高考物理一轮复习题及答案解析第三章牛顿运动定律.doc

第三章　牛顿运动定律 (1)从近三年高考试题考点分布 可以看出，高考对本章内容的考查重 点有：力和运动的相互推断分析，动 力学相关的图像问题，牛顿运动定律 与曲线运动，功和能的综合等。实验 “探究加速度与物体质量、物体受力的 关系”也是近年高考考查的重点。 (2)高考对本章内容要求较高，每 年都有涉及，即有选择题，也有计算 题，且具有很强的综合性。 2015高考考向前瞻(1)对力和运动的关系的理解及应用牛顿第二定律进行分析与计算是本章的命题热点。本章知识与曲线运动、电磁学相结合，多以计算题的形式出现，也是高考的热点。 (2)以实际生活、生产和科学实验中有关问题为背景，突出表现物理知识在生活中的应用是今后命题的一大趋势。 第1节牛顿第一定律__牛顿第三定律 牛顿第二定律 [想一想] 物体运动需要力吗？力对物体运动产生什么影响？从作用效果上如何定义“力”？ 提示：运动是物质本身的属性，物体运动不需要力。力的作用将改变物体的运动状态，从作用效果上看，力是改变物体运动状态，产生加速度的原因。 [记一记] 1．牛顿第一定律 (1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 (2)成立条件：物体不受外力作用。 (3)意义： ①指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 ②指出力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。 2．惯性 (1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 (2)性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关。 (3)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 ———————————————————————————————————— 物理学史链接………………………………………………………………背背就能捞分 (1)伽利略利用“理想实验”得出“力是改变物体运动状态的原因”的观点，推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的错误观点。 (2)英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了“牛顿第一、第二、第三定律”。 ———————————————————————————————————— [试一试] 1．以下说法正确的是(　　) A．物体不受外力作用时，一定处于静止状态 B．要物体运动必须有力作用，没有力的作用，物体将静止 C．要物体静止必须有力作用，没有力的作用，物体将运动 D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 解析：选D　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，B、C错误。物体不受外力作用时，将处于匀速直线运动状态或静止状态，A错误，D正确。 牛顿第三定律 [想一想]　 马拉车的力和车拉马的力有什么关系？马车能启动前进是由上述两个力之间的大小关系决定的吗？ 提示：马拉车的力与车拉马的力大小相等，方向相反，马车能启动前进取决于车受到的合外力，跟车拉马的力无关，当马拉车的力大于车的阻力时，车就能启动了。 [记一记] 1．作用力和反作用力 两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一物体也施加了力。力是物体与物体间的相互作用，物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力和反作用力。 2．内容 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 3．意义 建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。 [试一试] 2．(多选)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”。把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图3－1－1所示。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论(　　) 图3－1－1 A．作用力与反作用力同时存在 B．作用力与反作用力作用在同一物体上 C．作用力与反作用力大小相等 D．作用力与反作用力方向相反 解析：选ACD　由题图可知：两个力传感器的相互作用力属于作用力和反作用力，它们同时存在、大小相等、方向相反、作用在两个物体上，故A、C、D正确。 考点一对牛顿第一定律的理解 [例1]　物体A的质量为10 kg，物体B的质量为20 kg，A、B分别以20 m/s和10 m/s的速度运动，则下列说法中正确的是(　　) A．A的惯性比B大 B．B的惯性比A大 C．A和B的惯性一样大 D．不能确定 [解析]　选B　质量是物体惯性大小的惟一量度，质量越大，惯性越大，惯性大小与速度大小无关，故B的惯性比A大，选项B正确，选项A、C、D都错。 [例2]　(多选)(2012·新课标全国卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是(　　) A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B．没有力的作用，物体只能处于静止状态 C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 [解析]　选AD　惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，故A对；根据惯性定律可知，没有力的作用，物体将保持原来的状态，即静止状态或者匀速直线运动状态，故B错；行星在圆轨道上的运动是变速运动，是在万有引力作用下的运动，所以C错；运动物体如果不受力作用，将保持原来的运动状态，即继续以同一速度沿着同一直线运动，D对。 [例3]　关于牛顿第一定律的说法中，正确的是(　　) A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态 B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律 C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性 D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因 [解析]　选D　牛顿第一定律揭示了两方面问题：①物体在任何时候都有惯性，故选项C错。