牛顿第一定律和牛顿第三定律 知识讲解

1 物理总复习：牛顿第一定律和牛顿第三定律 【考纲要求】 1、理解牛顿第一定律，并会应用分析解决具体问题； 2、理解牛顿第三定律，并会应用分析判断作用力和反作用力。 【知识网络】 【考点梳理】 要点一、牛顿第一定律 1、力与物体运动的关系 　　亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就不 会运动。所以力是维持物体运动的原因。 　　伽利略的观点：以一定速度在水平面上运动的物体，如果没有摩擦力，物体将保持原有 速度继续运动下去。 　　笛卡儿的观点：除非物体受到外力作用，否则物体将会永远保持其静止或匀速直线运动 状态，永远不会沿曲线运动。 2、牛顿第一定律 　　1、定律内容：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。 　　2、惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，一切物体都 有惯性，惯性是物体的固有性质。质量是物体惯性大小的唯一量度。 　　3、理想实验：也叫假想实验。它是在可知的经验事实基础上采用科学的抽象思维来展 开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它 不能由实际的实验来验证。 要点诠释：（1）牛顿第一定律指出了力是改变物体运动状态的原因，为牛顿第二定律的提 出作出了准备。 　　（2）牛顿第一定律明确指出适用于一切物体。这就包括地上的物体和天上的物体，这2 是人类思想史上的一次跨越，把地上的物体运动规律与天上的物体运动规律统一起来。 　　（3）牛顿第一定律不能看作牛顿第二定律的特殊情况，牛顿第一定律研究的是不受外 力的理想情况，与受合外力为零不是一回事。（理想与现实是不能等同的） 要点二、牛顿第三定律 定律内容 　　两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 要点诠释：（1）作用力和反作用力同时产生、同时消失，同种性质，作用在不同的物体上 各产生其效果，不会相互抵消。 　　（2）作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关。 　　（3）和平衡力的区别：一对平衡力是作用在同一物体上的，且力的性质可以不同。 　　（4）借助牛顿第三定律可以变换研究对象，从一个物体的受力分析讨论到另一个物体 的受力分析。 例、在一次学校组织的拔河比赛中甲队胜、乙队负，在分析总结会上，同学们关于胜负 的讨论有以下几种说法，正确的是（　 ） 　　A．由于甲胜、乙负，所以甲拉乙的力大于乙拉甲的力 　　B．只在两队相持不动时，两队拉力才大小相等 　　C．不管什么情况下两队的拉力总是相等的 　　D．甲队获胜的原因是甲队受到地面的最大静摩擦力大于乙队受到地面的最大静摩擦力 【答案】 C D 【解析】 甲拉乙与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，任何情况下都相等，故 C 对，A、 B 错。若比较甲、乙两队的静摩擦力，甲胜，则甲受到的最大静摩擦力大于乙队受到的最大 静摩擦力，而使乙队被拉动，故 D 正确。 【总结升华】甲拉乙的力作用在乙上，乙拉甲的力作用在甲上，力的性质相同，作用在两个 不同的物体上，作用在同一条直线上，方向相反，所以是一对作用力与反作用力，大小相等。 拔河比赛实际上比的是最大静摩擦力的大小。 【典型例题】 类型一、生活现象中的惯性问题 　　惯性和惯性定律是同学们最易混淆的两个内容。惯性是物体的一种属性，惯性定律（即 牛顿第一定律）是物体运动的一种规律；惯性的存在是无条件的，一切物体都有惯性，其大 小由物体的质量决定；惯性定律的成立是有条件的，即物体不受外力或受外力的合力为零。 　　例 1、(2015 兰州模拟)在向前行驶的客车上,某时刻驾驶员和乘客的身体姿势如图所示, 则对客车运动情况的判断正确的是(　　)3 A.客车一定做匀加速直线运动 B.客车一定做匀速直线运动 C.客车可能是突然减速 D.客车可能是突然加速 【答案】C 【解析】驾驶员和乘客向前倾,按照牛顿第一定律,客车可能刹车即减速,也可能是向后加 速倒车。选项 C 正确。 举一反三 【变式】（2016 上海 崇明一模）物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持运 动的原因”的物理学家、建立惯性定律的物理学家分别是（　　） A．亚里士多德、伽利略 B．亚里士多德、牛顿 C．伽利略、牛顿 D．