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第四章——牛顿运动定律
一、牛顿第一定律：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.
二、惯性：物体具有保持原来的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。
它不是一种力。
2、惯性的大小只与质量有关：质量大，惯性大，质量小，惯性小。
三、牛顿第二定律：物体的加速度与物体所受到的作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同.
以下是粤教版物理课本必修一中的四幅有关实验的插图，请问哪一个实验用到了“理想实验”的物理思想方法（　　）
A.
B.
C.
D.
C
春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，我们说车具有较强的抵抗运动状态变化的“本领”，这种“本领”的大小取决于（　　）
A. 车的初速度 B. 马队车的拉力
C. 车的质量 D. 车受到的阻力
C
由题意可知，说车具有较强的抵抗运动状态变化的“本领”指的是惯性，所以这种“本领”的大小取决于车的质量。
（多选）自由落体运动中的物体下落时间短、过程快。在伽利略所处时代，实验条件非常落后，没有秒表，只能通过流水来计时，也无法测定物体的瞬时速度，但他巧妙设计了一个“冲淡”重力作用，让小球沿阻力很小的长直斜面滚下的实验，以此来验证自由落体是否是匀变速直线运动。关于该实验，下列说法正确的是（　　）
A. 让小球沿长直斜面滚下，可减小其加速度，使运动时间变长，方便更准确地观察与测量
B. 实验中要验证从静止开始滚下的小球，运动的位移与时间是否成正比
C. 实验中需要用同一斜面，保持其倾角不变，换用不同质量的小球，测定小球沿斜面滚下的加速度是否相同
D. 实验中发现，沿不同倾角的斜面运动，小球都是匀变速直线运动，由此类推至斜面倾角为（即自由下落）时，小球仍做匀变速直线运动
AD
下列关于运动和力关系的相关说法正确的是（　　）
A. 牛顿认为物体受到的重力越大，惯性越大
B. 伽利略用实验证明了物体的运动不需要力来维持
C. 物体不受力时才能保持自己运动状态不变的特性称为惯性
D. 笛卡尔认为，如果没有其他原因，运动的物体不会偏离原来运动的方向
D
（多选）如图是伽利略“理想实验”原理图、A、C、D、E在同一水平面上，vD、vE、vF、vG为小钢珠在D、E、F、G处的速度大小，若轨道都光滑，则以下说法正确的是（　　）
A. vD＞vE
B. vF＝vG
C. 本实验是为了说明“小钢珠上升的高度与释放高度相同”
D. 本实验是为了说明“小钢珠在水平面上的匀速直线运动不需要力来维持
BD
A．A、C、D、E在同一水平面上，所以D、E两点速度相等，故A错误；
B．若轨道都光滑，则小球在平直的轨道上做匀速直线运动，所以各点的速度都是相等的．故B正确；
CD．伽利略设计这个理想实验，其目的是为了说明亚里士多德的力是维持物体运动状态的原因的结论是错误的，物体运动不需要力来维持．故C错误，D正确．
四、牛顿第三定律：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
五、超重和失重
1、失重：我们把物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象称为失重 向下的加速度
2、超重：把物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象称为超重 向上的加速度
六、力学基本单位：米(m)、千克（kg）、质量（m)
2021年5月22日10时40分，随着火星探测器“祝融”号的成功登陆，我国成为世界上第二个登陆火星的国家。祝融号质量约240kg,高1.85m,设计寿命约92天，静置时其在火星对火星表面的压力约890N。下列相关说法正确的是（　　）
A. m、kg、N是国际单位制中的基本单位
B. “2021年5月22日10时40分”指时间
C. 祝融号对火星的压力与火星对祝融号的支持力是一对平衡力
D. 祝融号在火星上受到火星的引力比其在地球上受到的地球引力小
D．祝融号质量约240kg，由于它在地球表面上受到的万有引力大小近似等于重力，可知约为2400N；根据祝融号在火星表面静置时其对火星表面的压力约890N，可知它在火星表面上受到的重力约等于890N，也即祝融号在火星上受到火星的引力约为890N，所以祝融号在火星上受到火星的引力比其在地球上受到的地球引力小，故D正确
D
一家庭小轿车某次遇交通事故，在0.5秒内速度有36km/h变为零。由于安全带的缓冲作用，使质量为70kg的乘员以10m/的加速度减速，此时安全带对乘员的作用力最接近( )
A.350N B.700N
C. 1400N D.2800N
B
2020年11月24日4时30分，我国在文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，执行地外天体采样返回任务。如图所示，发射嫦娥五号时，长征五号遥五运载火箭内燃料燃烧所生成的炽热气体，从火箭尾部的喷管快速喷出，推动火箭加速上升。下列相关说法正确的是（　　）
