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力与运动的关系——牛顿定律


秋季

物理十年级

第十六节
【知识要点】
一、牛顿第一定律:

力与运动的关系——牛顿定律
月 日 姓 名

1.内容: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。 2.惯性定义:惯性是一切物体固有的属性,是不依外界(作用力)条件而改

变,它始终伴 随物体而存在。 注意:不要把惯性与牛顿第一定律混淆。牛顿第一定律表示的是物体不受外力时的运动规 律。惯性是物体固有的属性,只与物体的质量有关,与物体的受力情况及运动状态 无关。合外力不为零时,惯性将表现为物体对运动状态改变的抵制。 3.对力的概念的进一步理解,力是物体之间的作用,力是使物体产生加速度的原因和发生 形变的原因。 注意: (1)力不是物体运动的原因、或维持物体速度的原因。 (2)如物体受到平衡力作用时,运动状态保持不变。 二、牛顿地第二定律: 1.内容:文字表述 公式表示: F=ma 注意: (1)矢量性:加速度方向与合外力方向相同。 (2)瞬时性:物体的加速度(而不是速度)总是与它所受合外力同时产生、同时变 化、同时消失。 (3)相对性:牛顿第二定律相对于惯性系才成立。地球或相对于地球无加速度的参 照物可看做惯性系。 2.由牛顿第二定律可知:如果合外力方向跟加速度方向不在同一直线上,物体就做曲线运 动。 三、牛顿第三定律: 1.内容:文字表述: 注意:要把牛顿第三定律与二力平衡相区别:作用力与反作用力是性质相同的力,作 用在不同的物体上,不可能相互平衡;作用力与反作用力同时发生,同时变化,同时消失。 二力平衡中的两个力可以是性质相同或性质不同的力,作用在同一物体上而相互平衡,当 其中一个力消失时,另一个力仍可存在。

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四、超重和失重: (1)超重的定义:当物体有竖直向上的加速度时,地面的支持力大于重力,称作超重。a 向上(加速上升或减速下降) ,F’=F=mg+ma (2)失重的定义:当物体有竖直向下的加速度时,地面的支持力小于重力,称作失重。a 向下(减速上升或加速下降) ,F’=F=mg-ma; 五、牛顿定律的适用范围: (1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系; (2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题; (3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。 a=g 时完全失重。

【典型例题】
例 1 质量为 m 的物体放在水平面上,受到水平恒力 F 的作用,由静止开始做匀加速直线运 动,经时间 t 撤去 F,又经过时间 t 物体停止,求物体所受的阻力?

例 2 一个物体从长 9m,倾角为 370 的斜面顶端由静止开始滑下,已知物体与斜面间的动摩 擦因数为 0.5,求物体滑到斜面底端时所用的时间和速度。

2

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例 3 如图所示,质量为 2kg 的物体放在水平地面上,在 5N 斜向上的拉力 F 的作用下,物 体由静止开始做匀加速直线运动, 末的速度是 1. 6s 8m/s。 已知拉力与水平方向成 370 仰角,求物体和地面间的动摩擦因数(g=10m/s2,cos370=0.8,sin370=0.6) F 3 7
0

例 4 电梯内有一弹簧秤挂着一个重 5N 的物体。当电梯运动时,看到弹簧秤的读数为 6N, 则可能是( ) B、电梯减速向上运动 D、电梯减速向下运动

A、电梯加速向上运动 C、电梯加速向下运动

例 5 在以加速度 a 匀加速上升的电梯中,有一个质量为 m 的人,站在磅秤上,则此人称得 自己的“重量”为( A、ma ) B、m(a+g) C、m(g-a) D、mg

【考点突破】
1.关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是( A、只要物体的速度大小不变,其运动状态就不变 B、只要速度的大小和方向中有一者改变了,物体的运动状态就改变了 C、只要物体的速度方向不变,其运动状态就不变 D、只有速度的大小和方都改变,物体的运动状态才改变了 2.关于物体惯性,以下说法中正确的是( ) )

A、物体不受外力作用时才有惯性,当物体受到外力作用时惯性便消失了 B、物体做匀速直线运动或静止时有惯性,物体做其它运动时没有惯性 C、不论物体做何种形式的运动都有惯性 D、运动快的物体惯性大,运动慢的物体惯性小 3.竖直向上抛出物体,能在空中向上运动一段时间后才落下来,这是因为( A、物体受到一个向上力 )