不受力时惯性表现为物体处于静止状态或匀速直线运动状态，故选项A错。②揭示了力和运动的关系即力是改变物体运动状态的原因，所以选项D正确。牛顿第一定律揭示了这两方面问题，不只是反映惯性大小，故选项B错。 (1)惯性的两种表现形式 ①物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。 ②物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态容易改变。 (2)对牛顿第一定律的四点说明 ①明确惯性的概念： 牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性，即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。 ②揭示力的本质：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。 ③理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。 ④与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。 考点二对牛顿第三定律的理解及应用 1．作用力与反作用力的“四同、三异、三无关” (1)四同 (2)三异 (3)三无关 2．作用力、反作用力与一对平衡力的比较 [例4]　如图3－1－2所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢者。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是(　　) 图3－1－2 A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力 B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力 C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利 D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利 [审题指导] 第一步：抓关键点 关键点 获取信息 两人中间位置处有一分界线 两人到分界处的距离相等 冰面可看成光滑 两人水平方向上均只受水平绳的拉力 第二步：找突破口 已知两人水平拉力大小相等，根据牛顿第二定律和质量大小可得出两人运动的加速度大小关系，进而应用x＝at2比较两人运动的位移关系。 [解析]　选C　根据牛顿第三定律可知甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，选项A错；因为甲和乙的力作用在同一个物体上，故选项B错。设绳的张力为F，根据牛顿第二定律a＝知，若m甲>m乙，则a甲<a乙，由x＝at2推知，甲的位移较小，乙先过界，C正确。“拔河”比赛的输赢只与甲、乙的质量有关，与收绳速度无关，选项D错误。 应用牛顿第三定律应注意的三个问题 (1)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。 (2)作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同。 (3)作用与反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能牵扯第三个物体。 (多选)下面关于飞船与火箭起飞的情形，叙述正确的是(　　) A．火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力 B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力 C．火箭飞出大气层后，由于没有空气，火箭虽然向下喷气，但也无法获得前进的动力 D．飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力 解析：选AD　火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即火箭上升的推力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层，是否在空气中飞行无关，故选项B、C错误，A正确；当飞船进入轨道后，飞船与地球之间仍然存在着相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船也吸引地球，这是一对作用力和反作用力，故选项D正确。 在对物体进行受力分析时，如果不便于分析物体受到 的某些力，则可以通过分析其反作用力来解决问题，牛顿 第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我 们对问题的分析思路更灵活、更宽阔。 [典例]　(2013·厦门模拟)如图3－1－3所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为(　　) 图3－1－3 A．(M＋m)g　　　　 B．(M＋m)g－ma C．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g 转换对象 “底人”受力―→竿受力 思路立现 通过转换研究对象将研究对象由受力复杂的“底人”转换为受力较“少”的杆，便于分析和计算 [解析]　对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力Ff，有mg－Ff＝ma得Ff＝m(g－a)。竿对人有摩擦力， 人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支 持力FN，有Mg＋Ff′＝FN，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到FN′＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma。B项正确。 [答案]　B [题后悟道]　由于题中没有给出地面对“底人”的支持力情况，所以不能以“底人”为研究对象，这时必须转换研究对象，先以竿上的人为研究对象，再以杆为研究对象，通过牛顿第三定律建立竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力等大的关系进行求解。 (多选)(2014·兴化市质检)用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力大小(　　) A．