1、1.下面关于作用力和反作用力的说法中,正确的是 ( D )A先有作用力,后有反作用力B 只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力C 只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力D两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力3.如图 3-1-4 所示，一个劈形物体 A，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球 B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（B） A沿斜面向下的直线B竖直向下的直线C无规则的曲线D抛物线10.如图 319 所示，A 为电磁铁，C 为胶木秤盘，A 和 C（包括支架）的总质量为 M，B 为铁片，其质量为 m，整个装置用轻绳悬挂
2、于 O 点 .当电磁铁通电，铁片 B被吸引而上升的过程中，轻绳拉力 F 的大小为 (D ) A.F=mg B.mgF(M+m)gC.F=(M+m)g D.F(M+m)g如图 3-2-3 所示，质量为 m2 的物体 2 放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为 ml 的物体，与物体 l 相连接的绳与竖直方向成 角，则 （ ）A车厢的加速度为 gsin B绳对物体 1 的拉力为 m1g/cosC底板对物体 2 的支持力为(m 2 一 m1)g D物体 2 所受底板的摩擦力为 m2 g tan【解析】小车在水平方向向右运动，由图可知小车的加速度沿水平向右，物体 1
3、与小车有相同加速度，根据【例 1】对物体 1 进行受力分析，由牛顿第二定律得 F=mgtan=ma,得 a=gtan，故 A 选项错误；且由图 3-2-2 可知绳对物体 1 的拉力为 m1g/cos，底板对物体 2 的支持力为(m 2g 一m1g/cos)，故 C 错、B 正确；物体 2 与小车也有相同加速度，由牛顿第二定律得，物体 2 所受底板的摩擦力为 f=m2a=m2 g tan，即 D 选项正确.如图3-2-6所示, 质量为m的人站在自动扶梯的水平踏板上, 人的鞋底与踏板的动摩擦因数为 ， 扶梯倾角为, 若人随扶梯一起以加速度a向上运动，梯对人的支持力F N和摩擦力f分别为 A. FN
4、=masin B. FN=m(g+asin)C. f=mg D. f=macos【解析】物体受到重力mg、支持力F N、静摩擦力f三个力作用，这三个力都在水平方向和竖直方向，如果要分解这三个力比较麻 烦，根据力的独立作用原理，将加速度沿着两个方向分解，再在这两个方向用牛顿第二定律列方程比较简单，在水平方向有：F x=max, 即f= macos，故 C错D选项正确；在竖直方向有：F y=may, 即F N-mg=masin，故A错B对.【例 4】如图 3-2-7 所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到 O 点并系住物体 m，现将弹簧压缩到 A 点，然后释放，物体一直可以运动到 B 点，如果物体受到
5、的摩擦力恒定，则 图 3-1-4图 3-1-9图 3-2-3a图 3-2-6A物体从 A 到 O 加速，从 O 到 B 减速B物体从 A 到 O 速度越来越小，从 O 到 B 加速度不变C物体从 A 到 O 间先加速后减速，从 O 到 B 一直减速运动D物体运动到 O 点时所受合力为零【正解】在 A 点，弹簧弹力 F 大于摩擦力 mg，合外力向右，物体加速运动；在 O 点， 弹簧弹力减小到零，只受摩擦力 mg，方向向左，物体在 到 O 之间一定存在某点弹力等于摩擦力，此时物A体所受到的合外力为零；速度最大.故从 A 到 O，物体先加速后减速，加速度先减小后增大 .从 O到 B，合外力向左，物体
6、一直减速运动，加速度一直增大，故 C 选项正确.2如图 3-2-9 所示，小车上固定一弯折硬杆 ABC，C 端固定一质量为 m 的小球，已知 角恒定，当小车水平向左做变加速直线运动时，BC 杆对小球的作用力方向 （ ）A一定沿杆斜向上 B一定竖直向上C可能水平向左 D随加速度大小的改变而改变【解析】由于小球与车为连接体，小球所受合力由重力与杆的作用力构成，应是水平方向，加速度不同，合外力值也不同，故 BC 杆的作用力应随加速度的值而变；选 D.8如图 3-2-12 所示，轻弹簧下端固定在水平面上.一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落.在小球
7、下落的这一全过程中，下列说法中正确的是 （CD）A小球刚接触弹簧瞬间速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大【解析】小球的加速度大小决定于小球受到的合外力.从接触弹簧到达到最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大 .因此加速度先减小后增大，当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球受到的弹力和重力大小相等时速度最大.9某航空公司的一架客机在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直于飞机的气流的作用，使飞机在 10 s 内高度下降 1700 m，使众多未系安全带的乘客和机组
