牛顿运动定律传送带（通用8篇）
高考频度：★★★☆☆
难易程度：★★★★☆
（2018·山西临汾一中）倾角的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=6
m，始终以的速度顺时针运动。一个质量m=1
kg的物块从距斜面底端高度的A点由静止滑下，物块通过B点时速度的大小不变。物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为、，传送带上表面在距地面一定高度处，g取。(sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）求物块由A点运动到C点的时间；
（2）求物块距斜面底端高度满足什么条件时，将物块静止释放均落到地面上的同一点D。
【参考答案】（1）4
s
(2)1.8
mh9
m
【试题解析】（1）A到B，由动能定理得：
得
由牛顿第二定律得：
得
根据运动学公式得：
B到C，由题可知，物块做匀速直线运动，则有
A到C总时间：
（2）要使物块落在地面上同一点，物块在C点速度
①当距传送带底端高度为时，物块滑上传送带后一直做匀加速运动
A到C，由动能定理得：
得
②当距传送带底端高度为时，物块滑上传送带后一直做匀减速运动
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A到C，由动能定理得：
得
故
【知识补给】
如图，倾斜的传送带向下匀加速运转，传送带与其上的物体保持相对静止。那么关于传送带与物体间静摩擦力的方向，以下判断正确的是
A．物体所受摩擦力为零
B．物体所受摩擦力方向沿传送带向上
C．物体所受摩擦力方向沿传送带向下
D．上述三种情况都有可能出现
（2018·江西师大附中）如图是工厂流水生产线包装线示意图，质量均为m=2.5
kg、长度均为l=0.36
m的产品在光滑水平工作台AB上紧靠在一起排列成直线（不粘连），以v0=0.6
m/s的速度向水平传送带运动，设当每个产品有一半长度滑上传送带时，该产品即刻受到恒定摩擦力Ff=μmg而做匀加速运动，当产品与传送带间没有相对滑动时，相邻产品首尾间距离保持2l（如图）被依次送入自动包装机C进行包装。观察到前一个产品速度达到传送带速度时，下一个产品刚好有一半滑上传送带而开始做匀加速运动。取g=10
m/s2。试求：
(1)传送带的运行速度v；
(2)产品与传送带间的动摩擦因数μ：
(3)满载工作时与空载时相比，传送带驱动电动机增加的功率∆P；
(4)为提高工作效率，工作人员把传送带速度调成v＇=2.4
m/s，已知产品送入自动包装机前已匀速运动，求第(3)问中的∆P′?第(3)问中在相当长时间内的等效∆P′′?
如图所示，传送带AB段是水平的，长20
m，传送带上各点相对地面的速度大小是2
m/s，某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后，经过多长时间到达B点？（g取）
（2018·北京四中）如图所示，绷紧的传送带在电动机的带动下始终以v0=2
m/s的速度顺时针运动，传送带与水平面的夹角θ=30°。现把一质量m=10
kg的工件轻放在皮带的底端B，经过一段时间后，工件被运送到传送带的顶端A。已知A、B之间高度差h=2
m，工件与传送带间的动摩擦因数，忽略空气阻力及其他摩擦损耗，取g=10
m/s2。求：
（1）工件从传送带底端B到顶端A的时间；
（2）运送工件过程中，工件与传送带之间由于摩擦而产生的热量Q；
（3）电动机由于传送工件多消耗的电能。
如图所示。水平传送装置由轮半径均为的主动轮O1和从动轮O2及传送带等构成。两轮轴心相距L=8.0米，轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知面粉袋与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4，这袋面粉中间的面粉可不断地从袋中渗出。
（1）当传送带以v0=4.0
m/s的速度匀速运动时，将这袋面粉由左端O2正上方的A点轻放在传送带上后，这袋面粉由A端运送到O1正上方的B端所用时间为多少？
（2）要想尽快将这带面粉由A端送到B端（设初速度仍为零），传送带的速度至少应为多大？
（3）由于面粉的渗漏，在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色的面粉的痕迹。这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有多长（设袋的初速度仍为零）？此时传送带的速度至少应为多大？
【参考答案】
运动3l距离所用时间相等设为t，则t=
解得他送带速度v=3v0=1.8
m/s，t=0.6
s
(2)解法一：产品滑上传送带后做初速度为v0的匀加速运动，设加速时间为t′，依题意，前一个产品加速结束时下一个产品刚好开始加速，因此t′=t=0.6
s
由速度公式得v=v0+at′
由牛顿第二定律Ff=ma
联立代入Ff=μmg
解得μ=0.2
解法二：产品滑上传送带后做初速度为v0的匀加速运动，设加速时间为t＇，则从前一个产品加速开始，到下一个产品达到传送带速皮所用时间为2t＇。
对前一个产品
对下一个产品
且x1–x2=3l
解得t＇=0.6
s
由速度公式得v=v0+at＇
时间足够长，两个产品加速和一个产品加速的时间近似相等，等效的∆P=（24+12）/2=18
W
t总=11
s
物块放到A点后先在摩擦力作用下做匀加速直线运动，速度达到2
m/s后，与传送带一起以2
m/s的速度直至运动到B点。学科￥网
a=μg=1
m/s2
则达到共同速度的时间为t=2
s
运动的位移为s=
则以共同速度运动的时间为
所以总时间为t总=11
s
（1）2.4
s
（2）60
J
（3）280
J
（1）工件轻轻地放在传送带底端后，受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用，由牛顿第二定律得知，上滑过程中加速度为：μmgcos
θ–mgsin
θ=ma
得：a=g（μcos
θ–sin
θ）=2.5
m/s2
产生的热量Q=Ff·x相对=μmgcos
θ•（x′–x）=60
J
（3）多消耗的能量转化为工件的动能和重力势能以及摩擦产生的内能
则△E=mv02+mgh+Q=280
J
（1）t=2.5
s
（2）8.0
m/s
（3）Δs=18.0
m
=13
m/s
（1）设面粉袋的质量为m，其在与传送带产生相当滑动的过程中所受的摩擦力f=μmg。学。科网
故而其加速度为：
若传送速带的速度v带=4.0
m/s，则面粉袋加速运动的时间
在t1时间内的位移为
其后以v=4.0
m/s的速度做匀速运动s2=lAB–s1=vt2
解得t2=1.5
s，运动的总时间为t=t1+t2=2.5
s
（2）要想时间最短，m应一直向B端做加速运动，由可得
1. 不能正确理解牛顿运动定律的瞬时性
例1如图1所示, 一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上, L1的一端悬挂在天花板上, 与竖直方向的夹角为θ, L2水平拉直, 物体处于平衡状态.现将L2剪断, 求剪断瞬间物体的加速度.
错误解答:设L1线上拉力为T1, L2线拉力为T2, 重力为mg, 物体在三力作用下保持平衡, 则:
T1cosθ=mg (1)
T1sinθ=T2 (2)
由 (1) (2) 得:T2=mgtanθ
剪断细线L2的瞬间, T2突然消失, 物体即在T2反方向获得加速度, 因为mgtanθ=ma, 所以加速度a=gtanθ, 方向沿T2反方向.
错解分析:本题主要考查了牛顿第二定律的瞬时性, 当力发生变化时, 物体的加速度一定发生变化, 在题中细线L2被剪断后, 拉力T1马上发生了变化, 合外力的方向不沿T2反方向.
正确解答:剪断L2前, 物体在细线L1、L2的拉力T1、T2和重力mg作用下平衡, 受力如图2所示, 由平衡条件得:
由 (1) (2) 得:T2=mgtanθ
由于L1为细线, 其物理模型是不可拉伸的刚性绳, 当绳上的张力变化时, 细线的长度改变量忽略不计, 因此剪断L2的瞬间, T2突然消失, L1线上的张力发生突变, 这时物体受力如图3所示, 即:
由 (3) (4) 得:a=gsinθ
拓展:若上题中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧, 如图4所示, 其他条件不变, 求剪断L2瞬间物体的加速度.
解析:轻弹簧这一物理模型是当受到外力拉伸时, 有明显的形变量, 在弹性限度内, 弹力不能突变.设L1线上拉力为T1, L2线上拉力为T2, 重力为mg, 物体在三力作用下保持平衡, 如图5所示, 则:
由 (1) (2) 得:T2=mgtanθ
剪断细线L2的瞬间, T2突然消失, 弹簧弹力瞬间不变, 物体即在T2反方向获得加速度, 因为mgtanθ=ma, 所以加速度a=gtanθ, 方向沿T2反方向.
