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【课程标准内容及要求】 1.理解牛
运
定律。
顿
动
2.能用牛
运
定律解
生
生
顿
动
释
产
活中的有关
象、解决有关
。
现
问题3.通
，
超重和失重
象。
过实验认识
现
4.知道国际
位制中的力学
位。了解
位制在物理学中的重要意
。学生
四：探究物
单
单
单
义
实验
体运
的加速度
动
与物体受力、物体
量的关系。
质
第1 讲 牛顿运动定律的理解
一、牛顿第一定律 惯性
1.牛顿第一定律
(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力
迫使它改变这种状态。
(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫
惯性定律；
②揭示了运动与力的关系：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，即力是产生加速度的原因。
2.惯性
(1)定义：物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性
小。
(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和
受力情况无关。
3.伽利略的理想实验
1
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图1
(1)特点：实践操作(实验)＋逻辑推理(数学演算)。
(2)作用：提出力不是维持物体运动的原因。
伽利略是物理理想实验的开拓者。理想实验是人们在抽象思维中设想出来而实际
上无法做到的实验，可以完美地解释物理学规律或理论。
二、牛顿第二定律 力学单位制
1.牛顿第二定律
(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速
度的方向跟作用力的方向相同。
(2)表达式：F＝ma。
(3)适用范围
①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考
系。
②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)
的情况。
2.力学单位制
(1)单位制：基本单位和导出单位一起就组成了单位制。
(2)基本单位：基本量的单位。国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是长
度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒。
(3)导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
【自测】 关于运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是( )
A.物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变
B.物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变
C.物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态
D.物体的运动方向与它所受的合力的方向相同
答案 B
三、牛顿第三定律
2
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1.作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，当一个物体对另一个物
体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力，物体间相互作用的
这一对力，通常叫作作用力和反作用力。
2.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。
3.表达式：F＝－F′。
命题点一 牛顿第一定律的理解
1.理想化状态
牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在
的。如果物体所受的合力等于零，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体保持
静止状态或匀速直线运动状态。
2.明确了惯性的概念
牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性，即物体具有保持
原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
3.揭示了力与物体运动状态的关系
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。
【例1】 (2021·北京西城区期末)伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜
面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面的倾角，