伽利略、爱因斯坦 【思路点拨】本题是物理常识的理解和记忆问题，对于每个物理学家，他们的主要的贡 献要了解． 【答案】C 【解析】亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才会运动，即认为力是维持运动 的原因． 伽利略根据理想斜面实验，推翻了亚里士多德的观点，认为力不是维持物体速度的原因，而 是改变物体运动状态的原因； 牛顿在伽利略等人研究的基础上，提出了牛顿第一定律，即为惯性定律，建立了惯性的概念； 故 C 正确． 故选 C． 【总结升华】题考查的就是学生对于物理常识的理解，这些在平时是需要学生了解并知 道的，看的就是学生对课本内容的掌握情况． 类型二、对牛顿第一定律的理解 　　牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，它说明了力不是维持物体运动状态的原因，而是 改变物体运动状态的原因，并指出一切物体都具有惯性，即保持物体原来静止状态或匀速直 线运动状态不变的特性。牛顿第一定律的内容包含两层含义，说明了物体所处的两种状态 （保持的状态和变化的状态）与物体受力的关系，即（1）不受力或所受外力之和为零，则4 物体处于平衡状态，运动状态不变；（2）物体受到外力且外力之和不为零，则物体处于变 化的状态，运动状态一定发生改变。 【高清课堂：牛顿第一定律、牛顿第三定律例 1】 例 2、关于物体的惯性，下述说法中正确的有（ ） A. 运动速度大的物体不能很快停下来，是因为物体运动速度越大，惯性也越大 B. 人推不动一辆大卡车是因为大卡车的惯性很大 C. 快速飞来的乒乓球，可以用球拍在很短的时间内将其打回去，是因为乒乓球的惯性很 小 D. 在远离星球的宇宙空间中的物体不存在惯性 E. 物体受外力大，惯性大；受外力小，惯性大 【答案】 C 【解析】因为一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，惯性仅由物体的质量大小决定， 与外界因素（受力与否、受力的大小与多少、运动状态以及所处环境）无关，故 DE 错。运 动速度大的物体不能很快停下来，是因为从较大的速度变为静止，速度的改变量很大，需要 较长的时间，并非速度大，惯性大，故 A 错。乒乓球可以很快抽杀，是因为其质量很小， 惯性小，在相同外力作用下运动状态容易改变，故 C 正确。人推不动一辆大卡车的原因跟 最大静摩擦力有关，即跟物体的重力和摩擦因素有关，如果大卡车与地面是光滑的，一个小 孩就能推动，B 错。 举一反三 【高清课堂：牛顿第一定律、牛顿第三定律例 2】 【变式】如图所示，一个劈形物体 M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上面呈水平，水平 面上放一光滑小球 m，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（ ） A.沿斜面向下的直线 B.竖直向下的直线 C.无规则曲线 D.抛物线 【答案】B 【解析】劈形物体从静止开始释放，小球没有初速度，轨迹不可能是抛物线，D 错。小球水 平方向不受力，水平方向运动状态保持不变；竖直方向受向下的重力，向上的支持力，只受 竖直向下的合力作用，所以运动轨迹是竖直向下的直线，B 正确。 【总结升华】小球水平方向不受力，水平方向运动状态就保持不变，这是牛顿第一定律的思 想。5 类型三、作用力、反作用力和一对平衡力的区别 　 例 3、(2015 广州模拟)2014 年 8 月 18 日 11 时 15 分，中国在太原卫星发射中心用长 征四号乙运载火箭成功发射高分二号卫星，卫星顺利进入预定轨道，关于这次卫星与火箭上 天的情形叙述正确的是(　　) A. 火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得 了向前的推力 B. 火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动 力 C. 火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动 力 D. 卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用 【答案】A 【解析】火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物 体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力， 此动力并不是由周围的空气提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，因而选项 B、C 错误，选项 A 正确；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引 力，即卫星吸引地球，地球吸引卫星，这是一对作用力与反作用力，故选项 D 错误。 