8、人员受到伤害，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，试计算并说明：（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大？方向怎样？（2）安全带对乘客的作用力是其重力的多少倍？（g 取 10 ms 2 ）（3）未系安全带的乘客，相对于机舱向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体什么部位？（注：飞机上乘客所系的安全带是固定连接在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体）【解析】（1）飞机原先是水平飞行，由于垂直气流的作用，飞机在竖直方向上的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，根据 得 ， 将 h=1700m，t=10s 代入21ath2t得 a=34m/s2，方向
9、竖直向下.（2）乘客受到重力和安全带的拉力作用，由牛 顿第二定律得 F+G=ma，又 a=3.4gA BOm图 3-2-7图 3-2-9ABC图 3-2-12解得 F2.4G .（3）若乘客未系安全带，飞机向下的加速度 为 34m/s2，人向下的加速度为 10m/s2（重力加速度），飞机向下的加速度大于人的加速度，所以人对机舱将向上运动，会使 头部受到严重伤害.【例 3】 （04 全国 2）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力 F 的作用，F 的大小与时间 t 的关系和物块速度 v 与时间 t 的关系如图 3-3-6 所示。取重力加速度 g10m/s 2。由此两图线可以求得物块的质量
10、 m 和物块与地面之间的动摩擦因数 分别为 ( A)Am0.5kg，0.4 Bm1.5kg， 152Cm0.5kg， 0.2 Dm1kg，0.2【解析】对比甲、乙两图可知，在 4s6s 内物体是匀速运动，拉力 F 和摩擦力 f 的大小相等， 则f=F=2N，又在 2s4s 物体是匀加速直线运动，加速度 a=2m/s2，由牛 顿第二定律得：F-f= ma，代入数值解得物块的质量 m=0.5kg，在 4s6s 内，因 f=F=mg 解得： =0.4，故 A 选项中正确.2.皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处的.如图 3-3-11 所示，已知传送带与水平面的倾角为 37,以 4ms
11、 的速率向上运行,在传送带的底端 A 处无初速地放上一质量为 0.5kg 的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.8.若传送带底端 A 到顶端 B 的长度为 25m,则物体从 A 到 B 的时间为多少? （取 g10 ms 2，sin370.6）【解析】F x=max，即 f-mgsin=ma； Fy=0，FN=mgcos， 又因为 f=mg 联解可得：a=gcos -gsin=0.4m/s2设货物的速度达 v=4m/s 后所需的时间为 t1，由运动学的公式得：v=at 1 解得 t1=10s在这段时间内货物发生的位移是：s=(1/2)at 12=20m之后货物随皮带一起以速度 v 匀速运动的时
12、间为 t2=(ss 1)/v=1.25s，t=t 1+t2=11.25s2.如图 3-3-14 所示，一粗糙的水平传送带以恒定的速度 v1沿顺时针方向运动，传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速度 v2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带，下列说法正确的是 （CD）A.物体从右端滑到左端所须的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间B.若 v2v1，物体从左端滑上传送带必然先做加速运动，再做匀速运动C.若 v2v1，物体从右端滑上传送带，则物体可能到达左端D.若 v2v1，物体从右端滑上传送带又回到右端.在此过程中物体先做减速运动，再做加速运动4.如图3-3-16所示，质
13、量为8kg的物体A栓在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为6N时，物体A处于静止状态，现沿水平向右的方向对小车施加一作用力 F，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零开始逐渐增大到1m/s 2，然后以1m/s 2的加速度向右做匀加速直线运动，则下列说法正确的是（g=10m/s 2） (ABC) A.物体A相对小车仍然静止，弹簧对物体的作用力始终没有改变B.物体A受到的摩擦力先减小，后增大，方向先向左，后向右图 3-3-6乙248642Ov(m/s)t/s321O 82 4 6甲F/Nt/s图 3-3-11图 3-3-14右v1v2左v2图 3-3-16A FFAB图 3-3-19F AB
