所示,根据平衡条件得


由②式可知,杆对圆环的摩擦力大小保持不变,由牛顿第三定律得,圆环对杆的摩擦力也保持不变。
再以结点为研究对象,受力情况如图4-18乙所示。根据平衡条件得到:tan θ,当点由虚线位置缓慢地移到实线所示的位置时,增大,则增大,而,所以增大,故选项A正确。
11.(1)0.16 (2)见解析 (3)忘记加入砝码盘的重力
解析:(1)由题意可知计数点间的时间间隔==0.1 s。
由Δ=和Δ=0.16 cm= m
可得=0.16 。
(2)图线如图4-19所示。
(3)平衡小车与桌面之间的摩擦力图线仍不通过原点,可能是在计算总重力时忘记加入砝码盘的重力,使作出的图线向左平移造成的。
12.(1) (2) (3)cd
解析:(1)同时听到声音说明小球与滑块运动的时间相同,设都为,则小球做自由落体运动,=,滑块沿斜面下滑做匀加速直线运动,=,由以上两式可得 =。
(2)对滑块进行受力分析如图4-20所示,由牛顿第二定律得
沿斜面方向:
sin =
垂直斜面方向:
cos =0
又有:=
由以上三式联立解得=sin cos ,
将=代入可得:μ= 。
(3)由动摩擦因数的表达式可知选c、d。
13.(1),方向竖直向下 (2)
解析:(1)以木块和两个小环作为整体进行受力分析,由平衡条件得=,即=+
由牛顿第三定律知小环对杆的压力=,方向竖直向下。
(2)对木块受力分析由平衡条件得
cos 30°=
临界状态,小环受到的静摩擦力达到最大值,则有
sin 30°=,
解得动摩擦因数最小为=。
14. 0.25 16.25 m 解析:设力作用时物体沿斜面上升的加速度大小为,撤去力后其加速度大小变为,则=①
有力作用时,物体受力为重力、推力、支持力、摩擦力,如图4-21所示。
在沿斜面方向上,由牛顿第二定律可得
cos sin =②
==(cos +sin )③
撤去力后,物体受重力、支持力、摩擦力,在沿斜面方向上,由牛顿第二定律得
mgsin θ+=④
==cos ⑤
联立①②③④⑤式,代入数据得=8 ,=5 ,=0.25。
物体运动的总位移=+= m=16.25 m。
15. (1)0.4 (2)2.5 (3)1.25 s 解析:(1)由题图b知:木块所受到的滑动摩擦力=32 N
根据=,解得=0.4。
(2)根据牛顿第二定律得cos =,sin +=,=
联立解得=2.5 。
(3)撤去后,加速度=4
继续滑行的时间== s=1.25 s。