1、专题5：牛顿定律专题5：牛顿三大定律参考答案 题型1：惯性概念的理解及应用 1.一天，下着倾盆大雨某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了. 列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的() 解析：列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致 答案：C (1)假设列车正在出站，那么水面的形状与哪个选项一致？ (2)假设水面形状与选项A中相同，说明列车的运动状态是怎样的？ 解析：(1)列车出站时速度增加，水由于惯性仍要保持原来较小的速度，故形成选项B中的液面形状 (2)液面水平，说明列车的运动状态没有变化，那么列车可能处于静止状态或匀速直线运动
2、状态 答案：(1)B(2)静止或匀速直线运动 2.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，以下说法正确的选项是() A假设小球向前滚动，那么磁悬浮列车在加速前进 B假设小球向后滚动，那么磁悬浮列车在加速前进 C磁悬浮列车急刹车时，小球不滚动 D磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动 解析：假设磁悬浮列车减速，磁悬浮列车运动的速度变小了，而小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要大于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车向前滚反之，当磁悬浮列车加速时，磁悬浮列车运动的速度变大了，而小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运
3、动状态，所以小球运动的速度要小于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车向后滚由以上分析可知，选项B正确 答案：B 题型2：牛顿第三定律的理解及应用 3.以下说法正确的选项是() A走路时，只有地对脚的作用力大于脚蹬地的力时，人才能往前走 B走路时，地对脚的作用力与脚蹬地的力总是大小相等，方向相反的 C物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的10倍，那么A对B的作用力大于B对A的作用力 D以卵击石，石头没有损伤而鸡蛋破了，是因为鸡蛋对石头的作用力小于石头对鸡蛋的作用力 解析：地对脚的作用力与脚蹬地的力是作用力和反作用力，由牛顿第三定律，这两个力总是大小相等、方向相反的，A不正确，B正确物
4、体A对B的作用力总是等于B对A的作用力，与A、B两物体的质量无关，C不正确以卵击石时，鸡蛋对石头的作用力等于石头对鸡蛋的作用力，但鸡蛋的承受能力较小，所以鸡蛋会破，D不正确 答案：B 作用力和反作用力的关系：与物体的运动状态及如何作用无关 作用力与反作用力总是大小相等，方向相反 4.如以下图，两车厢的质量相同，其中有一个车厢内有一人拉动绳子使车厢相互靠近，假设不计绳子质量及车与轨道间的摩擦，以下对于哪个车厢有人的判断正确的选项是() A绳子拉力较大的那一端车厢里有人 B先开始运动的车厢内有人 C先到达两车中点的车厢内没人 D不去称质量，无法确定哪个车厢内有人 答案：C 5.如以下图，质量为m的
5、木块在质量为M的长木板上向右滑行，木块受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，木块与长木板间的动摩擦因数为1，长木板与地面间的动摩擦因数为2，那么() A长木板受到地面的摩擦力的大小一定是2mg B长木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mM)g C当F2(mM)g时，长木板便会开始运动 D无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动 解析：木块受到的滑动摩擦力大小为1mg，由牛顿第三定律，长木板受到m对它的摩擦力大小也是1mg，对长木板使用平衡条件得地面对长木板的静摩擦力为1mg，A、B错误改变F的大小，木块m受到的滑动摩擦力不会发生变化，长木板受力不变，C错误，D正确 答案：D 题型3：牛顿
6、第二定律的应用 用牛顿第二定律解题时，通常有以下两种方法：1合成法 假设物体只受两个力作用而产生加速度时，利用平行四边形定那么求出两个力的合外力方向就是加速度方向特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比拟简单 2分解法 当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法分解方式有两种： (1)分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解，那么：F合xma(沿加速度方向)，F合y0(垂直于加速度方向) (2)分解加速度：当物体受到的力相互垂直时，沿这两个相互垂直的方向 分解加速度 6.如以下图一静止斜面CD与水平面的倾角30，斜面上有一质量为m的小球P，Q是一带竖
7、直推板的直杆，其质量为3m.现使竖直杆Q以水平加速度a0.5g水平向右匀加速直线运动，从而推动小球P沿斜面向上运动小球P与直杆Q及斜面之间的摩擦均不计，直杆Q始终保持竖直状态，求该过程中： (1)小球P的加速度大小；(2)直杆Q对小球P的推力大小 解析：对小球P进行受力分析，受力图如右图所示，根据牛顿第二定律可得 aPcos 30a，联立以上各式解得aPg， . 答案：(1) g(2) mg 7.如图甲所示，小车上固定着三角硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球杆对小球的作用力的变化如图乙所示，那么关于小车的运动说法中正确的选项是(杆对小球的作用力由F1至F4变化)() A小车向右做匀加速运动