A. 点火瞬间，火箭的速度为零，所以加速度也为零
B. 开始上升时，火箭的速度很小，但加速度可能很大
C. 加速上升过程中，火箭处于失重状态
D. 加速上升过程中，炽热气体对火箭的作用力大于火箭对炽热气体的作用力
B
（多选）东京奥运会女子十米跳台跳水比赛中，14岁的全红婵以三跳满分、创纪录的466分夺冠。某次全红婵从十米跳台先向上跳起，然后落下，竖直插入水中，则全红婵（　　）
A. 跳起后在空中上升过程中，处于超重状态
B. 在空中下落过程中，处于失重状态
C. 与水接触后便立即开始减速
D. 在水中减速向下运动的过程中，竖直方向的加速度向上
BD
A．跳起后在空中上升过程中，全红婵加速度方向竖直向下，处于失重状态，故A错误；
B．在空中下落过程中，全红婵加速度方向竖直向下，处于失重状态，故B正确；
CD．与水接触后，开始时全红婵重力大于阻力，并未立即减速，根据牛顿第二定律可知全红婵先加速度一小段时间，速度达到最大后再减速，由于减速阶段阻力大于重力，根据牛顿第二定律可知竖直方向的加速度向上，故C错误，D正确。
（多选）某快递公司用倾斜传送带运送包裹，如图所示。包裹被轻放在传送带的底端，在经过短暂的加速过程后，与传送带达到共速，最终被运送到传送带的顶端。若传送带运行速度一定，包裹与传送带间的动摩擦因数相同，则（　　）
A. 在包裹加速运动阶段，传送带对包裹的作用力方向竖直向上
B. 传送带倾斜角度越大，包裹在传送带上所受的静摩擦力越大
C. 传送带倾斜角度越大，包裹加速所需时间越长
D. 包裹越重，从传送带的底端运送到顶端所需要的时间越长
BC
如图所示，斜面体质量为M．小方块质量为m，在水平推力F作用下左做匀速直线运动，各接触面之间的动摩擦因数都为μ，重力加速度为g，则（　　）
A. 地面对斜面体支持力大小为Mg
B. 斜面体对地面的压力大小为（M+m）g
C. 斜面体对小方块的摩擦力大小μmgcosθ
D. 地面对斜面体的摩擦力大小为μMg
B
以整体为研究对象，地面对斜面体的支持力大小为（M+m）g，根据牛顿第三定律可得斜面体对地面的压力大小为N=（M+m）g，根据摩擦力的计算公式可得f=μN=μ（M+m）g，故AD错误，B正确；
C．斜面体对小方块的摩擦力为静摩擦力，摩擦力大小为f=mgsinθ，故C错误．
故选B．
如图所示，家用楼梯升降椅可以沿着倾斜的直轨道运动，方便行动困难的老人上下楼．以下说法正确的（　　）
A. 升降椅加速上升时，人处于失重状态
B. 升降椅减速上升时，人处手失重状态
C. 升降椅匀速上升时，升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
D. 升降椅加速上升时，升降椅对人的作用力沿楼梯斜向上
B
A．升降椅加速上升时，加速度向上，人处于超重状态，故A错误；
B．当升降椅减速上升时，加速度向下，人处于失重状态，故B正确；
C．当升降椅匀速上升时，人处于平衡状态，升降椅对人的力与人受到的重力平衡，竖直向上，故C错误；
D．升降椅加速上升时，升降椅对人的作用力为支持和摩擦力，合力斜向上，但不沿楼梯，因为和重力三力的合力才沿楼梯向上，故D错误．
（多选）运动员用力
A.的大小相等
B.
C.是一对平衡力
D.
ABD
（多选）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.扶梯对顾客作用力的方向始终是竖直向上
B.扶梯加速时，扶梯对顾客的摩擦力方向为水平向右
C.扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上
D.顾客先受到三个力的作用，后受到两个力的作用
BCD
（多选）下雪天，车轮被冻结，无法开动，交警用水平推力推一辆停在水平路面上的汽车，以下说法正确的是( )
A.推不动是因为交警推车的力小于车受到的摩擦力
B.推不动时，交警推车的力越大，车受到的摩擦力越大
C.推动后，交警推车的力越大，车受到的摩擦力越大
D.推车时交警受到的地面的摩擦力方向水平向前
BD
（多选）“物理”二字最早出现在我国的晋朝，泛指事物之理，源于《庄子·天下》中的“判天地之美，析万物之理”。关于物理思想与方法，下列叙述正确的是( )
A.用质点来代替物体的方法运用了假设法
B.重心、合力的概念都体现了等效思想
C.伽利略理想斜面实验运用了在可靠的实验事实基础上进行合理外推的方法
D.加速度a是速度变化量与时间的比值运用了控制变量法
BC
国庆长假，老师带领同学乘火车外出参加社会实践活动，火车开动前老师对同学们说:“如果我们把火车启动阶段当成匀加速，等会儿能否用身边的器材，测出其加速度呢？”同学们纷纷响应：
(1)坐窗边的小钱，看着窗外等间距且间隔为S的电线杆，欣喜地发现有一根电线杆正对着自己，他用手表测出了从火车启动到下一根电线杆正对自己的时间间隔t，求此方案加速度的表达式；
(2)如图，小赵用塑料绳把一只小铁锁吊在行李架上，使悬挂点正好在小桌边缘的正上方，他测出塑料绳的悬挂点到小铁锁的距离L及小铁锁偏离桌子边缘的距离d，求此方案加速度的表达式.
