1、第二章 牛顿定律一、简答题1、交通事故造成的损失与伤害跟惯性有关。为了减少此类事故的发生或减小事故造成的伤害，根据你所学过的物理知识提出三条防范措施。（A类题）答：驾驶员与前排乘客要系好安全带；市区内限速行驶；保持车距；车内座椅靠背上方乘客头部位置设置头枕等。（只要正确即可）知识点：惯性有关知识。2、汽车防止由于惯性受到伤害的安全措施之一是设置头枕，头枕处于座椅靠背上方乘客的头部位置，是一个固定且表面较软的枕头。请你从物理学的角度解释在发生汽车“追尾”事故时，头枕会起什么作用？（“追尾”是指车行驶中后一辆车的前部撞上前一辆车的尾部）（A类题）答：原来前面的车速度较慢（或处于静止状态），当发生“
2、追尾”时，车突然加速，坐在座椅上的人由于惯性，保持原来的慢速运动（或静止）状态，头会突然后仰，这时较软的头枕会保护头和颈部不被撞伤。知识点：惯性有关知识。3、螺旋桨飞机能不能飞出大气层？为什么？喷气式飞机呢？（A类题）答：不能。它是利用空气的推力运动的。知识点：牛顿第三定律应用。4、写出牛顿第一定律的内容，并说明这个定律说明了物体的什么？阐明了什么概念？（A类题）答：牛顿第一定律的内容：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其它物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。这个定律说明了物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势。阐明了惯性和力的概念。知识点：牛顿第一定律。5、写出牛顿第二定律的内容
3、，并说明这个定律定量的描述了力的什么？定量的量度了物体的什么？（A类题）答：牛顿第二定律的内容：物体在受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。这个定律定量地描述了力作用的效果，定量地量度了物体的惯性大小。知识点：牛犊第二定律的内容和意义。6、牛顿第三定律说明了作用力和反作用力之间有什么样的关系？其性质如何？（A类题）答：（1）作用力和反作用力是没有主次、先后之分。它们是作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。（2）它们同时产生、同时消失。（3）这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。（4）作用力和反作用力必须是同一性质
4、的力。（5）作用力和反作用力与参照系无关。知识点：牛顿第三定律的内容。7、牛顿定律是否对所有参考系都适用？如果不是，那么它的适用条件和适用范围是什么？（A类题）答：（1）牛顿运动定律仅适用于惯性参考系。(2) 牛顿运动定律仅适用于物体速度比光速低得多的情况，不适用于接近光速的高速运动物体。(3) 牛顿运动定律一般仅适用于宏观物体。知识点：牛顿定律的适用范围。8、牛顿定律一般用来解决那些问题？解决问题的关键是什么？（A类题）答：牛顿定律一般用来解决两类问题：一类是已知力求运动；另一类是已知运动求力。其中的关键是正确分析物体的受力情况，知识点：牛顿定律的应用范围。9、力学中常见的力有哪几种？各种力
5、的特点和作用方式是什么？（A类题）答：（1）在力学中最常见的有三种力，即重力、弹性力和摩擦力。（2）由于重力来源于地球对物体的引力，因此地球表面附近的一切物体，不论是处于静止或运动状态，都要受到重力的作用。（3）弹性力产生在直接接触的物体之间，并以物体的形变为先决条件。（4）两个彼此接触而相互挤压的物体之间，当存在着相对运动或相对运动趋势时，在两个物体之间就存在着相互作用的摩擦力。知识点：力的来源和判断。10、在略去空气阻力的情况下，轻重不等的两个物体在地球表面附近从同一高处自由下落。亚里士多德认为：“重的物体应该比轻的物体先落地”。对于亚里士多德的这一观点，你觉得正确吗？为什么？（A类题）答
6、：不正确。正确答案是两物体同时落地。因为加速度相同。知识点：牛顿定律。11、一人站在电梯中的磅称上，在什么情况下，他的视重为零？在什么情况下，他的视重大于他在地面上的体重？（A类题）答：电梯下落的加速度等于重力加速度即可；电梯加速上升时。知识点：牛顿定律。12、马拉车运货, 马拉车的力和车拉马的力是大小相等方向相反的, 为什么马能拉着车前进? （A类题）答：因为决定车是否前进的力，是车所受的合力，即马拉车的力地面对车的阻力，当此合力大于零时，车就前进了，与车拉马的力（作用在马上）无关。知识点：牛顿定律。二、选择题1如图所示，一轻绳跨过一个定滑轮，两端各系一质量分别为m1和m2的重物，且m1m2
