牛顿运动定律习题.doc

第三章 牛顿运动定律 ①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。 ②它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。 ③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。 2．惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 ①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。 ②质量是物体惯性大小的量度。 牛顿第一定律 牛顿第一定律 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性，衡量惯性的大小的物理量是质量。 牛顿运动定律牛顿第二定律 牛顿运动定律 牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力方向相同。表达式F合=ma，其中F单位：牛（N）；m单位：千克（kg）；a单位：米／秒2(m/s2)。意义：力是改变物体运动状态的原因。 牛顿第三定律 牛顿第三定律 两个物体间相互作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 (作用力与反作用力同时产生，同时消失，是同种性质的力，它们分别作用在不同的物体上，不存在“平衡’问题。) 2.超重和失重 超重现象是指：NG或 TG； 加速度a向上； 失重现象是指：GN或 GT； 加速度a向下； 完全失重是指：T=0或N=0； 加速度a向下；大小a= g 1、在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作 [ ] 　　 A．匀减速运动 　　 B．匀加速运动 　　 C．速度逐渐减小的变加速运动 　　 D．速度逐渐增大的变加速运动 【分析】 木块受到外力作用必有加速度，已知外力方向不变，数值变小，根据牛顿第二定律可知，木块加速度的方向不变，大小在逐渐变小，也就是木块每秒增加的速度在减少，由于加速度方向与速度方向一致，木块的速度大小仍在不断增加，即木块作的是加速度逐渐减小速度逐渐增大的变加速运动． 【答】 D． 2、图1表示某人站在一架与水平成θ角的以加速度a向上运动的自动扶梯 台阶上，人的质量为m，鞋底与阶梯的摩擦系数为μ，求此时人所受的摩 擦力。 【误解】 因为人在竖直方向受力平衡，即N = mg，所以摩擦力f=μN=μmg。 【正确解答】如图2，建立直角坐标系并将加速度a沿已知力的方向正交分解。 水平方向加速度a2=acosθ 由牛顿第二定律知 f = ma2 = macosθ 【错因分析与解题指导】计算摩擦力必须首先判明是滑动摩擦，还是静摩擦。若是滑动摩擦，可用f=μN计算；若是静摩擦，一般应根据平衡条件或运动定律列方程求解。题中的人随着自动扶梯在作匀加速运动，在水平方向上所受的力应该是静摩擦力，[误解]把它当成滑动摩擦力来计算当然就错了。另外，人在竖直方向受力不平衡，即有加速度，所以把接触面间的正压力当成重力处理也是不对的。 　　用牛顿运动定律处理平面力系的力学问题时，一般是先分析受力，然后再将诸力沿加速度方向和垂直于加速度方向正交分解，再用牛顿运动定律列出分量方程求解。 　　有时将加速度沿力的方向分解显得简单。该题正解就是这样处理的。 3、质量分别为mA和mB的两个小球，用一根轻弹簧联结后用细线悬挂在顶板下（图1），当细线被剪断的瞬间，关于两球下落加速度的说法中，正确的是 [ ] 　　 A．aA=aB=0 B．aA=aB=g 　　 C．aA＞g，aB=0 D．aA＜g，aB=0 【分析】分别以A、B两球为研究对象．当细线未剪断时，A球受到竖直向下的重力mAg、弹簧的弹力T，竖直向上细线的拉力T′；B球受到竖直向下的重力mBg，竖直向上弹簧的弹力T图2．它们都处于力平衡状态．因此满足条件 T = mBg， T′=mAg + T =（mA+mB）g． 　　细线剪断的瞬间，拉力T′消失，但弹簧仍暂时保持着原来的拉伸状态，故B球受力不变，仍处于平衡状态，aB=0；而A球则在两个向下的力作用下，其瞬时加速度为 【正确解答】选（C）。． 【说明】1本题很鲜明地体现了a与F之间的瞬时关系，应加以领会． 　　 2绳索、弹簧以及杆（或棒）是中学物理中常见的约束元件，它们的特性是不同的，现列表对照如下： 4、在车箱的顶板上用细线挂着一个小球（图1），在下列情况下可对车厢的运动情况得出怎样判断： 1）细线竖直悬挂：______; 　　 2）细线向图中左方偏斜：_________ 3）细线向图中右方偏斜：_________