2021届高考物理一轮复习：牛顿运动定律复习与巩固

学习目标

1.理解牛顿第一定律及惯性,并能运用它解释有关现象。 2.理解牛顿第二定律及其应用。

3.理解牛顿第三定律,分清作用力和反作用力与一对平衡力的区别。

知识网络

定律的表述:一切物体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。也叫惯性定律牛顿概念:物体本身固有的维持原来运动状态不变的属性,与第一运动状态无关。质量是惯性大小的量度定律惯性(1)不受外力时,表现为保持原来运动状态不变表现(2)受外力时,表现为改变运动状态的难易程度牛顿定律的表述:物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体第二的质量成反比,加速度的方向跟合外力方向相同定律牛定律的数学表达式:F合ma顿作用力和反作用力的概念运定律的内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,动牛顿方向相反,作用在同一条直线上定第三1律定律作用力、反作用力与一（）作用力、反作用力分别作用在两个物体上（2）一对平衡力作用在同一个物体上对平衡力的主要区别F合ma(1)两类问题:运动力加速度是运动和力之间联系的纽带和桥梁平衡状态:静止或匀速直线运动状态(2)共点力的平衡牛顿定律的应用平衡条件:F合0a向上时,FG超重(3)超重和失重a向下时,FG失重ag时,F0完全失重基本单位:千克(kg)、米(m)、秒(s)力学单位制导出单位 七个基本单位：千克、米、秒、摩尔、开尔文、安培、卡德拉1 / 28

知识点一

要点一、牛顿第一定律 要点诠释： 1、前人的思想

亚里士多德：运动与推、拉等动作相联系。有推、拉的作用，物体就会运动；没有推、拉的作用，原来运动的物体就会静止下来。静止是水平地面上物体的“自然状态”。

伽利略：物体一旦具有一定的速度，如果没有加速原因（如推、拉）和减速原因（如摩擦），物体的速度将保持不变。

笛卡尔：物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，物体将以这个速度沿一条直线运动下去，既不会停下来，也不会偏离原来的轨道，即不会使自己沿曲线运动。

伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，指出物体能够保持原有的速度沿直线运动，但是他们并没有弄清楚是什么原因使物体保持这个速度，也没有弄清楚是什么原因改变了物体的速度。

2、牛顿第一定律

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

理解：

①保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持； ②要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因

关注：力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因。力不是产生速度的原因，

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力也不是维持速度的原因。

3、质量是惯性大小的唯一量度

一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度。惯性是物体本身固有的属性，跟物体的运动状态无关，跟物体的受力无关，跟物体所处的地理位置无关，质量是物体惯性大小的量度。

典型例题

1、关于物体的惯性，下述说法中正确的有（

）

A．运动速度大的物体不能很快停下来，是因为物体运动速度越大，惯性也越大； B．人推不动一辆大卡车，是因为大卡车的惯性很大；

C．快速飞来的乒乓球，可以用球拍在很短时间内将其打回去，是因为乒乓球的惯性很小；

D．在远离星球的宇宙空间中的物体不存在惯性； E．物体受外力大，惯性大；受外力小，惯性大 【答案】C

【解析】质量是惯性大小的唯一量度，因此A、E错误。惯性是我们这个宇宙中一切有质量的物体都有的一种属性，因此D错误。对于B选项，人推不动卡车，并不是因为车的惯性大，而是车受到地面的阻力大；试想，如果卡车放在非常光滑的冰面上，用比较小的力气就能够推动它；所以B错误。因此，C选项是正确的。

2、关于物体的惯性，下述说法中正确的有（ ） A．运动速度大的物体不能很快停下来，是因为

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物体运动速度越大，惯性也越大；

B．物体受外力大，惯性大；受外力小，惯性大； C．快速飞来的乒乓球，可以用球拍在很短时间内将 其打回去，是因为乒乓球的惯性很小；

D．在远离星球的宇宙空间中的物体不存在惯性； 【答案】C

知识点二

1．探究加速度a与力F及质量m的关系，采用的基本方法是控制变量法．

(1)如图所示，保持小车的总质量不变，改变小桶内沙子的质量，从而改变细绳对小车的拉力F，测出小车的加速度，研究小车的加速度与拉力的关系．

使用打点计时器时应注意用电安全．另外，请注意避免小车、砝码及重物等意外落地，以免摔坏器材或砸伤身体．

(2)保持小桶和沙子的总质量不变，即细绳对小车拉力F不变，在小车上增减砝码，改变小车的总质量，测出小车对应的加速度，研究小车的加速度与其质量的关系．

2．测量方法

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(1)小车与其上砝码的总质量M——用天平测量．

(2)小车的加速度a——利用打点计时器打出的纸带，由Δs＝aT2来计算． (3)小车所受的合外力F——用天平测量小桶和沙子的总质量，由G＝mg来计算． 二、实验器材