举一反三 【变式】用水平力 F 将木块 紧压在竖直墙壁上，如图所示，若以 N 表示墙壁对木快的弹 力，R 表示木块对墙壁的压力，下列对 F、N、R 判断中的哪一个是正确的（ ） A. N 和 R 的是作用力和反作用力 B. F 和 N 是一对平衡力 m6 C. N 和 R 是性质不同的力 D. F 和 N 是作用力和反作用力 【答案】AB 【高清课堂：牛顿第一定律、牛顿第三定律例 3】 例 4、如图所示，四块质量均为 m 的木块 A、B、C、D 被两块相同的竖直木板静止夹住。 则（ ） A. B 施于 A 的静摩擦力大小为 mg,方向向下 B.木板施于 D 的静摩擦力大小为 2mg, 方向向下 C. C 受到静摩擦力的合力大小为 mg, 方向向上 D. C 施于 B 的静摩擦力为 0 【答案】ACD 【解析】 首先对四个物体整体分析，先从 D 入手，木板施于 D 的静摩擦力 大小为 2mg, 方向向上，B 错。对 A 选项，取 A 为研究对象，A 要平衡必然右 侧受向下的 mg 的力，A 正确。 对 C 选项，C 处于静止，合力为零，C 受到静摩擦力的合力大小应等于 C 的重力，方向向上。C 正确。 对 D 选项，分析 B 受力，B 受重力，A 对它的摩擦力 mg,方向向上， 可见 B 已经平衡了，所以 C 对 B 没有静摩擦力，D 正确。 【总结升华】对几个物体都处于静止状态即平衡状态，研究连接体的受力问题，应进行受力 分析 根据平衡条件再结合牛顿第三定律求解。要用到隔离体法、整体法、平衡条件，特别要注意 牛顿第三定律的应用。 举一反三 【变式 1】如图所示，两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止状态，设每一木块的质量 为 m，则两木块间的摩擦力大小为 （ ） A. 0 B. C. D. 【答案】A 1 2 mg mg 2mg7 【变式 2】如图所示，A、B 物体叠放在水平桌面上，水平力 和 分别作用在 A 和 B 上， , ,A 和 B 静止，则 A 对 B 和桌面对 B 的摩擦力大小分别是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【高清课堂：牛顿第一定律、牛顿第三定律例 4】 例 5、如图所示，人重 600N，木板重为 400N，人与木板，木板与水平地面之间动摩擦 因数为 0.2，现在人用水平力拉绳，使人与木板一起向右匀速运动，则（ ） A. 人拉绳的力是 120N B. 人拉绳的力是 100N C. 人的脚给木板的摩擦力向右 D. 人的脚与木板间会发生相对滑动 【答案】BC 【解析】先从匀速着手取人和木块作为整体，先假设没有相对滑动。地面给木板的摩擦力 因为匀速， 所以 对人受力分析，最大静摩擦力 所以假设成立，人的脚与木板 间不会发生相对滑动，B 正确，A 错，D 错。 人受到木板给他的摩擦力方向向左，人的脚给木板的摩擦力（反作用力）向右， 大小 ,C 正确。是不是一定正确还不一定完全可靠，再对木板进行分析，看木板 是否能匀速运动，受力如图，绳的拉力 100N 向右，人给木板的摩擦力 100N 向右，地面给 木板的摩擦力为 200N，方向向左，合力为零，可见木板可以匀速运动。 【总结升华】本题也是考察的受力分析、平衡和牛顿第三定律的应用。题中 与 大小是 不等的。 举一反三 1F 2F 1 3F N= 2 2F N= 1 ,3N N 3 ,1N N 1 ,1N N 2 ,0N 200f N Nµ= = 100T N= max 1 120 100f N N Nµ = > 1 100f N= f 1f8 【变式 1】如图所示，位于水平桌面上的物块 P，由跨过定滑轮的轻绳与物块 Q 相连，从滑 轮到 P 和到 Q 的两段绳都是水平的。已知 Q 与 P 之间以及 P 与桌面之间的动摩擦因数都是 μ，两物块的质量都是 m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力 F 拉 P 使它做匀速运动，则 F 的大小为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】设绳中张力为 T，对物块 Q 和 P 分别受力分析如图所示。因为它都做匀速运动，所 以所受合外力均为零。 