牛顿定律高考考点习题.doc

1.下面关于作用力和反作用力的说法中,正确的是 ( D )A先有作用力,后有反作用力B只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力C只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力D两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力图3-1-43.如图3-1-4所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球B，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（B） A沿斜面向下的直线B竖直向下的直线C无规则的曲线图3-1-9D抛物线10.如图319所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，其质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点.当电磁铁通电，铁片B被吸引而上升的过程中，轻绳拉力F的大小为 (D ) A.F=mg B.mgF(M+m)gC.F=(M+m)g D.F(M+m)g图3-2-3如图3-2-3所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为ml的物体，与物体l相连接的绳与竖直方向成角，则 （ ）A车厢的加速度为gsin B绳对物体1的拉力为m1g/cosC底板对物体2的支持力为(m2一m1)g D物体2所受底板的摩擦力为m2 g tan【解析】小车在水平方向向右运动，由图可知小车的加速度沿水平向右，物体1与小车有相同加速度，根据【例1】对物体1进行受力分析，由牛顿第二定律得F=mgtan=ma,得a=gtan，故A选项错误；且由图3-2-2可知绳对物体1的拉力为m1g/cos，底板对物体2的支持力为(m2g一m1g/cos)，故C错、B正确；物体2与小车也有相同加速度，由牛顿第二定律得，物体2所受底板的摩擦力为f=m2a=m2 g tan，即D选项正确.a图3-2-6如图3-2-6所示, 质量为m的人站在自动扶梯的水平踏板上, 人的鞋底与踏板的动摩擦因数为， 扶梯倾角为, 若人随扶梯一起以加速度a向上运动，梯对人的支持力FN和摩擦力f分别为 A. FN=masin B. FN=m(g+asin)C. f=mg D. f=macos【解析】物体受到重力mg、支持力FN、静摩擦力f三个力作用，这三个力都在水平方向和竖直方向，如果要分解这三个力比较麻烦，根据力的独立作用原理，将加速度沿着两个方向分解，再在这两个方向用牛顿第二定律列方程比较简单，在水平方向有：Fx=max, 即f=macos，故C错D选项正确；在竖直方向有：Fy=may, 即FN-mg=masin，故A错B对.【例4】如图3-2-7所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的摩擦力恒定，则 ABOm图3-2-7A物体从A到O加速，从O到B减速B物体从A到O速度越来越小，从O到B加速度不变C物体从A到O间先加速后减速，从O到B一直减速运动D物体运动到O点时所受合力为零【正解】在A点，弹簧弹力F大于摩擦力mg，合外力向右，物体加速运动；在O点，弹簧弹力减小到零，只受摩擦力mg，方向向左，物体在到O之间一定存在某点弹力等于摩擦力，此时物体所受到的合外力为零；速度最大.故从A到O，物体先加速后减速，加速度先减小后增大.从O到B，合外力向左，物体一直减速运动，加速度一直增大，故C选项正确.图3-2-9ABC2如图3-2-9所示，小车上固定一弯折硬杆ABC，C端固定一质量为m的小球，已知角恒定，当小车水平向左做变加速直线运动时，BC杆对小球的作用力方向 （ ）A一定沿杆斜向上 B一定竖直向上C可能水平向左D随加速度大小的改变而改变【解析】由于小球与车为连接体，小球所受合力由重力与杆的作用力构成，应是水平方向，加速度不同，合外力值也不同，故BC杆的作用力应随加速度的值而变；选D.图3-2-128如图3-2-12所示，轻弹簧下端固定在水平面上.一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落.在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是 （CD）A小球刚接触弹簧瞬间速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大【解析】小球的加速度大小决定于小球受到的合外力.从接触弹簧到达到最低点，弹力从零开始逐渐增大，所以合力先减小后增大.因此加速度先减小后增大，当合力与速度同向时小球速度增大，所以当小球受到的弹力和重力大小相等时速度最大.9某航空公司的一架客机在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直于飞机的气流的作用，使飞机在10 s内高度下降1700 m，使众多未系安全带的乘客和机组人员受到伤害，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动，试计算并说明：（1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大？方向怎样？（2）安全带对乘客的作用力是其重力的多少倍？（g取10 ms2 ）（3）未系安全带的乘客，相对于机舱向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体什么部位？