8、 B小车由静止开始向右做变加速运动 C小车的加速度越来越大 D小车的加速度越来越小 解析：对小球进行受力分析，小球受竖直向下的重力和杆对球的弹力，作出二力的合力的力的图示，就可判断出合力始终是增大的，因此小球的加速度始终增大作图时必须注意合力的方向始终沿水平方向车和小球是个整体，因此小车的加速度也是越来越大的应选项C正确 答案：C 8.如以下图，车内绳AB与绳BC拴住一小球，BC水平，车由原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，那么() AAB绳、BC绳拉力都变大 BAB绳拉力变大，BC绳拉力变小 CAB绳拉力变大，BC绳拉力不变 DAB绳拉力不变，BC绳拉力变大 解析：
9、如图，车加速时，球的位置不变，那么AB绳拉力沿竖直方向的分力仍为 cos ，且等于重力G，即，故FT1不变向右的加速度只能是由BC绳上增加的拉力提供，故 增加，所以D正确 答案：D 9.如以下图，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为ml的物体，与物体l相连接的绳与竖直方向成角，那么 双选 A车厢的加速度为gsin B绳对物体1的拉力为m1g/cos C底板对物体2的支持力为(m2一m1)g D物体2所受底板的摩擦力为m2 g tan 【解析】小车在水平方向向右运动，由图可知小车的加速度沿水平向右，物体1与小车有相同加速度，根据【例1】对物
10、体1进行受力分析，由牛顿第二定律得F=mgtan=ma,得a=gtan，故A选项错误；且由图3-2-2可知绳对物体1的拉力为m1g/cos，底板对物体2的支持力为(m2g一m1g/cos)，故C错、B正确；物体2与小车也有相同加速度，由牛顿第二定律得，物体2所受底板的摩擦力为f=m2a=m2 g tan，即D选项正确. 【答案】BD 10.如图(a)所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图319(b)所示，假设重力加速度g取10 m/s2.根据图(b)中所提供的信息不能计算出() A物体的质量2 kg B斜面的倾
11、角37 C加速度为6 m/s2时物体的速度 D物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12 N 解析：对物体受力分析，根据牛顿第二定律得：acos gsin ，当F0 N时a6 m/s2，当F20 N时a2 m/s2，解得37，m2 kg.由三力平衡得物体能静止在斜面上所施加的最小力为Fmgsin 12 N，方向平行斜面向上，应选项A、B、D均可确定.动情况未知，运动时间未知，所以不能确定加速度为6 m/s2时物体的速度 答案：C 11.如以下图，物体A与斜面B保持相对静止并一起沿水平面向右做匀加速运动，当加速度a增大时，以下说法可能正确的选项是() AB对A的弹力不变，B对A的摩擦力可能减小 B
12、B对A的弹力不变，B对A的摩擦力可能增大 CB对A的弹力增大，B对A的摩擦力一定增大 DB对A的弹力增大，B对A的摩擦力可能减小 解析：此题考查牛顿第二定律的应用物体和斜面保持相对静止，沿水平方向加速运动，那么合力沿水平方向，竖直方向的合力为零，设斜面的倾角为，假设开始静摩擦力的方向沿斜面向下，那么Nsin fcos ma，Ncos fsin mg.假设N增大，那么f增大，因此此时，a增大，N、Ff都在增大同理，假设开始时静摩擦力方向沿斜面向上，那么Nsin fcos ma，Ncos fsin mg，假设N逐渐增大，那么f沿斜面向上先逐渐减小到零，再沿斜面向下逐渐增大，此时B对A的弹力增大，B
13、对A的摩擦力大小可能减小，可能为零，可能不变，可能增大，因此D项正确 答案：D 12.如以下图，在倾角为的光滑物块P的斜面上有两个用轻弹簧相连接的物体A和B；C为一垂直固定斜面的挡板，A、B质量均为m，弹簧的劲度系数为k，系统静止在水平面上现对物体A施加一平行于斜面向下的力F压缩弹簧后，突然撤去外力F，那么在物体B刚要离开C时(此过程中A始终没有离开斜面)() A物体B加速度大小为gsin B弹簧的形变量为F+mgsin /k C弹簧对B的弹力大小为mgsin D物体A的加速度大小为gsin 解析：当物体B刚要离开挡板C时，对物体B受力分析可得：kxmgsin 0，弹簧的形变量x=mgsin
14、/k那么选项A、B错误， C正确；对物体A由牛顿第二定律可得：kxmgsin maA，解得aA2gsin ，选项D错误 答案：C 13.如以下图,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体,A、B间的最大静摩擦力为现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,那么拉力F的最大值为( ) A. B. C. D. 【解析】 当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大,此时,对于A物体所受的合外力为由牛顿第二定律知;对于A、B整体,加速度由牛顿第二定律得. 【答案】 C 14.如图甲所示,在光滑水平面上有一辆小车A,其质量为2.0 kg,小车上放一个物体B,其质量为.0 kg.给B一个水平推力
15、F,当F增大到稍大于3.0 N时,A、B开始相对滑动.如果撤去F,对A施加一水平推力F,如图乙所示.要使A、B不相对滑动,求F的最大值. 【解析】 根据图甲所示,设A、B间的静摩擦力到达最大值时,系统的加速度为a.根据牛顿第二定律对A、B整体有 对A有代入数据解得.0 N.根据图乙所示,A、B刚开始滑动时系统的加速度为a,根据牛顿第二定律有 ， 代入数据解得=6.0 N. 【答案】 6.0 N 题型4：动力学的两类根本问题 15.质量为10 kg的物体在F=200 N的水平推力的作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动,斜面固定不动,斜面倾角为37,斜面足够长,物体与斜面动摩擦因数为0.25.假设物体在力F作用下沿斜面向上运动10 m后撤去力F,求: (1)撤力F时物体的速