对 Q 有： 对 P 有： 解得： 【变式 2】如图所示，质量为 m 的木块在质量为 M 的长木板上受到向右的拉力 F 的作用向右 滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为 ,木板与地面间的动摩擦因 数为 。下列说法正确的是 （ ） A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是 B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是 C．当 时，木板便会开始运动 D．无论怎样改变 F 的大小，木板都不可能运动 【答案】AD 【解析】A 木板所受的摩擦力，通过 来求， 在 F 的作用下滑动，则此时的 存在滑动 摩擦力，即 。物体间力的作用是相互的得木板的静摩擦力为 ，A 对。 木板能否运动，取决于木块的摩擦力，而木块的最大摩擦力无法使其运动，并且木板能否运 动与 F 大小无关，则 D 对。故答案为 AD。 【高清课堂：牛顿第一定律、牛顿第三定律例 5】 例 6、如图所示，倾角为 的斜面上有一个质量为 m 的物体处于静止状态，现对它施加 一个水平推力 F，使物体做匀速直线运动，则滑动摩擦系数 ＿＿＿＿ 【答案】 4 mgµ 3 mgµ 2 mgµ mgµ 1T f mgµ= = 2 2f mgµ= 2 1F f T f= + + 4F mgµ= 1 µ 2 µ 1mgµ 2 ( )m M gµ + 2 ( )F m M gµ> + m m m 1f mgµ= 1f mgµ′ = θ µ = 2 2( sin ) cos F mg mg θµ θ += M m F9 【解析】物体受重力竖直向下，支持力垂直于斜面向上，F 水平向右，几个力 不在同一个平面内。从左向右看，在这个平面内合力为零，显然 ，重力沿斜 面的分力 如果与摩擦力平衡，物体匀速运动合力为零，那么哪个力与 F 平衡呢？ 就是说这里 。 从垂直斜面方向看，在这个平面内合力也必须为零，摩擦力方向跟 F 与 合力等大反向，滑动摩擦力大小： 动摩擦因素： 【总结升华】对做匀速直线运动的物体，每个力都必须有力与之平衡，合力为零， ， ，在各个方向合力必须为零。对几个力不在一个平面内时（空间受力 问题），从不同的平面内对物体受力分析，各个平面内的合力必须为零。物体的运动方向呢？ 请同学们自己思考。 举一反三 【变式】如图所示在倾角 粗糙斜面上放一物体，物体重为 ,现用与斜面底边平行 的力 推动物体使其恰好斜向下做匀速直线运动，则物体与 斜面间的动摩擦因素 ＿＿＿＿。 【 答 案 】 cosN mg θ= sinmg θ sinf mg θ≠ sinmg θ 2 2( sin )f F mg θ= + 2 2( sin ) cos F mgf N mg θµ θ += = 0xF∑ = 0yF∑ = 30θ =  G 1 2F G= µ = 2 6 3 3 µ = =10 【巩固练习】 一、选择题 1、 (2015 广东茂名一模)伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从固定斜 面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略 设计这个实验的目的是为了说明(　　) A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 B．如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒 C．维持物体做匀速直线运动并不需要力 D．如果物体不受到力，就不会运动 2、16 世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力 和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是 （　 ） 　　A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大 　　B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物 体长不受力时的"自然状态" 　　C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 　　D．一个物体维持匀速直线运动，不需要力 3、下列说法正确的是（ ） 　　A．人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走 　　B．只有你站在地上不动，你对地面的压力和地面对你的支持力，才是大小相等方向相 反的 　　C．