高中物理精题：3牛顿定律含解析.doc

【灵犀一指】牛顿运动定律应用指导1瞬时问题要注意绳、杆弹力和弹簧弹力的区别，前者能突变后者不能2连接体问题要充分利用“加速度相等”这一条件或题中特定条件，交替使用隔离法与整体法3两类动力学基本问题的解决关键是运动分析、受力分析，充分利用加速度“桥梁”作用【精题百萃】一、选择1如图所示，车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上面的球比下面的球质量大，当车厢向右作匀加速运动(空气阻力不计)时，下列各图中正确的是()2如图所示，物体P置于光滑的水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N的重物，物体P向右运动的加速度为a1；若细线下端不挂重物，而用F=10N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速度为a2，则() A. a1a2D.条件不足，无法判断 3【2016海南卷】【题号：3200003156】沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在05 s、510 s、1015 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则AF1F3CF1F3DF1=F3 4【2015全国（福建卷）】如图，在竖直平面内，滑到ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则( )ABCD无法比较、的大小 5【陕西省宝鸡中学2017届高三月考（二）理科综合】不可伸长的轻绳跨过质量不计的滑轮，绳的一端系一质量M=15kg的重物，重物静止与地面上，有一质量m=10kg的猴子从绳的另一端沿绳上爬，如右图所示，不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为A B C D6如图所示，在光滑水平而上有一质量为M的斜劈，其斜面倾角为，一质量为m的物体放在其光滑斜面上，现用一水平力F推斜劈，恰使物体m与斜劈间无相对滑动，则 斜劈对物块m的弹力大小为() A.mgcosB. C.D 7（2016年北京市丰台区高三期末考试）竖直悬挂的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示。则迅速放手后 （ ）A小球开始向下做匀加速运动 B弹簧恢复原长时小球速度最大 C小球运动到最低点时加速度小于g D小球运动过程中最大加速度大于g8如图，质量为M的斜面放在粗糙的水平地面上。几个质量都是m的不同物块，先后在斜面上以不同的加速度向下滑动，斜面始终保持静止不动。下列关于水平地面对斜面底部的支持力和静摩擦力的几种说法中正确的有( )A匀速下滑时，支持力静摩擦力为零；B匀加速下滑时，支持力静摩擦力的方向水平向左；C匀减速下滑时，支持力静摩擦力的方向水平向右； D无论怎样下滑，总是静摩擦力为零。9【哈三中20162017学年度上学期高三学年期中考试】如图所示，竖直轴位于水平转台中心，质量为m的小球由三根伸直的轻绳连接，和水平转台一起以匀速转动，倾斜绳与竖直轴夹角为，竖直绳对小球的拉力为F1、水平绳对小球的拉力为F2，小球到竖直轴的距离为r，以下说法可能正确的是：Amgtan=m2rBmgtan-F2=m2rC(mg+F1)tan=m2rD(mg-F1)tan=m2r10物体甲乙都静止在同一水平面上,他们的质量为m甲、m乙它们与水平面间的摩擦因数分别为甲、乙，用平行于水平面的拉力F分别拉两物体，其加速度a与拉力F的关系分别如图所示，由图可知：A.甲=乙 m甲 m乙B.甲乙 m甲m乙C.甲乙 m甲=m乙D.甲乙 m甲m乙11【山东省实验中学2017届高三第二次诊断性考试】如图所示，两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30角，b弹簧与竖直方向成60角，a、b两弹簧的形变量相等，重力加速度为g，则A弹簧a、b的劲度系数之比为B弹簧a、b的劲度系数之比为C若弹簧a下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为D若弹簧b下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为12如图所示，物体P以一定的初速度沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞，并被弹簧反向弹回。若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克守律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中， A.P做匀变速直线运动B.P的加速度大小不变，但方向改变一次C.P的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小D.