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講義4：牛頓運動定律 李仕才 考綱原文 6年考題 考情分析 2012 2013 2014 2015 2016 2017 1.牛頓運動定律及其應用(Ⅱ) T16、T33、T51、T53 T13、T16、T32 T15、T19、T33 T9、T32(1) T13、T51 T14 對于牛頓運動定律的考查每年必考，而且每年的題量均不少于2道，牛頓第一定律和牛頓第三定律著重考查對概念的理解和辨析，牛頓第二定律則考查理解和計算能力. 2.超重和失重(Ⅰ) T17 T9 T34 T37(1)、T40 T38 T15 考點1　牛頓運動定律及其應用(Ⅱ) 1．(2017年6月廣東學業(yè)水平考試)關于物體的慣性，下列說法正確的是(　　) A．物體的質量越大，慣性越小 B．物體的速度越大，慣性越小 C．運動的物體具有慣性，靜止的物體沒有慣性 D．汽車向前行駛時突然剎車，由于慣性，乘客會向前傾 2．(2016年6月廣東學業(yè)水平考試)關于兩物體間的作用力和反作用力，下列說法正確的是(　　) A．它們是一對平衡力 B．它們的產生有先后之分 C．它們只能存在于靜止的物體之間 D．它們總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上 3．(2016年6月廣東學業(yè)水平考試)(多選)下列關于慣性的說法正確的有(　　) A．汽車的速度越大，慣性越大 B．汽車的質量越大，慣性越大 C．汽車靜止時，車上的乘客沒有慣性 D．汽車急剎車時，乘客的身體由于慣性而發(fā)生傾斜 4. (2015年6月廣東學業(yè)水平考試)如圖所示，光滑水平桌面上的木塊，通過輕繩跨過輕質定滑輪與沙桶相連，木塊在拉力的作用下滑動，不計滑輪摩擦，滑動的木塊(　　) A．速度不變 B．加速度不變 C．受到的合外力為零 D．受到的拉力大于沙桶的重力 5. (2014年6月廣東學業(yè)水平考試)根據牛頓第二定律，下列說法正確的是(　　) A．加速度為零的物體，一定不受外力作用 B．作用力相同時，質量大的物體速度大 C．加速度的方向和合外力的方向一致 D．作用力相同時，質量大的物體加速度大 6.(2014年6月廣東學業(yè)水平考試)如圖所示，質量為1 kg的物體與桌面的動摩擦因數為0.2，物體在7 N的水平拉力作用下獲得的加速度大小為(g取10 m/s2)(　　) A．0　　　B．5 m/s2　　　C．8 m/s2　　　D．12 m/s2 7．(2013年6月廣東學業(yè)水平考試)下列關于慣性的說法中，正確的是(　　) A．質量大的物體慣性大 B．運動的汽車具有慣性，靜止的汽車沒有慣性 C．向東行駛的汽車突然剎車，由于慣性，乘客會向西傾倒 D．勻速前進的火車上，原地起跳的乘客將落在起跳點的后方 一、牛頓第一定律 1．牛頓第一定律的內容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止． 2．牛頓第一定律的意義 (1)它揭示了一切物體都具有慣性． (2)它揭示了力和運動的關系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是產生運動的原因，也不是維持運動的原因． 3．慣性 (1)定義：物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質． (2)對慣性的理解 ①慣性是物體的固有屬性，即一切物體都有慣性，與物體的受力情況及運動狀態(tài)無關． ②質量是物體慣性大小的量度，質量大的物體慣性大，質量小的慣性小． 二、牛頓第二定律 1．內容：物體的加速度跟所受合外力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同． 公式表示為：F＝ma. 2．理解要點 (1)“矢量性”是指加速度的方向與合外力的方向相同． (2)“瞬時性”是指加速度與合外力存在瞬時對應關系，合外力改變，加速度隨即改變． 