（注：飞机上乘客所系的安全带是固定连接在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅连为一体）【解析】（1）飞机原先是水平飞行，由于垂直气流的作用，飞机在竖直方向上的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，根据得， 将h=1700m，t=10s代入得a=34m/s2，方向竖直向下.（2）乘客受到重力和安全带的拉力作用，由牛顿第二定律得F+G=ma，又a=3.4g解得 F2.4G .（3）若乘客未系安全带，飞机向下的加速度为34m/s2，人向下的加速度为10m/s2（重力加速度），飞机向下的加速度大于人的加速度，所以人对机舱将向上运动，会使头部受到严重伤害.图3-3-6乙248642Ov(m/s)t/s321O8246甲F/Nt/s【例3】（04全国2）放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t 的关系如图3-3-6所示。取重力加速度g10m/s2。由此两图线可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为 ( A)Am0.5kg，0.4 Bm1.5kg， Cm0.5kg，0.2 Dm1kg，0.2【解析】对比甲、乙两图可知，在4s6s内物体是匀速运动，拉力F和摩擦力f的大小相等，则f=F=2N，又在2s4s物体是匀加速直线运动，加速度a=2m/s2，由牛顿第二定律得：F-f=ma，代入数值解得物块的质量m=0.5kg，在4s6s内，因f=F=mg解得：=0.4，故A选项中正确.图3-3-112.皮带运输机是靠货物和传送带之间的摩擦力把货物送往别处的.如图3-3-11所示，已知传送带与水平面的倾角为37,以4ms的速率向上运行,在传送带的底端A处无初速地放上一质量为0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.8.若传送带底端A到顶端B的长度为25m,则物体从A到B的时间为多少? （取g10 ms2，sin370.6）【解析】Fx=max，即f-mgsin=ma； Fy=0，FN=mgcos， 又因为f=mg 联解可得：a=gcos-gsin=0.4m/s2设货物的速度达v=4m/s后所需的时间为t1，由运动学的公式得：v=at1解得t1=10s在这段时间内货物发生的位移是：s=(1/2)at12=20m之后货物随皮带一起以速度v匀速运动的时间为t2=(ss1)/v=1.25s，t=t1+t2=11.25s图3-3-14右v1v2左v22.如图3-3-14所示，一粗糙的水平传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动，传送带的左、右两端皆有一与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速度v2沿水平面分别从左、右两端滑上传送带，下列说法正确的是 （CD）A.物体从右端滑到左端所须的时间一定大于物体从左端滑到右端的时间B.若v2v1，物体从左端滑上传送带必然先做加速运动，再做匀速运动C.若v2v1，物体从右端滑上传送带，则物体可能到达左端D.若v2v1，物体从右端滑上传送带又回到右端.在此过程中物体先做减速运动，再做加速运动图3-3-16AF4.如图3-3-16所示，质量为8kg的物体A栓在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为6N时，物体A处于静止状态，现沿水平向右的方向对小车施加一作用力F，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零开始逐渐增大到1m/s2，然后以1m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，则下列说法正确的是（g=10m/s2） (ABC) A.物体A相对小车仍然静止，弹簧对物体的作用力始终没有改变B.物体A受到的摩擦力先减小，后增大，方向先向左，后向右C.当小车的加速度为0.75m/s2时，物体不受摩擦力作用D.小车以1m/s2加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8NMN图3-3-175如图3-3-17所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与小球相连，另一端分别用销钉MN固定与杆上，小球处于静止状态，设拔去销钉M瞬时，小球加速度的大小为12m/s2.若不拔去销钉M而拔去销钉N瞬间，小球的加速度可能是 ( BC )A.22m/s2,竖直向上 B.22m/s2,竖直向下C.2m/s2,竖直向上 D.2m/s2,竖直向下FAB图3-3-19FAB7. 如图3-3-19所示，在光滑水平面上有一小车A，其质量为mA=2.0kg，小车上放一个物体B，其质量为mB=1.0kg，如图3-3-19所示.给B一个水平推力F，当F增大到稍大于3.0N时，A、B开始相对滑动.如果撤去F，对A施加一水平推力F，如图3-3-19所示，要使A、B不相对滑动，求F的最大值Fm【解析】左图中，设A、B间的静摩擦力达到最大值f时，系统的加速度为a.根据牛顿第二定律有F=(mA+mB)a 对A有：f=mAa 代入数值联立解得：f=2.0N 右图中，设A、B刚开始滑动时系统的加速度，根据牛顿第二定律有： 联立解得：Fm=6.0N图3-4-28.