有一段过程，P的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大13如图所示，A、B、C三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，AB间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接；倾角为的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始时系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（）AB球的受力情况未变，加速度为零 BA、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为 CA、B之间杆的拉力大小为mgsin DC球的加速度沿斜面向下，大小为gsin14【温州中学2017届高三11月选考模拟考试】太阳神车由四脚的支架吊着一个巨大的摆锤摆动，游客被固定在摆下方的大圆盘A上，如图所示。摆锤的摆动幅度每边可达120。6台大功率的异步驱动电机同时启动，为游客创造4.3g的加速度，最高可飞跃至15层楼高的高空。如果不考虑圆盘A的自转，根据以上信息，以下说法中正确的是（ ）A当摆锤摆至最高点的瞬间，游客受力平衡B当摆锤摆至最高点时，游客可体验最大的加速度C当摆锤在下摆的过程中，摆锤的机械能一定不守恒D当摆锤在上摆过程中游客体验超重，下摆过程游客体验失重15（2016丰台区高三年级第二学期综合练习（一）在商场中，为了节约能源，无人时，自动扶梯以较小的速度运行，当有顾客站到扶梯上时，扶梯先加速，后匀速将顾客从一楼运送到二楼，速度方向如图所示. 若顾客与扶梯保持相对静止，下列说法正确的是（ ）A在加速阶段，顾客所受支持力大于顾客的重力 B在匀速阶段，顾客所受支持力大于顾客的重力C在加速阶段，顾客所受摩擦力与速度方向相同D在匀速阶段，顾客所受摩擦力与速度方向相同16【吉林市普通中学2017届高三毕业班第一次调研测试】一个质量为的铁块以初速度沿粗糙斜面上滑，经过一段时间又返回出发点，整个过程铁块速度随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是A铁块上滑过程处于超重状态B铁块上滑过程与下滑过程的加速度方向相反C铁块上滑过程与下滑过程满足D铁块上滑过程损失的机械能为17【2015全国（海南卷）】如图，升降机内有一固定斜面，斜面上放一物体，开始时升降机做匀速运动，物块相对斜面匀速下滑，当升降机加速上升时A.物块与斜面间的摩擦力减小B.物块与斜面间的正压力增大C.物块相对于斜面减速下滑D.物块相对于斜面匀速下滑 18【辽宁省鞍山市第一中学2017届高三上学期第一次模拟考试】（9分）如图所示，水平面上有一固定着轻质定滑轮O的木块A，它的上表面与水平面平行，它的右侧是一个倾角=37的斜面放置在A上的物体B和物体C通过一轻质细绳相连，细绳的一部分与水平面平行，另一部分与斜面平行现对A施加一水平向右的恒力F使A、B、C恰好保持相对静止已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，不计一切摩擦，求恒力F的大小（sin37=0.6，cos37=0.8）19【河北省定州中学2016-2017学年高一（承智班）12月月考】有一系列斜面，倾角各不相同，它们的底端都在O点，如图所示。有一系列完全相同的滑块（可视为质点）从这些斜面上的A、B、C、D点同时由静止释放，下列判断正确的是（ ）A若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D各点处在同一水平线上B若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的速率相同，则A、B、C、D各点处在同一竖直面内的圆周上C若各斜面均光滑，且这些滑块到达O点的时间相同，则A、B、C、D各点处在同一竖直面内的圆周上D若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数，且滑到O点的过程中，各滑块损失的机械能相同，则A、B、C、D各点处在同一竖直线上20【大庆铁人中学高一年级上学期期末考试】如图所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成，且AB=BC，小物块P（可视为质点）以某一初速度从A点滑上桌面，最后恰好停在C点，已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为14，则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数、之比为（P物块在AB、BC上所做的运动均可看作匀变速直线运动）( )A14 B41 C81 D161二实验1【湖南省浏阳市第一中学2016-2017学年高一12月月考】验证力的平行四边形定则的实验情况，如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。（1）图乙中的 是力F1和F2的合力的实际值。（填或者）（2）在实验中，如果保持OC细绳位置不变，改变OB细绳的位置，那么连接OC细绳的弹簧测力计的示数一定会发生变化吗？答： （选填：“一定会”；“可能会”；或“一定不会”）（3）本实验采用的科学方法是: A 理想实验法 B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法2【湖南省六校联盟2016-2017学年高一上学期期末联考】在“探究力的平行四边形定则”的实验中,用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）。