带有定滑轮的木板、薄垫块、小车、细绳、重物(小钩码或沙桶等)、打点计时器、纸带、交流电源、天平、砝码、刻度尺．

三、实验步骤

1．用天平分别测出小车的质量和小桶的质量，把数据记录下来． 2．按如图所示安装器材．

3．平衡摩擦力：在木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄垫块，反复移动薄垫块的位置，直至不挂重物的小车在斜面上运动时可保持匀速运动状态．这时小车拖着纸带运动受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方向上的分力平衡．

4．在小车上加放砝码，小桶里放入适量的沙子，把砝码和沙子的质量记录下来．把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，先接通电源，再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点，取下纸带，在纸上写上编号．

5．保持小车及车内砝码的质量不变，改变沙子的质量(要用天平称量)，按步骤4再做几次实验，将实验时记录的数据填入表格1中．

6．算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格1中．

表格1 物体的质量一定，加速度与受力的关系

实验次数 1 加速度a/(m·s－2) 小车受力F/N 5 / 28

2 3 4 7.保持沙子和小桶的质量不变，在小车上增减砝码，重复上述步骤4，将实验时记录的数据填入表格2中．

8．算出每条纸带对应的加速度的值并填入表格2中．

表格2 物体受到的合外力一定，加速度与质量的关系

小车及车内砝码 1质量的倒数/kg－1 M 实验次数 加速度a/(m·s－2) 小车及车内砝 码质量M/kg 1 2 3 4 四、数据处理 1．探究加速度与力的关系：以a为纵坐标、F为横坐标，根据表格1中的各组数据在坐标系中描点．如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比，如图所示．

1

2．探究加速度与质量的关系：“a与M成反比”实际上就是“a与成正比”．以a为纵

M11

坐标，为横坐标建立坐标系，根据表格2中的数据描点．根据a­图像是一条过原点的直MM线，就能判断a是不是与质量M成反比，如图所示．

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3．实验结论

在误差允许的范围内：

(1)物体质量一定时，物体的加速度大小与作用在物体上的合外力成正比． (2)物体受到的合外力一定时，物体的加速度大小与物体的质量成反比． (3)综合(1)(2)结论，则有：

物体的加速度大小与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比． 五、误差分析 1．系统误差

(1)误差分析：本实验中所挂重物的重力为G，小车受到细线的拉力为T.由于沙桶是在加速下降，所以T(2)减小误差的方法：所挂重物的质量远小于小车的总质量． 2．偶然误差

(1)误差分析：因读数不准和操作不当造成的误差． ①质量的测量误差．

②测量纸带上各点间的距离的误差． ③细线或纸带与木板不平行造成的误差．

④平衡摩擦力不够(或过度)造成的误差，该误差使作出的图像在横轴(或纵轴)上产生截距．

(2)减小误差的方法

①用天平和刻度尺测量时按照规范操作的要求进行测量和读数．

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②将纸带展开减小摩擦． ③平衡摩擦力时，用打点法验证． 六、注意事项

1．在本实验中，必须平衡摩擦力．平衡摩擦力时不要挂重物．平衡摩擦力后，在后面的实验中不管是改变小桶内沙子的质量还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力．

2．实验中，必须满足小车及小车上砝码的总质量远大于所挂小桶和沙子的总质量．只有这样，小桶和沙子的总重力才可以视为与小车所受细线的拉力相等．

3．在每次实验时，从尽量靠近打点计时器的位置由静止释放小车，并且先通电后释放小车，在小车到达定滑轮位置时按住小车．

4．利用纸带计算加速度时，应该求每条纸带上加速度的平均值．

5．作图像时，要使尽可能多的点落在所作的直线上，不在直线上的点应尽可能均匀地分布在所作直线的两侧．偏离直线较远的点可舍去不予考虑．

典型例题

1、用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：

A．用天平称出小车和重物的质量； B．按图装好实验器材；

C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂重物；

D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量；

E．保持重物的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验；

F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值；

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G．作a­M关系图像，并由图像确定a­M关系．

(1)该同学漏掉的重要实验步骤是 ________，该步骤应排在 ________步实验之后． (2)在上述步骤中，有错误的是_____，应把______改为_____．