重复实验，直至斜面最终变为水平。如图2 是现代所做的伽利略斜面实验的频闪
照片(组合图)。几次实验中小球都从同一位置释放，且频闪照相的频闪频率相同，
有关小球在斜面a、b 上的运动说法正确的是( )
图2
A.小球在斜面a、b 上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响
B.小球在斜面a 上运动的距离较短，因此小球在斜面a 上运动的平均速度较小
C.小球在斜面b 上的影像个数较多，表示小球在斜面b 上运动的时间较长
D.频闪照片中相邻的两个影像间的距离越大，表示这两个影像间的运动时间越长
答案 C
解析 小球在斜面a、b 上运
越来越慢，主要是重力的作用，小球的摩擦
小作
动
较
3
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用不大，所以A
；小球在斜面上运
可以看成匀减直
运
，但初速度相同，
错误
动
线
动
末速度也一
都
样
为0，由平均速度公式可知两斜面上的平均速度相同，所以B 错
；小球在斜面
误
b 上的影像个数
多，因
照相的
率相同，所以小球
较
为频闪
频闪频
在斜面b 上运
的
，
动
时间较长
则C 正确；
照片中相
的两个影像
的距离越
频闪
邻
间
大，表示
两个影像
的表示速度越大，所以
这
间
D
。
错误
【针对训练1】 (2021·广
广州
段
东
阶
训练)在16 世纪末，伽利略用实验和推理，推
翻了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。以下说法中，与亚里士多德观点相反的是( )
A.一个物体维持匀速直线运动，不需要受力
B.两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
C.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
D.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
物体长时间不受力时的“自然状态”
答案 A
解析
里士多德
物体的运
需要力来
持，没有力，物体将停止运
；：
亚
认为
动
维
动则
伽利略推理，一个物体做匀速直
运
，不需要力来
持，与
线
动
维
里士多德的
点
亚
观
相反，故A 正确；两物体从同一高度自由下落，下落速度
是一
快，而
两
应该
样
认为
物体从同一高度自由下落，
重的物体下落
快，
是和
里士多德的
点相同
较
较
这
亚
观
的，故B
；物体受的力越大，速度改
越快，但速度不一定越大；四匹
拉的
错误
变
马
比两匹
拉的
跑得快，而
物体受的力越大，速度就越大，
是和
里士
车
马
车
认为
这
亚
多德的
点相同的，故
观
C
；一个运
的物体，如果不再受力了，它
会逐
停
错误
动
总
渐
下来，
明：静止状
才是物体
不受力
的
这说
态
长时间
时
“自然状态”，是和
里士
这
亚
多德的
点相同的；事
上一个运
的物体，如果不再受向前
观
实
动
的推力，它
会逐
总
停下来，其
是因
摩擦阻力改
了它的运
状
，故
渐
实
为
变
动
态
D
。
错误
4
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命题点二 牛顿第二定律的理解和应用
1.牛顿第二定律的理解
2.解题思路和关键
(1)选取研究对象进行受力分析。
(2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力。
(3)根据F 合＝ma 求物体的加速度a。
【例2】 (2021·山
省
中学模
东
实验
拟)物块在水平向右的恒定推力F 的作用下刚好
沿倾角为30°的固定斜面向上做匀速运动，已知物块与斜面之间的动摩擦因数μ
＝，重力加速度为g，若推力F 改为沿斜面向上推物块，则物块的加速度为( )
A.2g
B.g
C.(－1)g
D.(＋1)g
答案 C
解析
物
的
量
设
块
质
为m，当推力F 水平向右
，物
做匀速直
运
，根据平
时
块
线
动
衡条件可得，沿斜面方向Fcos 30°＝mgsin 30°＋μFN，垂直斜面方向FN＝mgcos
30°＋Fsin 30°，立可解得
联
F＝mg，当推力F 沿斜面向上
，根据牛
第二定律可
时
顿
得F－mgsin 30°－μmgcos 30°＝ma，代入数据可解得a＝(－1)g，故C 正确。
【针对训练2】 (2021·湖南株洲质检)如图3 所示，平板货车上装载的货物采用平
放的形式，由于没有专业绳索捆绑，为了防止货物从平板上滑落，货车在平直公
路上提速时加速度不应超过a。则当该货车在倾角为θ 的斜坡上提速时其加速度
不能超过(设货物与平板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g)(
)
图3
A.asin θ－gcos θ
B.acos θ－gsin θ
C.asin θ＋gcos θ
D.acos θ＋gsin θ
答案 B
解析 在水平道路上
，
物研究
时
对货
μmg＝ma，在斜坡上
物
时对货
μmgcos θ－
mgsin θ＝ma，解得a′＝acos θ－gsin θ。
命题点三 牛顿第三定律的理解与应用
1.相互作用力的特点
(1)三同
5