7、滑轮质量及轴上摩擦均不计，此时重物的加速度的大小为a今用一竖直向下的恒力代替质量为m1的物体，可得质量为m2的重物的加速度的大小为a，则 (A) a= a (B) a a (C) a a (D) 不能确定. 知识点：牛顿定律及应用 类型：B 答案：B 第二章 2竖立的圆筒形转笼，半径为R，绕中心轴OO转动，物块A紧靠在圆筒的内壁上，物块与圆筒间的摩擦系数为，要使物块A不下落，圆筒转动的角速度至少应为 （B）（C）（D）知识点：牛顿定律及应用 类型： A 第二章答案：C3一光滑的内表面半径为10 cm的半球形碗，以匀角速度绕其对称OC旋转已知放在碗内表面上的一个小球P相对于碗静止，其位置高于碗底
8、4 cm，则由此可推知碗旋转的角速度约为 (A) 10 rad/s (B) 13 rad/s (C) 17 rad/s (D) 18 rad/s 知识点：牛顿定律及应用 类型：B 第二章答案：B4用水平压力把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止当逐渐增大时，物体所受的静摩擦力f (A) 恒为零 (B) 不为零，但保持不变 (C) 随F成正比地增大 (D) 开始随F增大，达到某一最大值后，就保持不变 知识点：牛顿定律及应用 类型：A第二章答案：BAOOw5竖立的圆筒形转笼，半径为R，绕中心轴OO转动，物块A紧靠在圆筒的内壁上，物块与圆筒间的摩擦系数为，要使物块A不下落，圆筒转动的角速度至少应
9、为 （B）（C）（D）知识点：牛顿定律及应用 类型： B 第二章答案：C6用水平压力把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止当逐渐增大时，物体所受的静摩擦力f (A) 恒为零 (B) 不为零，但保持不变 (C) 随F成正比地增大 (D) 开始随F增大，达到某一最大值后，就保持不变 知识点：牛顿定律及应用 类型：A 第二章答案：B 7.在升降机天花板上拴有轻绳，其下端系一重物，当升降机以加速度a1上升时，绳中的张力正好等于绳子所能承受的最大张力的一半，问升降机以多大加速度上升时，绳子刚好被拉断？ (A) 2a1 (B) 2(a1+g) (C) 2a1g (D) a1g 知识点：牛顿定律及应用类
10、型：A 第二章 答案：C8质量为m的小球，放在光滑的木板和光滑的墙壁之间，并保持平衡，如图所示设木板和墙壁之间的夹角为a，当a逐渐增大时，小球对木板的压力将 (A) 增加 (B) 减少 (C) 不变 (D) 先是增加，后又减小压力增减的分界角为a45知识点：牛顿定律及应用 难度：B 第二章答案：B 9图所示，质量为m的物体用细绳水平拉住，静止在倾角为q的固定的光滑斜面上，则斜面给物体的支持力为 (A) . (B) . (C) . (D) . 知识点：牛顿定律及应用 类型：A第二章 答：C 10用水平压力把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止当逐渐增大时，物体所受的静摩擦力f (A) 恒为零
11、 (B) 不为零，但保持不变 (C) 随F成正比地增大 (D) 开始随F增大，达到某一最大值后，就保持不变。知识点：牛顿定律及应用 类型：A 第二章 答案：B 11均匀细棒OA可绕通过其一端O而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的 (A) 角速度从小到大，角加速度从大到小； (B) 角速度从小到大，角加速度从小到大；(C) 角速度从大到小，角加速度从大到小； (D) 角速度从大到小，角加速度从小到大.知识点：牛顿定律及应用, 类型：A 第二章答：A 12用水平压力把一个物体压着靠在粗糙的竖直墙面上保持静止当逐渐增大