B、物体受到的向上的力大于向下的力

C、物体具有惯性,同时又受到重力作用 D、物体的惯性大于重力的作用

3

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4.静止在水平地面上的一物体,下列说法中正确的是( A、物体对地面压力和地面对物体支持力是一对平衡力 B、物体对地面的压力和重力是一对平衡力 C、物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力



D、物体受到的重力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力 5.力 F1 单独作用于物体时,使物体产生的加速度大小为 2m/s2,力 F2 单独作用于同一物体时 产生的加速度大小为 4m/s2, 1 和 F2 共同作用于该物体时, F 物体具有的加速度大小是 ( A、1m/s2 B、3m/s2 C、5m/s2 D、7m/s2 ) )

6.如图所示,物体静止在斜面上,斜面对物体的作用力的合力方向是( A、沿斜面向上 C、竖直向上 B、垂直斜面向上 D、无法确定 )

7.站在升降机中的人,出现超重现象,则升降机可能( A、加速上升 B、加速下降 C、减速上升

D、减速下降

8.质量为 m 的物体放在倾角为 α 的斜面上,物体和斜面间的动摩擦系数为 μ,如沿水平方 向加一个力 F, 使物体沿斜面向上以加速度 a 做匀加速直线运动, 如下图甲, F 多大? 则

a F

9.两个物体 A 和 B,质量分别为 m1 和 m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物 体 A 施以水平的推力 F,则物体 A 对物体 B 的作用力等于( A、 )

m1 F m1 ? m2

B、

m2 F m1 ? m2
F

A m
1

B m
2

C、F

m D、 1 F m2

4

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10.某航空公司的一架客机,在正常航线上做水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的 作用,使飞机在 10s 内高度下降了 1700m,造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如 果只研究飞机在竖直方向上的运动,假定这一运动是匀变速直线运动,取 g=10m/s2, 试计算: (1)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力才能使乘客不脱离座 椅? (2)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的 什么部位?

课后作业
月 日 姓 名 成 绩


1. 人站在地面上, 先将两腿弯曲, 再用力蹬地, 就能跳离地面, 人能跳离开地面是因为 ( A、人对地的压力大于地对人的支持力 C、地对人的支持力大于人的重力 B、地对人的支持力大于人对地的压力

D、人除受地的弹力外,还受一个向上的力

2.如图所示,一个自由下落的小球,从它接触弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中,小球 的速度和所受合外力的变化情况为( A、速度一直变小直到零 B、速度先变大,然后变小直到为零 C、合外力一直变小,方向向上 D、合外力先变小后变大,方向先向下后向上 )

5

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3.如图所示,在光滑水平面上有两个彼此接触的长方形物块 A 和 B,mA=6kg,mB=4kg,一个方 向水平向右,大小为 5N 的水平力作用在 A 上,使它们做加速运动,则 AB 间的相互作用力为 ( A、5N C、2N ) B、3N D、不能确定 F A B

4.如图,一质量为 M=60kg 的人通过光滑的定滑轮用细绳拉着质量为 m=20kg 的物体,当 物体以加速度 a=5m/s2 加速上升时,人对地面的压力为( A、200N C、600N B、300N
m

) a

D、900N

5.水平面上物体由静止开始受到水平合外力 F 的作用,合外力随时间变化的关系如图,则 物体在 0~2s 内( A、2 秒末加速度最大 C、2 秒末速度最大 ) B、1 秒末加速度最大 D、1 秒末速度最大
F/N

6.一质量为 m 的人站在电梯中,电梯加速上升,加速大小为 电梯底部的压力为( A、 mg ) B、2mg C、mg

1 t/s g ,g0为重力加速度。人对 2 1 3 4 mg 3

1 3

D、

7.恒力 F 作用于甲物体产生的加速度为 a1,此力作用于乙物体产生的加速度为 a2,将甲、 乙两个物体合在一起,仍受此力的作用,则产生的加速度是( A、 ) D、

a1 ? a2 2

B、a1+a2

C、

a1 ? a2 a1a2

a1a2 a1 ? a2

课后反思:

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