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(2)三异
(3)二无关
2.一平衡力与作用力和反作用力的比较
名称
项目
一对平衡力
作用力和反作用力
作用对象
同一个物体
两个相互作用的不同物体
作用时间
不一定同时产生、同时消
失
一定同时产生、同时消失
力的性质
不一定相同
一定相同
作用效果
可相互抵消
不可抵消
【真题示例3】 (2021·浙江省1 月选考)如图4 所示，电动遥控小车放在水平长木
板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时( )
图4
A.小车只受重力、支持力作用
B.木板对小车的作用力方向水平向左
C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
答案 D
解析 小
在木板上水平向左加速运
，受重力、支持力、水平向左的摩擦力，
车
动时
而木板
小
的作用力是支持力与摩擦力的合力，方向指向左上方，并不是水平
对
车
向左，故A、B
；根据牛
第三定律，木板
小
的作用力与小
木板的作
错误
顿
对
车
车对
用力一定大小相等，方向相反，故C
，
错误
D 正确。
【针对训练3】 (2021·浙江杭州4 月质检)如图5 所示是一种叫“喷射式悬浮飞行
器”的水上飞行运动装置。操控者借助该装置以向下喷射高压水柱的方式实现在
水面上空悬停旋转或急速升降等运动。下列说法正确的是( )
6
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图5
A.人在水面上空悬停时，人(含装置)所受的重力和向下喷水的力是一对平衡力
B.人在水面上空悬停时，人(含装置)所受的重力和向下喷水的力是一对作用力与
反作用力
C.人在急速升降过程中的惯性比悬停时大
D.人在匀速上升的过程中机械能增加
答案 D
解析 人(含装置)所受的重力和向下
水的力作用在两个物体上，不是平衡力，
喷
故A
；人
错误
(含装置)所受的重力施力物体是地球，受力物体是物体，向下
水的
喷
力施力物体是装置，受力物体是水，里涉及了多个物体，不是相互作用力，故
这
B
；性只与
量有关，故
性不
，故
错误惯
质
惯
变
C
；人在匀速上升的
程中，能
错误
过
动
不
，重力
能增大，机械能增加，故
变
势
D 正确。
转换研究对象法的应用
由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求
，可先求它的反作用
时
力，再反
来求待求力。如求
力
，可先求支持力。
过
压
时
【例4】 (2021·湖北省开学摸底)如图6 所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，
肩上扛一质量为m 竿的竖直竹竿，竿上有一质量为m 的人可以看成质点，重力加
速度为g，当此人沿着竖直竿以加速度a 加速下滑时，竿对地面上的人的压力大
小为( )
图6
A.(m 竿＋m)g＋ma
B.(m 竿＋m)g－ma
C.(m 竿＋m)g
7
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D.(m 竿－m)g
答案 B
解析
竹竿上的人由牛
第二定律知
对
顿
mg－f＝ma，所以f＝m(g－a)，由牛
第
顿
三定律知竹竿上的人
竹竿的摩擦力方向
直向下，
竹竿
对
竖
对
由平衡条件知m 竿g
＋f′＝FN，f＝f′由牛
第三定律知竹竿
底人的
力
顿
对
压
FN＝(m 竿＋m)g－ma，故B 正
确，A、C、D
。
错误
对点练1 牛顿第一定律的理解
1.在研究运动和力的关系时，伽利略设计了著名的理想斜面实验(如图1 所示)，将
可靠的事实和逻辑推理结合起来，能更深刻地反映自然规律。下面给出了伽利略
斜面实验的五个事件，请对事件的性质进行判断并正确排序：在A 点由静止释放
的小球，①若没有摩擦时，能滚到另一斜面与A 点等高的C 点；②当减小斜面动
摩擦因数时，滚到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C 点；③若没有摩擦时
减小斜面BC 的倾角，小球将通过较长的路程，到达与A 点等高的D 点；④若没有
摩擦时当另一斜面水平放置时，小球将沿水平面一直运动下去；⑤不能滚到另一
斜面与A 点等高的C 点。以下正确的是( )
图1
A.事实⑤→事实②→推论①→推论③→推论④
B.事实⑤→事实②→推论③→事实①→推论④
C.事实⑤→事实②→事实①→推论③→推论④
D.事实⑤→事实②→推论①→事实③→推论④
答案 A
解析 根据
事
实验
实⑤斜面不光滑，在A 点由静止
放的小球不能
到另一斜面
释
滚
与A 点等高的C 点，事实②当减小斜面
摩擦因数
，到另一斜面的最高位置
动
时滚
，
更接近于与A 点等高的C 点，得出
果：如果没有摩擦，小球将上升到
放
实验结
释
的高度，即
时
①，
一步假
若减小第二个斜面的
角，小球在
斜面上仍然要
进
设
倾
这
达到原来的高度，即得出③，没有摩擦
减小斜面
时
BC 的
角，小球将通
的
倾
过较长
路程，到达与A 点等高的D 点，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持
匀速
续
运
，即
动
④，故A 正确，B、C、D