如图3-4-2所示，小球的密度小于杯中水的密度，弹簧两端分别固定在杯底和小球上静止时弹簧伸长x若全套装置自由下落，则在下落过程中弹簧的伸长量将 （ ）A.仍为x B.大于x C.小于x，大于零 D.等于零【解析】当全套装置自由下落时，系统处于完全失重状态，弹簧与连接物之间无相互作用力，即弹簧恢复到原长，故D选项正确.图3-4-59.如图3-4-5所示，猴子的质量为m，开始时停在用绳悬吊的质量为M的木杆下端，当绳子断开瞬时，猴子沿木杠以加速度a（相对地面）向上爬行，则此时木杆相对地面的加速度为（ C ）Ag B C D【解析】设杆对猴子竖直向上的作用力为F1，由牛顿第二定律得F1-mg=ma，得F1=mg+ma，由牛顿第三定律得猴子对杆向下的作用力大小F2=F1= mg+ma，再以杆为研究对象，设杆向下的加速度为a0由牛顿第二定律得F2+Mg=Ma0，得a0=ABMN3-4-112.如图3-4-11所示，固定在水平面上的斜面其倾角=37，长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m=1.5kg的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直木块与斜面间的动摩擦因数=0.50现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力大小（取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）【解析】以木块和小球整体为研究对象，设木块的质量为M，下滑的加速度为a，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：（Mm）gsin37（Mm）gcos37=（Mm）a解得：a=g（sin37cos37）=2m/s2以小球B为研究对象，mgsin37FN=ma 解得：FN=mgsin37ma=6NCAB图3-4-134如图3-4-13所示物体B放在物体A上，A、B的上下表面均与斜面平行，当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C向上做匀减速运动时，下列说法正确的是 ( C )AA受到B的摩擦力沿斜面方向向上BA受到B的摩擦力沿斜面方向向下CA、B之间的摩擦力为零DA、B之间是否存在摩擦力取决于A、B表面的性质图3-4-16BBAF7. 如图3-4-16所示，A、B两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力F拉A，使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动，这时弹簧长度为L1；若将A、B置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F拉A，使A、B一起做匀加速直线运动，此时弹簧长度为L2。若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是 （ C ）AL2L1 BL2L1 CL2L1 D由于A、B质量关系未知，故无法确定L1、L2的大小关系1发力 2下蹲支撑 3起立图3-4-189.举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目.就“抓举”而言，其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤，如图3-4-18所示表示了其中的几个状态.在“发力”阶段，运动员对杠铃施加恒力作用，使杠铃竖直向上加速运动；然后运动员停止发力，杠铃继续向上运动，当运动员处于“下蹲支撑”处时，杠铃的速度恰好为零.从运动员开始“发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s，杠铃升高0.6m，该杠铃的质量为150kg.求运动员发力时，对杠铃的作用力大小.(g取10ms2) 【解析】设杠铃在题述过程中的最大速度为vm，则有，解得vm=1.5m/s杠铃匀减速运动的时间为:杠铃匀加速运动的加速为:根据牛顿第二定律有:F - mg = ma解得F=1845N【例题5】如图3-6-4所示直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角1450.直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在a=1.5 m/s2时，悬索与竖直方向的夹角2140.如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质量，谋求水箱中水的质量M。（取重力加速度g=10 m/s2；sin140=0.242；cos 140=0.970）图3-6-4【解析】直升机取水，水箱受力平衡T1sin1f=0 T1cos1mg=0 由得f=mgtan1直升机返回，T2sin2f=(m+M)a T2sin2(m+M)g=0 由得，水箱中水的质量 M=4.5103kg.8.如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m， 用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为CA.h B.l.5h C.2h D.2.5h 图3-6-1412如图3-6-13所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B，以速度v130 m/s进入向下倾斜的直车道.车道每100 m下降2 m.为了使汽车速度在s200 m的