三、牛頓第三定律 1．內容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上． 2．理解：(同時、同性、異物) (1)力是相互的，作用力與反作用力總是同時產生、同時變化、同時消失、無先后之分． (2)作用力與反作用力是同一性質的力． (3)作用力和反作用力作用在兩個不同的物體上，既不能合成，也不能抵消． 考點2　超重和失重(Ⅰ) 1．(2017年6月廣東學業(yè)水平考試)小明站在電梯里的體重計上，當電梯以1 m/s2的加速度加速上升時，體重計的示數(　　) A．大于小明受到的重力 B．等于小明受到的重力 C．小于小明受到的重力 D．等于零 2．(2016年6月廣東學業(yè)水平考試)城市部分過街天橋裝有智能化電動扶梯，如圖所示，當乘客站上扶梯時，它先緩慢加速，然后再勻速上升，則(　　) A．乘客始終處于超重狀態(tài) B．乘客始終處于失重狀態(tài) C．電梯對乘客的作用力始終豎直向上 D．電梯勻速上升時，電梯對乘客的作用力豎直向上 3．(2015年6月廣東學業(yè)水平考試)小明站在豎直電梯里的臺秤上，某段時間內發(fā)現臺秤的示數減小，這段時間內電梯可能做(　　) A．勻速下降運動　　 B．勻速上升運動 C．加速下降運動 D．加速上升運動 4．(2014年6月廣東學業(yè)水平考試)利用懸掛有1 kg物體的彈簧秤，研究高樓中豎直升降機的運行狀態(tài)，升降機從地面運行到樓頂的過程中，當彈簧秤的示數分別為12 N和8 N時，升降機相應的加速度方向為(　　) A．豎直向下、豎直向上 B．豎直向上、豎直向下 C．豎直向上、豎直向上 D．豎直向下、豎直向下 5．(2013年6月廣東學業(yè)水平考試)小明站在電梯里，當電梯以加速度5 m/s2下降時，小明受到的支持力(　　) A．小于重力，但不為零 B．大于重力 C．等于重力 D．等于零 1．超重與失重的概念 我們把物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體所受的重力的情況稱為超重現象；把物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受的重力的情況稱為失重現象． 2．產生超重和失重的條件 當物體具有豎直向上的加速度時，物體處于超重狀態(tài)；當物體具有豎直向下的加速度時，物體處于失重狀態(tài)；當物體豎直向下的加速度等于g時，物體處于完全失重狀態(tài)． 3．理解超重、失重現象應注意以下幾點 (1)物體處于超重或失重狀態(tài)時，其重力始終存在且是恒量，發(fā)生變化的只是物體對懸繩的拉力或對支持物的壓力． (2)物體處于完全失重狀態(tài)時，由重力所產生的一切現象消失，例如浸在水中的物體不受浮力，天平失效等． 一、單項選擇題Ⅰ：本大題共10小題，在每小題列出的四個選項中，只有一項符合題目要求． 1．(2013年6月廣東學業(yè)水平考試)公共汽車進入轉彎路口向右轉彎時，車內乘客會(　　) A．向前傾斜　 B．向后傾斜 C．向左傾斜 D．向右傾斜 2．在沿水平路面行駛的火車車廂中的水平桌面上放著一個小球，當車廂里的人看到小球突然在桌面上向右運動，說明(　　) A．火車在向左拐彎 B．火車在向右拐彎 C．火車速度不一定在改變 D．火車可能在做勻速運動 3．伽利略根據理想實驗說明了(　　) A．要使物體運動必須有力的作用　 B．力是維持物體運動的原因 C．物體不受外力作用時，一定處于靜止狀態(tài) D．物體不受外力作用時，總保持原來的勻速直線運動或靜止狀態(tài) 4．關于物體的慣性，下列說法中正確的是(　　) A．運動速度大的物體不能很快地停下來，是因為物體速度越大，慣性也越大 B．靜止的火車啟動時，速度變化慢，是因為靜止的物體慣性大的緣故 C．乒乓球可以被快速抽殺，是因為乒乓球質量小慣性小 D．在月球上舉起重物比地球上容易，所以同一物體在月球上比地球上慣性小 5．下列說法中正確的是(　　) A．靜止或做勻速直線運動的物體，一定不受外力的作用 B．