物体 A 静止在物体 B 上，A 的质量是 B 的质量的 100 倍，则 A 作用于 B 的力的大 小等于 B 作用于 A 的力的大小 　　D．以卵击石，石头没损坏而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头 的作用力 4、“用传感器探究作用力与反作用力的关系”的实验中，两只力传感器同时连到计算机上， 把两个挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图所示，观察分析 两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实 验结论（　 ） 　　A．牛顿第三定律不仅适用于静止的物体也适用于运动的物 体　 　　B．作用力与反作用力作用在同一物体上 　　C．作用力与反作用力大小相等 　　D．作用力与反作用力方向相反 5、如图所示，一个光滑斜面固定在水平面上，斜面上有一个三角形劈，在劈的光滑水平面 上放一个小球，劈和小球原来静止，当劈开始下滑的一小段时间内，从地面上看，小球做的11 运动是（　 ） 　　A．向右下方运动　　 B．竖直向下运动 　　C．向左下方运动　　 D．水平向右运动 6、做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶 内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶 子将（　 ） 　　A．向前运动　　　 B．向后运动　 　　C．无相对运动　　 D．无法判断 7、如图，在倾角为 的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。 已知木板的质量是猫的质量的 2 倍。当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相 对于斜面的位置不变，则此时木板沿斜面下滑的加速度为（　 ） 　　 A. B. C. D. 2 8、如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一 小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车 间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是（　 ） 　　A．向右做加速运动　 　　B．向右做减速运动　 　　C．向左做加速运动　　　 D．向左做减速运动 9、如图所示，倾角为 的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面 的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为 M、m(M＞m)的小物块同 时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩 擦力大小相等。在α角取不同值的情况下，下列说法正 确的有 　　A．两物块所受摩擦力的大小总是相等 　　B．两物块不可能同时相对绸带静止 　　C．M 不可能相对绸带发生滑动 　　D．m 不可能相对斜面向上滑动 10、如图所示，车沿水平地面做直线运动，车箱内悬挂在车顶上的小球悬线与竖直方向夹角 为 θ。放在车箱底板上的物体，A 相对车箱静止。A 的质量为 m，A 受 的摩擦力大小和方向是 ( 　　) A. ，向右　 B. ，向右 C. ，向右　　 D. ，向左 11、推力 F 把一个物体紧压在竖直墙壁上静止不动，如图所示，下列有关力的相互关系的叙 述中，正确的是(　 ) α αsin2 g αsing αsin2 3 g αsing α sinmg θ tanmg θ cosmg θ tanmg θ12 　　A.作用力 F 和物体对墙壁的正压力平衡 　　B.物体的重力和墙壁对物体的静摩擦力大小相等，方向相反 　　C.作用力越大，墙壁对物体的静摩擦力越大 　　D.作用力 F 跟墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力 12、把一个重为 G 的物体用水平力 F=kt（k 为恒量，t 为时间）压在竖直的足够高的墙面上， 则从 t=0 开始物体受到的摩擦力 f 随时间 t 变化的图象是下图中的( ) 13、（2016 上海 杨浦一模）关于运动状态的改变，下列说法正确的是（　　） A．只要物体在运动，其运动状态一定改变 B．物体受到多个力作用，其运动状态一定改变 C．只要物体速度的大小不变，运动状态就不变 D．