其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中B的示数为_N。（2）在实验中,如果只将细绳换成橡皮条,其他步骤没有改变,那么实验结果_（选填“会”或“不会”）发生变化。三、计算表题1（2016年北京市海淀区高三年级第一学期期中练习）（8分）如图14所示，水平地面上有一质量m=2.0kg的物块，物块与水平地面间的动摩擦因数=0.20，在与水平方向成=37角斜向下的推力F作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F=10N， sin37=0.60，cos37=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小；（2）物块运动过程中加速度的大小；（3）物块开始运动5.0s所通过的位移大小。2【2015全国（四川卷）】如图所示，粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上，B端与桌面边缘对齐，A是轨道上一点，过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E1.5106N/C，方向水平向右的匀强电场。带负电的小物体P电荷量是2.0106C，质量m0.25kg，与轨道间动摩擦因数0.4，P从O点由静止开始向右运动，经过0.55s到达A点，到达B点时速度是5m/s，到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为，且tan1.2。P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用，F大小与P的速率v的关系如表所示。P视为质点，电荷量保持不变，忽略空气阻力，取g10 m/s2，求：（1）小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间；（2）小物体P从A运动至D的过程，电场力做的功。 3. 【2015全国（新课标2卷）】在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（ ）A. 8 B.10 C.15 D.18 4【天津市部分区20162017学年度第一学期期末考试】在建筑装修中，工人用质量为4.0kg的磨石对水平地面和斜壁进行打磨，已知磨石与水平地面、斜壁之间的动摩擦因数相同，g取。（1）当磨石受到水平方向的推力打磨水平地面时，恰好做匀速直线运动，求动摩擦因数；（2）若用磨石对的斜壁进行打磨（如图所示），当对磨石施加竖直向上的推力时，求磨石从静止开始沿斜壁向上运动0.8m所需时间（斜壁足够长）。（，）5（黑龙江省大庆市铁人中学2016-2017学年高一上学期期末考试）（12分）如图所示，质量足够大、截面是直角梯形的物块静置在光滑水平地面上，其两个侧面恰好与两个固定在地面上的压力传感器X和Y相接触。图中AB高H=03m，AD长L=05m，斜面倾角=37。可视为质点的小物块P（图中未画出）质量m=1kg，它与斜面的动摩擦因数可以通过更换斜面表面的材料进行调节（调节范围是01）。sin37=06，cos37=08，重力加速度g取l0ms2。（1）令=0，将P由D点静止释放，求P在斜面上的运动时间；（2）将X和Y接到同一数据处理器上，已知当X和Y受到物块压力时，分别显示正值和负值。对于不同的，每次都在D点给P一个沿斜面向下足够大的初速度以保证它能滑离斜面，求滑行过程中处理器显示的读数F随变化的关系表达式，并在坐标系中画出其函数图象。6. 【2015全国（新课标2卷）】下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为=37（sin37=）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数1减小为，B、C间的动摩擦因数2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，B的上表面突然变为光滑，2保持不变。已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）在02s时间内A和B加速度的大小（2）A在B上总的运动时间 答案：一、 选择1B2A345【答案】A【解析】小猴以最大加速度向上爬行时，重物对地压力为零，故小猴对细绳的拉力等于重物的重力，即；小猴对细绳的拉力等于细绳对小猴的拉力；对小猴受力分析，受重力和拉力，根据牛顿第二定律，有，解得，A正确；考点：考查了牛顿第二定律的应用6BD7【答案】D【解析】迅速放手后，小球受到重力、弹簧向下的弹力作用，向下做加速运动，弹力将减小，小球的加速度也减小，小球做变加速运动故A错误弹簧恢复原长时，小球只受重力，加速度为g故B错误根据简谐运动的对称性可知，小球运动到最低点时与刚放手时加速度大小相等，则知其加速度大于g故C错误刚放手时，小球所受的合力大于重力，加速度大于g故D正确故选D.