2. 不能正确理解牛顿运动定律的方向性
例2如图6所示, 小车上固定一弯折硬杆ABC, AB与BC之间的夹角为α, C端固定一质量为m小球, 下列关于杆对小球的作用力大小的判断中, 正确的是 ()
(A) 小车静止时, F=方向沿BC向上
(B) 小车静止时, F=mg, 方向竖直向上
(C) 小车水平向左以加速度a运动时, 一定有F=方向沿BC向上
(D) 小车水平向左以加速度a运动时, 方向斜向左上方, 与竖直方向的夹角为tanβ=
错误解答:当小车静止时, 由图7可知, 方向沿BC向上.选 (A) .
小车水平向左以加速度a运动时, 方向沿BC向上.选 (C) .所以答案为 (A) 、 (C) .
错解分析:由于思维定势, 首先确定了杆对小球的作用力沿着BC方向, 这就使得问题必错.
正确解答:对小球受力分析, 小球受到重力mg和杆对它的作用力F (方向不一定沿杆) , 当小车静止时, 小球只受到两个力的作用而处于平衡状态, 必然杆对球的作用力竖直向上, 大小等于mg, 选 (B) .小车水平向左以加速度a运动时, 如图8所示, 因a水平, 故这两个力的合力水平, 设F与竖直方向的夹角为β, 则:tanβ=, 所以β随a变化而变化, 大小为:F=方向斜向左上方, 与竖直方向的夹角为:tanβ=所以答案为 (B) 、 (D) .
3. 不能正确理解牛顿运动定律的对应性
例3如图9所示, 物体A叠放在物体B上, B置于光滑水平面上, 质量分别mA=6kg, mB=2kg, A、B之间的动摩擦因数μ=0.2, 开始时F=10N, 此后逐渐增加, 在增大到45N的过程中, 则 ()
(A) 当拉力F<12N时, 两物体均保持静止状态
(B) 两物体开始没有相对运动, 当拉力超过12N时, 开始相对滑动
(C) 两物体间从受力开始就有相对运动
(D) 两物体间始终没有相对运动
错误解答:先把物体B看作静止不动, 然后分析物体A是否运动.因为静摩擦力的最大值近似等于滑动摩擦力, 故:Ffmax=μFN 1=μmAg=0.2×6×10N=12N, 所以, 当F>12N时, A物体就相对B物体运动, F<12N时, A相对B不运动.
错解分析:在审题时, 要注意物体在地面上的运动情况与在不固定物体上的运动情况有所不同, 实际上, 本题因为水平面光滑, 两物体无论是否相对滑动, 由于F的作用和两物体间有摩擦, 两物体都会运动.
正确解答:首先以整体A、B为研究对象, 受力如图10所示, 在水平方向只受到拉力F, 根据牛顿第二定律列方程:
再以B为研究对象, 受力如图11所示, B水平方向受摩擦力:
当Ff为最大静摩擦力时, 由 (1) (2) (3) 式解得:a=6m/s2, F=48N.
由此可以看出, 当F<48N时A、B间的摩擦力都达不到最大静摩擦力, 也就是说, A、B间不会发生相对运动, 所以答案选 (D) .
4. 不能正确理解牛顿运动定律的整体性
例4如图12所示, 在光滑的水平面上并排放着两个物体, 他们的质量分别为m1和m2, 现以水平恒力F作用在A上, 试求A对B作用力大小.
错误解答:根据液体可以大小不变的传递压强, 固体可以大小不变的传递压力, A对B作用力的大小为F.
错解分析:只有当m1=0时, 才有F=FN, 这就是所谓的“力的传递”, 它是有相当严格的限制的 (即只有当m1=0时) .在许多常规的物理情境中, 通过轻绳、轻杆或轻弹簧, 对物体施加力的作用时, 作用在轻绳、轻杆或轻弹簧上的力即为作用在物体上的力, 也正是忽略了轻绳、轻杆或轻弹簧质量的影响.
正确解答:以AB整体为研究对象, 由牛顿第二定律得:
以A为研究对象, 设B对A的作用力为FN, 有:
由以上两式可解得:
二、牛顿运动定律的应用
1. 思维定势导致错误
例5重物A和小车B的重力分别为GA、GB, 用跨过定滑轮的细线将它们连接起来, 如图13所示, 已知GA>GB, 不计一切摩擦.则细线对小车B的拉力FT的大小是 ()
(A) GA=FT;FT
(B) GA>FT>GB
(C) FT
(D) GA、GB的大小未知, FT无法确定
错误解答:由GA>GB, 且不计一切摩擦可知, A物体向下加速, 则FT
错解分析:遇到与以往熟悉的图形、题意等相似的问题, 不再分析条件是否发生了变化, 就盲目的解题或照搬原来的结论到新的问题中, 如:把滑轮三角形支架问题等同于没有滑轮的支架问题;竖直方向加速时, 由拉力大于重力的结论类推到水平方向上加速时拉力也大于重力.
正确解答:应用牛顿第二定律, 对A有:
对B有:FT=mBa (2)
联立解得:
所以正确答案选 (C) .
2. 整体法、隔离法应用不当
例6如图14所示, 光滑水平面上放置质量分别为2m、m、m、2m的四个木块A、B、C、D, 其中B、C间用不可伸长的细绳连接, 木块间的最大静摩擦力都是μmg.现用水平拉力F拉木块A, 使四个木块以同一加速度运动, 则轻绳对C的最大拉力为
错解解答:对四个木块的整体运用牛顿第二定律, 有:
对左边两个物体整体运用牛顿第二定律, 有:
联立 (1) (2) 式得
错解分析:对连接体问题不知道什么时候运用整体法、隔离法, 不能正确进行受力分析, 不能正确挖掘临界条件, 忘记摩擦或质量是否考虑等.如:不知道加速度不同的连接体一般不能应用整体法, 不知道物体在斜面上不滑动的临界条件是物体与斜面的加速度相同, 不知道物体不离开地面的临界条件是地面对它的支持力不为零等.
正确解答:据题意分析可知, 右边的两个物体A、B先开始滑动, 所以整体滑动的最大加速度等于木块C、D跟木块B在μmg作用下的加速度, 即μmg=4ma, 又轻绳对C的最大拉力FT=3ma, 所以FT=3ma=.正确答案为:B) .
3. 整体法、隔离法是否考虑系统内力
例3如图15所示, A为电磁铁, B为铁片, C为胶木秤盘, 整个装置用轻绳悬挂于O点, 系统静止时, 轻绳受到的拉力为F0, 给电磁铁通电时, 在磁铁被吸引而上升的过程中, 轻绳受到的拉力为F, 则F___________ F0 (填“>”、“=”或“<”)
错误解答1:系统静止时, 轻绳受到的拉力为:
在铁片被吸引而上升的过程中, B对C不再有压力, 轻绳受到的拉力为:
犯这种错误的学生是由于不能正确受力分析, 忽略了A、B之间的吸引力.
错误解答2:将A、B、C看作一个整体, A对B的吸引力属于内力, 对整个系统没有影响, F=F0, 犯这种错误的学生是由于运用整体法时没有考虑内力.
错解分析:恰当的时候正确运用整体法, 可以简化解题过程.一般地说, 若系统的各个物体具有相同的加速度, 可优先运用整体法.因为这时系统内部各物体之间的力是内力, 对整个系统的运动状态没有影响, 可以不予考虑, 只须分析外力的作用, 列动力学方程进行求解, 因而较为简单.错解2之所以出错, 是由于在B上升的过程中具有不同的加速度, 必须考虑相互之间的作用力.因为用整体法不考虑内力的前提条件是系统内各物体间具有相同的加速度!
正确解答1:系统静止时, 轻绳受到的拉力为:F0= (mA+mB+mC) g
在铁片被吸引而上升的过程中, B有向上的加速度, 由牛顿第二定律, 对B有:
对系统有:F= (mA+mC) g+F′>F0.
正确解法2:B在上升的过程中有向上的加速度, 系统处于超重状态, 轻绳拉力F>F0.
小结:一般来说, 若系统内只有一个物体具有加速度, 且只需判断力的大小变化情况 (如支持力和重力相比) , 或力的方向 (如摩擦力) , 可以认为整个系统具有加速度处理, 而不需隔离分析.若系统中有多个物体具有不同的加速度, 最好运用隔离法.
