（2019） 新人教版高中物理必修一4-5 牛顿运动定律的应用（教师版）合格性考试讲义.docx

1、合格性考试讲义 必修一第四章 运动和力的关系第五节 牛顿运动定律的应用一、从受力确定运动情况1牛顿第二定律的作用：确定了运动和力的关系，把物体的运动情况与受力情况联系起来2已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况3解题思路4. 主要运动学参量运动学有五个参量、v、t、a、x，这五个参量只有三个是独立的。 运动学的解题方法就是“知三求二”。所用的主要公式： 此公式不涉及到位移，不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式 此公式不涉及到末速度，不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式 此公式不涉及到初速度，不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式 此公式不涉及到

2、加速度，不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式 此公式不涉及到时间，不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式根据运动学的上述5个公式求出加速度，再依据牛顿第二定律，可以求物体所受的合力或者某一个力。2、 从运动情况确定受力1已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力2解题思路3解题步骤(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，并画出受力图和运动草图(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力(4)根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力【学考演练】1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)

3、(1)物体的加速度方向就是其运动方向()(2)同一个物体，其所受合外力越大，加速度越大()(3)同一个物体，其所受合外力越大，运动越快()(4)对于任何运动物体，它在任何一段时间内的平均速度都等于该段时间初、末速度的平均值()(5)物体的加速度方向就是其运动方向()(6)同一个物体，其所受合外力越大，加速度越大()(7)同一个物体，其所受合外力越大，运动越快()(8)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向()(9)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向()(10)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的()(11)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的()

4、2(多选)一质量为m的雨滴在下落过程中，加速度越来越小，最后雨滴将以某一速度匀速下降，在雨滴下降的过程中，下列说法中正确的是()A雨滴受到的阻力恒定B雨滴受到的阻力越来越大C雨滴受到的阻力越来越小D雨滴先做变加速运动，再做匀速运动解析：选BD由mgFfma，可知若加速度越来越小，则阻力越来越大，故选项B正确，A、C错误；加速度发生变化，就叫变加速运动，故选项D正确3A、B两物体以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若两物体的质量mAmB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为()AxAxBBxAxBCxAxB D不能确定解析：选A由Ffmgma得ag，故A

5、、B两物体的加速度相同，又据运动学公式v2ax知x，故两物体滑行的最大距离xAxB，故A正确4(多选)一物体在几个力的共同作用下处于静止状态，现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又马上使其恢复到原值(方向不变)，则()A物体始终向西运动B物体先向西运动后向东运动C物体的加速度先增大后减小D物体的速度先增大后减小解析：选AC除向东的力外，其他力的合力F一定向西，且大小恒定，则物体的加速度a，因为F先减后增，所以加速度先增后减，故选项C正确；由于向西的力始终比向东的力大，故加速度一直向西，与速度同向，所以物体也一直向西做加速运动，故选项A正确，B、D错误5假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重

6、成正比，未洒水时，车匀速行驶，洒水时它的运动将是()A做变加速运动B做初速度不为零的匀加速直线运动C做匀减速运动D继续保持匀速直线运动解析：选A设牵引力为F，则akg，洒水时质量m减小，则a变大，所以洒水车做加速度变大的加速运动，故A正确6一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是()A将水平恒力增加到2F，其他条件不变B将物体质量减小一半，其他条件不变C物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D将时间增加到原来的两倍，其他条件不变解析：选D由牛顿第二定律得Fmgma，所以ag，对比A、B、C三

7、项，均不能满足要求，故选项A、B、C错；由vat可得选项D对7假设洒水车的牵引力不变且所受阻力与车重成正比，未洒水时，车匀速行驶，洒水时它的运动将是()A做变加速运动B做初速度不为零的匀加速直线运动C做匀减速运动D继续保持匀速直线运动解析：选Aakg，洒水时质量m减小，则a变大，所以洒水车做加速度变大的加速运动，故A正确8某气枪子弹的出口速度达100 m/s，若气枪的枪膛长0.5 m，子弹的质量为20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为()A1102 NB2102 NC2105 ND2104 N解析：选B由v22ax，得a m/s21104 m/s2，

8、故高压气体对子弹的作用力Fma201031104 N2102 N.9某气枪子弹的出口速度达100 m/s，若气枪的枪膛长0.5 m，子弹的质量为20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为()A1102 NB2102 NC2105 N D2104 N解析：选B根据v22ax，得a m/s21104 m/s2，从而得高压气体对子弹的作用力Fma201031104 N2102 N.10在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面

9、间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为()A7 m/s B14 m/sC10 m/s D20 m/s解析：选B设汽车刹车后滑动时的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mgma，解得ag.由匀变速直线运动速度位移关系式v2ax，可得汽车刹车前的速度为v0 m/s14 m/s，因此B正确11用相同材料做成的A、B两木块的质量之比为32，初速度之比为23，它们在同一粗糙水平面上同时开始沿直线滑行，直至停止，则它们()A滑行中的加速度之比为23B滑行的时间之比为11C滑行的距离之比为49D滑行的距离之比为32解析：选C根据牛顿第二定律可得mgma，所以滑行中的加速度为ag，所

10、以加速度之比为11，A错误；根据公式t，可得，B错误；根据公式v22ax可得，C正确，D错误12用30 N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg的物体，力F作用3 s后消失，则第5 s末物体的速度和加速度分别是()Av7.5 m/s，a1.5 m/s2Bv4.5 m/s，a1.5 m/s2Cv4.5 m/s，a0Dv7.5 m/s，a0解析：选C前3 s物体由静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：Fma，解得a m/s21.5 m/s2,3 s末物体的速度为vat1.53 m/s4.5 m/s；3 s后，力F消失，由牛顿第二定律可知加速度立即变为0，物体做匀速直线运动，所以