12、时，物体所受的静摩擦力f (A) 恒为零 (B) 不为零，但保持不变 (C) 随F成正比地增大 (D) 开始随F增大，达到某一最大值后，就保持不变 知识点：牛顿定律及应用 类型：A第二章答案：B13.在作匀速转动的水平转台上，与转轴相距R处有一体积很小的工件A，如图所示设工件与转台间静摩擦系数为ms，若使工件在转台上无滑动，则转台的角速度w应满足 (A). (B). (C). (D). 知识点：牛顿定律及应用 类型：B第二章答案：A 14.如图，滑轮、绳子质量及运动中的摩擦阻力都忽略不计，物体A的质 量m1大于物体B的质量m2在A、B运动过程中弹簧秤S的读数是 (A) (B) (C) (D)
13、知识点：牛顿定律及应用 类型：C ；第二章答案：D 三、填空题1一质量为m的物体，最初静止于 x0 处，在力 的作用下沿直线运动，则物体在任意位置 x 处的速度为 。知识点：牛顿定律及应用 类型：B 第二章答：2在如图所示装置中，若两个滑轮与绳子的质量以及滑轮与其轴之间的摩擦都忽略不计，绳子不可伸长，则在外力F的作用下，物体m1和m2的加速度为a =_知识点：牛顿定律及应用 类型：C类第二章答案：3. 质量为的质点，在外力作用下，沿轴运动，已知，质点位于原点，这是速度为0，力随着距离线性的减少，且时，时，。则质点在处的速率 。 知识点：牛顿定律及应用 类型：B 第二章答案 4 一物体质量为M，
14、置于光滑水平地板上今用一水平力通过一质量为m的绳拉动物体前进，则物体的加速度a_ 知识点：牛顿定律及应用 难度：A 第二章答案：四、计算题1、如右图所示，一漏斗绕铅直轴作匀角速度转动，其内壁有一质量为m的小木块，木块到转轴的垂直距离为r，m与漏斗内壁间的静摩擦系数为0 ，漏斗与水平方向成角。若要使木块相对于漏斗内壁静止不动。求最小和最大角速度。（A类题,牛顿运动定律）解：物体运动过程中始终受到重力、斜面的支持力和摩擦力，支持力的分力提供向心力，转速较小时摩擦力方向沿斜面向上，较大时摩擦力反向（沿斜面向下）。要使体保持静止， 转速较小时有 联立求解上述三个方程，有 转速较大时有 联立求解上述三方
15、程，有 知识点：牛顿定律的应用。2、如右图所示系统置于加速度a=g/2(g是重力加速度)的上升的升降机内。A、B两物体的质量相等，均为m。若滑轮与绳的质量不计，而A与水平桌面间的滑动摩擦系数为，求绳中张力的值。（A类题,牛顿运动定律）解：选地面为惯性参考系，设A、B在升降机中相对升降机的加速度大小为，则A对地面的加速度为 B对地面的加速度为，且对A、B 受力分析有如图，由牛顿第二定律有： 对A：对B：写成分量式有： 联立求解上述4个方程，有 3、请设计10cm高台跳水的水池的深度，并将你的结果与国际跳水规则的水深4.505.00m进行比较。假定运动质量为50kg，在水中受的阻力与速度的平方成正
16、比，比例系数为 20；当运动员的速率小到2.0时翻身，并用脚蹬池上浮。（在水中可近似认为重力与水的浮力相等。）（B类题,牛顿运动定律）解：设水的深度为h，比例系数为k,运动员的质量为m,运动员的速度为。运动员在接触水面之前做自由落体运动，到达水面时的速度为：进入水中后，受到重力和水的阻力的作用，由牛顿第二定律有：两边积分得：由结果可知设计符合国际标准。 4、如右图所示，水平桌面上有一质量为 M 的楔块 A ，楔角为，其上放置一小物体 B ，质量为 m 。已知 A 、B 间静摩擦系数为，在外力推动下 A 的加速度为 a ，欲使 B 在 A 上保持不动，问加速度 a 的范围应多大？（C类题,牛顿运
17、动定律）解：由题设条件，A 、B 一起运动，它们之间有静摩擦力，由于 a 的大小不同，静摩擦力的方向有两种可能。图 2、图3 分别给出两种情况 B 的受力图，因为 B 随 A 运动，故 B 的加速度沿水平方向。在图 2 情况中，对 B 应用牛顿定律在 x 方向：在 y 方向： 由静摩擦力规律有 上式与前两式联立得 故有 在图 3 情况中，由牛顿定律在 x 方向： 在 y 方向：由静摩擦力规律有 以上三式联立可解出 综合上述结果可知，B 在 A 上保持不动时，它们的共同加速度 a 应满足下述关系 知识点：牛顿定律及静摩擦问题的综合性计算。5、在水平桌面上有两个物体A和B，它们的质量分别为 ， ，