4. 不加分析, 随意判断超、失重
例如图所示, 在水平面上静止的一个装有水的容器中漂浮着一个木块, 当容器竖直向上做加速运动时, 木块将 ()
(A) 上浮一些
(B) 下沉一些
(C) 既不上浮也不下沉
(D) 无法判断
错误解答:木块静止时, mg=F浮 (1)
当容器竖直向上做加速运动时, 木块向上的加速度为a, 则对木块有:
由 (1) (2) (3) 式得, a=0
容器竖直向上做加速运动, 而木块的加速度为0, 木块相对于容器向下运动, 所以会下沉一些, 选 (B) .
错解分析:当容器竖直向上加速运动时, 木块受到的浮力已经不是ρ水gV排, 设容器的加速度为a1, 而应当是ρ水 (g+a1) V排, 导致错误.
正确解答:木块静止时, mg=F浮 (4)
当容器竖直向上做加速运动时, 设其加速度为a1, 木块向上的加速度为a2, 则木块受到的浮力为:
木块向上的加速度为:F浮′-mg=ma2 (7)
由 (4) (5) (6) (7) 式得:a1=a2, 所以木块和容器保持相对静止, 故 (C) 选项正确.
5. 不去受力分析, 凭想当然
例5一木块放在粗糙水平面上, 同时受到与水平方向夹角为α和β的两个力F1、F2的作用, 如图17所示, 木块获得的加速度为a, 若撤去其中的一个力F2, 则木块的加速度 ()
(A) 必然增大 (B) 必然减小
(C) 可能不变 (D) 可能增大
错误解答:由于两个力F1、F2的水平分力方向一致, 若撤去其中的一个力F2, 水平向右的力必然减小, 则木块的加速度必然减小, 选 (B) .
错解分析:不去受力分析, 解决问题凭经验和想当然, 导致只考虑了水平方向的受力, 忽略了由于竖直方向上的受力变化而导致水平方向的摩擦力的变化.
正确解答:以木块为研究对象, 进行受力分析如图18所示, 得:
整理得:
由 (2) 式得, 当F2cosβ=μF2sinβ时, 即μ=cotβ时, a不变;
当F2cosβ>μF2sinβ时, 即μ
当F2cosβ<μF2sinβ时, 即μ>cotβ时, a增大;
故 (C) 、 (D) 选项正确.
6. 主观臆断造成错误
例6水平桌面上放着质量m1=2kg的木板A, 木板A上放着一个装有电动机的滑块B, 滑块和电动机的总质量m2=1kg, 一根细绳一段拴在固定于桌面上的小柱子上, 另一端与电动机相连, 如图19所示.开始时, 用手抓住木板A使它不动, 开启电动机, 电动机转动时可以使得细线卷在转轴上, 从而使滑块B以恒定速度v0=0.4m/s开始滑动, 当滑块B与木块A右端相距L=1m时, 立即放开木板A, (设木板A不会与小柱子相碰) , 已知木板A与滑块B、木板A与桌面之间的动摩擦因数分别为μ1=0.05和μ2=0.01, 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力, g=10m/s2, 则:
(1) 通过计算判断松手后木板A是否会在桌面上滑动?
(2) 求松手后5s内滑块B与木板A相互摩擦而产生的内能E.
错误解答: (1) 对木板A为研究对象, 水平方向受到滑块的摩擦力F1 (动力) 和地面的摩擦力F2 (阻力) .
F1=μ1m2g=0.05×1×10N=0.5N
F2=μ2m1g=0.01×2×10N=0.2N
F1>F2, 所以木板能够在桌面上滑动.
(2) 松手5s后, B物体做匀速直线运动, 运动的位移为:
xB=v0t=0.4×5=2.0m
A物体做初速度为零的匀加速直线运动, 加速度为:
运动的位移为:
由E=F1 (xB-xA) =μ1m2g (xB-xA) =0.05×1×10× (2-1.875) =0.625J
错解分析: (1) 问中没有正确受力分析, 致使对F2的求解错误, 虽然不影响回答“是否会在桌面上滑动”;导致了第 (2) 问中A物体的加速度的求解错误, 同时第 (2) 问中, 物体B在5s前早已经相对于A静止.
正确解答: (1) 对木板A为研究对象, 水平方向受到滑块的摩擦力F1 (动力) 和地面的摩擦力 (阻力) F2.
F1>F2, 所以木板能够在桌面上滑动.
(2) 松手5s后, B物体做匀速直线运动, A物体做初速度为零的匀加速直线运动.
A物体的加速度为:
由v0=at得:, 即滑块后即和木板相对静止
B物体运动的位移:
由E=F1 (xB-xA) =μ1m2g (xB-xA) =0.05×1×10× (1.6-0.8) =0.4J.
A物体运动的位移:
7. 摩擦力突变导致错误
例7如图20所示, 传送带以恒定的速度v=10m/s运动, 传送带与水平面的夹角θ为37°, PQ=16m, 将一小物块无初速度的放在传送带上P点, 物块与此传送带间的动摩擦因数μ=0.5, 传送带逆时针转动, 小物块由P运动到Q点的时间是多少? (g=10m/s2, sin37°=
错误解答:物体所受到的摩擦力方向向上, 受力分析如图21所示, 其加速度恒定, 则:
mgsinθ-μmgcosθ=ma (1)
由 (1) (2) 得:t=4s.
错解分析:本题错误在于当传送带逆时针转动时, 并不是物体所受到的摩擦力方向一直向上;而是在物体的速度小于传送带的速度v的过程中, 物体所受到的摩擦力方向沿斜面向下, 通过的位移是x1.在物体的瞬时速度大于传送带速度v, 物体所受到的摩擦力方向沿斜面向上, 通过的位移是x2, 而x=x1+x2.
正确解答:当传送带逆时针转动时, 且在物体的速度小于传送带速度v的过程中, 物体所受到的摩擦力方向向下, 受力分析如图22所示, 加速度恒定, 为:
向下加速滑行的时间为:v=a1t1 (4)
滑行的距离为:
由 (3) (4) (5) 得:t1=1s (6)
之后, 物体的瞬时速度大于传送带速度v, 物体所受到的摩擦力方向沿斜面向上, 加速度为a2, 通过位移x2到达Q点.
由 (7) (8) (9) 得:t2=1s (10)
由 (6) (10) 得:t=t1+t2=2s.
拓展:当传送带顺时针转动时, 小物块由P点运动到Q点的时间为多少?