(3)在上述步骤中，处理不恰当的是____________，应把____________________改为____________________．

[解析] (1)实验中认为重物的重力与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力．

(2)电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上将无法工作，必须接在6 V交流电压的学生电源上．

(3)作a­M关系图像，得到的是曲线，很难作出正确的判断，必须“化曲为直”，改为1

a­M关系图像．

[答案] (1)平衡摩擦力 B (2)D 6 V电压的蓄电池 6 V交流电压的学生电源 1

(3)G 作a­M关系图像 作a­M关系图像

一、实验题

1．如图1所示，为探究“质量一定时，物体的加速度与所受合外力关系”的实验装置.

某同学的实验步骤如下：

①用天平测量并记录滑块和拉力传感器的总质量M； ②调整长木板和滑轮，使长木板水平，细线与长木板平行；

③在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放滑块，记录拉力传感器的读数F，根据相对应的纸带，求出滑块的加速度a；

④多次改变托盘中砝码的质量，重复步骤③． 请按要求回答下列问题：

(1)图2是该同学实验得到的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计

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时器用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带求出滑块的加速度大小为___________m/s2(结果保留三位有效数字).

(2)该同学由实验得到的数据，画出如图3所示的F-a图线，图线不通过原点的原因是___________；

(3)该实验还可测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，其值可用M、F0、g表示为μ=___________(其中M为滑块和拉力传感器的总质量，F0为图3中的截距，g为重力加速度)，与真实值相比，测得的动摩擦因数___________(选填“偏大”或“偏小”)．

【答案】2.00 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 【详解】

（1）利用逐差法处理实验数据可得：aF0 偏大 Mgx6x5x4x1x2x3(3T)2，代入数据可得

a2.00m/s2

（2）由图丙可知，当绳子上有拉力时，物体的加速度却为零，由此可知实验之前该同学未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分，故答案为该同学实验操作中没有平衡摩擦力；

FMaMg，（3）根据牛顿第二定律F﹣μMg＝Ma解得：故F﹣a图线斜率的kM；

F0，由于纸带与限位孔间的摩擦力或空气阻力，使求得的加速度偏小，导致摩擦力Mg偏大，摩擦因数偏大．

知识点三

要点二、牛顿第二定律

要点诠释：

1、牛顿第二定律的表述

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物体的加速度跟物体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。公式为：F合=ma

2、四点理解牛顿第二定律 （1）同体性

F合、m、a对同一个物体而言。即：计算A物体的加速度时，只分析A的受力，不要将B物体受到的力计算到A的表达式中。

（2）矢量性

由公式可以看出，物体受的合力与加速度是同一方向的。 （3）瞬时性

外力消失后，加速度也就立刻消失。比如，压缩的弹簧将一个小球弹起的过程中，小球受到弹力和重力的作用，加速度向上。当弹簧恢复原长后，小球就不再受到弹簧的弹力作用，加速度就变成重力加速度，方向向下。

（4）性

作用在物体上的几个力，各自产生加速度，互不影响。

比如，物体受到多个力的作用，产生一个合加速度时，我们可以先求合力，再由此求加速度，得到的就是合加速度。也可以求各个力独自产生的加速度，再把这些分加速度合成，得到的也是最后的合加速度。

典型例题

1、如图所示，用力F拉物体A向右加速运动，A与地面的摩擦因数是1，B与A间的摩擦因数是2。对于A的加速度，下面表述正确的是（ ）

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A．F1(mAmB)g2mBg(mAmB)aA B．F1mAg2mBgmAaA C．F1(mAmB)g2mBgmAaA D．F1(mAmB)g2mBgmAaA 【答案】C

【解析】对于A、B选项我们应该知道它们错在哪里。A选项误把A受到的力算到AB整个上面了。B选项则没有分析正确地面给A的摩擦力，A对地面的压力是(mAmB)g，因此摩擦力是1(mAmB)g。D选项把AB之间的摩擦力方向搞反了。