只要物体的速度大小或方向中有一个改变，其运动状态就一定改变 【思路点拨】物体的运动状态包括速度大小和方向两方面，速度大小和方向只要有一个 改变，那么运动状态就得改变．力是改变物体运动状态的原因． 14、（2016 上海 金山一模）如图，小球重为 G，上端用竖直轻绳挂于 O 点，下端与水平面 接触，则绳上的拉力不可能为（　　） A．0 B．0.5G C．G D．1.5G 【思路点拨】对小球受力分析，根据共点力的平衡条件分析可能出现的弹力大小情况， 从而即可求解． 15、如图所示，一条质量不计的绳子跨过同一水平面的两个光滑的定滑轮，甲、乙两人质量 相等，但甲的力气比乙大，他们各自握紧绳子的一端由静止同时在同一高度开始向上爬，并 且两人在爬动过程中尽力爬，则 ( ) t f 0 t f 0 t f 0 G A t f 0 G B G G C D13 A. 甲先到达顶端 B. 乙先到达顶端 C. 两人同时到达顶端 D. 无法判断 16、为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人 站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程， 如图所示。那么下列说法中正确的是 A. 顾客始终受到三个力的作用 B. 顾客始终处于超重状态 C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下 17、如图所示，A、B 两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速 直线运动，运动过程中 B 受到的摩擦力 A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小 C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小 18、如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为 、 的两个小球（ ）， 随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其它阻力，设车足够长，则两个小球（ ） A. 一定相碰 B. 一定不相碰 C. 不一定相碰 D. 因不知小车的运动方向，故难以确定是否相碰 二、填空题 1、一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图所示，在这一瞬间悬绳断了， 设木杆足够长，由于小猫继续上爬，所以小猫离地面高度不变，则木杆受力大小为 _________，方向______。(设小猫质量为 m，木杆质量为 M) 2、如图所示，一个箱子放在水平面上，箱内有一固定的竖直杆，在 杆在上套着一个环，箱和杆的 质量为 M，环的质量为 m，已知环沿杆加 速下滑，环与杆的摩擦力的大小为 f，则此时箱对地面的压力大小为 ________。 【答案与解析】 一、选择题 1m 2m 1 2m m>14 1、【答案】C 【解析】当斜面倾角减小至零时，小球将沿斜面永远的运动下去，这个运动不需要力来维持， 选项 C 正确． 2、D 解析：在力和运动的关系方面，亚里士多德认为，力是维持物体运动的原因，而伽利略认为 力是改变物体运动状态的原因。在研究自由落体运动方面，亚里士多德认为，重的物体下落 的快，而伽利略认为物体下落的快慢与质量无关。D 选项符合要求。 3、C 　 解析：以上四种情形中的相互作用力等值、反向、共线，这个关系与物体运动状态、质量大 小、软硬程度等均无关，所以 C 正确。 4、ACD 解析：从图象中不难看出，两力的曲线以时间轴为对称轴，总是大小相等，方向相反。故 ACD 正确，而作用力与反作用力是作用在两个不同的物体上的，故 B 错。 5、B 解析：本题考查的是惯性，小球在水平方向上不受力，运动状态不变，只能竖直向下运动， 故 B 正确。 6、B 解析：惯性是物体的一种属性，衡量惯性大小的量度是质量，气泡的质量很小，可以忽略不 计，我们不能研究气泡的惯性，水的质量相比气泡来说大的多，故应研究水的惯性。当小车 突然停止后，由于惯性水继续向前运动，填充了气泡所在的空间，同时也在气泡的后面闪出 了空间，气体去填充，所以气泡相对瓶子向后运动。 7、C 解析：当绳子突然断开时，猫保持其相对斜面的位置不变， 即相对地面位置不变，猫可视为静止状态，木板沿斜面下滑， 取猫和木板整体为研究对象，如图进行受力分析， 由牛顿第二定律得 所以选项 C 正确。 8、AD 解析：以地面为参考系，分析小球受力情况，小球受到弹簧对其向右的弹力，由牛顿第二定 律知，必产生水平向右的加速度；再根据运动的条件可判定小球可能向右加速运动也可能是 向左减速运动。