一定小于手对砖的支持力大小 B．一定等于手对砖的支持力大小 C．一定大于手对砖的支持力大小 D．一定大于砖的重力大小 解析：选BD　砖对手的压力与手对砖的支持力是一对作用力反作用力，其大小一定相同，故A、C错误，B正确；当手突然向上加速时，砖的加速度方向向上，故有手对砖的支持力大小大于砖的重力大小，再由牛顿第三定律可得，砖对手的压力大小也一定大于砖的重力大小，故D正确。 [随堂对点训练] 1．(2014·揭阳模拟)在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是(　　) A．亚里士多德、伽利略　　　 B．伽利略、牛顿 C．伽利略、爱因斯坦 D．亚里士多德、牛顿 解析：选B　伽利略通过斜面实验正确认识了运动和力的关系，从而推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点；牛顿在归纳总结伽利略、笛卡儿等科学家的结论基础上得出了经典的牛顿第一定律，即惯性定律，故选项B正确。 2．关于惯性，下列说法中正确的是(　　) A．磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了 B．卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了 C．铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼的惯性，使铁饼飞得更远 D．月球上物体的重力只有在地面上的1/6，但是惯性没有变化 解析：选D　惯性只与质量有关，与速度无关，A、C错误；失重或重力加速度发生变化时，物体质量不变，惯性不变，所以B错误D正确。 3．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿运动定律又叫惯性定律 B．牛顿第一定律仅适用于宏观物体，只可用于解决物体的低速运动问题 C．牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a＝0条件下的特例 D．伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去 解析：选BD　牛顿第一定律表明，物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律，A错误。牛顿运动定律都是在宏观、低速的情况下得出的结论，在微观、高速的情况下不成立，B正确。牛顿第一定律说明了两点含义，一是所有物体都有惯性，二是物体不受力时的运动状态是静止或匀速直线运动，牛顿第二定律并不能完全包含这两点意义，C错误。伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础，D正确。 4.(2014·淮安模拟)如图3－1－4所示为阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承摩擦、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上；当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法正确的是(　　) 图3－1－4 A．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮 B．若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮 C．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮 D．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮 解析：选A　根据牛顿第三定律可知，甲、乙两人所受的向上的拉力是大小相等的，故质量较小的会获得较大的加速度，先达到滑轮处，A正确。 5．一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球。若车厢内的旅客突然发现(俯视图)小球沿如图3－1－5所示的虚线从A点运动到B点，则由此可以判断列车的运行情况是(　　) 图3－1－5 A．减速行驶，向北转弯 B．减速行驶，向南转弯 C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯 解析：选B　小球具有惯性，相对于列车向前运动，故列车在减速，相对于列车向北运动，故列车向南转弯，B正确。 6．(2014·内江模拟)沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中，泥炭对人的阻力不计)。如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动，那么，下列说法中正确的是(　　) A．在加速向下运动时，人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力 B．在减速向下运动时，人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力 C．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力 D．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力 解析：选D　人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，无论人加速下陷还是减速下陷，人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力大小总是相等的，故D正确。 [课时跟踪检测] 一、单项选择题 1.(2014·吴江质检)如图1所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A推B时(　　) 图1 A．A与B之间有相互作用力 B．A对B的作用在先，B对A的作用在后 C．B对A的作用力小于A对B的作用力 D．A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力 解析：选A　A推B时A与B之间有相互作用力，作用力与反作用力同时产生，大小相等，分别作用在不同的物体上，选项A正确，B、C、D错误。 2．下列说法正确的是(　　) A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B．同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的，所以它的惯性也随位置的变化而变化 C．