。
错误
8
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2.(2021·福建宁德质检)西汉时期的一本著作《春秋纬·考灵曜》中论述的地恒动不
止，而人不知，譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行(而人)不觉也。”提出了哪个观点
( )
A.物体具有惯性
B.力是改变物体运动状态的原因
C.物体运动具有相对性
D.能量转化过程存在守恒关系
答案 C
解析 文中的描述内容主要研究物体运
状
与参考系的
有关，物体运
具
动
态
选择
动
有相
性。物体具有
性，与
不相符，
对
惯
结论
选项A
；力是改
物体运
状
的
错误
变
动
态
原因，与
不相符，
结论
选项B
；物体运
具有相
性，与
相符，
错误
动
对
结论
选项C 正
确；能量
化
程存在守恒关系，与
不相符，
转
过
结论
选项D
。
错误
3.(2021·河北廊坊期末)关于牛顿运动定律，下列说法中正确的是( )
A.汽车刹车，最终停下来时汽车的惯性消失
B.汽车速度越大，刹车距离越大，说明物体的惯性跟速度的大小有关
C.物体受到多个力的作用，其运动状态可能不变
D.物体间的相互作用力等大反向，所以相互作用力的合力为零
答案 C
解析
性是物体的固有属性，物体
性的大小只与物体的
量有关，与物体是
惯
惯
质
否运
，运
速度的大小无关，故
动
动
A、B
；若物体受到多个力的作用且它
的
错误
们
合力
零，
其运
状
将保持不
，故
为
则
动
态
变
C 正确；
然物体
的相互作用力等大
虽
间
反向，但是它
不能相互抵消，故
们
D
。
错误
4.如图2 所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上
起跳，人与滑板分离，分别从横杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻
力，则运动员( )
图2
A.起跳时脚对滑板的作用力斜向后
B.在空中水平方向先加速后减速
C.越过杆后落在滑板的后方
D.越过杆后仍落在滑板上起跳的位置
9
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答案 D
解析 由于运
相
于滑板
直向上起跳，与滑板在水平方向无力的作用，故
动员
对
竖
二者水平方向速度始
相同，故运
越
杆后仍落在滑板上起跳的位置，
终
动员
过
选项
D 正确。
对点练2 牛顿第二定律的理解和应用
5.(2021·湖北宜昌
考
联
)某校学生乘坐高铁进行研学旅行，当列车做匀加速直线运
动时，一学生观察置于车厢内水平桌面上一碗水的水面，观察到的情形与下图中
相符的是( )
答案 B
解析 当火
向右做匀加速直
运
，碗中水也向右做匀加速运
，加速度方
车
线
动时
动
向水平向右，根据牛
第二定律可知水所受的合力水平向右，
碗
顿
则
对水的作用力
的合力方向大致
斜向右上方。
为
6.如图3，雄鹰向下扇翅膀获得竖直向上的加速度，这是由翅膀上、下部分的空气
对雄鹰的压强差形成的。设雄鹰上方空气对它向下的作用力的合力大小为F1，下
方空气对它向上的作用力的合力大小为F2，雄鹰重力大小为G，则它向下扇翅膀
起飞过程中( )
图3
A.F1＝G
B.F2＝G
C.F2＝G＋F1
D.F2>G＋F1
答案 D
解析 当雄
向下扇翅膀起
程中，其加速度方向向上，合外力方向向上，
鹰
飞过
则
有F2－G－F1＞0，即F2＞G＋F1。
7.(2021·河北唐山月考)车厢中用细线悬挂小球，通过细线的倾斜程度来检测车辆
在行进过程中的加速度。如图4 所示，质量相同的两个光滑小球通过轻质细线分
别系于车的顶部，左侧小球与车厢左侧壁接触，两细线与竖直方向的夹角相同，
拉力大小分别为FT1和FT2。下列说法正确的是( )
10
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图4
A.车正在向右做加速运动
B.两细线的拉力FT1＝FT2
C.当汽车加速度增大时，FT1变小
D.当汽车加速度减小时，FT2增大
答案 B
解析
右
小球
行受力
对
边
进
分析，受到沿
方向斜右上方的拉力，和
直向下
细线
竖
的重力。
与
直方向
角
设细线
竖
夹
为θ，根据牛
第二定律有
顿
ma＝mgtan θ，FT2＝，
加速度水平向右，可以判断小
可能向右加速，或者向左减速。故
车
A
；同理，
错误
左
小球受力分析，可得
对
边
ma＝FN＋mgtan θ，FT1＝，立可得
联
FT1＝FT2，故B 正
确；根据上面
的分析，可知当汽
加速度增大
，
选项
车
时FT1不
。
变故C
；可知当
错误
汽
加速度减小
，挂小球
车
时悬
2 的
与
直方向的
角
小，
细线
竖
夹
变
FT2
小，故
变
D 错
。
误
对点练3 牛顿第三定律的理解和应用
8.(2019·浙江4 月选考，6)如图5 所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是(
)
图5
A.小明与船之间存在摩擦力
B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力
C.杆对岸的力大于岸对杆的力