由于小车与小球相对静止，故小车的运动与小球相同，故 A、D 正确。 9、AC 解析：分情况讨论（1） 角较小，满足 ，则两物体都能保持和丝绸相对静止， 又由题意左边物体施加给丝绸沿斜面向下的静摩擦力大于右边物体施加给丝绸沿斜面向下 的静摩擦力， ，从而得出，物体和丝绸一起（物体和丝绸之间相对静 止）在斜面上运动，物体 M 沿斜面向下加速，m 沿斜面向上加速。丝绸质量忽略不计，的出 两物体对丝绸的摩擦力大小相等。 　　（2） 较大，且满足 ，物体不能静止在斜面上，所以两物体分别沿各自斜 面下滑。但因为左边的最大静摩擦力大于右边物体的最大静摩擦力，所以左边物体和丝绸一 3 sin 2mg maα = 3 sin2a mg α= α tanα µ< sin sinMg mgα α> α tanα µ>15 起沿斜面运动，右边物体在丝绸面下下滑。这种情况下两物体对丝绸的摩擦力仍然相等，其 实丝绸等效于一根绳子。 　　综合两种情况，选 AC。 10、B 解析：对小球根据平行四边形定则或正交分解，求得合力 ， 由牛顿第二定 律 ，小车的加速度为 。又 A 相对车箱静止，A 必然受到向右 的静摩擦力，就是 A 受到的合外力， 。 11、B 解析：对 A 选项，两个力都指向右边，不可能平衡，A 错。对 B 选项，是一对平衡力，正 确。对 C 选项，当静摩擦力达到最大静摩擦力以后，不再增大，C 错。对 D 选项，力的性质 不同，且作用在同一物体上，不是作用力和反作用力，D 错。 12、B 解析：这种情况最大静摩擦力大于重力，所以只有 B 正确。 13、【答案】D 【解析】A、若物体做匀速直线运动，其运动状态不变，故 A 错误； B、若物体在多个力作用下做匀速直线运动，其运动状态不变，故 B 错误； C、速度是矢量，只要物体的速度大小或方向中有一个改变，其速度就改变，运动状态也就 一定改变，故 C 错误，D 正确； 故选：D 14、【答案】D 【解析】小球静止在水平地面上，可能受重力和绳子的拉力而处于平衡，此时拉力 T=G，弹力为零， 也可能绳子有拉力，而地面对物体没有支持力，此时拉力为零，而支持力等于 G， 同时还有可能是绳子和地面均有力的作用，此时只要满足拉力与支持力的合力等于重力即可， 所以绳上的拉力的范围为 0~G 之间，故 ABC 可能，D 不可能； 本题选不可能的，故选：D． 15、C 解析：同一个轻绳上的张力处处相等，即甲、乙两人各自所受的绳的拉力相等。隔离分析甲、 乙两人受力可知，他们所受重力也相等，故甲、乙两人向上的加速度也相等，同时到达顶端。 16、C 解析：在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左，电梯对其的支持力和摩擦力的合力 方向指向右上，由牛顿第三定律，它的反作用力即人对电梯 的作用方向指向向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间 的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直 向下。 17、A 考查牛顿运动定律处理连接体问题的基本方法，简单题。对于多个物体组成的物体系统，若 系统内各个物体具有相同的运动状态，应优先选取整体法分析，再采用隔离法求解。取 A、 B 系统整体分析有 ， ，B 与 A 具有共同的运动状态， tanF mg θ= tanmg maθ = tana g θ= tanf ma mg θ= = A = ( ) ( )A B A Bf m m g m m aµ + = +地 a gµ=16 取 B 为研究对象，由牛顿第二定律有： ，物体 B 做速度方向向右的 匀减速运动，故而加速度方向向左。 18、B 解析：它们水平方向不受力，根据牛顿第一定律，两小球都将保持原速做匀速直线运动，一 定不相碰。 二、填空题 1、 Mg+mg 方向向下。 解析：先对猫进行受力分析，由于猫相对地面的高度不变，即猫处于平衡状态，而猫受重力 G1=mg 和木杆对猫向上的摩擦力 f 的作用，如图所示故 G1 与 f 二力平衡，即 f=G1=mg 再对木杆进行受力分析：木杆受重力 G2=Mg 作用，由于木杆对猫有向上的摩擦力，由牛顿 第三定律可知，猫对杆有向下的摩擦力 f′，且 f′= f。 所以木杆受力 Mg+mg 方向向 下。 2、解析：对环受力分析：重力、摩擦力，方向向上， 对箱子受力分析，重力、地面对箱子的支持力、环对它的摩擦力，根据牛顿第三定律， 方向向下。 根据牛顿第三定律，箱对地面的压力大小 =AB B Bf m g m aµ = = 常数 f f′ = N Mg f= + N N Mg f′ = = +