一个小球竖直上抛，抛出后能继续上升，是因为小球运动过程中受到了向上的推力 D．物体的惯性大小只与本身的质量有关，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小 解析：选D　惯性是物体本身的固有属性，其大小只与物体的质量大小有关，与物体的受力及运动情况无关，故B错，D正确；速度大的汽车要停下来时，速度变化大，由Δv＝at可知需要的时间长，惯性未变，故A错；小球上抛时是由于惯性向上运动，并未受到向上的推力，故C错。 3．下列说法正确的是(　　) A．若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零 B．若物体的加速度均匀增加，则物体做匀加速直线运动 C．若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动 D．若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动 解析：选D　物体的速率不变，不一定是速度不变，如匀速圆周运动，合外力总是指向圆心，而速率不变，故A错误；匀加速直线运动的加速度是恒定的，加速度均匀增加的运动就是变加速运动，故B错误；物体所受合外力的方向与速度方向相反，物体将做减速运动，但如果合外力大小是变化的，则做的就是变减速运动，故C错误；在任意相等的时间间隔内物体的位移相等，因为位移是矢量，包含了方向，故是匀速直线运动，故D正确。 4.如图2所示，一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上，M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m，楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　) 图2 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 解析：选B　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。选项B正确。 5．某人用绳子将一桶水从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，下列说法正确的是(　　) A．这桶水处于超重状态，所以绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力 B．人对绳子的拉力与绳子对桶的拉力是一对作用力与反作用力 C．这桶水处于超重状态，绳子对桶的拉力大于桶的重力 D．这桶水能加速上升，是因为人对绳子的拉力大于桶对绳子的拉力 解析：选C　绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对作用力与反作用力、大小相等，与桶处于超重状态无关，A错误。人对绳子的拉力与绳子对桶的拉力不是一对作用力与反作用力，B错误。水桶处于超重状态，绳子对桶的拉力大于桶的重力，C正确。因为不计绳子的重力，人对绳子的拉力等于桶对绳子的拉力，D错误。 6.如图3所示，物体在水平力F作用下压在竖直墙上静止不动，则(　　) 图3 A．物体所受摩擦力的反作用力是重力 B．力F就是物体对墙的压力 C．力F的反作用力是墙壁对物体的支持力 D．墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力 解析：选D　作用力与反作用力的性质相同，故A错；力F与物体对墙的压力是两个不同的力，故B错；力F与墙壁对物体的支持力是一对平衡力，故C错；只有D对。 7．就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是(　　) A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机，这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了 C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性 D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到转弯的目的 解析：选C　采用了大功率的发动机后，可以提高车速，但功率的大小与惯性无关，只要质量不变，惯性就不变，故A错；惯性与运动时间无关，故B错；摘下或加挂车厢，会使列车的质量增大或减小，惯性发生变化，故C对；摩托车转弯时，身体稍微向里倾斜是改变其受力情况，惯性与力无关，故D错。 8．下列说法正确的是(　　) A．凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力，必定是一对作用力和反作用力 B．凡是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上的两个力，必定是一对作用力和反作用力 C．凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力，才是一对作用力和反作用力 D．相互作用的一对力中，究竟哪一个力是作用力、哪一个力是反作用力是任意的 解析：选D　作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的相互作用力，即两个物体互为施力物体和受力物体。其中的任一个力叫作用力时，另一个力叫反作用力，故只有D选项正确。 9．如图4所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球(　　) 图4 A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．无法确定 解析：选B　因小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰。 10. (2014·浙江瑞安十校联考)建筑工人用如图5所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，人拉的绳与水平面成30°，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)(　　) 图5 A．490 N B．500 N C．595 N D．700 N 解析：选C　对建筑材料受力分析，绳子上的弹力大小FT＝m物(g＋a)＝210 N；对人受力分析，如图所示，根据平衡条件可知，FN＋FTsin 30°＝G＝m人 g，代入数据得：FN＝595 N。即地面对人的支持力为595 N，根据牛顿第三定律，工人对地面的压力大小也为595 N，C正确。 二、多项选择题 11．下列关于力的说法正确的是(　　) A．