11、5 s末的速度仍是3 s末的速度，即4.5 m/s，加速度为a0，故C正确13.(多选)有一种游戏，游戏者手持乒乓球拍托球移动，距离大者获胜若某人在游戏中沿水平面做匀加速直线运动，球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为，如图所示设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间的摩擦，不计空气阻力，则()A运动员的加速度大小为gtan B球拍对球的作用力大小为mgC球拍对球的作用力大小为mgcos D运动员对球拍的作用力大小为解析：选AD球和运动员具有相同的加速度，对小球受力分析，如图甲所示：则小球所受的合力为mgtan ，根据牛顿第二定律得agtan ，故A正确；根据平行四边形定则知，

12、球拍对球的作用力N，故B、C错误；对球拍和球整体分析，整体的合力为(Mm)a，如图乙所示，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力F，故D正确14在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下的滑动痕迹在某次交通事故中，汽车的刹车线长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车刹车前的速度为()A7 m/sB14 m/sC10 m/sD20 m/s解析：选B设汽车刹车后滑动时的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：mgma，解得ag.由匀变速直线运动速度位移关系式v022ax，可得汽车刹车前的速度为

13、：v0 m/s14 m/s，因此B正确15行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞引起的伤害，人们设计了安全带，假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)()A450 NB400 NC350 ND300 N解析：选C汽车的速度v090 km/h25 m/s，设汽车匀减速的加速度大小为a，则a5 m/s2，对乘客应用牛顿第二定律得Fma705 N350 N，所以C正确【真题演练】35. （2019.6广东）如图所示，一节车厢沿水平地面向右做匀

14、加速直线运动，车厢内悬挂小球的细绳向左偏离竖直方向，且小球相对于车厢静止下列说法正确的是A. 小球所受的拉力大于小球的重力B. 小球所受的拉力等于小球的重力C. 小球所受的拉力小于小球的重力D. 小球所受的合力为零【答案】A【解析】【详解】小球受力如图所示，车厢沿水平地面向右做匀加速直线运动，车厢有向右的恒定加速度，所以小球所受合力大小恒定方向水平向右，则有，即小球所受的拉力大于小球的重力，故选项A正确B、C、D错误 33. （2017.6广东）如图所示，沿水平方向做直线运动的车厢内，悬挂小球的细绳向左偏离竖直方向，小球相对车厢静止关于车厢的运动情况，下列说法正确的是()A. 车厢向左做匀速直

15、线运动B. 车厢向右做匀速直线运动C. 车厢向左做匀加速直线运动D. 车厢向右做匀加速直线运动【答案】D【解析】【详解】由受力分析知，小球所受合力大小恒定方向水平向右，说明车厢有向右的恒定加速度，车厢向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动，故选项D正确点睛：解决本题的关键知道小球和车厢具有相同的加速度，结合牛顿第二定律进行求解27.（2015陕西）如图所示，质量 m=2kg的物体静止在水平地面上，现用F=10N的水平推力推该物体，使其做匀加速直线运动，已知物体和地面间的动摩擦因数为=0.2，重力加速度g取10m/s2。试求：（1）物体的加速度大小（2）从静止开始2s内物体的位移大小（3）若

16、2s末撤去推力F，则物体还能运动多长时间【答案】（1）3m/s2；（2）6m；（3）3s。【解析】【详解】(1)由牛顿第二定律可知：代入数据解得：；(2)根据运动学公式可知从静止开始2s内物体位移大小为：(3)由运动学公式可知2s末物体的速度为：当2s末撤去F后由牛顿第二定律有：设物体还能运动的时间为，则根据运动学公式有：联立各式代入数据解得：。答：（1）物体的加速度大小；（2）从静止开始2s内物体的位移大小；（3）若2s末撤去推力F，则物体还能运动3s。17. （2016云南）一个质量为2kg的物体静止于水平地面上，在12N的水平拉力作用下做匀加速直线运动，运动过程中受到的阻力为8N，求：（

17、1）物体的加速度大小；（2）物体2s内发生的位移大小【答案】(1)2m/s2 （2）4m【解析】（1）对物体受力分析：重力G、支持力N、拉力F、滑动摩擦力f，由牛顿第二定律：F-f=ma，得： （2）由位移公式可得： 点睛：对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁.40. （2019.12河北）在水平冰面上有一质量为20kg的冰车处于静止状态。某人用恒定的水平推力推冰车，冰车从静止开始做匀加速直线运动，当冰车前进4.0m时，速度为2.0m/s。已知冰车与冰面间

18、的动摩擦因数为0.02，重力加速度g取10m/s2。求：（1）冰车的加速度大小；（2）水平推力大小。【答案】（1）0.5m/s2 （2）14N【解析】【详解】（1）冰车做匀加速运动，加速度为（2）冰车水平方向受到推力和摩擦力作用，由牛顿第二定律代入加速度a，解得24. （2020北京）如图 所示，用 F= 3.0N 的水平拉力，使质量 m= 1.0kg 的物体由静止开始沿光滑水平面 做匀加速直线运动。求：(1)物体加速度的大小 a；(2)物体在前 2.0s 内位移的大小 x。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由牛顿第二定律可得物体的加速度（2）由运动学公式17. （2021.7云南）我国自主研制的首艘075型两栖攻击舰“海南号”，是中国海军排在航母之后的第二大战舰类型。在某次试航过程中，“海南号”由静止开始经时间t行驶距离为s，若将“海南号”的运动视为匀加速直线运动，其总质量为m。求“海南号”此次试航过程中（1）t时刻速度v的大小；（2）受到合力F的大小。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)根据匀变速直线运动位移与平均速度关系，有解得(2)根据匀变速直线运动速度与时间关系，有由牛顿第二定律，可得联立，可得第 13 页 共 13 页