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[整理]第三章牛顿运动定律
牛顿运动定律
第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律
1.(2014·上海高考)牛顿第一定律表明,力是物体____________发生变化的原因;该定律引出的一个重要概念是____________。
解析:力的作用效果是改变物体的运动状态或使物体产生形变;牛顿第一定律通过实验总结出了力是改变物体运动状态的原因;从而引出一切物体都有保持原来运动状态的属性,即惯性。
答案:运动状态 惯性
2.(2013·新课标全国Ⅰ)下图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是( )
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49
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8
2 104
A.物体具有惯性
B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关
C.物体运动的距离与时间的平方成正比
D.物体运动的加速度与重力加速度成正比
解析:选C 本题考查物理学史及物理方法,意在考查考生对研究物理问题常用方法的理解和推理能力。由表可以看出第二列数据与第一列为二次方关系,而第三列数据与第一列在误差范围内成正比,说明物体沿斜面通过的距离与时间的二次方成正比,故选项C正确。
3.(2012·新课标)伽俐略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是( )
A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B.没有力的作用,物体只能处于静止状态
C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动
解析:惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,故A对;根据惯性定律可知没有力的作用,物体将保持原来的状态,即静止状态或者匀速直线运动状态,故B错;行星在圆轨道上的运动是变速运动,是在万有引力作用下的运动,所以C错;运动物体如果不受力作用,
将保持原来的运动状态,即继续以同一速度沿着同一直线运动,D对。
答案:AD
第2节 牛顿第二定律 两类动力学问题
1. (2014·上海高考)如图,水平地面上的矩形箱子内有一倾角为θ的固定斜面,斜面上放一质量为m的光滑球。静止时,箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动,然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止,经过的总路程为s,运动过程中的最大速度为v。
(1)求箱子加速阶段的加速度大小a′。
(2)若agtan θ ,求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。
解析:(1)设加速过程中加速度为a′,由匀变速运动公式
s1=eq \f(v2,2a′) s2=eq \f(v2,2a)
s=s1+s2=eq \f(v2,2a′)+eq \f(v2,2a)
解得a′=eq \f(av2,2as-v2)
(2)设球不受车厢作用,应满足Nsin θ=ma,Ncos θ=mg
解得a=gtan θ
减速时加速度由斜面支持力N与左壁支持力P共同决定,当agtan θ时,P=0
球受力如图。
由牛顿定律Nsin θ=ma,Ncos θ-Q=mg
解得Q=m(acot θ-g)
答案:(1)eq \f(av2,2as-v2) (2)0 m(acot θ-g)
2.(2014·全国卷Ⅰ)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位置时相比,小球的高度( )
A.一定升高
B.一定降低
C.保持不变
D.升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
解析:选A 设橡皮筋的原长为L,开始时系统处于平衡状态,小球受到的合力为零,橡皮筋处于竖直方向,橡皮筋悬点O距小球的高度L1=L+eq \f(mg,k);当小车向左加速,稳定时,橡皮筋与竖直方向的夹角为θ,对小球受力分析,由图可知:橡皮筋上的弹力kx=eq \f(mg,cos θ),橡皮筋悬点O距小球的高度L2=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L+\f(mg,kcos θ)))cos θ=Lcos θ+eq \f(mg,k)。可见,L1L2,A正确,B、C、D错误。
3.(2014·全国卷Ⅰ)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200 g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题
(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成______
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