高三物理第一轮复习牛顿运动定律考点例析答案.pdf

高三物理第一轮复习牛顿运动定律考点例析答案例 1-1、分析与解：对人受力分析，他受到重力mg、支持力FN和摩擦力Ff作用，如图1 所示 .取水平向右为x 轴正向，竖直向上为y轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：Ff=macos300, FN-mg=masin300因为56mgFN，解得53mgFf. 例 1-2 、分析与解：（ 1）错因为L2被剪断的瞬间，L1上的张力大小发生了变化剪断瞬时物体的加速度a=gsin . （ 2）对因为L2被剪断的瞬间，弹簧L1的长度来不及发生变化，其大小和方向都不变例 1-3、分析与解：因小球在水平方向不受外力作用，水平方向的加速度为零，且初速度为零，故小球将沿竖直向下的直线运动，即C 选项正确例 1-4、分析与解：选人和吊台组成的系统为研究对象，受力如图5 所示， F 为绳的拉力 ,由牛顿第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)a 则拉力大小为：NgamMF3502)(再选人为研究对象，受力情况如图6 所示，其中 FN是吊台对人的支持力由牛顿第二定律得：F+FN-Mg=Ma, 故 FN=M(a+g)-F=200N. 由牛顿第三定律知，人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等，方向相反，因此人对吊台的压力大小为200N，方向竖直向下。

例 1-5、分析纠错：笔者看到这道试题以后，对高考命题专家是佩服得五体投地！ 命题者将常见的四种不同的物理情景放在一起，让学生判别弹簧的伸长量的大小，不少学生不加思考的选择B 答案没有良好思维习惯的学生是不能正确解答本题的这正是命题人的独具匠心！本题实际上就是判断四种情景下弹簧所受弹力的大小由于弹簧的质量不计，所以不论弹簧做何种运动，弹簧各处的弹力大小都相等因此这四种情况下弹簧的弹力是相等，即四个弹簧的伸长量是相等只有D 选项正确例 2-1 、分析与解： (1) 以物体和绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得：F=（M+m ）a,解得 a=F/(M+m). (2)以物体和靠近物体x 长的绳为研究对象，如图15 所示根据牛顿第二定律可得：Fx=(M+mx/L)a=(M+xLm)mMF由此式可以看出：绳中各处张力的大小是不同的，当x=0 时，绳施于物体M 的力的大小为FmMM例 2-2：解析 ：要求车的加速度，似乎需将车隔离出来才能求解，事实上，人和车保持相对静止， 即人和车有相同的加速度，所以可将人和车看做一个整体，对整体用牛顿第二定律求解即可将人和车整体作为研究对象，整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力。

在竖直方向重力与支持力平衡，水平方向绳的拉力为2F ，所以有：2F = (M + m)a ，解得： a =2FMm例 2-3：解析 ：先把 P、Q 看成一个整体，受力如图14甲所示，则绳对两环的拉力(m+M)g F F 图 5 a F FN Mg 图 6 300 aFN mgFf 图 1 x yx ax ay图 15 Fx mx M 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -为内力，不必考虑，又因OB 杆光滑，则杆在竖直方向上对Q 无力的作用，所以整体在竖直方向上只受重力和OA 杆对它的支持力，所以N 不变，始终等于P 、Q 的重力之和再以 Q 为研究对象，因OB 杆光滑，所以细绳拉力的竖直分量等于Q 环的重力，当P 环向左移动一段距离后， 发现细绳和竖直方向夹角a 变小，所以在细绳拉力的竖直分量不变的情况下，拉力 T 应变小。

由以上分析可知应选B 例 2-4：解析： 选 M 、m1和 m2构成的整体为研究对象，把在相同时间内，M 保持静止，m1和 m2分别以不同的加速度下滑三个过程视为一个整体过程来研究根据各种性质的力产生的条件， 在水平方向，整体除受到地面的静摩擦力外，不可能再受到其他力；如果受到静摩擦力，那么此力便是整体在水平方向受到的合外力根据系统牛顿第二定律，取水平向左的方向为正方向，则有：F合x = Ma + m1a1xm2a2x其中 a、a1x和 a2x分别为 M 、m1和 m2在水平方向的加速度的大小，而a= 0 ，a1x= g (sin30 cos30 ) cos30 ，a2x = g (sin45 cos45 ) cos45 所以：F合= m1g (sin30cos30 ) cos30 m2g (sin45 cos45 ) cos45 =3 10 (120.2 32) 322.0 10 (220.3 22) 22=2.3N 负号表示整体在水平方向受到的合外力的方向与选定的正方向相反所以劈块受到地面的摩擦力的大小为23N，方向水平向右例 2-5：解析：以人、车整体为研究对象，根据系统牛顿运动定律求解。

如图 16甲，由系统牛顿第二定律得：(M + m)gsin = ma 解得人的加速度为a =Mmmgsin例 2-6：解析： 选小球 Q 和两重物 P 构成的整体为研究对象，该整体的速率从零开始逐渐增为最大，紧接着从最大又逐渐减小为零（此时小球下降的距离最大为h） ，如图110甲在整过程中，只有重力做功，机械能守恒因重为 Q 的小球可能下降的最大距离为h ，所以重为P 的两物体分别上升的最大距离均为：22hLL 考虑到整体初、末位置的速率均为零，故根据机械能守恒定律知，重为Q 的小球重力势能的减少量等于重为P 的两个物体重力势能的增加量，即：Qh = 2P (22hLL) 从而解得： h =22222PL(8PQ4P例 2-7：解析： 只释放一个球与同时释放三个球时，每球所受的库仑力相同而若同时释放三个球，则三球组成的系统所受合外力为0，由此根据系统牛顿运动定律求解把 A 、B 、C 三个小球看成一个整体，根据系统牛顿运动定律知，系统沿水平方向所受合外力等于系统内各物体沿水平方向产生加速度所需力的代数和，由此可得：maA + maB + maC = 0 规定向右为正方向，可解得C 球的加速度：aC =(aA + aB) =(13) = 2m/s2方向水平向右：例 2-8：解析：要求物体1 和 2 之间的作用力，必须把其中一个隔离出来分析。

