人教版(新课程标准)学业水平测试物理考前冲刺学案 第八讲 牛顿第二运动定律(二)(含答案)

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名称 人教版(新课程标准)学业水平测试物理考前冲刺学案 第八讲 牛顿第二运动定律(二)(含答案)
格式 rar
文件大小 1.2MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2020-01-06 10:07:40

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第八讲 牛顿运动定律(三)
1.牛顿第二定律及其应用
(1)顿第二定律的内容和及其数学表达式:牛顿第二运动定律的内容是物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。F合=ma。
(2)力和运动的关系:
①物体所受的合外力产生物体的合加速度:
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同,则物体做匀加速直线运动。
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反,则物体做匀减速直线运动。
在物体受到的合外力是随时间变化的情况下,物体的合加速度也随时间性变化。
②加速度的方向就是合外力的方向。
③加速度与合外力是瞬时对应的关系。(有力就有加速度)
④当物体受到几个力的作用时,物体的加速度等于各个力单独存在时所产生加速度的矢量和,即 a=a1+a2+a3……
2.牛顿第二定律的应用一
关于力和运动有两类基本问题:一类是已知物体的受力情况,确定物体的运动情况;另一类是已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。

物体的受力情况F=ma a=F/ m

常见题型一:牛顿第二定律及其应用
例题1:如图所示,两块粘连在一起的物块a和b,质量分别为ma和mb,放在水平的光滑桌面上,现同时给它们施加方向如图所示的力Fa和拉力Fb,已知Fa>Fb,则a对b的作用力(  )
A.必为推力 B.必为拉力
C.可能为推力,也可能为拉力 D.不可能为零
例题2:如图所示,水平地面上质量为m=3kg的物块,在大小为16N、方向与水平方向成θ=37°的拉力F作用下沿地面向右做匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为 μ=,(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)木块所受摩擦力的大小;
(2)木块的加速度大小;
(3)求物体在水平地面上做匀加速运动时拉力F的取值范围.
跟踪训练1:如图所示,一质量M=5kg、长L=5m的平板车静止在光滑的水平地面上,平板车上表面距地面的高度h=0.8m,一质量m=1kg可视为质点的滑块以v0=8m/s的水平初速度从左端滑上平板车,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2。
(1)分别求出滑块在平板车上滑行时,滑块与平板车的加速度大小;
(2)滑块经过多长时间滑动到平板车的右端;
(3)滑块落地时与平板车右端间的水平距离。


跟踪训练2:在倾角为θ=37°固定的足够长的光滑斜面上,有一质量为m=2kg的滑块,静止释放的同时,并对滑块施加一个垂直斜面向上的力F,力F的大小与滑块速度大小的关系满足:F=kv,其中:k=2N?s/m,试求:
(1)滑块在斜面上滑行的最大速度.
(2)滑块在斜面上滑行的最大距离.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)


牛顿运动定律的应用-连接体
1.连接体:两个或两个以上存在相互作用或有一定关联的物体系统称为连接体,在我们运用牛顿运动定律解答力学问题时经常会遇到.
2.解连接体问题的基本方法
整体法:把两个或两个以上相互连接的物体看成一个整体,此时不必考虑物体之间的作用内力.
隔离法:当求物体之间的作用力时,就需要将各个物体隔离出来单独分析.解决实际问题时,将隔离法和整体法交叉使用,有分有合,灵活处理.
3.牛顿第二定律的应用二:超重与失重
(1)实重和视重:
A.实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关。
B.视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。
c.超重、失重和完全失重的比较:
现象 实质
超重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于 物体重力的现象 系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量
失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于 物体重力的现象 系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量
完全 失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零 的现象 系统具有竖直向下的加速度,且a=g