18、它们与桌面间的滑动摩擦系数 ，现在A上施加一个与水平成 角的指向斜下方的力 ，恰好使A和B作匀速直线运动，求所施力的大小和物体A和B间的相互作用力的大小（ ）。（A类题,牛顿运动定律）解：对A ： 对B： 由、式得 再由、式得6、水平面上有一质量 的小车D，其上有一定滑轮D. 通过绳在滑轮两侧分别连有质量为 和 的物体A和B, 其中物体A在小车的水平台面上，物体B被绳悬挂.各接触面和滑轮轴均光滑系统处于静止时，各物体关系如图所示现在让系统运动, 求以多大的水平力作用于小车上，才能使物体A与小车D之间无相对滑动(滑轮和绳的质量均不计，绳与滑轮间无相对滑动) （C类题）解：建立 坐标. 系统的运动
19、中，物体A、B及小车D的受力如图所示，设小车D受力 时，连接物体B的绳子与竖直方向成 角. 当A、D间无相对滑动时，应有如下方程： 联立、式解出： 联立、式解出： 代入得： 代入数据得 注：式也可由A、B、D作为一个整体系统而直接得7、如图所示，质量为 的物体A放在倾角 的固定斜面上，斜面与物体A之间的摩擦系数 今以水平力 的力作用在A上，求物体A的加速度的大小（A类题,牛顿运动定律）解：对物体A应用牛顿第二定律 平行斜面方向： 垂直斜面方向： 又 由上解得 8、如图所示，质量为 的钢球 沿着中心为 、半径为 的光滑半圆形槽下滑当 滑到图示的位置时，其速率为 ，钢球中心与 的连线 和竖直方向成
20、 角，求这时钢球对槽的压力和钢球的切向加速度（A类题,牛顿运动定律）解：球 只受法向力 和重力 ，根据牛顿第二定律法向： 切向： 由式可得 根据牛顿第三定律，球对槽压力大小同上，方向沿半径向外由式得 9、公路的转弯处是一半径为 200 m的圆形弧线，其内外坡度是按车速60 km/h设计的，此时轮胎不受路面左右方向的力雪后公路上结冰，若汽车以40 km/h的速度行驶，问车胎与路面间的摩擦系数至少为多大，才能保证汽车在转弯时不至滑出公路？（A类题,牛顿运动定律）解：设计时轮胎不受路面左右方向的力，而法向力应在水平方向上因而有 (2)当有横向运动趋势时，轮胎与地面间有摩擦力，最大值为 ， ( 为该时
21、刻地面对车的支持力) 将代入得 10、弹簧原长等于光滑圆环半径 当弹簧下端悬挂质量为 的小环状重物时，弹簧的伸长也为 现将弹簧一端系于竖直放置的圆环上顶点 ，将重物套在圆环的 点， 长为 ，如图所示放手后重物由静止沿圆环滑动求当重物滑到最低点 时，重物的加速度和对圆环压力的大小（B类题,牛顿运动定律）解：重物在圆环 处的加速度 设重物对环的压力为 在 点，由牛顿第二定律 其中 得， 求 ，由机械能守恒定律 其中 ， 由式得 11质量为 m 的物体，在 的外力作用下沿 x 轴运动，已知 t=0 时，, 求：物体在任意时刻的加速度 a，速度 v 和位移 x 。 知识点：牛顿第二定律应用 类型：A类
22、 第二章12. 一质量为的小球由地面以速度竖直上抛，若空气对其阻力的值为，其中为常量，求小球在上升过程中任一位置时的速度，及最大上升高度。知识点：牛顿第二定律应用 类型：A类 第二章解：（1）得 因为 由得解得（2） ； 13. 光滑水平面上固定一个半径为的圆环，一个质量为的物体以初速度靠着圆环内壁，做圆周运动。物体与环壁的摩擦系数为，求物体任意时刻的速率。知识点：牛顿运动定律应用 圆周运动 类型：A类第二章答案：解：建立自然坐标，切向 法向 而 分离变量积分 得 14质点沿轴作加速运动，时， .求：（1）时任意时刻的速度与位置；（2）时，任意时刻的速度与位置 知识点：牛顿第二定律，难度：A类
23、第二章解：（1） （2） .15.一质量为的小球由地面以速度竖直上抛，若空气对其阻力的值为，其中为常量，求小球在上升过程中任一位置时的速度，及最大上升高度。知识点：牛顿第二定律应用 类型：C第二章解：（1）得 因为 由得解得（2） ； 16.质点沿x轴运动，受到的阻力与速度成正比，已知时， .求：（1）任意时刻的速度（2），任意时刻的位置。知识点：牛顿第二定律的应用，类型A . 第二章答案 （1） （2） 17.一质量为10kg的物体沿轴无摩擦的运动，时，物体位于原点，速度为0，问（1）设物体在力作用下，运动了3s，它的速度和加速度为多大？（2）设物体在力作用下，运动了3m，它的速度和加速度为多大？知识点：牛顿定律及应用 类型：B第二章解：（1）由牛顿第二定律有（2）由牛顿第二定律有18.一质量为的小球由地面以速度竖直上抛，若空气对其阻力的值为，其中为常量，求小球在上升过程中任一位置时的速度。 知识点：牛顿第二定律应用 类型：B类 第二章 解：（1）得 因为 由得解得