當物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變時，物體必定受外力的作用 C．當某時刻物體速度等于零時，物體一定處于平衡狀態(tài) D．物體的運動方向一定是物體所受合外力的方向 6．(2011年6月廣東學業(yè)水平考試)關于一對相互平衡的力和一對作用力與反作用力，下列說法正確的是(　　) A．平衡力的性質一定相同　　 B．作用力和反作用力的性質不同 C．平衡力作用在同一物體上　 D．作用力和反作用力作用在同一物體上 7．(2011年6月廣東學業(yè)水平考試)關于慣性，下列說法正確的是(　　) A．汽車行駛越快，慣性越大 B．汽車勻速運動時沒有慣性 C．人向前奔跑時被絆倒，與慣性無關 D．汽車突然啟動時，車上的乘客由于慣性向后傾斜 8．(2010年6月廣東學業(yè)水平考試)根據牛頓運動定律，下列表述正確的是(　　) A．力是維持物體運動的原因 B．力是改變物體運動狀態(tài)的原因 C．外力停止作用后，物體由于慣性會停止 D．物體做勻速直線運動時，所受合外力不為零 9．從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產生加速度，可是當我們用一個很小的力去推很重的桌子時卻推不動它，這是因為(　　) A．牛頓第二定律不適用于靜止的物體 B．桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不容易覺察到 C．推力小于靜摩擦力，加速度為負值 D．桌子所受的合力為零 10．關于兩物體間的相互作用，下面說法正確的是(　　) A．馬拉車不動，是因為馬拉車的力小于車拉馬的力 B．馬拉車前進，是因為馬拉車的力大于車拉馬的力 C．馬拉車不論動還是不動，馬拉車的力的大小總等于車拉馬的力的大小 D．馬拉車不動或勻速前進時，才有馬拉車的力與車拉馬的力大小相等 二、單項選擇題Ⅱ：本大題共11小題，在每小題列出的四個選項中，只有一項符合題目要求． 11．在光滑水平面上，一個質量為m的物體，受到的水平拉力為F.物體由靜止開始做勻加速直線運動，經過時間t，物體的位移為s，速度為v，則(　　) A．由公式a＝可知，加速度a由速度的變化量和時間決定 B．由公式a＝可知，加速度a由物體受到的合力和物體的質量決定 C．由公式a＝可知，加速度a由物體的速度和位移決定 D．由公式a＝可知，加速度a由物體的位移和時間決定 12．一個物體放在水平桌面上，下列說法正確的是(　　) A．桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力，這兩個力是一對平衡力 B．物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力和反作用力 C．物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同一性質的力 D．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡力 13.“蹦極”是一項非常刺激的體育活動，某人身系彈性繩自高空P點自由下落，圖中a點是彈性繩的原長位置，c是人所到達的最低點，b是人靜止懸吊著的平衡位置，人從P點落下到最低點c的過程中(　　) A．人在Pa段做自由落體運動，處于完全失重狀態(tài) B．在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于完全失重狀態(tài) C．在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài) D．在c點，人的速度為零，其加速度為零 14．宇航員乘坐宇宙飛船環(huán)繞地球做勻速圓周運動時，下列說法正確的是(　　) A．地球對宇航員沒有引力 B．宇航員處于失重狀態(tài) C．宇航員處于超重狀態(tài) D．宇航員的加速度等于零 15．