2、如图所示，定滑轮固定在天花板上，自身重力不计。物体A质量是2kg，物体B的质量是3kg。求A、B的加速度大小及天花板受到的拉力大小。

A B 【答案】2 m/s

2

F48N

【解析】受力分析如图所示：

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T A T GA B GB

对于A，由牛顿第二定律可得：TmAgmAa

对于B，由牛顿第二定律可得：mBgTmBa

从而可得到：a(mBmA)g/(mBmA)2m/s。

2

并且可得到T=24N。

再分析天花板的受力：F2T48N。

3、如图所示，质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块B，B与地面的动摩擦因数均为μ，在已知水平力F的作用下，A、B一起做加速运动，A对B的作用力大小是多少？

F A B 【答案】NF2mg 33【解析】先对A受力分析，A受到向右的力F和B对A的支持力N，由牛顿第二定律可得：FN2ma。

再对B受力分析，B受到A给B向右的支持力N和地面给的向左的摩擦力，

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由牛顿第二定律可得：Nmgma。

由此两式可得：aFmg。

3mF2mg 33再将此结果代入原式可得：N4、如图所示，将物体A放在容器B中，以某一速度把容器B竖直上抛，不计空气阻力，运动过程中容器B的底面始终保持水平，则以下说法正确的是（ ）

A． 容器B上升过程中，物体A对B有压力，下降过程中，压力等于零 B． 容器B上升到最高点的时候，物体A对B有压力 C． 不论容器B上升还是下降，物体A对B都有压力 D． 不论容器B上升还是下降，物体A对B的压力都等于零

【思路点拨】要分析A对B的压力可以先以AB整体为研究对象，根据牛顿第二定律得到加速度，再隔离B或A，运用牛顿第二定律研究．

【答案】D

【解析】A、由题意，不计空气阻力，对整体：只受重力，根据牛顿第二定律得知，整体的加速度为g，方向竖直向下；再对A或B研究可知，它们的合力都等于重力，所以A、B间没有相互作用力，故在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零，故ABC错误．D正确．

知识点四

要点三、牛顿第三定律 要点诠释：

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1、牛顿第三定律的表述

两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 2、一对平衡力与一对相互作用力的区别 作用对象 性质 作用时间 一对相互作用力 相互作用的两个物体 同种性质的力 同时产生、同时消失、同变化

一对平衡力 同一个物体 不一定同种性质 一个力的变化，不影响另一个力的变化 典型例题

1、物体静止在水平桌面上，则（ ）

A．桌面对物体的支持力与物体的重力是一对平衡力 B．物体的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力 C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种力 D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力

2．如图所示，一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了．对这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是( )

甲 乙

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A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大 B．大人与小孩间的拉力是一对作用力与反作用力 C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的合力一定为零

D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，有可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大

B [大人拉小孩的力与小孩拉大人的力构成一对相互作用力，它们之间的关系满足牛顿第三定律，所以二者永远大小相等，方向相反，两力作用在不同的人身体上，不能求合力，小孩被拉动是因为他受的拉力大于他所受摩擦力．故选项B正确．]

3、 (多选)如图所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是( )

A．作用力F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力 B．作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力 C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力

D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力

思路点拨：先对物体受力分析，找出相互平衡的力，然后找出每个力的施力物体，对施力物体的作用力是反作用力．

CD [作用力F跟墙壁对物体的支持力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，A错；作用力F作用在物体上而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不能成为平衡力，也不是作用力和反作用力，B错；物体在竖直方向上，受竖直向下的重力和墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止，故这两个力是一对平衡力，C对；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力，是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，D对．]

4．(多选)马拉车运动时，设马对车的作用力为F，车对马的作用力为F′.关于F和F′

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的说法正确的是( )

A．F和F′是一对作用力和反作用力 B．当马与车做加速运动时，F>F′ C．当马与车做减速运动时，FD．无论马与车做什么运动，F和F′的大小总是相等的

AD [马与车之间的两个力作用在两个物体上，是一对相互作用力，这两个力大小一定相等，故A、D项正确；车做加速(减速)运动的原因是马拉车的力大于(小于)车所受的阻力，故B、C项错误．]

知识点四

要点五、超重与失重

要点诠释： 1、超重

物体对支持物的压力（或对物体的拉力）大于物体所受到重力的情况，称为超重现象。因此，当物体加速度向上时，物体处在超重状态。

2、失重

物体对支持物的压力（或对物体的拉力）小于物体所受到重力的情况，称为失重现象。因此，当物体加速度向下时，物体处在失重状态。

当物体具有向下的加速度并且大小等于g时，物体处在完全失重的状态。

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典型例题

1、下列说法中正确的是( )