考点：牛顿第二定律的应用8ABC9【答案】ABC【解析】根据向心力公式可知，对小球受分析可知，小球受重力、斜绳的拉力、水平绳的拉力和竖直绳的拉力，竖直方向处于平衡状态，则有：，当和均为零时，则有：；当恰好为零时，则有：；当恰好为零时，则有：，故ABC正确，D错误考点：考查受力分析规律以及牛顿第二定律和向心力公式的应用10D11【答案】BD【解析】对小球受力分析，受到a弹簧的拉力，b弹簧的拉力，和重力，三力平衡，故有，故，A错误B正确；若弹簧a下端与小球松脱，松脱瞬间b弹簧的弹力不变，故小球所受重力和b弹簧弹力的合力与大小相等方向相反，故，若弹簧b下端与小球松脱，则松脱瞬间a弹簧的弹力不变，故小球所受重力和a弹簧弹力的合力与大小相等方向相反，故小球的加速度，C错误D正确；考点：考查了牛顿第二定律的瞬时性，共点力平衡条件，12C13【答案】CD【解析】细线被烧断的瞬间，B不再受细线的拉力作用，B的受力情况发生变化，合力不为零，加速度不为零，故A错误；以A、B组成的系统为研究对象，烧断细线前，A、B静止，处于平衡状态，合力为零，弹簧的弹力F=3mgsin，以C为研究对象知，细线的拉力为mgsin，烧断细线的瞬间，A、B受到的合力等于3mgsin-2mgsin=mgsin，由于弹簧弹力不能突变，弹簧弹力不变，由牛顿第二定律得：mgsin=2ma，则加速度a=gsin，故B错误；B的加速度为：a=gsin，以B为研究对象，由牛顿第二定律得：FAB-mgsin=ma，解得：FAB=mgsin，故C正确；对球C，由牛顿第二定律得：mgsin=ma，解得：a=gsin，方向沿斜面向下，故D正确；故选CD。考点：牛顿第二定律的应用14【答案】C【解析】当摆锤摆至最高点的瞬间，摆锤和游客将开始下降，所以具有向下的加速度，游客受力不平衡故A错误；当摆锤摆至最低点时，摆锤的速度最大，向心加速度最大，所以在最低点游客可体验最大的加速度故B错误；当摆锤在下摆的过程中，由于电动机也做正功，所以摆锤的机械能一定不守恒故C正确；当摆锤在上摆过程中即将到达最高点时，摆锤向上做减速运动，加速度的方向向下，游客体验到失重故D错误故选C。考点：牛顿第二定律的应用15【答案】A【解析】加速阶段，人的加速度方向沿扶梯向上，所以人受到的合力的方向也是沿扶梯向上，故人受到的支持力大于顾客的重力，选项A正确；加速时，由于人站在水平台上，故人受到的摩擦力是水平向左的，选项C错误；在匀速阶段，人受到平衡力的作用，即重力与支持力，二者是平衡力，故此时不再受到摩擦力的作用，选项BD错误。考点：牛顿第二定律，摩擦力。16【答案】C【解析】上滑过程匀减速上滑，加速度方向沿斜面向下，下滑过程匀加速下降则加速度方向沿斜面向下故上滑和下滑过程加速度方向相同，物体都处于失重状态，故AB错误；速度时间图象与坐标轴围成的面积示位移，由图可知，上滑的位移为：v1t1，下滑的位移为v2（t2-t1），经过一段时间又返回出发点说明v1t1=v（t2-t1），故C正确；根据能量守恒知上滑损失机械能为E=Ek1-mgh=mv12-mgh，故D错误；故选C.考点:v-t图线；失重和超重17 18【答案】 恒力F的大小为mg【解析】设绳的张力为T，斜面的支持力为FN，系统加速度为a，以B为研究对象，因为不计摩擦力，所以B只受绳的拉力，由牛顿第二定律:T=ma ； （2分）物体C受力分析如上图所示，受绳的张力为T、斜面的支持力FN和重力mg。加速度也为a。水平竖直建立坐标 水平方向： 竖直方向：由以上可以解得： （4分）以A、B、C整体为研究对象 F=3ma 由以上可以解得：F=mg （3分）考点：连接体问题、牛顿运动定律的应用19【答案】ACD【解析】若各斜面均光滑，且这些滑块下滑时的加速度由重力沿斜面向下的分力产生的这种情况下由机械能守恒可得：，所以若这些滑块到达0点的速率相同，则A、B、C、D各点处在同一水平线上.A正确、B错误；若A、B、C、D各点处在同一竖直面内的圆周上，设斜面倾角为，圆周半径为R，则，可得，与无关，C正确；各滑块损失的机械能等于摩擦力做的功，设斜面倾角为，A、B、C、D各点处在同一竖直线上，斜面在水平方向上的投影为x，则摩擦力做的功都相同，与高度h无关，D正确。故选ACD。考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系。【名师点睛】若斜面光滑，重力做功相同时，小球的重力势能改变量就相同，动能增加量相同，由机械能守恒定律分析可得。根据牛顿第二定律和运动学公式分析运动时间相等时位移的关系；滑块损失的机械能等于克服摩擦力做功，由功能关系分析可得。20【答案】D【解析】设B点的速度为，根据匀变速直线运动平均速度的推论有：，又，在AB上的加速度为：，则BC上的加速度为：，联立解得，D正确考点：考查了匀变速直线运动，牛顿第二定律【名师点睛】根据匀变速直线运动的平均速度推论，抓住位移相等求出在AB和BC上的运动时间之比，结合速度时间公式和牛顿第二定律求出在AB和BC上的动摩擦因数之比二、实验1【答案】（1）（2）一定会（3）B【解析】（1）单独用力拉橡皮筋时，结点的位置在O点，所以是力F1和F2的合力的实际值。（2）结点位置不变，即合力不变。保持OC细绳位置不变，即其中一个分力方向不变。改变OB细绳的位置，即改变另一个力的方向。根据力的合成的平行四边形定则，OC细绳的拉力一定会发生变化。（3）一个弹簧拉和两个弹簧同时拉都要将结点拉到同一位置，力的作用效果等效。所以本实验采用的科学方