解析:物体所受到的摩擦力方向向上, 受力分析如图23所示, 其加速度恒定, 则
A. 立即停下来
B. 立即向前倒下
C. 立即向后倒下
D. 仍继续向左做匀速直线运动
3. 用恒力作用于质量为[m1]的物体，使物体产生的加速度大小为[a1]，该力作用于质量为[m2]的物体时，物体产生的加速度大小为[a1]；若将该恒力作用于（[m1+m2]）质量的物体时，产生的加速度大小为（ ）
A. [a1+a2] B. [a1-a2]
C. [a1a2] D. [a1a2a1+a2]
4. 一箱苹果在倾角为[θ]的斜面上匀速下滑，已知箱子与斜面间的动摩擦因数为[μ]，在下滑过程中处于箱子中间的质量为[m]的苹果受到其它苹果对它的作用力大小和方向为（ ）
A. [mgsinθ]，沿斜面向下
B. [mgcosθ]，垂直斜面向上
C. [mg]，竖直向上
D. [1+μ2mg]，沿斜面向上
5. 如图3，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动，当作用力[F]一定时，[m2]所受绳的拉力[FT]（ ）
A. 与[θ]有关
B. 与斜面动摩擦因数有关
C. 与系统运动状态有关
D. [FT=m2Fm1+m2]，仅与两物体质量有关
6. 如图4，一个盛水的容器底部有一小孔. 静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则（ ）
A. 容器自由下落时，小孔向下漏水
B. 将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水
C. 将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
D. 将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水
7. 图5中[a、b]是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等. [F]是沿水平方向作用于[a]上的外力. 已知[a、b]的接触面，[a、b]与斜面的接触面都是光滑的. 则（ ）
A. [a、b]一定沿斜面向上运动
B. [a]对[b]的作用力沿水平方向
C. [a、b]对斜面的正压力相等
D. [a]受到的合力沿水平方向的分力等于[b]受到的合力沿水平方向的分力
8. 物体[A、B、C]均静止在同一水平面上，它们的质量分别为[mA、mB、mC]，与水平面的动摩擦因数分别为[μA、μB、μC]，用平行于水平面的拉力[F]分别拉物体[A、B、C]，所得加速度[a]与拉力[F]的关系如图6，[A、B]两直线平行，则以下关系正确的是（ ）
A. [mA C. [μA=μB=μC] D. [μA<μB=μC] 9. 以初速度[v0]竖直向上抛出一质量为[m]的小物块. 假定物块所受的空气阻力[f]大小不变. 已知重力加速度为[g]，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为（ ） A. [v022g（1+fmg）]和[v0mg-fmg+f] B. [v022g（1+fmg）]和[v0mgmg+f] C. [v022g（1+2fmg）]和[v0mg-fmg+f] D. [v022g（1+2fmg）]和[v0mgmg+f] 10. 固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力[F]作用下向上运动，如图7，推力[F]与小环速度[v]随时间变化规律如图8，取重力加速度[g=]10m/s2.求： （1）小环的质量[m]； （2）细杆与地面间的倾角[α]. （1）斜面的倾角[α]； （2）物体与水平面之间的动摩擦因数[μ]； （3）[t=]0.6s时的瞬时速度[v]. 12. 质量为10kg的物体在[F=]200N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角[θ=37°].力[F]作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零. 求物体与斜面间的动摩擦因数[μ]和物体的总位移[x].（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，[g]取10m/s2） 作者： 沈宇芳(高中物理 赤峰物理五班)评论数/浏览数： 1 / 199 发表日期： 2011-06-30 08:31:59 牛顿第一定律，实验：探究加速度与力、质量的关系，牛顿第二定律，力学单位制，牛顿第三定律 牛顿运动定律 全章概述 本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。 为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。新课标要求 1、通过实验，探究加速度与质量、物体受力之间的关系。 2、理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。 3、通过实验认识超重和失重。 4、认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。 1、牛顿第一定律 一、知识与技能 1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。 2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。 3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度． 二、过程与方法 1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系． 2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯． 3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。 三、情感、态度与价值观 1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。 2、培养科学研究问题的态度。 3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。 4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。★教学重点 1、理解力和运动的关系。 2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。★教学难点 惯性与质量的关系。 ★教学方法 1、对比实验、自主探索、合理推理。 2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。★教学用具： 小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。★教学过程 一、引入新课 开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。 二、进行新课 教师活动： 人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说的。是这样吗？ 学生活动：人推着车子，汗流侠背，推车的人放下车，一边擦汗，一边叹气。思考问题。教师活动：下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究： l、力推物动，力撤物停。 2、力撤物不停。 教师巡回指导，提出问题：物体的运动是不是一定需要力？ 学生活动：利用桌子上的器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做实验： 1、桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。 2、撤去毛巾，让小车在桌面上，推一下小车，小车运动一段才停下来。教师活动：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？ 刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？ 学生活动：学生举例讨论，比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距离；溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。 点评：通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。 教师活动：引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那小球会怎样？ 学生活动：用小球做对比实验 A、使斜槽和桌面吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距离。B、在桌面上放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。 对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。［总结得出］小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停止。 点评： 1、对比实验，找出问题的本质．从而理解物体的运动和力的关系． 2、在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理． 教师活动：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（并板书） 物体的运动是不需要力来维持的。（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。最早发现这一问题的科学家是伽利略。伽利略是怎么研究这个问题的呢？ 教师活动：边介绍边用多媒体播放伽利略的理想实验。要动态出以下效果：（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。 （2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？ 学生活动：观察并回答提出的问题： 运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。 点评：通过观察伽利略的理想实验，启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都是很有必要的。教师活动：用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度。学生活动：学生记录数据并比较。确信他的正确性。教师活动：引导学生认识、总结力和运动的关系。让学生阅读课文找出： l、伽利略的观点。 2、笛卡儿的补充和完善。 3、牛顿第一定律。 对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？ 学生活动：阅读课文，回答问题。 1、伽利略：物体不受力时，运动的物体一直作匀速直线运动。 2、笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态。 教师活动：既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？ 在学生回答的基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变运动状态的原因。运动状态是指什么？ 学生讨论回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态。运动状态：速度的大小和方向。 点评：培养学生理解问题时能力。 