14、图 3-4-5C.当小车的加速度为0.75m/s 2时，物体不受摩擦力作用D.小车以1m/s 2加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为 8N5如图 3-3-17 所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉 MN 固定与杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉 M 瞬时，小球加速度的大小为 12m/s2.若不拔去销钉 M 而拔去销钉 N 瞬间，小球的加速度可能是 ( BC )A.22m/s2,竖直向上 B.22m/s 2,竖直向下C.2m/s2,竖直向上 D.2m/s 2,竖直向下7. 如图 3-3-19 所示，在光滑水平面上有一小车 A，其质量为
15、mA=2.0kg，小车上放一个物体B，其质量为 mB=1.0kg，如图 3-3-19 所示.给 B 一个水平推力 F，当 F 增大到稍大于 3.0N 时，A、B 开始相对滑动.如果撤去 F，对 A 施加一水平推力 F ，如图 3-3-19 所示，要使 A、B 不相对滑动，求 F的最大值 Fm【解析】左图中，设 A、B 间的静摩擦力达到最大值 f 时，系统的加速度为 a.根据牛顿第二定律有F=(mA+mB)a 对 A 有：f=m Aa 代入数值联立解得：f=2.0N 右图中，设 A、B 刚开始滑动时系统的加速度 ，根据牛 顿第二定律有： 联立解得：F m=6.0NfFBAm)(8.如图3-4-2
16、所示，小球的密度小于杯中水的密度，弹簧两端分别固定在杯底和小球上静止时弹簧伸长x若全套装置自由下落，则在下落过程中弹簧的伸长量将 （ ）A.仍为x B.大于x C.小于x ，大于零 D.等于零【解析】当全套装置自由下落时，系统处于完全失重状态 弹簧与连接物之间无相互作用力，即弹簧恢复到原长，故D选项正确.9.如图 3-4-5 所示，猴子的质量为 m，开始时停在用绳悬吊的质量为 M 的木杆下端，当绳子断开瞬时，猴子沿木杠以加速度 a（相对地面）向上爬行，则此时木杆相对地面的加速度为（ C ）Ag B C DgM)(agam【解析】设杆对猴子竖直向上的作用力为 F1，由牛 顿第二定律得 F1-mg
17、=ma，得 F1=mg+ma，由牛 顿第三定律得猴子对杆向下的作用力大小 F2=F1= mg+ma，再以杆为研究对象，设杆向下的加速度为 a0 由牛顿第二定律得 F2+Mg=Ma0，得 a0= )(m2.如图 3-4-11 所示，固定在水平面上的斜面其倾角 =37，长方体木块 A 的 MN面上钉着一颗小钉子，质量 m=1.5kg 的小球 B 通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直木块与斜面间的动摩擦因数 =0.50现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑求在木块下滑的过程中小球对木块 MN 面的压力大小 （取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37 =0.8）MN图 3-3-17图 3-
18、4-2ABMN3-4-11图 3-4-16BBA F1 发力 2 下蹲支撑 3 起立图 3-4-18【解析】以木块和小球整体为研究对象，设木块的质量为 M，下滑的加速度为 a，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：（Mm） gsin37（M m）gcos37=（Mm）a解得：a=g（sin37 cos37）=2m/s2以小球 B 为研究对象，mgsin37F N=ma 解得：F N=mgsin37ma =6N4如图 3-4-13 所示物体 B 放在物体 A 上，A 、B 的上下表面均与斜面平行，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面 C 向上做匀减速运动时，下列说法正确的是 ( C )AA 受到
19、B 的摩擦力沿斜面方向向上BA 受到 B 的摩擦力沿斜面方向向下CA、B 之间的摩擦力为零DA、B 之间是否存在摩擦力取决于 A、B 表面的性质7. 如图 3-4-16 所示，A 、 B 两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力 F 拉 A，使 A、 B 一起沿光滑水平面做匀加速直线运动，这时弹簧长度为 L1；若将 A、 B 置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力 F 拉 A，使 A、 B 一起做匀加速直线运动，此时弹簧长度为 L2。若 A、 B 与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是 （ C ）AL 2L 1 BL 2L 1 CL 2L 1 D由于 A、 B 质量关系未知，故无法确定
