学生网络学习辅导牛顿运动定律专题

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1、牛顿第一定律·典型题剖析　例1　火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动．B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动．C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已．D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度．分析　人从跳起到落地的过程中，水平方向不受外力作用

2、，保持着原来所具有的速度作匀速直线运动，所以仍落回车上原处．答　D．说明　如果人跳起的瞬间，车厢沿水平直轨以加速度a作匀加速运中t就是人从起跳到落地的时间．例2　有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界，请你评价一下，这个设想可行吗？分析　因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转．气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度．当忽略其他与地球有相对运动（如风）的作用产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态．不可能使它相对地球绕行一周的．解答　这个设想不符合物理原理，不可行．说明　1632年，伽利略观察了一个关闭的

3、船舱内发生的现象后，写道：“在这里（只要船的运动是匀速的），你在一切现象中观察不出丝毫的改变，你也不能够根据任何现象来判断船究竟是在运动还是停止着：当你在地板上跳跃的时候，你所通过的距离和你在一静止的船上跳跃时所通过的距离完全相同，也就是说，你向船尾跳时并不比你向船头跳时--由于船的迅速运动--跳得更快些，虽然当你跳在空中时，在你下面的地板是在向着和你跳跃的相反的方向奔驰着；当你抛一东西给你的朋友时，如果你的朋友在船头而你在船尾，你所费的力并不比你们两个站在相反的位置时所费的力更大．从挂在天花板下的装着水的酒杯里滴下的水滴，将垂直地落到地板上，没有任何一滴水滴落向船尾方向

4、，虽然当水滴尚在空中时，船在向前走．苍蝇将继续自己的飞行，在各方面都是一样，毫不发生苍蝇（好像它很疲倦地跟在疾驶着的船后）集聚在船尾方面的情形”．伽利略的这段精彩的描述，给设想乘坐飘空气球周游世界的人是一个很好的劝说．牛顿第二定律·典型题剖析　例1　在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作　（）A．匀减速运动．　　　　　B．匀加速运动．C．速度逐渐减小的变加速运动．D．速度逐渐增大的变加速运动．分析　木块受到外力作用必有加速度．已知外力方向不变，数值变小，根据牛顿第二定律可知，木块加速度的方向不变，大小在逐渐变小，也就是木块每秒增

5、加的速度在减少．由于加速度方向与速度方向一致，木块的速度大小仍在不断增加，即木块作的是加速度逐渐减小、速度逐渐增大的变加速运动．答　D．说明　物体的加速度只与它受到的外力有联系，当外力逐渐减小到零时，物体的速度恰增大到最大值vm．以后，物体就保持这个速度沿光滑水平面作匀速直线运动，这个物体的v－t图大致如图3－5所示．8例2　如图3－6所示，底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量1kg的物块．在水平地面上当小车作匀速直线运动时，两弹簧秤的示数均为10N．当小车作匀加速直线运动时，弹簧秤甲的示数变为8N．这时小车运动的加速度大小是（）A．2m

6、/s2．　　　　　　　　　　B．4m/s2．C．6m/s2．　　　　　　　　　　D．8m/s2．分析　因弹簧的弹力与其形变量成正比，当弹簧秤甲的示数由10N变为8N时，其形变量减少，则弹簧秤乙的形变量必增大，且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等，所以，弹簧秤乙的示数应为12N．物体在水平方向所受到的合外力为F=T乙-T甲=12N-8N=4N．根据牛顿第二定律，得物块的加速度大小为答　B．说明　无论题中的弹簧秤原来处于拉伸状态或压缩状态，其结果相同．读者可自行通过对两种情况的假设加以验证．例3　汽车空载时的质量是4×103kg，它能运载的最大质量是3×103kg．要使汽车在

7、空载时加速前进需要牵引力是2.5×104N，那么满载时以同样加速度前进，需要的牵引力是多少？分析　由空载时车的质量和牵引力算出加速度，然后根据加速度和满载时的总质量，再由牛顿第二定律算出牵引力．解答　空载时，m1=4×103kg，F1=2.5×104N，由牛顿第二定律得加速度：满载时，总质量为m1+m2＝7×103kg，同理由牛顿第二定律得牵引力：F2=（m1+m2）a=7×103×6.25N=4.375×104N．说明　根据牛顿第二定律F=ma可知，当加速度a相同时，物体所受的合外力与其质量成正比．因此可以不必先算出加速度的