A．只有正在向上运动的物体，才有可能处于超重状态 B．超重就是物体所受的重力增大

C．物体处于超重状态时，地球对它的引力变大 D．超重时物体所受的重力不变

D [只要物体加速度方向向上，物体就处于超重状态，物体也可能向下做减速运动，故A错误；超重时物体的重力不变，地球对物体的吸引力也不变，故B、C错误，D正确．]

2、跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员离开跳板在空中上升过程和下落过程，以下说法正确的有( )

A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态 C．上升过程和下落过程均处于超重状态 D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态

D [跳水运动员在空中时无论上升还是下落，加速度方向均向下，由于不计空气阻力，故均为完全失重状态，故选D.]

3、 一个站在升降机上的人，用弹簧测力计提着一个质量为1 kg的鱼，弹簧测力计的读数为12 N，该人的体重为750 N，则他对升降机地板的压力为(g取10 m/s2)( )

A．750 N C．900 N

B．762 N D．912 N

D [1 kg的鱼的重力为10 N，而弹簧测力计的拉力为12 N，可知鱼所受的合力F鱼＝(12－10) N＝2 N，由牛顿第二定律可知此时鱼的加速度为2 m/s2，方向向上，这也表明升

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降机及升降机中的人也正在做加速度向上的运动，将人和鱼看作一个整体，可得N－(M＋m)g＝(M＋m)a，N为地板对人向上的作用力，而人对地板的反作用力与N相等，方向向下，计算可得N＝912 N，故选D.]

4、质量是60 kg的人站在升降机中的体重计上，如图所示，当升降机以4 m/s2的加速度匀加速上升时，体重计的读数是多少？(g取10 m/s2)

[解析] 以人为研究对象受力分析如图所示：

匀加速上升时，a向上，取向上为正方向，所以 N－mg＝ma

则N＝m(g＋a)＝60×(10＋4) N＝840 N 据牛顿第三定律知：

体重计的读数为N′＝N＝840 N

当堂检测

1、(多选)质量分别为2 kg和3 kg 的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20 N、F2＝10 N，则下列说法正确的是( )

A．弹簧的弹力大小为16 N

B．如果只有F1作用，则弹簧的弹力大小变为12 N

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C．若把弹簧换成轻质绳，则绳对物体的拉力大小为零 D．若F1＝10 N、F2＝20 N，则弹簧的弹力大小不变

F1－F2

AB [以物体A和B为整体，加速度a＝＝2 m/s2，方向水平向左．以物体A为

mA＋mB研究对象，水平方向受F1及弹簧向右的拉力F拉作用，由牛顿第二定律有F1－F拉＝mAa，得F拉＝16 N，所以A项对；若只有F1作用，则它们的加速度a′＝

F1

＝4 m/s2，弹mA＋mB

簧的拉力F拉′＝mBa′＝12 N，所以B项对；C项中将弹簧换成轻质绳，绳对物体的拉力大小等于原来弹簧的拉力，不为零，C项错；若F1＝10 N，F2＝20 N，则它们的加速度a″F2－F1＝＝2 m/s2，方向水平向右，以物体A为研究对象，由牛顿第二定律有F拉″－F1mA＋mB＝mAa″，得F拉″＝14 N，所以D项错．]

2、(4分)如图所示，一人站在电梯中的体重计上随电梯一起运动．用W表示电梯匀速上升时体重计的示数，W1和W2分别表示电梯以大小为a的加速度加速上升和减速上升时体重计的示数，则( )

A．W2W1－W2

A 当电梯匀速运动时，W＝FN＝mg；当电梯以大小为a的加速度加速上升时，根据牛顿第二定律FN1－mg＝ma，得FN1＝m(g＋a)，W1＝FN1＝m(g＋a)，当电梯以大小为a的加速度减速上升时，根据牛顿第二定律mg－FN2＝ma，得FN2＝m(g－a)，W2＝FN2＝m(g－a)，故W220 / 28

3．如图所示，质量为m的小球被水平绳AO和与竖直方向成 角的轻弹簧系着处于静止状态，现将绳AO烧断，在绳AO烧断的瞬间，下列说法正确的是（ ）（g为重力加速度）

A．小球的加速度 B．小球的加速度 C．小球的加速度为零

D．小球的加速度方向沿弹簧方向 【答案】A

根据平衡状态受力分析可知，绳子拉力

烧断瞬间，弹簧弹力不变，弹簧和重力合力与绳子拉力大小相等，方向相反，所以

方向水平向右，故BCD错误，A正确。 故选A。

4、(4分)如图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此时A和B的瞬时加速度分别为a1和a2，则( )