20、 L1、L 2 的大小关系9.举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目.就“抓举”而言，其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤，如图 3-4-18 所示表示了其中的几个状态.在“发力”阶段，运动员对杠铃施加恒力作用，使杠铃竖直向上加速运动；然后运动员停止发力，杠铃继续向上运动，当运动员处于“下蹲支撑”处时，杠铃的速度恰好为零.从运动员开始“发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时 0.8s，杠铃升高 0.6m，该杠铃的质量为 150kg.求运动员发力时，对杠铃的作用力大小.(g 取 10ms 2) 【解析】设杠铃在题述过程中的最大速度为 vm，则有，解得 vm=1.5
21、m/sth21杠铃匀减速运动的时间为:杠铃匀加速运动的加速为:sgvtm5.0 2/3.stvam根据牛顿第二定律有:F - mg = ma解得 F=1845N【例题 5】如图 3-6-4 所示直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着 m=500kg 空箱的悬索与竖直方向的夹角 145 0.直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在 a=1.5 m/s2 时，悬索与竖直方向的夹角 214 0.如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，谋求水箱中水的质量 M。 （取重力加速度 g=10 m/s2；sin14 0=0.242；cos 140=0.970）【解析】直升机取水，水箱受力平衡C
22、AB图 3-4-13图 3-6-4T1sin1 f=0 T1cos1mg=0 由得 f=mgtan1直升机返回，T 2sin2f=( m+M)a T2sin2( m+M)g=0 由得，水箱中水的质量 M=4.5103kg.8.如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球 a 和b。a 球质量为 m，静置于地面；b 球质量为 3m， 用手托住，高度为 h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放 b 后，a 可能达到的最大高度为 CA.h B.l.5h C.2h D.2.5h 12 如图 3-6-13 所示，一辆汽车 A 拉着装有集装箱的拖车 B，以速度 v130 m/s 进入
23、向下倾斜的直车道.车道每 100 m 下降 2 m.为了使汽车速度在 s200 m 的距离内减到 v210 m/s，驾驶员必须刹车.假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的 70作用于拖车 B，30作用于汽车 A.已知 A 的质量 m12000 kg，B 的质量 m26000 kg.求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力.取重力加速度 g10 m/s 2.【解析】汽车沿倾斜车道作匀减速运动，有： v22-v12=-2as用 F 表示刹车时的阻力，根据牛顿第二定律得：F-(m1+m2)gsin=(m1+m2)a式中： sin0.设刹车过程中地面作用于汽车的阻力为 f，依题意得： 301fF用
24、 fN 表示拖车作用于汽车的力，对汽车应用牛顿第二定律得： N11sinfmga联立以上各式解得：f N=0.3（m 1+m2）(a+gsin )-m1(a+gsin)=880N例 4. 如图 7，质量 的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力Mk8F=8N。当小车向右运动速度达到 3m/s 时，在小车的右端轻放一质量 m=2kg 的小物块，物块与小车间的动摩擦因数 ，假定小车足够长，问：02.（1）经过多长时间物块停止与小车间的相对运动？（2）小物块从放在车上开始经过 所通过的位移是多少？（g 取 ）ts03. 102ms/解析：（1）依据题意，物块在小车上停止运动时，物块与小车保持相对静止，应具有共同的速度。设物块在小车上相对运动时间为 t，物块、小车受力分析如图 8：图 3-6-14物块放上小车后做初速度为零加速度为 的匀加速直线运动，小车做加速度为 匀a1 a2加速运动。由牛顿运动定律：物块放上小车后加速度： gms12/小车加速度： aFM205/.vt1223由 得：1ts（2）物块在前 2s 内做加速度为 的匀加速运动，后 1s 同小车一起做加速度为 的a1 a2匀加速运动。以系统为研究对象：根据牛顿运动定律，由 得：FMm3aFs3 208/./物块位移 s12tvams1221248/