教师活动：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？ 什么时候可以看作不受力并举例说明。 学生活动：学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。点评：培养学生刨根问底的严谨态度。 教师活动：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？ 你又怎样理解这种性质呢？举例说明。 因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。通过实验来进一步的理解。 在小车上放一高的木块，让小车在光滑的玻璃上运动，前面固定一物块，当车运动到物块时被挡住，车上的木块前倾。为什么？ 再如，人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起，仍会落到原地。这都是惯性。 再让学生举例，学生就必然入门了。 学生活动：学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。 举例。 点评：通过生活中的例子进一步理解惯性。 教师活动：进一步总结：物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态，理解时可认为不受力和合力为零效果是一样的，如果某个方向不受力，那么在这个方向物体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力。 教师活动：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢？比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？你还能举出什么例子来？ 学生活动：学生思考 比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。 从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。点评：通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关． 三、课堂总结、点评 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。 学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。 点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。 四、实例探究 ☆对惯性的理解 1、被踢出去的冰块在摩擦力可以忽略的冰面上运动受没受向前的力？为什么能够向前运动？ 2、船在水中匀速行驶，一人站在船尾向上竖直跳起，它会落入水中吗？为什么？ 3、为什么跳远运动员要助跑才能跳的远些？ 4、在一向北匀速直线行驶的火车车厢中，一小球静止在水平桌面上，当坐在桌旁的人看到小球向南滚动时，火车做什么运动？ 5、一铅球 3千克，静止在地面上，把它水平扔出后，做加速运动，它的惯性如何变化？ ☆受力分析 6、一物块滑上了光滑的斜面，受几个力？ 附录1 牛顿简介 牛顿，是英国伟大的数学家、物理学家、大文学家和自然哲学家。1642年12月25日生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村，1727年3月20日在伦敦病逝。 牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。正象他自己所说的那样“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩上”。 牛顿的研究领域非常广泛，他除了在数学、光学、力学等方面做出卓越贡献外，他还花费大量精力进行化学实验。牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。附录2 教材分析 牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键，教学中应联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。 l、理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是非常重要的。 2、惯性与质量的关系是这节课的难点，通过举例反复体会。附录3 学生分析 1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。 2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。 2、实验：探究加速度与力、质量的关系 一、知识与技能 1、理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。 2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。 3、培养学生动手操作能力。 二、过程与方法 1、使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。 2、指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论． 3、帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。 三、情感、态度与价值观 1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。 2、使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 3、培养学生的合作意识，相互学习，交流，共同提高的学习态度． ★教学重点 1、怎样测量物体的加速度 2、怎样提供和测量物体所受的力 ★教学难点 指导学生选器材，设计方案，进行实验。作出图象，得出结论 ★教学方法 1、提出问题，导入探究原理――自主选器材，设定方案，进行操作，总结归纳――进行交流。 2、对学生操作过程细节进行指导，对学生实验过程的疑难问题进行解答。 ★教学用具： 小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。★教学过程 一、引入新课 教师活动： 定性讨论：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？力大小相同，作用在不同质量物体上，物体加速度有什么不同？ 物体运动状态改变快慢取决哪些因素？定性关系如何？ 学生活动：学生讨论后回答：第一种情况，受力大的产生加速度大，第二种情况：质量大的产生加速度小。学生再思考生活中类似实例加以体会。 点评：教师还可举日常生活中一些实例，如赛车和普通小汽车质量相仿，但塞车安装了强大的发动机，牵引力巨大，可产生很大加速度。再如并驾齐驱的大货车和小汽车在同样大的制动力作用下，小汽车容易刹车．通过类似实例使学生获得感性认识：加速度大小既与力有关，也与质量有关，为下一步定量研究做好铺垫． 二、进行新课 1、物体加速度与它受力的定量关系探究 教师活动：现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法）。保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系。请同学生据上述事例，猜测一下它们最简单关系。 学生猜测回答：加速度与力可能成正比。 教师活动：如何测量加速度a？需什么器材？请同学样设计方案。 学生回答：第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律，可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下作匀加速运动，利用打出纸带求加速度。 教师活动：现实中，除了在真空中抛体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎不存在，但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同，因此实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力？如何测？请同学们想办法。 教师引导：可利用前边测加速度的器材，在钩码质量远小于小车质量条件下，钩码重力大小等于对小车拉力（至于为什么以后再讨论），但必须设法使木板光滑，或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车受的合力就等于钩码重力。教师对学生设计方案的可行性进行评估，筛选出最佳方案进行实验。学生活动：学生思考，设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计。教师活动：指导学生分组实验，把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。学生活动：学生设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。 教师活动：如何直观判断加速度a与F的数量关系？指导学生以a为纵坐标，以F为横坐标建立坐标系，利用图象找规律。利用实物投影展示某同学做的图象，让大家评价。 学生活动：学生在事先发给的坐标纸上描点，画图象，看图象是否是过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。分析研究表格中数据，得出结论。 2、物体的加速度与其质量的定量关系探究 教师活动：保持物体所受力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与质量关系，请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系？教师解释：若a与m成反比，其实是a与1／m成正比，a－l／m的图象应是什么？ 学生猜测回答：加速度与质量可能成反比。应该是过原点直线。 教师活动：保持钩码质量一定，即拉力大小一定，如何改变小车质量？ 将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中，建立a一1／m坐标系作图象。 学生回答：在小车上加砝码。 学生设计实验步骤，进行分组实验，测出不同质量时加速度。在坐标纸上描点，作a－l／m图象，据a－l／m图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。 点评：由于学生刚开始从事探究实验，缺乏经验，需要教师指导，比如设计方案，利用图象处理数据，学生一无经历，二不习惯，所以宜采用定向探究，逐步使学生走向自由探究。 3、对实验可靠性进行评估 教师活动：如果同学们猜想是正确的，那么根据实验数据，以a为纵坐标，以F横坐标，或以a为纵坐标，1／m为横坐标，作出图象都应该是过原点的直线，但实际描的点并不严格在某直线上，也不一定过原点。若真是a∝F，a∝l／m得需多次实验才能证实。附录1 实验分析 牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。该实验的器材选取、方案设定，因第二章使用过，学生自然会想到用该器材测加速度。但测力有一定困难，还需平衡摩擦。为此可借助气垫导轨避免这一点。另外，测加速度可在气垫导轨上安放两个光电计时门，通过微机辅助系统记录，小车通过两个计时门的时间间隔，测出两计时门间距离，可由 求加速度a，数据完全可由微机处理，甚至a－F，a－1／m图象由微机处理作出，收到事半功倍的效果。附录2 学生分析 该实验是探索规律的实验，学生对加速度与力和质量的关系的定量关系是未知的，但通过实例，对加速度与力和质量的定性关系是可以理解的。怎样定量研究需在教师指导下，学生动手、动脑进行设计研究，教师只是一个引导者、评判者，只要学生的设计方案合理，亲身体验探究过程，至于能否得出正确结果并不重要。 