A．a1＝a2＝0

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B．a1＝a，a2＝0

m1m2

C．a1＝a，a2＝a

m1＋m2m1＋m2m1

D．a1＝a，a2＝－a

m2

D [两物体在光滑的水平面上一起以加速度a向右匀加速运动时，弹簧的弹力F弹＝m1a，在力F撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m1a，因此对A此时，加速度仍为a，m1

对B物体，取向右为正方向，－m1a＝m2a2，a2＝－a，所以D项正确．]

m2

5、(6分)某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系．

(1)(多选)下列做法正确的是________(填字母代号)． A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上

C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)木块和木块上砝码的总质量．

(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲______m乙，μ甲_______μ乙．(均选填“大于”“小于”或“等于”)

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[解析] (1)探究加速度与力、质量的关系时，牵引木块的细绳应与长木板平行；平衡摩擦力时应不挂砝码桶；对于打点计时器，应先接通电源，再放开木块；平衡摩擦力后，改变木块上砝码的质量，不需要重新平衡摩擦力．选项A、D正确，选项B、C错误．

mg，M＋m

(2)设木块的质量为M，砝码桶及桶内砝码的总质量为m，根据牛顿第二定律，有a＝Mmg牵引小车的拉力F＝Ma＝.要使F＝mg，则M≈M＋m，即要求m≪M.

M＋m

F－μMgF

(3)对于木块，根据牛顿第二定律，得a＝＝－μg，故a­F图像的斜率反映了

MM11

木块质量的倒数．有＞，所以m甲＜m乙．当F＝0时，a＝－μg，即a­F图像在a轴

m甲m乙上的截距为－μg，所以－μ甲g＜－μ乙g，即μ甲＞μ乙．

课后作业

1.下列交通提示语中，不是为了防止惯性带来危害的是( ) A． 车辆起步，站稳扶好 B． 系安全带，平安出行 C． 珍爱生命，远离酒驾 D． 保持车距，安全驾驶 【答案】C

【解析】公交车启动时，人由于惯性会向后倾倒，所以提醒乘客“站稳扶好”，防止惯性带来危害；如果刹车时，人具有惯性，会保持原来的速度向车窗冲去，故为了防止这种现象，人要系安全带，防止惯性带来危害；人喝酒后反应就会迟钝，驾车时容易造成事故，与惯性无关；汽车行驶过程如果紧急刹车，汽车由于惯性会继续运动，所以要保持一定车距，防止惯性带来危害；故C正确．

2.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如下图所示．已知人的

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质量为70 kg，吊板的质量为10 kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均不计．取重力加速度g＝10 m/s2.当人以440 N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为( )

A．a＝1.0 m/s2，F＝260 N B．a＝1.0 m/s2，F＝330 N C．a＝3.0 m/s2，F＝110 N D．a＝3.0 m/s2，F＝50 N 【答案】B

【解析】将人与吊板整体考虑，据牛顿第二定律：2FT－(m人＋m板)g＝(m人＋m板)a，代入数据，得a＝1.0 m/s2，选项C、D被排除．用隔离法研究人向上运动，设吊板对人的支持力为F′，则FT＋F′－m人g＝m人a，得F′＝330 N．根据牛顿第三定律，人对吊板的压力大小F＝F′＝330 N，选项B正确．

3.下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是( ) A． 电梯正在减速上升，人在电梯中处于超重状态 B． 列车在水平轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态 C． 举重运动员托举杠铃保持静止，运动员处于超重状态 D． 在国际空间站内的宇航员处于失重状态 【答案】D

【解析】电梯正在减速上升，加速度向下，故电梯中的乘客处于失重状态，故A错误；列车在水平轨道上加速行驶，车上的人受到的支持力与重力大小相等，人处于非超重和非失重状态，B错误；举重运动员举起杠铃保持静止，运动员处于平衡态，不是超重状态，故C错误；在国际空间站内的宇航员，其加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，故D正确．

