A.它表明了力是维持物体运动状态的原因 B.它表明了物体具有保持原有运动状态的性质 C.它表明了改变物体的运动状态并不需要力
D.由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程,所以牛顿第一定律没有用处
解析 牛顿第一定律揭示运动和力的关系,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,故B正确。 答案 B
2.如图3所示,木块放在表面光滑的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀速直线运动。当小车遇到障碍物而突然停止运动时,车上的木块将 ( )
图3
A.立即停下来 C.立即向后倒下
B.立即向前倒下
D.仍继续向左做匀速直线运动
解析 车停止前,木块和小车一起做匀速直线运动,并且木块和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于木块在光滑的接触面上,因此木块由于惯性,还要保持原来的速度向左做匀速直线运动,故D正确。 答案 D
3.牛顿第一定律是建立在理想斜面实验基础上,经抽象分析推理得出的结论,它不是实验定律。利用如图4所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿水平面滑动。水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减小的材料时,小球沿水平面滑动到的最远位置依次为1、2、3,根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是 ( )
图4
A.如果小球不受力,它将一直保持匀速直线运动或静止状态
B.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变 C.如果水平面光滑,小球将沿着水平面一直运动下去 D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小
解析 由题意,水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减小的材料时,小球沿水平面滑动到的最远位置依次为1、2、3。可知摩擦力越小,则小球滚得越远,由此得出的结论是如果水平面光滑,小球受到的合外力为0,则小球将沿着水平面一直运动下去,故选项C符合题意。其他结论不是本实验直接得出的。 答案 C
牛顿第二定律的理解
1.牛顿第二定律的性质
2.合力、加速度、速度的关系
(1)物体的加速度由所受合力决定,与速度无必然联系。
(2)合力与速度夹角为锐角,物体加速;合力与速度夹角为钝角,物体减速。 ΔvF
(3)a=Δt是加速度的定义式,a与v、Δv无直接关系;a=m是加速度的决定式。 【例1】 据国外媒体报道,欧洲最大的直升机公司计划研制一款X3型高速直升机。该公司已完成X3型直升机原型机的首次试飞。设X3型直升机原型机的质量为m,某次试飞时,主旋翼提供大小为2mg向上的升力,每个向前螺旋推进器提供大小为mg、方向向前的推力。不考虑空气的阻力影响,下列说法正确的是( )
图5
A.该直升机原型机可能处于平衡状态
B.该直升机原型机以加速度g做匀加速直线运动 C.空气对直升机原型机的作用力为22mg D.空气对直升机原型机的作用力为4mg
解析 直升机原型机的受力如图所示,所受合外力大小为5mg,方向斜向右上方,加速度大小为5g,故选项A、B均错误;空气对直升机原型机的作用力为(2mg)2+(2mg)2=22mg,故选项C正确,D错误。本题也可以由水平方向的加速度ax=2g和竖直方向的加速度ay=g合成得到原型机的加速度a=
2
a2x+ay=5g。
答案 C
1.关于速度、加速度和合外力之间的关系,下述说法正确的是( ) A.做匀变速直线运动的物体,它所受合外力是恒定不变的
B.做匀变速直线运动的物体,它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上 C.物体受到的合外力增大时,物体的运动速度一定加快 D.物体所受合外力为零时,一定处于静止状态
解析 做匀变速直线运动的物体,加速度恒定不变,由牛顿第二定律知:它所受合外力是恒定不变的,故A正确;由牛顿第二定律可知加速度与合外力方向相同,与速度不一定在同一方向上,故B错误;物体受到的合外力增大时,加速度一定增大,物体的运动速度变化一定加快,而速度不一定加快,故C错误;物体所受合外力为零时,物体的加速度一定等于零,速度不一定为零,故D错误。 答案 A
2.如图6,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的( )
图6
A.OA方向
B.OB方向
C.OC方向
D.OD方向
解析 据题意可知,小车向右做匀加速直线运动,由于球固定在杆上,而杆固定在小车上,则三者属于同一整体,根据整体法和隔离法的关系分析可知,球和小车的加速度相同,所以球的加速度也应该向右,故选项D正确。 答案 D
3.(多选)某物体在光滑的水平面上受到两个恒定的水平共点力的作用,以10 m/s2的加速度做匀加速直线运动,其中F1与加速度的方向的夹角为37°,某时刻撤去F1,此后该物体( ) A.加速度可能为5 m/s2 B.速度的变化率可能为6 m/s2 C.1 s内速度变化大小可能为20 m/s D.加速度大小一定不为10 m/s2
解析 设物体的质量为m,根据牛顿第二定律F合=ma=10m,F1与加速度方向的夹角为37°,根据几何知识可知,F2有最小值,最小值为F2m=F合sin 37°=6m。所以当F1撤消后,合力的最小值为Fmin=6m,此时合力的取值范围为6m≤F合,ΔvFmin
所以最小的加速度为amin=m=6 m/s2,故A、D错误;速度变化率Δt=a,可能为6 m/s2,故B正确;由Δv=at知,1 s内速度变化大小可能为20 m/s,故C正确。 答案 BC
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