3、牛顿第二定律 一、知识与技能 1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式； 2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。 3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。 4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。 二、过程与方法 1、以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。 2、培养学生的概括能力和分析推理能力。 三、情感、态度与价值观 1、渗透物理学研究方法的教育。 2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。★教学重点 牛顿第二定律 ★教学难点 牛顿第二定律的意义 ★教学方法 1、复习回顾，创设情景，归纳总结； 2、通过实例的分析、强化训练，使学生理解牛顿第二定律的意义。★教学过程 一、引入新课 教师活动：利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。教师提出问题，启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定？ 学生活动：学生观看，讨论其可能性。 点评：通过实际问题及现象分析，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题的能力 教师活动：提出问题让学生复习回顾： l、物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？ 2、物体的加速度与其质量之间存在什么关系？ 学生活动：学生回顾思考讨论。 教师活动：（进一步提出问题，完成牛顿第二定律探究任务的引入）物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？ 学生活动：学生思考讨论，并在教师的引导下，初步讨论其规律． 点评；通过多媒体演示及学生的讨论，复习回顾上节内容，激发学生的学习兴趣。培养学生发现问题、探究问题的能力。 二、进行新课 教师活动：学生分析讨论后，教师进一步提出问题： l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述？ 2、它的比例式如何表示？ 3、各符号表示什么意思？ 4、各物理量的单位是什么？其中，力的单位“牛顿”是如何定义的？ 学生活动：学生讨论分析相关问题，记忆相关的知识。 教师活动：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述规律又将如何表述？ 学生活动：学生讨论分析后教师总结：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。 点评：培养学生发现一般规律的能力 教师活动：讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对？为什么？ A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度． B、力恒定不变，加速度也恒定不变。 C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变。D、力停止作用，加速度也随即消失。 E、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。 学生活动：学生讨论分析后教师总结：力是使物体产生加速度的原因，力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性 点评：牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况，以及应用于变力作用的某一瞬时。 教师活动：出示例题引导学生一起分析、解决。 例题1：某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km／h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000 N，产生的加速度应为多大？ 假定试车过程中汽车受到的阻力不变。 例题 2：一个物体，质量是2 kg，受到互成 120°角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这两个力产生的加速度是多大？ 学生活动：学生在实物投影仪上讲解自己的解答．并相互讨论；教师总结用牛顿第二定律求加速度的常用方法。点评：通过分析实例，培养学生进行数据分析，加深对规律的理解能力，加强物理与学生生活实践的联系。 三、课堂总结、点评 教师活动：教师引导学生总结所研究的内容。 牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力为零，加速度为零。即合外力决定了加速度，而加速度影响着物体的运动情况。因此，牛顿第二定律把前几章力和物体的运动构成一个整体，其中的纽带就是加速度。 学生活动：学生自己总结后作答，其他同学补充。点评：培养学生的概括和总结能力。 四、实例探究 ☆对牛顿第二定律的理解 1、下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形公式的理解，正确的是： A、由F＝ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比； B、由m＝F／a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比； C．由a＝F／m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比； D、由m＝F／a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。 2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例常数k的说法正确的是： A、在任何情况下都等于1 B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D、在国际单位制中，k的数值一定等于1 ☆力和运动的关系 3、关于运动和力，正确的说法是 A、物体速度为零时，合外力一定为零 B、物体作曲线运动，合外力一定是变力 C、物体作直线运动，合外力一定是恒力 D、物体作匀速运动，合外力一定为零 4、设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比．则雨滴的运动情况是 A、先加速后减速，最后静止 B、先加速后匀速 C、先加速后减速直至匀速 D、加速度逐渐减小到零 ☆对牛顿第二定律的应用 5、地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8）附录1 牛顿第二定律——教材分析 高中物理新课程标准中要求学生对牛顿第二定律有一定的理解和掌握。作为教师首先要对新标准做出自己的分析和判断，结合新标准要求，认识到，要达到该标准不仅要使学生了解牛顿第二定律的内容，更重要的是让学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性，以及如何利用该定律来解决实际问题，更不能忽略要在教学过程中时刻注意对学生学习能力的培养。 本课以必修1教材为依据。通过定律的探求过程，渗透物理学研究方法，是整个物理教学的重要内容和任务。这是人类认识世界的常用方法。所以本节课不只是让学生掌握牛顿第二定律，更应知道定律是如何得出的。 定义力的单位“牛顿”使得k＝l，得到牛顿第二定律的简单形式F＝ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。 牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的内涵和外延，避免重公式、轻文字的现象。数学语言可以简明地表达物理规律，使其形式完善、便于记忆，但它不能替代文字表述，更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况。否则就会将活的规律变为死的公式。附录2 学生分析 牛顿第二定律的数学表达式简单完美，记住并不难。但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互联系，牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景，对学生来说是较困难的。这一难点在本课中可以通过定律的辨析和有针对性的练习加以深化和突破，另外，还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解。 4、力学单位制 一、知识与技能 1、了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位 2、认识单位制在物理计算中的作用 二、过程与方法 通过学过的物理量了解单位的重要性，知道单位换算的方法 三、情感、态度与价值观 通过一些单位的规定方式，了解单位统一的必要性，并能运用单位制对运算过程或结果进行检验。★教学重点 知道单位制的作用，即清楚物理公式和物理量的关系，掌握国际单位制中的基本单位和导出单位。★教学难点 单位制的实际应用 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。★教学过程 一、引入新课 教师活动：引导启发学生回忆所学过的主要公式，并说出这些公式中各物理量的单位。学生活动：认真思考，回想并写出学过的物理公式。 2教师活动：投影学生写出的公式以及式中涉及的物理量的单位讲解并点评： 提出问题：物理学的关系式确定了哪几个方面的关系？请同学们阅读教材并回答。学生活动：学生阅读教材并思考老师的问题，讨论后回答。 教师活动：总结点评：物理学的关系式确定了物理量之间的关系，也确定了各物理量单位之间的关系。今天我们就来学习有关单位的知识――力学单位制。 二、进行新课 教师活动：引导学生阅读教材，从课本中找出这几个概念： l、什么是基本单位？力学中的基本单位都有哪些，分别对应什么物理量？ 2、什么是导出单位？你学过的物理量中哪些是导出单位？借助物理公式来推导。 3、什么是国际单位制？国际单位制中的基本单位共有几个？它们分别是什么？对应什么物理量？ 学生活动：带着老师提出的问题认真阅读教材，讨论交流，选出代表发言。点评：培养学生独立阅读教材获取信息的能力；阐述自己的看法，语言表达能力。教师活动：倾听学生的回答，适当点评。投影84页表“国际单位制的基本单位”。 学生活动：倾听老师的点评；观看投影，了解国际单位制的基本单位。 教师活动：出示例题引导学生一起分析、解决。 例题：一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？5s内通过的位移是多少？ 学生活动：学生在实物投影仪上讲解自己的解答．并相互讨论；教师总结采用统一的国际单位制给计算带来的方便，使学生体会学习力学单位制的意义。 点评：通过分析实例，培养学生分析问题、解决问题的能力，同时体会单位制的意义。教师活动：引导学生阅读教材85页“说一说”，并回答文中提出的问题。学生活动：阅读教材，讨论并回答问题。 点评：通过这一实例，再次让学生体会到学习单位制的意义。 三、课堂总结、点评 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。 学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。 点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。 四、实例探究 ☆单位制在力学计算中的作用 一个原来静止在光滑水平面上的物体，质量是20kg，在两个大小都是50N且互成120°角的水平外力作用下，3s末物体的速度是多大？