常见题型二:超重失重
例题1:一人站在电梯内体重计上,电梯静止时体重计示数500N.若电梯运动过程中,他看到体重计的示数为600N,则电梯的运动可能为(  )
A.加速向上,加速度大小为0.2m/s2
B.减速向上,加速度大小为2m/s2
C.加速向下,加速度大小为2m/s2
D.减速向下,加速度大小为2m/s2
例题2:如图所示,一重锤用细绳悬挂在力传感器下,从某时刻起,某同学手持力传感器让重锤由静止开始沿竖直方向运动,并记录力传感器所受细绳拉力F随时间t的变化,F﹣t图象如图所示,则在t1﹣t2时间内下列说法中不正确的是(  )
A.重锤的运动方向先向上再向下
B.重锤先超重再失重
C.重锤先加速再减速
D.t0时刻重锤处于完全失重状态
跟踪训练1:在田径运动会跳高比赛中,小明成功跳过了1.7m的高度,若忽略空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.小明起跳时地面对他的支持力与重力是一对平衡力
B.小明起跳以后在上升过程中处于超重状态
C.小明下降过程中处于失重状态
D.小明起跳以后在下降过程中重力消失了
跟踪训练2:质量为45kg的小明站在电梯中的“体重计”上,当电梯竖直向下运动经过5楼时,“体重计”示数为50kg,如图所示。重力加速度取10m/s2.此时小明处于(  )
A.超重状态,对“体重计”压力为450N
B.超重状态,对“体重计”压力为500N
C.失重状态,对“体重计”压力为450N
D.失重状态,对“体重计”压力为500N
3.牛顿第二定律的应用三:共点力的平衡
(1)共点力
物体同时受几个力的作用,如果这几个力都作用于物体的同一点或者它们的作用线交于同一点,这几个力叫共点力。能简化成质点的物体受到的力可视为共点力。
(2)平衡状态
物体保持静止或匀速运动状态(或有固定转轴的物体匀速转动)。
注意:这里的静止需要二个条件,一是物体受到的合外力为零,二是物体的速度为零,仅速度为零时物体不一定处于静止状态,如物体做竖直上抛运动达到最高点时刻,物体速度为零,但物体不是处于静止状态,因为物体受到的合外力不为零。
共点力的平衡:如果物体受到共点力的作用,且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。
共点力的平衡条件:为使物体 保持平衡状态,作用在物体上的力必须满足的条件,叫做两种平衡状态:
静态平衡v=0;a=0;
动态平衡v≠0;a=0;
①瞬时速度为0时,不一定处于平衡状态。如:竖直上抛最高点。只有能保持静止状态而加速度也为零才能认为平衡状态。
②物理学中的“缓慢移动”一般可理解为动态平衡。
例题1:如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成30°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是(  )

A.弹簧处于压缩状态 B.弹簧处于拉伸状态
C.弹簧的弹力大小为mg D.弹簧的弹力大小为
例题2:如图所示,带有孔的小球A套在粗糙倾斜直杆上,与正下方的小球B通过轻绳连接,处于静止状态,给小球B施加水平力F使其缓慢上升,直到小球A刚要滑动。在此过程中(  )
A.水平力F的大小不变
B.杆对小球A的支持力不变
C.轻绳对小球B的拉力先变大后变小
D.杆对小球A的摩擦力先变小后变大
跟踪训练1:如图甲所示为某公司研制的“双动力智能型救援机器人”(又被网友称为“麻辣小龙虾”),其长长的手臂前端有二个对称安装的“铁夹”,在某次救援活动中,“麻辣小龙虾”用铁夹恰好竖直抓取到重量为G的长方形水泥制品,水泥制品在空中处于静止状态,如图乙所示,(  )
A.水泥制品受到的摩擦力大小一定等于G
B.水泥制品受到的摩擦力方向可能竖直向下
C.若铁夹的位置稍向上移,水泥制品受到的摩擦力变大
D.若增大铁夹对水泥制品的挤压,水泥制品受到的摩擦力变大
跟踪训练2:如图,细绳AO、BO等长,A点固定不动,在手持B点沿圆弧向C点缓慢运动过程中,绳BO的张力将(  )



A.不断变大 B.不断变小
C.先变小再变大 D.先变大再变小
巩固练习
1.如图所示的四个图中,M、N两方形木块处于静止状态,它们相互之间一定没有弹力作用的是(  )
A. B.
C. D.
2.下列说法中正确的是(  )
A.体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态
C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超失重状态
D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
3.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于竖直墙壁上,今用水平向右的拉力F拉动绳的中点O至图示位置。用T表示绳 OA段拉力的大小,在拉力F由图示位置逆时针缓慢转过90°的过程中,始终保持O点位置不动,则(  )
A.F先逐渐变小后逐渐变大,T逐渐变小
B.F先逐渐变小后逐渐变大,T逐渐变大
C.F先逐渐变大后逐渐变小,T逐渐变小
D.F先逐渐变大后逐渐变小,T逐渐变大
4.放在水平地面上的物块,受到一个与水平方向成θ角斜向下方的力F的作用,物块在水平地面上始终静止.如图所示,如果保持力F的大小不变,而使力F与水平方向的夹角θ变小,那么地面受到的压力N和物块受到的摩擦力f的变化情况是(  )
A.N变小,f变大 B.N变大,f变小
C.N变小,f变小 D.N变大,f变大
5.直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1=45°.直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5m/s2时,悬索与竖直方向的夹角θ2=14°.如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,试求水箱中水的质量M.(取重力加速度g=10m/s2;sin14°=0.242;cos14°=0.970)


