第27讲牛顿运动定理——系统牛二律

第讲牛顿运动定理一一系统牛二律27

一、知识提要: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运动状态为止.1运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持.2定律说明了任何物体都有惯性.3不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律.4牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.1惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关.因此说，人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.2质量是物体惯性大小的量度.: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，表达式F合=ma1牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础.2对牛顿第二定律的数学表达式F合二ma,F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力.3牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.4牛顿第二定律F合二ma,F合是矢量，ma也是矢量，且ma与F合的方向总是一致的.F合可以进行合成与分解，ma也可以进行合成与分解.

二、例题解析【例1】如图所示，粗糙的斜面体/放在粗糙的水平面上，物块加恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑，斜面体静止不动，斜面体受地面的摩擦力为回；若用平行力与斜面向下的力方推动物块，使物块加速下滑，斜面体仍静止不动，斜面体受地面的摩擦力为尸2；若用平行于斜面向上的力/推动物块，使物块减速下滑，斜面体还静止不动，斜面体受地面的摩擦力为B则（）【例2】（2016,海南）如图，在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块和6叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态若将和爪b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用力、力和力表示则（）A.力=0,%#0,%90B.力力0,力=0,%=0C.力川，力邦，力=0【例3】如图，质量为M,倾角为a的楔形物A放在水平地面上质量为m的B物体从楔形物的光滑斜面上由静止释放，在B物体加速下滑过程中，A物体保持静止地面受到的压力为多大？【例4】如图所示，一密度为po、重力为Wi的铁块悬挂于弹簧秤*上，并全部浸入密度为p的液体中，若液体及杯共重W2,全部置于磅秤S2上.

（1）铁块平衡时，两秤示数各为多少

（2）若撤去弹簧秤，铁块在该液体中“自由下落”时，磅秤的示数是多少

三、课后习题L如图所示，物体8靠在水平天花板上，在竖直向上的力尸作用下，

4、8保持静止，则关于Z与8受力的个数判断正确的是（）A.A可能受3个力XB.B可能受2个力北\IFC.A一定受4个力D.B一定受5个力

2.某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案.关于小磁铁，下列说法中正确的是A.磁铁受到的电磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上B.磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力C.磁铁受到四个力的作用D.磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力

3.如图所示，在匀减速向右运动的车厢内，一人用力向前推车厢，该人与车厢始终保持相对静止则下列说法中正确的是（）A.人对车厢的推力不做功B.人对车厢的推力做负功C.车厢对人的作用力做正功D.车屈对人的作用力做负功

4.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落他打开降落伞后的速度图线如图甲所示降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37，如图乙已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力4与速度v成正比，即鼠=人也取10m/s2,sin53°=

0.8,cos53°=

0.6求1打开降落伞前人下落的距离为多大？2求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度的大小和方向？3悬绳能够承受的拉力至少为多少？

5.在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦重力加速度取g=10m/s2当……运动员与吊椅一起正以加速度a=lm/s2上升时，试求1运动员竖直向下拉绳的力；2运动员对吊椅的压力课内例题答案

1.C

2.C

3.Mg+mg cosa

4.iSi的示数为勿i i—e,S2的示数为勿吧2+Po Po2S2的示数为〃勿—勿11一1+222Po课后习题答案

1.【答案解析】C解析若A与B之间是粗糙的，B受到竖直向下的重力、垂直水平墙面的竖直支持力可能没有，还有A对B的支持力和摩擦力；这样才能使平衡，即A一定受4个力.若A对B有支持力和摩擦力等于A的重力，则B平衡，则墙面的对B没有支持力，此时B受到三个力的作用，若A对B的支持力和摩擦力不等于A的重力，则竖直墙面的对A有支持力，此时B受到四个力的作用.故选C.

2.【答案解析】BC解析A、小磁铁受到的磁力与受到的弹力大下相等，是一对平衡力.故A错误；B、小磁铁与黑板间在水平方向存在两对作用力与反作用力，

①黑板对磁铁的吸引力与磁铁对黑板的吸引力.

②黑板对磁铁的弹力与磁铁对黑板的弹力.故B正确；C、小磁铁受到四个力的作用，竖直方向重力和摩擦力，水平方向黑板对小磁铁的吸引力和黑板对小磁铁的弹力.故C正确；D、磁铁受到的弹力与黑板受到的压力是相互作用力，故D错误;故选BC

3.【答案解析】D解析该人手、脚对车厢均有水平作用力.人向左加速，车厢对人的总水平作用力为向左的动力，与车的运动方向相反，为阻，力人对车厢的总水平作用力向右，与车的运动方向相反，为动力；车厢对人的作用力做负功，人对车厢的推力做正功；故D正确

4.【答案解析】120m；230m/s2,方向竖直向上；

3312.5N.解析1设打开降落伞时的速度为如下落高度为〃o〃2o=°=20m2g2设匀速下落时速度为v,则u=5m/s,由E=2〃2g,得上=200N,s/m对整体kvo—2mg=2ma,=如°^^=30m/s2方向竖直向上2m3设每根绳拉力为尸r,以运动员为研究对象有7°—mg=ma,8FTCOS3得F=

312.5No由牛顿第三定律得，悬绳能承受的拉力至少为

312.5N[来源:学_科_网Z_X_X_K]

5.【答案解析】1440N,方向竖直向下2275N,方向竖直向下解析1设运动员和吊椅的质量分别为M和m,绳拉运动员的力为F以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为M+mg、向上的拉力为2F根据牛顿第二定律得2F-M+mg=M+ma,解得F=440N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440N,方向竖直向下2以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用重力大小Mg、绳的拉力F、吊椅对运动员的支持力FN根据牛顿第二定律得F+F N-Mg=Ma,解得FN=275N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为275N,方向竖直向下。