4.如图所示，物体A被平行于斜面的细线拴在斜面的上端，整个装置保持静止状态，斜面被固定在台秤上，物体与斜面间无摩擦，装置稳定后，当细线被烧断，物体下滑时与静止时比较，台秤的示数( )

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A． 增加 B． 减小 C． 不变 D． 无法确定 【答案】B

【解析】当装置静止时，台秤的示数等于装置所受的重力；当细线被烧断物体下滑时，物体有向下的加速度，装置处于失重状态，台秤的示数小于装置所受的重力，B正确．

5.放在水平桌面上的物体受到桌面对它的支持力，对该支持力的反作用力的说法正确的是( )

A． 反作用力是物体受到的重力，作用在地球上 B． 反作用力是物体对桌面的压力，作用在桌面上 C． 反作用力是物体对地球的引力，作用在物体上 D． 支持力没有反作用力 【答案】B

【解析】物体受到的支持力是桌面对物体施加的，其反作用力是物体对桌面的压力，施力物体是水平桌面上的物体，受力物体是桌面，B正确．

6.如图所示，在与水平方向成θ角、大小为F的力作用下，质量为m的物块沿竖直墙壁加速下滑，已知物块与墙壁的动摩擦因数为μ.则下滑过程中物块的加速度大小为( )

A．a＝g－μg B．a＝g－C．a＝g－

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D．a＝g－【答案】D

【解析】将F分解可得，物块在垂直于墙壁方向上受到的压力为FN＝Fcosθ，则物体对墙壁的压力为FN′＝FN＝Fcosθ；物块受到的滑动摩擦力为Ff＝μFN′＝μFcosθ；由牛顿第二运动定律，得mg－Fsinθ－Ff＝ma，得a＝g－

.

7.用3 N的水平恒力，使水平面上一质量为2 kg的物体，从静止开始运动，在2 s内通过的位移是2 m，则物体的加速度大小和所受摩擦力的大小分别是( )

A． 0.5 m/s2 2 N B． 1 m/s2 1 N C． 2 m/s2 0.5 N D． 1.5 m/s2 0 【答案】B

【解析】在水平恒力的作用下，物体做匀加速直线运动，由位移—时间公式x＝at2，解得物体的加速度a＝1 m/s2；由牛顿第二定律F－Ff＝ma，解得Ff＝1 N，B正确．

8.如图所示木箱内有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运动状态可能为( )

A． 加速下降 B． 加速上升 C． 减速上升 D． 匀速下降 【答案】B

【解析】木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，物块受到的合力向上，所以系统应该有向上的加速度，超重，物块可能是向上

加速，也可能是向下减速，所以B正确．

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9.如图所示，在车厢顶上吊一小球，小球悬线与竖直方向夹角为α，行车速度方向如图所示，质量为m的物体相对车厢静止，则物体受到摩擦力大小为________，方向为________．

【答案】mgtanα 向右

【解析】小球受到两个力，即重力与绳子的拉力合力水平向右，与运动方向相反，可知小车在做匀减速运动，加速度大小为a＝gtanα.由于物体相对静止在小车上，故物体也在做匀减速运动，产生此加速度的力为静摩擦力．方向向右，大小为Ff＝ma＝mgtanα

10.如图所示，甲、乙两物体的质量均为m，弹簧和悬线的质量不计，当把甲、乙两物体间的连线烧断的瞬间，甲物体的加速度大小为________；乙物体的加速度大小为________．(重力加速度为g)

【答案】g g

【解析】当把悬线烧断的瞬间，乙受到悬线的拉力瞬间消失，乙只受重力，由牛顿第二定律可知，乙的加速度为g；在烧断悬线之前，由二力平衡可知，弹簧的弹力等于甲、乙两物体的重力之和；烧断悬线的瞬间，弹力不变；则甲受到的合力F＝2mg－mg＝mg;故加速度也为g，方向竖直向上．

10.某同学在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的装置。

(1)在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示。计时器打

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点的时间间隔为0.02 s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，根据图中给出的数据求出该小车的加速度a＝________ m/s2(结果保留两位有效数字)。

(2)如图丙所示为该同学在探究加速度a与力F的关系时，根据测量数据作出的a­F图像，说明实验存在的问题是________________________。

答案 (1)0.16 (2)平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力 解析 (1)小车的加速度

x34－x123.83－3.52×10－2a＝2T2＝ m/s2≈0.16 m/s22×0.12

。

(2)由图线可知，当力F达到一定值时，小车才有加速度，原因是平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力。

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