(2012年6月廣東學業(yè)水平考試)光滑水平面上，質量為2 kg的物體，在大小為30 N的水平拉力作用下運動，則物體的加速度大小是(　　) A．5 m/s2 B．10 m/s2 C．15 m/s2 D．25 m/s2 16．(2012年6月廣東學業(yè)水平考試)人站在地面，豎直向上提起質量為1 kg的物體，物體獲得的加速度為5 m/s2，g取10 m/s2，則此過程中人對物體的作用力為(　　) A．5 N B．10 N C．15 N D．20 N 17．(2013年6月廣東學業(yè)水平考試)一個物體受到4 N的力，獲得1 m/s2的加速度，要使物體獲得3 m/s2的加速度，需要施加的力是(　　) A．8 N B．12 N C．14 N D．16 N 18．(2011年6月廣東學業(yè)水平考試)質量為m的小車做勻加速直線運動，所受的牽引力和阻力分別為F和，則小車加速度的大小為(　　) A. B. C. D. 19．一質量為m的人站在電梯上，電梯加速上升，加速度大小為 g，g為重力加速度．人對電梯底部的壓力大小為(　　) A.mg B.mg C．mg D.mg 20．下列哪個說法是正確的(　　) A．游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處于失重狀態(tài) B．蹦床運動員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài) C．舉重運動員在舉起杠鈴后不動的那段時間內處于超重狀態(tài) D．體操運動員雙手握住單杠吊在空中不動時處于失重狀態(tài) 21．用計算機輔助實驗系統(tǒng)(DIS)做驗證牛頓第三定律的實驗，如圖所示是把兩個測力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動，觀察顯示器屏幕上出現的結果．觀察分析兩個力傳感器的相互作用力隨著時間變化的曲線，以下結論不正確的是(　　) A．作用力與反作用力方向相反 B．作用力與反作用力同時存在，同時消失 C．作用力與反作用力大小相等 D．作用力與反作用力作用在同一物體上 三、多項選擇題：本大題共4小題，在每小題列出的四個選項中，至少有2個選項是符合題目要求的． 22．(2010年6月廣東學業(yè)水平考試)下列關于慣性的說法正確的是(　　) A．汽車的質量越大，慣性越大 B．汽車的速度越大，慣性越大 C．汽車靜止時，車上的乘客沒有慣性 D．汽車急剎車時，乘客的身體由于慣性而發(fā)生傾斜 23．(2012年6月廣東學業(yè)水平考試)關于慣性，下列表述正確的有(　　) A．物體的速度越大，慣性越大 B．物體的質量越大，慣性越大 C．靜止的物體也有慣性 D．慣性是物體的固有屬性 24.如圖所示，在原來勻速運動的升降機的水平地板上放一物體，受到一個伸長的彈簧的拉力作用，但仍能保持與升降機相對靜止．現突然發(fā)現物體被彈簧拉動，則判定升降機的運動狀態(tài)可能是(　　) A．加速上升 B．加速下降 C．減速上升 D．減速下降 25．放在光滑水平面上的物體，在水平方向的兩個平衡力作用下處于靜止狀態(tài)，將其中一個力逐漸減小到零后，又逐漸恢復原值，則該物體(　　) A．速度先增大，后又減小 B．速度一直增大，直到某一定值后不再變化 C．加速度先逐漸增大，后又減小為零 D．位移一直在增大 考題導練核心歸納 考點1 1．D　2.D　3.BD　4.B 5．【解析】選C.根據牛頓第二定律的內容及公式知：加速度為零的物體也可能是因為所受合外力為零，故A錯；作用力相同時，質量大的物體加速度小，故D錯；結合速度公式知，加速度的大小與速度的大小無必然關系，故B錯． 6．【解析】選B.受力分析結合牛頓第二定律有：F－μmg＝ma，帶入數據得出a＝5 m/s2. 7．【解析】選A.由牛頓第一定律知一切物體不論是靜止還是運動都具有慣性，而質量是慣性大小的唯一量度，故質量大的慣性大，A正確B錯誤；C選項中的乘客會向東(向前)傾倒；D選項中的乘客將落回起跳點． 考點2 1．A　2.D　3.C 4．【解析】選B.