羽毛球筒口比较小，从球筒取球有一定的技巧。如图所示，羽毛球爱好者从筒中取出最后一个羽毛球时，一手拿着羽毛球筒，另一个手用较大的力向下迅速敲打筒的上端，使筒获得一个向下的初速度与手发生相对运动，里面的羽毛球就可以从上端出来。已知羽毛球筒质量为M=90g（不含球的质量），羽毛球质量为m=5g，羽毛球头部离筒的上端距离为d=6.25cm，羽毛球与筒之间的滑动摩擦力为，筒与手之间的滑动摩擦力为。（重力加速度g取10m，空气阻力忽略不计，羽毛球不会相对筒向下运动），求：
（1）当筒获得一个初速度后，筒和羽毛球各自的加速度是多大
（2）若要敲打一次就使羽毛球头部能到达筒口以上，
筒获得的初速度至少为多大？
2021年10月16日，长征二号F遥十三运载火箭顺利将神舟十三号载人飞船送上了太空。某同学在观看发射直播时发现，火箭起飞阶段从点火即将离地，到其尾部即将飞离发射架，共需时间约9秒。查得火箭的整体质量约为500吨，起飞阶段空气阻力约为火箭总重的0.01倍。若将起飞阶段当作匀变速直线运动，重力加速度取10m/，发射架高度按81米计算，由此推算可知：
（1）在该起飞阶段火箭的加速度多大？
（2）火箭此时的推力多大？同样的力能举起多少辆2吨重的小汽车？
如图所示，水平桌面上质量为0.01kg的薄纸板上，放有一质量为0.02kg的小水杯（可视为质点），小水杯距纸板左端距离为0.1m，距桌子右端距离为0.3m，现给纸板一个水平向右的恒力F，欲将纸板从小水杯下抽出。若纸板与桌面、水杯与桌面间的动摩擦因数均为0.1，水杯与纸板间的动摩擦因数为0.2重力加速度g取10m/,设水杯在运动过程中始终不会翻倒，则：
（1）当抽动纸板且水杯相对纸板滑动时，水杯所受摩擦力及其加速度多大？
（2）在第（1）问的情形下，纸板所受摩擦力共有多大？
中国科学院力学研究所微重力落塔是我国自行研制的地基微重力实验设施（如图甲），可模拟太空微重力环境。微重力落塔的核心装置可简化为外舱与内舱（如图乙）。实验前，该核心装置被吊起，外舱底部离塔底回收网高度为H，内舱被锁定在外舱顶端，并抽空内外舱之间的空气；实验时，释放装置同时解除对内舱的锁定。已知，重力加速度为g，内、外舱质量分别为m、M，外舱在下落过程中受到大小恒为f的空气阻力，当外舱到达回收网时，内舱恰好到达外舱底部。则：
(1)下落时外、内舱的加速度分别多大？外舱底部经多长时间到达回收网？
(2)外舱底部刚到达回收网时外舱的速度多大？
(3)解除内舱锁定前，内舱底部与外舱底部的距离L为多少？
敦煌鸣沙山月牙泉是我国著名的5A级景区，景区内的骆驼骑行和滑沙活动项目备受游客们的青睐，下图为滑沙运动过程的简化图。某游客从A点乘坐滑板由静止滑下坡度为37°的沙丘，到达B点的速度大小为10m/s，最终停在水平沙地距离B点10m的C处，沙丘上和水平面上滑板与沙子动摩擦因数相同。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
(1)滑板与沙丘之间的动摩擦因数
(2)游客从沙丘滑下时的加速度大小a1；
(3)有了第一次经验，游客从更高的D点静止滑下沙丘，与此同时，在游客滑行的路线上有一只骆驼从C点以v=2m/s的速度匀速前行。已知=11m，其余条件不变，该游客会与骆驼相遇吗？
如图所示，有两个高低不同的水平面，一质量为M=1.5kg木板靠在高水平面边缘O点，其表面恰好与高水平面平齐，一质量为m=1kg可视为质点的滑块静止放置，距O点距离为L=2m，现用水平向右、大小为13N的拉力F拉滑块，当滑块运动到O点时撤去拉力F，滑块以此时的速度滑上长木板。滑块在长木板上相对滑动的距离最终为d=3m，滑块与高水平面，长木板间的动摩擦因数均为=0.4,取g=10m/
（1）滑块运动到O点时的速度大小及滑块在长木板上滑动时的加速度大小；
（2）滑块在长木板上滑动时，长木板与地面间的摩擦力。

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