课堂作业
一.选择题(共3小题)
1.一支架固定于放于水平地面上的小车上,细线上一端系着质量为m的小球,另一端系在支架上,当小车向左做直线运动时,细线与竖直方向的夹角为θ,此时放在小车上质量M的A物体跟小车相对静止,如图所示,则A受到的摩擦力大小和方向是(  )
A.Mgsinθ,向左 B.Mgtanθ,向右
C.Mgcosθ,向右 D.Mgtanθ,向左
2.下列关于超重与失重的说法正确的是(  )



A.图甲中,汽车过凹形桥最低点时,汽车处于超重状态
B.图乙中,躺在水面上看书的人处于失重状态
C.图丙中,电梯匀速下降过程中,电梯里的小朋友处于失重状态
D.图丁中,宇宙飞船在加速上升过程中,坐在飞船里的航天员处于失重状态
3.如图,在一段平直的地面上等间距分布着一排等高的电线杆,挂在电线杆上的电线粗细均匀。由于热胀冷缩,冬季两相邻电线杆之间的电线会有所缩短。对电线杆B及其两侧的电线,冬季与夏季相比(  )
A.电线杆B对地面的作用力不变
B.电线杆B所受的合外力变大
C.电线最高点处的张力变小
D.电线最低点处的张力不变
二.填空题(共3小题)
4.如图所示,水平地面上有两个完全相同的木块A、B,在水平力F的作用下一起运动,FAB表示A、B间的作用力,若地面光滑,则FAB=   ;若地面不光滑,动摩擦因数为μ,则FAB=   .
5.如下图所示,半径为R的半圆柱体A放置在水平面上,上表面光滑。半圆柱体的圆心O1恰位于悬点O的正下方,质量为m的小球B用细线悬挂于O点,小球离地面高,悬线与竖直方向成30°,此时线的拉力大小为   ,小球所受支持力大小为   。(小球大小忽略不计,重力加速度为g)




6.一个质量为m的人站在电梯中,电梯减速下降,加速度大小为(g为重力加速度)。人所受到的合力大小为   。此时人处于   (选填“超重”或“失重”)状态。
三.解答题(共2小题)
7.质量是60kg的人站在升降机中的体重计上(g取10m/s2),求:
(1)升降机匀速上升时体重计的读数;
(2)升降机以4m/s2的加速度匀加速上升时体重计的读数;
(3)当体重计的读数是420N时,判断升降机的运动情况.





8.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图(a)所示,t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短),碰撞前后木板速度大小不变,方向相反,运动过程中小物块始终未离开木板,已知碰撞后1s时间内小物块的v﹣t图线如图(b)所示,木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2,求:
(1)t=0时刻,小物块与木板一起向右运动的共同速度;
(2)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2。

参考答案
常见题型一
例题1:C
例题2:(1)6.8N(2)2m/s2(3)10N跟踪训练1:(1)5 m/s2,1 m/s2(2)1s(3)0.8m
跟踪训练2:(1)8 m/s(2)5.3m
常见题型二
例题1:D
例题2:A
跟踪训练1:C
跟踪训练2:B
3.牛顿第二定律的应用三:共点力的平衡
例题1:B
例题2: D
跟踪训练1:A
跟踪训练2:C
巩固练习
DBAA
5.4.5×103kg
课堂作业
选择题
BAA
二.填空题
4.0.5F, 0.5F
5.mg,mg
6.mg/3,超重
三.解答题
7.(1)600N(2)840N(3)以3 m/s2的加速度匀减速上升或3 m/s2的加速度匀加速下降
8.(1)5 m/s(2)0.1,0.4



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