人教版（2019）高中物理必修第一册 第四章 第五节 牛顿运动定律的应用 同步练习（解析版）

第四章
第五节
牛顿运动定律的应用
知识点
1
动力学中的两类基本问题
1．已知受力情况求运动情况
(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力图。
(2)根据力的合成和分解的方法，求出物体所受的①____(包括大小和方向)。
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的②____。
(4)结合给定的物体运动的初始条件，选择合适的运动学公式，求出所需求的物理量(位移、速度、时间等)。
2．已知运动情况求受力情况
(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出物体的受力图和运动草图。
(2)选择合适的运动学公式，求出物体的③____。
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的④____。
(4)根据力的合成和分解的方法，由⑤____求出所需求的力。
3．解决动力学两类基本问题应把握的关键
(1)两类分析→物体的受力分析和运动过程的分析。
(2)一个桥梁→物体的加速度是联系运动与力的桥梁。
知识点
2牛顿运动定律在多过程、多物体问题中的应用
1．多过程问题
(1)将“多过程”分解为许多“子过程”，各“子过程”则由“衔接点”连接。
(2)对各“子过程”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图与运动草图。
(3)根据“子过程”和“衔接点”的模型特点选择合适的规律列方程。
(4)分析“衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段的时间关联、几何关联，并列出相关的辅助方程。
(5)联立方程，分析求解，对结果进行必要的讨论或验证。
2．多物体问题
系统内各物体的加速度相等是应用“整体法”的条件，不涉及系统内力时，优先利用“整体法”。若系统内各物体的加速度不相等，涉及系统内力时应用“隔离法”，隔离时要优先选受力少、待求量少的物体分析。具体步骤如下：
(1)确定每个物体的受力情况和运动情况，必要时画出受力图和运动草图。
(2)依据每个物体的受力与运动的特点，应用物理规律，列出相应方程。
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
1．滑雪运动员从山坡上滑下时，其运动状态与受力情况无关。
(
)
2．根据滑雪运动员的加速度方向，可以判断滑雪运动员受到的每个力的方向。
(
)
3．滑雪运动员的运动情况是由其受力情况决定的。
(
)
4．受力分析时，常用力的合成与分解的方法求合力，合力的方向一定是加速度的方向。
(
)
破疑典例
1．(多选)如图所示，光滑水平桌面上的物体a系一细绳，细绳跨过桌沿的定滑轮后悬挂着物体b，物体a和物体b的质量均为m。物体a和滑轮间的细绳与桌面平行。先用手使a、b静止(细绳质量及滑轮摩擦均不计)。放手后细绳上张力设为T。下列说法正确的有
(
)
A．放手后物体a、b一起运动的过程中，绳上张力大小T=mg
B．只将物体b的质量增为2m，放手后绳上张力大小变为T
C．只将物体a的质量增为2m，放手后绳上张力大小变为T
D．将物体a、b的质量都增为2m，放手后绳上张力大小变为2T
2．如图所示，质量不等的木块A和B的质量分别为m?和m?，置于光滑的水平面上。当水平力F作用于左端A上，两物体一起做匀加速运动时，A、B间作用力大小为F?。当水平力F作用于右端B上，两物体一起做匀加速运动时，A、B间作用力大小为F?，在两次作用过程中
(
)
A.F?+F?B.F?+F?>F
C.F?=F?
D.
破疑典例
(多选)如图所示，轻弹簧的一端固定在倾角为=30°的光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，质量为m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为，从某时刻开始，对b施加沿斜面向上的外力F，使b始终做匀加速直线运动。经过一段时间后，物块a、b分离；再经过同样长的时间，b距其出发点的距离恰好也为，弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。则
(
)
A．弹簧的劲度系数
B．弹簧恢复原长时物块a、b恰好分离
C．物块b的加速度为
D．拉力F的最小值为
答案
①合外力②加速度③加速度④合外力
⑤合外力
1．×2．×3．×4．√
破疑典例
1.BCD对a受力分析，由牛顿第二定律可得，
对b受力分析，由牛顿第二定律可得，联
立得：。当时，解得，故A错误；当，时，可得，故B正确；当，时，可得，故C正确；当，时，可得，故D正确。
2．D当水平力F作用于左端A上，两物体一起做匀加速运动时，以整体为研究对象，有
以B为研究对象，有
当水平力F作用于右端B上，两物体一起做匀加速运动时，以整体为研究对象，有
以A为研究对象，有
综上可得
F?≠F?
故A、B、C错，D正确。
破疑典例
AD
对整体，根据平衡条件有，解得，故A正确；设物块a、b分离时距出发点的距离为x?，由匀变速直线运动位移与时间的关系可知，说明当形变量为时a、b恰好分离，故B错误；对物块a分析，因分离时a、b间没有弹力，则根据牛顿第二定律可知，联立解得
a=，故C错误；分离前对整体分析，由牛顿第二定律有：，由此
可知刚开始运动时拉力F最小，F的最小值为，分离后对b，由牛顿第二定律有，解得F=mg测拉力，的最小值为，故D正确。