根據超重、失重的定義以及原因，可知12 N時為超重狀態(tài)，加速度方向向上；8 N時為失重狀態(tài)，加速度方向向下，故選B. 5．【解析】選A.由牛頓第二定律結合受力分析可知支持力小于重力，但不為零，選A；或者由超重、失重的知識可知，當物體有向下的加速度時處于失重狀態(tài)，壓力(或支持力)小于重力． 學業(yè)達標實戰(zhàn)演練 一、 單項選擇題Ⅰ 1．【解析】選C.由牛頓第一定律(慣性)或者日常生活體驗可知選C. 2．A 3．【解析】選A.伽利略根據理想實驗說明了物體的運動并不需要力來維持，不受外力或所受合外力為零時，運動的小球將永遠不停地運動下去． 4．【解析】選C.質量是慣性大小的唯一量度． 5．【解析】選B.靜止或做勻速直線運動的物體也可能是因為所受合外力為零的結果，故A錯；力是物體運動狀態(tài)改變的原因，故B正確；平衡狀態(tài)的條件是所受合外力為零(加速度為零)而非速度為零，故C錯；物體的運動方向也可以和合外力方向不同，故D錯． 6．【解析】選C.本題考查對“一對平衡力”跟“一對作用力與反作用力”的理解．平衡力的性質可以不同，而作用力與反作用力的性質總是相同；平衡力作用在同一個物體上，而作用力與反作用力作用在兩個不同的物體上，故選C. 7．【解析】選D.根據牛頓第一定律可知，任何物體都有慣性，而質量是慣性大小的唯一量度，慣性與物體所處的狀態(tài)無關，故AB錯．結合日常體驗及分析可知C錯，D正確． 8．【解析】選B.物體的運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，A錯，B對；任何物體都有慣性，慣性與物體所處的狀態(tài)無關，故C錯；做勻速直線運動的物體所受合外力為零，故D錯． 9．【解析】選D.由牛頓第二定律可知，物體所表現出來的加速度是合外力作用的結果，現在之所以沒有推動是因為推力小于最大靜摩擦力，物體所受合外力為零． 10．【解析】選C.由牛頓第三定律可知，作用力與反作用力總是等大的，無論物體是加速還是勻速；另外，馬之所以能拉動車是因為馬對車的力大于車所受到的阻力． 二、單項選擇題Ⅱ 11．【解析】選B.由牛頓第二定律可知，物體的加速度由合外力和物體的質量來決定． 12．【解析】選A.物體所受的支持力和重力是一對平衡力，故A對B錯；壓力和重力性質不同，故C錯；壓力和支持力是一對作用力與反作用力，故D錯． 13．【解析】選A.結合題意對人受力分析可知Pa段彈性繩未被拉伸，人僅受重力，故A正確；在ab段繩子拉力小于人的重力，加速度向下為失重狀態(tài)，但不是完全失重狀態(tài)，B錯；在bc段繩的拉力大于人的重力，加速度向上為超重狀態(tài)，故C錯；在最低點c處，瞬時速度為零但加速度不為零，D錯． 14．B 15．【解析】選C.由牛頓第二定律可知a＝＝15 m/s2. 16．【解析】選C.由牛頓第二定律可知F－mg＝ma，帶入數據得出F＝15 N. 17．【解析】選B.由牛頓第二定律F＝ma得，需要施加的力為12 N. 18．【解析】選B.由牛頓第二定律F－＝ma可知選B. 19．【解析】選D.對人受力分析，由牛頓第二定律有N－mg＝ma可知電梯對人的支持力N＝mg，再根據牛頓第三定律知人對電梯底部壓力大小為mg. 20．B 21．【解析】選D.由圖可知作用力與反作用力等大、反向、同時變化，但作用在兩個不同的物體上，故錯誤的為D. 三、多項選擇題 22．【解析】選AD.慣性是物體的固有屬性．其大小只與物體的質量有關，與其他任何因素都無關，故A正確，BC錯誤；結合生活體驗可知D正確． 23．BCD 24．【解析】選BC.物體被拉動是因為其所受的最大靜摩擦力減小，結合f＝μFN，可知壓力減小為失重狀態(tài)，物體有豎直向下的加速度，故其運動可能是加速下降或者減速上升． 25．【解析】選BCD.物體所受到的平衡力發(fā)生變化時，其合力先增大后減小為零，則由牛頓第二定律的矢量性可知其加速度也是先增大后減小為零．由于物體做初速度為零的變加速運動，速度增大到某一定值后不再變化，加速度與速度方向一致，故位移一直在增加．