先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：F1F2 = 2ma 再以物体 2 为研究对象，有NF2 = ma 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -解、两式可得N =12FF2，所以应选C 例 2-9：解析 ：A 的运动有两种可能，可根据隔离法分析设 AB 一起运动，则：a =ABFmmAB 之间的最大静摩擦力：fm = mBg 以 A 为研究对象：若fmmAa ，即： ABBAmm (mm )gF 时， AB 一起向右运动若 ABBAmm (mm )gF ，则 A 向右运动，但比B 要慢，所以应选B 例 2-10：解析：B 受到 A 向前的压力N ，要想 B 不下滑， 需满足的临界条件是：1N = m2g 设 B 不下滑时， A 、B 的加速度为a ，以 B 为研究对象，用隔离法分析，B 受到重力，A 对 B 的摩擦力、 A 对 B 向前的压力N ，如图 23 甲所示，要想B 不下滑，需满足：1Nm2g ，即： 1m2am2g ，所以加速度至少为a =1g再用整体法研究A、B，根据牛顿第二定律，有：F2(m1 + m2)g = (m1 + m2)g = (m1 + m2)a 所以推力至少为：F = (m1 + m2)(11+ 2)g 例 2-11：解析 ：弹力产生在直接接触并发生了形变的物体之间，现在细绳有无形变无法确定。

所以从产生原因上分析弹力是否存在就不行了，应结合物体的运动情况来分析隔离 A 和 B ，受力分析如图24 甲所示，设弹力T 存在，将各力正交分解，由于两物体匀速下滑，处于平衡状态，所以有：mgAsin = T + fAmgBsin + T = fB设两物体与斜面间动摩擦因数分别为A、B， ，则：fA = ANA = AmAgcosfB = BNB = BmBgcos由以上可解得：T = mAg (sin Acos )和 T = mBg (Bcos sin ) 若 T = 0 ，应有： A = tan，B = tan由此可见，当A = B时，绳子上的弹力T 为零若 AB，绳子上一定有弹力吗？我们知道绳子只能产生拉力当弹力存在时，应有：T0 ，即： Atan，Btan所以只有当AB时绳子上才有弹力例 2-12：解析 ：确定物体 m 的加速度可用整体法，确定盘对物体的支持力需用隔离法选整体为研究对象，在没有向下拉盘时有：KL = (m + m0)g 在向下拉伸 L 又放手时有：KL = (m + m0)a 再选 m 为研究对象： FNmg = ma 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -解得： FN = (1 +LL)mg 应选 A 。

此题也可用假设法、极限法求解例 3-1、分析与解：设物体与平板一起向下运动的距离为x 时，物体受重力mg，弹簧的弹力 F=kx 和平板的支持力N 作用据牛顿第二定律有：mg-kx-N=ma 得 N=mg-kx-ma 当 N=0 时，物体与平板分离，所以此时kagmx)(因为221atx，所以kaagmt)(2例 3-2、分析与解：因为在t=0.2s 内 F 是变力，在t=0.2s 以后 F 是恒力，所以在t=0.2s 时，P离开秤盘此时P受到盘的支持力为零，由于盘的质量m1=15kg，所以此时弹簧不能处于原长，这与例2 轻盘不同设在00.2s 这段时间内P 向上运动的距离为x,对物体 P 据牛顿第二定律可得：F+N-m2g=m2a 对于盘和物体P 整体应用牛顿第二定律可得：ammgmmxkgmmkF)()()(212121令 N=0，并由述二式求得kamgmx12，而221atx，所以求得a=6m/s2. 当 P开始运动时拉力最小，此时对盘和物体P 整体有 Fmin=(m1+m2)a=72N. 当 P与盘分离时拉力F 最大， Fmax=m2(a+g)=168N. 例 3-3、分析与解：对于A、B 整体据牛顿第二定律有：FA+FB=(mA+mB)a,设 A、B 间的作用为 N，则对 B 据牛顿第二定律可得：N+FB=mBa 解得NtFmmFFmNBBABAB3416当 t=4s 时 N=0，A、B 两物体开始分离，此后B 做匀加速直线运动，而A 做加速度逐渐减小的加速运动，当t=4.5s 时 A 物体的加速度为零而速度不为零。

t4.5s 后,所受合外力反向，即 A、 B 的加速度方向相反 当 tg 时，则小球将“飘”离斜面，只受两力作用，如图13 所示，此时细线 与 水 平 方 向 间 的 夹 角 450.由 牛 顿 第 二 定 律 得 ： Tcos =ma,Tsin =mg, 解 得mggamT522例 4-1 、分析与解：刚放在传送带上的零件，起初有个靠滑动摩擦力加速的过程，当速度增加到与传送带速度相同时，物体与传送带间无相对运动，摩擦力大小由f=mg 突变为零，此后以速度V 走完余下距离由于 f=。