2.惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。对于惯性理解应注意以下三点:
(1)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。
(2)质量是物体惯性大小的量度,质量大则惯性大,其运动状态难以改变。
(3)外力作用于物体上能使物体的运动状态改变,但不能认为克服了物体的惯性。
[例1]下列关于惯性的说法中正确的是
A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B.物体只有受外力作用时才有惯性
C.物体的运动速度大时惯性大
D.物体在任何情况下都有惯性
解析:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动状态及受力情况无关,故只有D项正确。
点评:处理有关惯性问题,必须深刻理解惯性的物理意义,抛开表面现象,抓住问题本质。
[例2]关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持
解析:牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律,反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律,而自然界中不受力的物体是不存在的.故A是错误的.惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律,显然C不正确.由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,但要改变物体的运动状态则必须有力的作用,答案为B、D
[例3]在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上,一运动员做立定跳远,若向各个方向都用相同的力,则 ( )
A.向北跳最远
B.向南跳最远
C.向东向西跳一样远,但没有向南跳远
D.无论向哪个方向都一样远
解析:运动员起跳后,因惯性其水平方向还具有与船等值的速度,所以无论向何方跳都一样。因此应选答案D。
点评:此题主要考查对惯性及惯性定律的理解,解答此题的关键是理解运动员起跳过程中,水平方向若不受外力作用将保持原有匀速运动的惯性,从而选出正确答案
[例4]某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动,可见( )
A.力是使物体产生运动的原因
B.力是维持物体运动速度的原因
C.力是使物体速度发生改变的原因
D.力是使物体惯性改变的原因
解析:由牛顿第一定律的内容可知,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,说明一旦物体具有某一速度,只要没有加速或减速的原因,这个速度将保持不变,根据这种观点看来,力不是维持物体的运动即维持物体速度的原因,而是改变物体运动状态即改变物体速度的原因,故选项C正确。
[例5]如图中的甲图所示,重球系于线DC下端,重球下再系一根同样的线BA,下面说法中正确的是( )
A.在线的A端慢慢增加拉力,结果CD线拉断
B.在线的A端慢慢增加拉力,结果AB线拉断
C.在线的A端突然猛力一拉,结果AB线拉断
D.在线的A端突然猛力一拉,结果CD线拉断
解析:如图乙,在线的A端慢慢增加拉力,使得重球有足够的时间发生向下的微小位移,以至拉力T2逐渐增大,这个过程进行得如此缓慢可以认为重球始终处于受力平衡状态,即 T2=T1+mg,随着T1增大,T2也增大,且总是上端绳先达到极限程度,故CD绳被拉断,A正确。若在A端突然猛力一拉,因为重球质量很大,力的作用时间又极短,故重球向下的位移极小,以至于上端绳未来得及发生相应的伸长,T1已先达到极限强度,故AB绳先断,选项C也正确。
1.牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总是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。
这个定律有两层含义:
(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。
点评:
①牛顿第一定律导出了力的概念
力是改变物体运动状态的原因。(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:
,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。
(不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加
速度的原因”。)
②牛顿第一定律导出了惯性的概念
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(惯性大的物体运动状态不容易改变)。质量是物体惯性大小的量度。
③牛顿第一定律描述的是理想化状态
牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在
的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律当成
牛顿第二定律在F=0时的特例。
14.
解:由于木块与斜面间有摩擦力的作用,所以小球B与木块间有压力的作用,并且它们以共同的加速度a沿斜面向下运动.将小球和木块看作一个整体,设木块的质量为M,根据牛顿第二定律可得
(4分)
代入数据得
(3分)
选小球为研究对象,设MN 面对小球的作用力为N,
根据牛顿第二定律有
(3分)
代入数据得
(2分)
根据牛顿第三定律,小球对MN面的压力大小为6.0N,方向沿斜面 (1分)
13.
(1)研究木块m
F-μ2mg=ma1
研究木板M
μ2mg-μ1(mg+Mg)=Ma2
L=
a1t2-
a2t2
解得:t=1s
(2)当F≤μ1(mg+Mg)时,f=0N
当μ1(mg+Mg)<F≤10N时,M、m相对静止
则有:F-μ1(mg+Mg)=(m+M)a
f=ma
即:f=
-1(N)
当10N <F时,m相对M滑动,此时摩擦力f=μ2mg=4N
12.
解:(1)在t1=1s时间人受到的摩擦力F1=0.6mg=360N,方向向上; (2分)
在t2=1.5s时间内人受到的摩擦力F2=1.2mg=720N,方向向上。 (2分)
(2) (6分)该队员先在t1=1s时间内以a1匀加速下滑.
然后在t2=1.5s时间内以a2匀减速下滑.
第1s由牛顿第二定律得:mg-F1=ma1
所以a1=
=4m/s2
最大速度vm=a1t1
代入数据解得:vm=4m/s
后1.5s由牛顿第二定律得:F2-mg=ma2
a2=
=2m/s2
队员落地时的速度v2=vm-a2t2
代入数据解得:v2=1m/s
(3)(5分)该队员先在t1=1s时间内下滑的距离
在t2=1.5s时间内滑的距离![]()
所以S=S1+S2=5.75m
11、
解:(1)木块运动的最大加速度为
①
(2分)
若F≤μ(m+M)g,木板和木块一起做匀加速运动,根据牛顿第二定律,共同加速度为
②
(2分)
若F>μ(m+M)g,设木块、木板加速度分别为a1、a2,则
③ (2分)
④ (2分)
(2) 设在木板的B端到达距右方距离为L的P点时,木块恰能从木板上滑出,相对滑动时间为t,水平向右的恒力F0,则
⑤ (2分)
⑥ (2分)
由③④⑤⑥式得
⑦ (2分)
则在木板的B端到达距右方距离为L的P点前,木块能从木板上滑出应满足
⑧ (2分)
10、
解:(1)由图乙可得:
t=0时滑块下滑的加速度最大为:
……… 3分
t=3s时滑块下滑的速度最大为:
…………… 2分
(2)滑块受力如第15题答图所示,
t=0时滑块下滑的加速度最大为amax,由牛顿第二定律得:
……… 3分
t=3s时滑块下滑的速度达最大,有:
………………… 3分
解得: …………………… 2分
kg/s
……………………………… 2分
说明:k的答案没有单位不得分.
9、
解:(1)作出小球的受力图如图所示。
合力
,
由牛顿第二定律可知:
,
解得
。
(4分)
(2)拉力
。
(4分)
(3)由牛顿第二定律知,木块受到摩擦力产生木块的加速度,所以有
(4分)
8、
解:
![]()
(1)对O点 T=mg/sin300 =2mg (2分)
N=mgctg300 =
mg
(2分)
由牛顿第三定律:OB杆受力
mg (1分)
(2) 对绳子上的O点: T=mg (2分)
=N=mg
(2分)
由牛顿第三定律:滑轮受力为
反作用力,大小为mg (1分)
7.
解:(1)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
![]()
( 1分)
( 1分)
(2)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
( 1分)
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