3s内物体的位移是多少 解析：两个大小都是50N且互成120°角的水平外力的合力大小为50N，方向在这两个力的角平分线上，且与水平面平行，由于水平面光滑，故水平方向上没有滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有 m/s2＝2.5m/s2 由运动学公式得 v=at=2.5×3m/s=7.5m/s m=11.25m 点拨：在整个计算过程中所有物理量都采用国际单位制。就不要在运算过程中每一步都将物理量代入进行计算。这样可以使计算过程简化。 5、牛顿第三定律 一、知识与技能 1、知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。 2、理解牛顿第三定律的确切含义，能用它解决简单的问题。 3、能区分平衡力与作用力和反作用力 二、过程与方法 1、通过学生自己设计实验，培养学生的独立思考能力和实验能力。 2、通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力。 3、通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯。 三、情感、态度与价值观 1、培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神。 2、激发学生探索的兴趣，养成一种科学探究的意识。★教学重点 1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。 2、掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。★教学难点 正确区分平衡力和作用力、反作用力 ★教学方法 实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学 ★教学过程 一、引入新课 教师活动：让学生利用身边的器材自己设计实验，验证以前学过的“力的作用是相互的” 学生活动：积极思考设计实验。 点评：开门见山，让学生进入主动思考状态。 二、进行新课 教师活动： 1、教师巡视，观察各组设计试验的情况。 2、鼓励学生大胆演示自己设计的实验，并说明如何证明此结论。 3、根据需要，引导、补充学生发言。 学生活动：各小组积极动手做实验，并踊跃发言，展示成果。学生可能设计的实验： 实验一：将两个皮球对压（二者均发生形变） 实验二：用手拉弹簧（弹簧形变，手也受到弹簧的拉力） 实验三：将左手攥拳后仅竖直向上伸出食指，用右手掌心竖直向下压迫左手食指。（左手食指受压，右手掌心被扎疼）点评：实验具有开放性，可培养学生的创新和探索精神和动手实践能力。教师活动：提出问题： 1、力是一个物体对另一个物体的作用，这种作用是相互的还是单方面的？一个力应与几个物体相联系？ 2、如果把左手食指受到的力叫作用力，那么右手掌心受到的力叫什么合适？叫反作用力好吗？ （注意，教师不一定用这个例子，要看学生回答情况而定） 学生活动：得出实验结论：力的作用是相互的，有施力物体必有受力物体，一个力应与两个物体相联系。点评： 1、设计实验可激发学生的学习动机和内在的学习兴趣 2、课堂上可能会出现教师意料不到的情况，教师要驾驭好课堂。 教师活动： 提出问题： 1、我们生活中还有哪些现象能证明这一点？ 2、与同学一起分析、补充这些事例，并印证“力的作用是相互的”，并给出作用力和反作用力的概念。 3、引导学生分类，弹力、磁力、摩擦力均是相互的，使学生注意到从多角度证明问题更全面。学生活动：学生思考，通过小组举例、做实验、讨论： 1、用力拍手，两手都疼 2、磁铁相吸、相斥 3、碰碰车 4、滑旱冰的人相推，均后退（事先做好多媒体课件） 5、用橡皮擦铅笔字，字被擦掉了橡皮也掉了一层皮 „„ 点评： 1、在课桌上，事先尽可能多的将一些合适的器材提供给学生，让学生边讨论边做实验。 2、学生举例，教师不可能完全预料到，但对常见的事例要作充分的准备（如：器材、课件）教师活动：提出问题：我们研究的是力，我们可以从哪些方面研究呢？ 学生活动：学生通过小组讨论、补充，认为应该研究力的三要素：作用点、大小、方向。 点评：让学生回忆并讨论从哪些方面研究二者之间的关系。将学生引向更深入的问题，找出问题的突破点。教师活动：让学生自己举例分析。比如学生作了下面的实验：在右车上放一条形磁铁，在车上放一质量近似相等的铁块。用手调整两车间的距离，使放手后左车刚好能在右车吸引力作用下运动。观察实验现象 教师鼓励学生并注意纠错： 1、如把右车上铁块受到的力叫作用力，找出这个力的施力物体是谁？作用点在哪里？这个力的方向如何？这个力的作用效果怎样？ 2、反作用力的施力物体是谁？受力物体是谁？作用点在哪里？方向如何？这个反作用力的作用效果如何？ 学生活动：小组分析实例，讨论得出： 作用点分别在两个物体上。 点评：研究作用力和反作用力的作用点 教师活动：鸡蛋碰石头会怎样？由此你认为他们之间的作用力大小有什么关系？请你设计实验定量证明你的结论。学生活动：学生提出自己的看法并积极动手操作，加以证明。可能出现两种意见： 1、等大。 2、石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力 点评：研究作用力与反作用力的大小关系，先提出一个问题，激发学生兴趣 教师活动：引导学生观察要仔细、思考要全面，比如为了使实验更具一般性，可以变化多个位置，重复实验。 假如学生做了这个实验：取两个弹簧秤，把甲秤的圆环固定，手拿乙秤与甲秤钩住，再用手沿水平方向匀速拉动乙秤的圆环端至某一位置停下，读出两秤的读数。提出问题： 1、读出两秤的读数。把甲乙两秤视作质点，画出各自的受力图。 2、乙秤受到的作用力的效果是？甲秤受到的作用力的效果是？ 3、将其中一弹簧秤的读数减小到零，观察另一弹簧秤的读数。让学生复述实验器材、实验步骤、演示操作、读取数据并说明结论。学生活动：学生积极设计实验、讨论分析现象，找出规律： 1、两个弹簧秤对拉，二力等大 2、两弹簧均被拉伸，二力反向 3、同时为零，说明二者同时产生，同时消失。 点评： 1、让学生自己动手实验，定量去证明结论，不被现象所迷惑，用数据说明问题。 2、学生不一定一次性得出上述正确、简练的结论，教师再去引导。 教师活动：介绍传感器系统，用传感器进一步探究作用力与反作用力的大小关系（见课本87页做一做）。 让多个学生自己拉动传感器，学生可能会有不同的拉法：拉力逐渐增大、拉力逐渐减小、拉力大小随意变化、手停止和手运动等等。 教师要求学生仔细观察屏幕上的图像。你得到了那些结论？ 学生活动：学生观察讨论，得出结论并汇总： 1、作用力与反作用等大反向。 2、同时存在同时消失。 3、这种关系与物体的运动状态无关。 教师活动：问学生“那为什么鸡蛋碰石头，鸡蛋破而石头无恙？” 学生活动：学生应能考虑到是鸡蛋与石头的承受能力不一样而导致的。 点评： 1、用传感器系统给学生演示，指导学生去操作，进一步验证结论，提高可信度。 2、不要低估学生，经过讨论、补充，他们能得到较全面的结论，所以应放手让他们去想、去做。 教师活动：让学生完成实验：取一个长约3cm刚充过磁的小磁针和一张15cm×15cm的白纸，在纸上如图所示，画出一组邻圆直径相差0.5cm的同心圆，将圆12等分。另取一枚大头针垂直插入一根火柴杆的尾部。实验时，将磁针置于圆心处，待磁针稳定后，用手指捏住火柴杆并使大头针与磁针成一条直线。缓慢沿直线向磁针移动大头针，使磁针的一极对大头针产生吸引力。在保持磁针与大头针之间虽不接触却具有明显吸引力的条件下，用手沿圆移动火柴杆至大头针的针身重合在同心圆的非南北方向的任意一条平分线上，移动中保持磁针对大头针的吸引，观察现象。 1、仔细观察，看大头针与小磁针稳定后的方位关系怎样？ 2、变换圆的另一条平分线重复上述实验，你找到了什么规律？ 3、作用力与反作用力的方向有何关系？ 学生活动：学生积极实验，讨论、分析得出结论：作用力与反作用力在同一直线上。 点评：研究作用力与反作用力的方向。仪器两人一组，更能发挥学生的积极性和主体作用，更应该发动学生课前预习后自制一些简易仪器，外形粗劣无所谓，只要能达目的即可。教师活动：提出问题让学生讨论： 1、作用力与反作用力性质是否相同？ 2、找出作用力与反作用力跟平衡力的区别。 3、用牛顿第三定律揭示许多生活现象。比如：喷气式飞机、船前进的原理。学生活动：学生积极讨论分析得出结论： 1、作用力与反作用力性质相同。 2、作用力与反作用力不是平衡力，尽管都是大小相等方向相反，但是作用力与反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一个物体上。 3、师生共同讨论得出： 点评： 1、让学生更全面的了解二者的性质。 2、培养学生会用学过的规律解释物理现象的能力。 三、课堂总结、点评 教师活动：教师利用局域网将事先准备好的Powpoint课堂小结呈现给学生。学生活动：教师与学生一起回想、整理、消化。点评：教师利用幻灯片进行课堂总结，提高授课效率。 四、实例探究 ☆对作用力、反作用力及平衡力的认识 1、挂在竖直悬绳上的物体受到两个力的作用，这两个力的反作用力各作用在什么物体上？在这四个力中，哪两对是作用力和反作用力？哪两对力是平衡力？ 2、放在水平桌面上的木块被一根拉长的轻弹簧水平向右牵引着，并处于静止状态，木块在水平方向上受到哪两个力的作用？试分别说出两个力的反作用力的受力物体以及反作用力的性质和方向。☆对平衡条件和牛顿第三定律的应用 3、一个物体静止的放在水平支持物上，试证明物体对支持面的压力的大小等于物体所受的重力的大小，在证明过程中说出你的依据。 ☆用牛顿第三定律解释生活现象 4、分析判断下面说法是否正确并说明理由。 “甲乙两对拔河，甲胜乙败，则甲对乙的作用力大于乙队甲的作用力。” 附录一 牛顿第三定律――教材分析 本节重点是作用力和反作用力的概念和牛顿第三定律，学生在初中和高中第三章中已学过：力是物体间的相互作用，所以，理解牛顿第三定律的内容并不困难。应帮助学生理解作用力和反作用力是一对性质相同的力，二者同时产生、同时消失。本节的难点为正确区分平衡力跟作用力和反作用力，应让学生自主发现它们的区别，这样印象深刻。本节还适当安排了证明题，让学生独立完成，对培养学生的推理能力大有好处。附录二 牛顿第三定律――学生分析 伟人牛顿在“第一运动定律”中指出“一切体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”然而我用鸡蛋和圆锥重做试验，结果却与其截然相反，这时不禁使我对“匀速直线运动”六个字产生怀疑和推想————地球在宇宙之中绕太阳不断地公转，它的运动则不是“匀速直线运动”。如果说地球在运动的时候受到了外力，是外力改变了它的运动方向，则此定律将不攻自破。因为在宇宙之中就有着外力的存在，那此不表明：一切物体（包括地球在内）皆受外力了吗？所以此定律中的“匀速直线运动”六个字不能成立。 （二） 在宇宙之中本无“静止”一说，所谓的“静止”是指两个物体相对而言的。在宇宙中绝对“静止”的物体是不存在的，因为整个宇宙都是在不断地运动（运动：包括宇宙收缩或宇宙膨胀两种观点。）的，所以此定律中的“静止”二字不成立。 （三） 在牛顿看来物体只有受到了外力，它的运动状态才会发生变化。岂不知他忽略了一点，在宇宙之中有许多物体自身也可以引发出力，同时它的运动状态也在时时的发生变化。再如地球，他好比就是一个大型的发动机，他把自身的内部能量转化为了动能（动能：也可称之为力。）从而驱动自身的转动；而后又由自转带动了公转；在转动的时候地球的表面又与气体相互摩擦，从而也产生了电和磁（磁：也可称之为引力。）等之类的许多物质。紧接上文通过地球和鸡蛋的转动，以及各种能量转换的结果，我们也可以推想：地球即使脱离了太阳系的轨道在不受任何外力的条件下，他的运动状态也绝不会是“匀速直线运动”状态，更不可能会是“静止”状态。 （四） 回首历史，在此定律中还有许的多疑点但均已无需细驳。大约在公元140年——1757年前后，在西方一直存有两种对立的`学说：（1）托勒密的天动学说，（2）尼古拉哥白尼的地动学说。与之恰巧的是牛顿的三大定律都是在此间阐明的。由于受到这两种不同学说的影响，他错误地将自己的“力学理念”和“运动规则”，都横架在了这两者之间。因而他又怎能从真实的宇宙中来了解到“运动”的变化呢？ （五） 今综合上述各点，驳“牛顿第一运动定律”不成立。 大家好，很荣幸能向各位同行汇报我对人教版高中物理必修1《用牛顿运动定律解决问题（二）》的教学设计，下面我将从以下六个方面展开我的说课。 （一）教材分析 牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律，是动力学的基础．运用牛顿运动定律解决有关问题，对于学生学好物理，掌握力学知识和提高分析解决问题的能力是十分重要的．本节课用牛顿运动定律解决两类实际问题：一是共点力的平衡，另一个是常见的超重和失重。我在处理这节教材时本着两个指导思想，一是从实际生活中抽象出物理问题引起学生兴趣，二是注意总结归纳，讲练结合，方便学生理解记忆。 （二）教学目标 一是知识传授方面：能够解决共点力的平衡问题，了解超重和失重现象并运用牛顿第二定律研究超重和失重问题。 二是智能培养方面：培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力 三是思想教育方面：渗透“学以致用”的思想，鼓励学生多观察生活中遇到的物理现象和用所学知识去分析解决这些物理问题。 （三）教学方法 第一：以激发学生的学习动机为主线，通过实验，观察，讨论多种形式，激发学生的学习兴趣。第二：以思维训练为中心，让学生动手画受力分析图，通过板演，提问、讨论，达到使学生多种器官协调合作的作用，充分发挥学生的主体地位 （四）重难点 处理共点力的平衡时受力分析要全面，不多力，不少力。 对超重失重的理解，在超重和失重中有关对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算 （五）学情分析 共点力的平衡几乎年年高考都有，但学生在此处得分率很低，原因不是对共点力的条件掌握不了，而是对某些力的产生和分析不到位，所以在此处多加强调弹力和摩擦力有无的判断。再就是超重失重，对这两个概念学生能记住，但具体到一个实例中，学生经常忽视首先找出加速度的方向这一方面，而是凭想当然的去做去选，所以在讲这个专题时一定要强调出物体处于超重还是失重状态是由加速度的方向决定而不是物体的运动方向决定的。 （六）教学过程 共点力的平衡 观看幻灯片导入，该物体处于平衡状态，再通过提问学生什么是共点力的平衡条件。（此处教师提示从牛顿第二定律的角度思考），然后让学生动手画出该物体的受力图，这是正确解题的关键．养成良好的分析和处理问题的习惯，对以后的学习会很有帮助的．由受力图引出什么是共点力（几个力都作用在同一点上或者几个力的作用线交与一点），紧接着让学生动手做这个练习，用平衡条件求解某一个力。 【例题】如右图所示，在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B,足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为，网兜的质量不计。求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。 通过上面的例题拓展： 1.物体受三个力作用而平衡时，任意两个力的合力与第三个力等大反向。 2.物体受到几个共点力作用而平衡时，其中任意（n-1）个力的合力必与第n个力等大反向。 最后板书总结共点力的平衡条件。 超重和失重 实验导入：把矿泉水瓶的下部挖一个小孔，装入水后，让瓶子做竖直上抛运动，发现上升过程中水不能流出。 文字交代：自从人造地球卫星和宇宙飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重，刚才的实验就是因为水完全失重造成的。通过这些引起学生兴趣。在通过例题讲解超重和失重 【例题】升降机以0.5m/s2的加速度匀加速上升，升降机里的物体的质量是50kg，物体对升降机地板的压力是多大？如果物体放在升降机里的测力计上，测力计的示数是多大？（提示学生用牛顿第二定律解题），并让学生板演，通过板演了解学生对牛顿第二定律的掌握情况。 比较前边两种情况下人对地板的压力大小，得到人对地板的压力跟物体的运动状态有关。 总结：升降机加速度向上的时候，物体对升降机地板的压力比物体实际受到的重力大，我们把这种现象叫超重。 让学生讨论什么时候物体处于超重状态，超重时重力怎么改变。 学生总结 （1）当物体向上加速度时，产生超重现象； （2）产生超重现象时，物体的重力并没有改变，只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力增大。 用类比法推导失重，最后总结 （1）当物体有向下的加速度时，产生失重现象（包括匀减速上升，匀加速下降）。此时F压或F拉小于G。 （2）当物体有向下的加速度且a＝g时，产生完全失重现象，此时F压＝0或F拉＝0； （3）产生失重和完全失重时，物体的重力并没有改变，只是对水平支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力。 回到开头的实验，让学生讨论得出水不流出的原因。 老师总结处理这类问题的一般思路 1、确定研究对象； 2、对研究对象进行运动分析和受力分析； 3、列出方程或方程组； 4、求解方程，并对结果做必要说明。 强调完全失重的情况下所有和重力有关的仪器都无法使用！ 最后板书总结超重失重，这样可以给学生一个完整的概念。 例1:惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中, 这个系统的重要元件之一是加速度计, 加速度计的构造原理的示意图如图所示。沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块, 滑块两侧分别与劲度系数为A的弹簧相连;两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止, 弹簧处于自然长度。滑块上有指针, 可通过标尺测出滑块的位移, 然后通过控制系统进行制导, 设某段时间内滑块沿水平方向运动, 指针向左偏离点的距离为s, 则这段时间内滑块的加速度 () A.方向向左, 大小为ks/m B.方向向右, 大小为ks/m C.方向向左, 大小为2ks/m D.方向向右, 大小为2ks/m 解析:取滑块为研究对象, 水平方向受力情况为:因滑块左移s, 左侧弹簧缩短, 右侧弹簧伸长, 形变量均为s, 两弹簧弹力大小均为F=ks, 合力大小为2ks, 向右, 由牛顿第二定律可知, 向右。 例2:在亚丁湾海域遭海盗袭击的中交集团“振华4号”货轮, 在马来西亚武装直升机协助下中国籍船员成功击退海盗。如图所示的海盗船若质量为2.5×103kg, 在海面上从静止开始启动, 当它速度达到15m/s后, 立即关闭发动机, 其运动的V-t图像如图所示。设运动过程中海盗船所受阻力不变。试结合图像简述在0~96秒的时间内海盗船的运动情况, 并求出海盗船所受的阻力大小。 解析:海盗船先由静止开始做加速度逐渐减小的加速运动, 达到最大速度后做匀减速运动, 直到静止。 由图像可先求得海盗船匀减速运动的加速度大小, 然后求出海盗船所受阻力。 A. 运动员一直处于失重状态 B. 弹性绳拉展后运动员先处于失重状态，后处于超重状态 C. 弹性绳拉展后运动员先处于超重状态，后处于失重状态 D. 弹性绳拉展前运动员处于失重状态，弹性绳拉展后运动员处于超重状态 2. 超重和失重是日常生活中常见的现象，下列关于超重、失重的说法，正确的是（ ） A. 游乐园中当游客乘坐升降机在竖直方向减速下降时，游客处在超重状态 B. 火箭点火后加速升空，火箭处在超重状态 C. 蹦床运动员在空中上升和下落的过程中都处于失重状态 D. 体操运动员双手握住单杠在空中不动时处于失重状态 3. 一根轻质弹簧，当它上端固定，下端悬挂重为[G]的物体时，长度为[L1]；当它下端固定在水平地面上，上端压一重为[1.5G]的物体时，其长度为[L2]，则它的劲度系数是（设弹簧始终在弹性限度内）（ ） A. [GL1] B. [3G2L2] C. [2G5（L1-L2）] D. [5G2（L1-L2）] 4. 如图1，光滑斜面上的四段距离相等，质点从[O]点由静止开始下滑，做匀加速直线运动，先后通过[a、b、c、d]…，下列说法正确的是（ ） 图1 A. 质点由[O]到达各点的时间之比[ta∶tb∶tc∶td]=1∶[2]∶[3]∶2 B. 质点通过各点的速率之比[va∶vb∶vc∶vd]=1∶[2]∶[3]∶2 C. 在斜面上运动的平均速度[v=vb ] D. 在斜面上运动的平均速度[v=vd2] 5. 如图2，一小球用轻绳悬于[O]点，用力[F]拉住小球，使悬线保持偏离竖直方向[75°]，且小球始终处于平衡状态. 为了使[F]有最小值，[F]与竖直方向的夹角[θ]应该是（ ） 图2 A. 90° B. 45° C. 15° D. 0° 6. 如图3，质量为[m]的[AB]杆靠在平台的拐角上处于静止状态，拐角处光滑，则地面对杆[A]端施加的作用力为（ ） 图3 A. 受支持力和摩擦力作用 B. 仅受支持力作用 C. 仅受摩擦力作用 D. 无法确定受几个力作用 7. 如图4， 水平杆上套有两个相同的质量均为[m]的环，两细线等长，下端系着质量为[M]的物体，系统静止，现在增大两环间距而系统仍静止，则杆对环的支持力[FN]和细线对环的拉力[F]的变化情况是（ ） 图4 A. 都不变 B. 都增大 C. 支持力[FN]增大，拉力[F]不变 D. 支持力[FN]不变，拉力[F]增大 [图5]8. 如图5，竖直悬挂一根长5m的铁棒[AB]，在铁棒的正下方距铁棒下端5m处有一圆管[CD]，圆管长10m，剪断细线，让铁棒自由下落，则铁棒通过圆管所需的时间为（[g]取10m/s2）（ ） A. 0.5 s B. 1s C. [2]s D. 2s 9. 如图6，弹簧秤外壳质量为[m0]，弹簧及 A. [mg] B. [mm0+mmg] C. [m0m0+mF] D. [mm0+mF] 10. 如图7细线的一端固定于倾角为[45°]的光滑楔形滑块[A]的顶端[P]处，细线的另一端拴一质量为[m]的小球. 当细线对小球的拉力刚好等于零时，水平向右的加速度[a]的大小为（[g]为重力加速度）（ ） A. [g] B. [2g] C. [2g] D. [22g] 11. 所受重力[G1=]8N的砝码悬挂在绳[PA]和[PB]的结点上. [PA]偏离竖直方向37°，[PB]在水平方向，且连在所受重力为[G2=]100N的木块上，木块静止于倾角为[37°]的斜面上，如图8，已知sin37°=0.6， cos37°=0.8，[g]=10m/s2. 求木块与斜面间的摩擦力及木块所受斜面的弹力的大小. 图8 12. 发生在温州的动车追尾事故造成重大的人员伤亡和经济损失. 有报道称，在紧急关头，D301次列车司机放弃逃生，紧急制动使列车尽量降速，使得列车相撞的冲击力大大降低，他用生命挽救了许多人和许多家庭. 据资料记载进行估算，当时火车以216km/h行进，制动后以180km/h与静止的前车相撞，该动车制动时最大能产生1m/s2的加速度. 司机从发现险情，需0.7s的反应时间，采取措施紧急制动. 根据以上信息，估算列车司机是在距相撞地点多少米处发现前方静止的列车的. [图9]13. 如图9，质量[m=]1kg 的有孔小球穿在固定的足够长的斜杆上，斜杆与水平方向的夹角[θ=]37°，球与杆间的动摩擦因数[μ=]0.5. 小球受到竖直向上的恒定拉力[F=]30N后，由[A]点静止开始沿杆斜向上做匀加速直线运动，2s末撤去恒定拉力[F]，求小球上升到最高点时到[A]点的距离. （sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度[g]取10m/s2） 【牛顿运动定律传送带】推荐阅读： 牛顿运动定律中两类05-25 牛顿第二定律教案07-09 牛顿第二定律练习题07-01 牛顿的励志名言06-09 直线运动和曲线运动教案07-19 春季运动会运动员宣誓词07-02 运动会演讲稿-秋季运动会致辞06-25 新文化运动和五四爱国运动·教案示例05-24 小学运动会作文500字 难忘的运动会06-07 学校田径运动会运动员代表发言稿06-11牛顿运动定律单元教学设计 篇4
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