作用力和反作用力作用在同一物体上 B．太阳系中的行星均受到太阳的引力作用 C．运行的人造地球卫星所受引力的方向不变 D．伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因 解析：选BD　作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，A项错；太阳系中的所有行星都要受到太阳的引力，且引力方向沿着两个星球的连线指向太阳，B项正确，C项错；伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因，D项正确。 12.如图6所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止。关于小球与列车的运动，下列说法正确的是(　　) 图6 A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进 B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进 C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动 D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动 解析：选BC　列车加(减)速时，小球由于惯性保持原来的运动状态不变，相对于车向后(前)滚动，选项B、C正确。 13.如图7所示，物体静止在一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是(　　) 图7 A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 D．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力 解析：选BC　物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，故A错。物体和斜面间的摩擦力是一对作用力和反作用力，B正确。物体受重力和斜面对物体的作用力，这两个力大小相等方向相反，是一对平衡力。故C正确。物体所受重力的分力仍作用在物体上，故D错。 14.抖空竹是人们喜爱的一项体育活动。最早的空竹是两个如同车轮的竹筒，中间加一个转轴，由于外形对称，其重心在中间位置，初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡。随着制作技术的发展，如图8所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎，现在大多是塑料制成的，也有天然竹木制成的。关于抖空竹，在空气阻力不可忽略的情况下，下列说法中正确的是(　　) 图8 A．空竹启动前用绳子拉住提起，要保证支持力和重力在同一条直线上 B．空竹的转动是依靠绳子的拉动，绳子与转轴之间的摩擦力越小越好 C．空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和惯性作用 D．空竹从抛起到接住，转速会减小，表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动 解析：选AD　空竹启动前用绳子拉住提起时，要保证拉力和重力在同一条直线上，A正确；空竹依靠绳子拉动，绳子与轴间摩擦力应越大越好，B错误；空竹抛起后上升过程中只受重力和空气阻力，C错误；因空气阻力的影响，抛起的空竹的转速会减小，故表演时要继续牵拉绳子使其加速转动，D正确。 15.如图9所示，我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是(　　) 图9 A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜 B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小 C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力 D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜 解析：选BD　物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变，不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，由于它们作用在不同的物体上，其效果可以不同。甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。B、D正确。 16．引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面。下放时，两臂放直，不能曲臂(如图10所示)，这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是(　　) 图10 A．上拉过程中，人受到两个力的作用 B．上拉过程中，单杠对人的作用力大于人对单杠的作用力 C．下放过程中，单杠对人的作用力小于人对单杠的作用力 D．下放过程中，在某瞬间人可能只受到一个力的作用 解析：选AD　上拉过程中，人受到两个力的作用，一个是重力，一个是单杠给人的作用力，A对。不论是上拉过程还是下放过程，单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力，与人的运动状态无关，B、C均错。在下放过程中，若在某瞬间人向下的加速度为重力加速度g，则人只受到一个重力的作用，D对。 第2节牛顿第二定律__两类动力学问题 牛顿第二定律 [想一想] 如图3－2－1所示为一张在真空中拍摄的羽毛与苹果自由下落的频闪照片。请思考苹果与羽毛重力相差很大，为什么它们总在同一相同的高度呢？ 图3－2－1 提示：物体的加速度与力成正比，与物体的质量成反比，物体在真空中仅受重力作用，故a＝＝＝g，可知羽毛和苹果在真空中下落的加速度相同。故它们的运动状态时刻相同，它们能时刻处在同一高度。 [记一记] 1．内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 2．表达式 F＝ma。 3．“五个”性质 [试一试] 1．(多选)(2013·哈尔滨三中月考)下列说法正确的是(　　) A．牛顿认为质量一定的物体其加速度与物体受到的合外力成正比 B．亚里士多德认为轻重物体下落快慢相同 C．笛卡尔的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因 D．伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有物体将下落的同样快 解析：选AD　牛顿认为质量一定的物体其加速度与物体受到的合外力成正比，选项A正确；亚里士多德认为重物体下落快，选项B错误；伽利略的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因，伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有物体将下落得同样快，选项C错误，D正确。 两类动力学问题 [记一记] 1．两类动力学问题 (1)已知受力情况求物体的运动情况。 (2)已知运动情况求物体的受力情况。 2．解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如图： [试一试] 2．质量为1 kg的质点，受水平恒力作用，由静止开始做匀加速直线运动，它在t s内的位移为x m，则F的大小为(单位为N)(　　) A.eq　　　　　B.eq C.eq D.eq 解析：选A　由牛顿第二定律F＝ma与x＝at2，得出F＝＝。 力学单位制 [想一想]　 如图3－2－2为甲、乙、丙三人百米比赛冲刺时的速度大小。试比较三人冲刺速度的大小；由此看出应怎样比较物理量的大小？ 图3－2－2 提示：v甲＝11 m/s，v乙＝7 200 dm/min＝12 m/s，v丙＝36 km/h＝10 m/s，故v乙>v甲>v丙。 由此可以看出，要比较同一物理量的大小，必须统一单位。 [记一记] 1．单位制 由基本单位和导出单位组成。 2．基本单位 基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、时间、长度，它们的国际单位分别是千克、秒、米。 3．导出单位 由基本量根据物理关系推导出的其他物理量的单位。 4．国际单位制中的七个基本物理量和基本单位 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 m 质量 m 千克 kg 时间 t 秒 s 电流 I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n 摩[尔] mol 发光强度 IV 坎[德拉] cd [试一试] 3．关于单位制，下列说法中正确的是(　　) A．kg、m/s、N是导出单位 B．kg、m、C是基本单位 C．在国际单位制中，A是导出单位 D．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的 解析：选D　在国际单位制中，kg、m、s属于基本单位，m/s、N、C属于导出单位，A、B均错误；A为国际单位制的基本单位，C错误；力的单位(N)是根据牛顿第二定律F＝ma导出的，D正确。 考点一瞬时加速度问题 [例1]　(多选)(2014·南通第一中学检测)如图3－2－3所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是(　　) 图3－2－3 A．两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsin θ B．B球的受力情况未变，瞬时加速度为零 C．A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsin θ D．弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零 [解析]　选BC　设弹簧的弹力大小为F，由平衡条件可知，F＝mgsin θ，烧断细线之后瞬间，弹簧弹力不变，故B球受力情况不变，加速度为0，B正确，A、D均错误；以A为研究对象，由牛顿第二定律可得：F＋mgsin θ＝maA，解得：aA＝2gsin θ，故C正确。 [例2]　(2014·苏州第三中学质检)如图3－2－4所示，质量分别为m、2m的小球A、B，由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在电梯内，已知电梯正在竖直向上做匀加速直线运动，细线中的拉力为F，此时突然剪断细线。在线断的瞬间，弹簧的弹力的大小和小球A的加速度的大小分别为(　　) 图3－2－4 A.eq，＋g　　　　　 B.eq，＋g C.eq，＋g D.eq，＋g [解析]　选A　在剪断前，对A、B及弹簧整体由牛顿第二定律有：F－3mg＝3ma，对B由牛顿第二定律得：F弹－2mg＝2ma，由此可得：F弹＝，细线被剪断后的瞬间，弹簧弹力不变，此时对A球来说，受到向下的重力和弹力，则有：F弹＋mg＝maA，解得aA＝＋g，故A正确。 考点二动力学的两类基本问题分析 1．物体运动性质的判断方法 (1)明确物体的初始运动状态(v0)。 (2)明确物体的受力情况(F合)。 (3)根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况、加速度变化情况及速度变化情况。 2．两类动力学问题的解题步骤 [例3]　(2013·江苏高考)如图3－2－5所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。 图3－2－5 (1)当纸板相对砝码运动时，求纸板所受摩擦力的大小； (2)要使纸板相对砝码运动，求所需拉力的大小； (3)本实验中，m1＝0.5 kg，m2＝0.1 kg，μ＝0.2，砝码与纸板左端的距离d＝0.1 m，取g＝10 m/s2。若砝码移动的距离超过l＝0.002 m，人眼就能感知。为确保实验成功，纸板所需的拉力至少多大？ [思路点拨] (1)纸板相对砝码运动时共受几个滑动摩擦力？大小各是多少？试写出它们的表达式。 提示：2个；砝码对纸板的滑动摩擦力为f1＝μm1g，桌面对纸板的滑动摩擦力为f2＝μ(m1＋m2)g。 (2)要使纸板相对砝码运动，两者的加速度大小有什么关系？ 提示：纸板的加速度大于砝码的加速度。 (3)纸板抽出过程中，纸板和砝码的位移之间满足什么关系？纸板抽出后砝码做什么规律的运动？加速度是多大？拉力的最小值又对应什么关系？试写出上述关系式。 提示：在纸板抽出过程中，设砝码的位移为x1，纸板的位移为x′，则之间的关系应为d＋x1＝x′；纸板抽出后砝码做匀减速直线运动；由牛顿第二定律可求加速度大小为a，表达式为：a＝μg；设纸板抽出后砝码运动的位移为x2，则拉力最小值时应对应关系式为：l＝x1＋x2。 [解析]　(1)砝码对纸板的摩擦力f1＝μm1g 桌面对纸板的摩擦力f2＝μ(m1＋m2)g f＝f1＋f2 解得f＝μ(2m1＋m2)g (2)设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，则 f1＝m1a1 F－f1－f2＝m2a2 发生相对运动a2>a1 解得F>2μ(m1＋m2)g (3)纸板抽出前，砝码运动的距离x1＝a1t12 纸板运动的