D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力
答案 A
解析 小明与船之
存在静摩擦力，
间
A 正确；杆的弯曲是由于受到小明
杆的作
对
用力，B
；杆
岸的力与岸
杆的力是作用力与反作用力，大小相等，
错误
对
对
C 错误；
小明
杆的力和岸
杆的力受力物体都是杆，两者不是作用力与反作用力，故
对
对
D
。
错误
11
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9.如图6 所示，质量为m 的物体放在质量为M、倾角为θ 的斜面体上，斜面体置于
粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F 拉物体使其沿斜面向下匀速运动，斜面
体始终静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
图6
A.斜面体对地面的摩擦力大小为Fcos θ
B.斜面体对地面的压力为(M＋m)g
C.物体对斜面体的摩擦力的大小为F
D.斜面体对物体的作用力竖直向上
答案 A
解析 由于斜面体和物体都
于平衡状
，将斜面体和物体看成一个整体，由受
处
态
力情况
合共点力的平衡条件可得，地面
斜面体的摩擦力大小
结
对
为Fcos θ，地面
斜面体的支持力大小
对
为(M＋m)g＋Fsin θ，由牛
第三定律可知，
顿
A 正确，B 错
；隔离物体
行受力分析，由共点力平衡条件得斜面体
物体的摩擦力大小
误
进
对
为
F＋mgsin θ，由牛
第三定律可知，
顿
C
；斜面体
物体的作用力即
物体受到
错误
对
为
的支持力与摩擦力的合力，由共点力的平衡条件可知斜面体
物体的作用力与物
对
体的重力和F 的合力大小相等、方向相反，故斜面体
物体的作用力不在
直方
对
竖
向上，D
。
错误
10.(2021·广
肇
东
庆质检)如图7 所示，一小车在平直道路上向右运动，车内一条光
滑轻绳ACB 两端固定在水平车顶上，一质量为m 的小圆环穿过轻绳且可在绳上
自由滑动。某段时间内轻绳AC、BC 两部分与水平车顶的夹角分别为30°和60°。
将小圆环视为质点，则在这段时间内( )
图7
A.小车做匀速运动
B.小车做匀减速运动
C.轻绳AC 段的拉力大于BC 段的拉力
D.轻绳AC 段的拉力小于BC 段的拉力
答案 B
12
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解析 因
小
穿
且可在
上自由滑
，所以
为
圆环
过轻绳
绳
动
AC
的拉力和
绳
BC
的
绳
拉力大小相等。C、D
；小
如果静止或者匀速直
运
，小
位于
错误
车
线
动
圆环应该
AB
中点的正下方。在小
在中点偏右，并且角度不
，根据牛
第二
现
圆环
变
顿
定律(就像
刹
候人会向前
一
车时
倾
样)，
明小
正在向右匀减速运
。
说
车
动
A
，
错误
B 正确。
11.如图8，上表面光滑且水平的小车静止在水平地面上，A、B 为固定在小车上的
挡板，C、D 为竖直放置的轻质薄板。A、C 和D、B 之间分别用两个相同的轻质弹
簧连接，薄板C、D 间夹住一个长方体金属块(视为质点)。金属块与小车上表面有
一定的距离并与小车保持静止，此时金属块所受到的摩擦力为最大静摩擦力。已
知金属块的质量m＝10 kg，弹簧的劲度系数k＝1 000 N/m，金属块和薄板C、D
间动摩擦因数μ＝0.8。设金属块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力
加速度g＝10 m/s2求：
图8
(1)此时弹簧的压缩量；
(2)当小车、金属块一起向右加速运动，加速度大小a＝15 m/s2时，A、C 和D、B 间
弹簧形变量及金属块受到的摩擦力大小。
答案 (1)0.062 5 m (2)0.15 m 0 100 N
解析 (1)由于两个
簧相同，两
簧
量相同。
簧的
量
轻质弹
弹
压缩
设弹
压缩
为x0，弹
簧形
生的
力大小
变产
弹
为F，由胡克定律得F＝kx0，
金属
所受摩擦力大小
设
块
为Ff，此
金属
所受摩擦力等于最大静摩擦力，
时
块
依
意得
题
Ff＝2μF，
由物体平衡条件得Ff＝mg，由三式并代入
数据得
题给
x0＝0.062 5 m。
(2)假设A、C 和D、B
的
簧
量分
间
弹
压缩
别为x1和x2，有x1＋x2＝2x0
由牛
第二定律得
顿
kx1－kx2＝ma，代入
数据得
题给
x1＝0.137 5 m，x2＝－0.012 5
m
由x2＜0 可知，此
薄板
时
D 已与金属
分离，
块
D、B
簧已恢复原
，无
力。金
间弹
长
弹
属
水平方向加速运
所需的合力全部由
块
动
A、C
簧的
力提供。
间弹
弹
设A、C 和D、
B
簧
量分
间弹
实际压缩
别为x1′、x2′，则x2′＝0
由牛
第二定律可得
顿
kx1′＝ma，由式可得x1′＝0.15 m
由于此
最大静摩擦力
时
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Ffmax′＝μkx1′＝120 N＞mg
故金属
受到的摩擦力大小
块
为
Ff′＝mg＝100 N。
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