牛顿运动定律经典例题(含解析)

7 14 作业一作业一 牛顿第一定律 牛顿第三定律牛顿第一定律 牛顿第三定律 看书看书 大一轮大一轮 第一讲第一讲 基础热身 1 2012 厦门模拟用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球 小球和弹簧的受力如图 K12 1 所示 下列说法 正确的是 B F2的反作用力是 F3 C F3的施力物体是地球 D F4的反作用力是 F1 2 2011 芜湖模拟关于惯性 下列说法中正确的是 A 在月球上物体的重力只有在地面上的 但是惯性没有变化 1 6 B 卫星内的仪器由于完全失重 惯性消失了 C 铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼惯性 使其飞得更远 D 磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了 3 2011 金华模拟跳高运动员蹬地后上跳 在起跳过程中 A 运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小 B 运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小 C 运动员所受的支持力和重力相平衡 D 运动员所受的支持力小于重力 4 2011 海淀模拟物体同时受到 F1 F2 F3三个力的作用而保持平衡状态 则以下说法正确的是 A F1与 F2的合力一定与 F3大小相等 方向相反 B F1 F2 F3在某一方向的分量之和可能不为零 C F1 F2 F3中的任何一个力变大 则物体必然做加速运动 D 若突然撤去 F3 则物体一定沿着 F3的反方向做匀变速直线运动 技能强化 5 就一些实际生活中的现象 某同学试图从惯性角度加以解释 其中正确的是 A 采用了大功率的发动机后 某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度 这表明可以 通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B 射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透 这表明它的惯性小了 C 货运列车运行到不同的车站时 经常要摘下或加挂一些车厢 这会改变它的惯性 D 摩托车转弯时 车手一方面要控制速度适当 另一方面要将身体稍微向里倾斜 通过调控人和车 的惯性达到急转弯的目的 6 2011 台州模拟计算机已经应用于各个领域 如图 K12 2 所示是利用计算机记录的某作用力和反 作用力变化图线 根据图线可以得出的结论是 图 K12 2 A 作用力大时 反作用力小 B 作用力和反作用力的方向总是相反的 C 作用力和反作用力是作用在同一个物体上的 D 牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用 7 我国 道路交通安全法 中规定 各种小型车辆前排乘坐的人 包括司机 必须系好安全带 这是 因为 A 系好安全带可以减小惯性 B 是否系好安全带对人和车的惯性没有影响 C 系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D 系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 8 2011 廉江模拟关于物体运动状态的变化 下列说法中正确的是 A 运动物体的加速度不变 则其运动状态一定不变 B 物体的位置在不断变化 则其运动状态一定在不断变化 C 做直线运动的物体 其运动状态可能不变 D 做曲线运动的物体 其运动状态也可能不变 9 如图 K12 3 所示 在一辆足够长的小车上 用相同材料做成的质量分别为 m1 m2的两个滑块 m1 m2 原来随车一起运动 当车突然停止后 如不考虑其他阻力影响 则两个滑块 A 一定相碰 B 一定不相碰 C 若车原先向右运动 则可能相碰 D 若车原先向左运动 则可能相碰 10 一个箱子放在水平地面上 箱内有一固定的竖直杆 在杆上套着一个环 箱与杆的质量为 M 环的质量为 m 如图 K12 4 所示 已知环沿杆匀加速下滑时 环与杆间的摩擦力大小为 f 则此时箱对 地面的压力大小为 A Mg f B Mg f C Mg mg D Mg mg 11 如图 K12 5 所示 两块小磁铁质量均为 0 5 kg A 磁铁用轻质弹簧吊在天花板上 B 磁铁在 A 正下方的地板上 弹簧的原长 L0 10 cm 劲度系数 k 100 N m 当 A B 均处于静止状态 弹簧的长度为 L 11 cm 不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间的相互作用 则地面对 B 的支持力 FN为多大 12 如图 K12 6 所示 质量均为 m 的甲 乙两同学分别静止于水平地面的台秤 P Q 上 他们用手 分别竖直牵拉一只弹簧测力计的两端 稳定后弹簧测力计的示数为 F 若弹簧测力计的质量不计 求 1 台秤 P 的读数 2 两台秤的读数之和为多少 图 K12 6 挑战自我 13 如图 K12 7 所示 在台秤上放半杯水 台秤示数为 G 50 N 另用挂在支架上的弹簧测力计 悬挂一边长 a 10 cm 的金属块 金属块的密度 3 103 kg m3 当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入 水中深 b 4 cm 处时 弹簧测力计和台秤示数分别为多少 水的密度是 水 103 kg m3 g 取 10 m s2 图 K12 7 7 15 作业二作业二 牛顿第二定律牛顿第二定律 看书 看书 大一轮大一轮 第二节第二节 基础热身 1 2011 黄冈联考如图 K13 1 所示绘出了轮胎与地面间的动摩擦因数分别为 1和 2时 紧急刹车时 的刹车痕 即刹车距离 s 与刹车前车速 v 的关系曲线 则 1和 2的大小关系为 A 1 2 D 条件不足 不能比较 图 K13 1 图 K13 2 2 2011 泸州二模用一水平力 F 拉静止在水平面上的物体 在 F 从零开始逐渐增大的过程中 加速度 a 随外力 F 变化的图象如图 K13 2 所示 取 g 10 m s2 水平面各处粗糙程度相同 则由此不能计算出 A 物体与水平面间的滑动摩擦力 B 物体与水平面间的动摩擦因数 C 外力 F 为 12 N 时物体的速度 D 物体的质量 3 2011 济南模拟质量分别为 m 和 2m 的物块 A B 用轻弹簧相连 设两物块与接触面间的动摩擦因 数都相同 当用水平力 F 作用于 B 上使两物块在粗糙的水平面上共同向右加速运动时 弹簧的伸长量为 x1 如图 K13 3 甲所示 当用同样大小的力 F 竖直提升 B 使两物块共同加速时 弹簧的伸长量为 x2 如 图乙所示 当用同样大小的力 F 沿固定斜面向上拉 B 使两物块共同加速运动时 弹簧的伸长量为 x3 如 图丙所示 则 x1 x2 x3等于 甲 乙 丙 A 1 1 1 B 1 2 3 C 1 2 1 D 无法确定 图 K13 4 4 如图 K13 4 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 A 物体从 A 到 O 加速运动 从 O 到 B 减速运动 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 先加速运动后减速运动 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 技能强化 5 2012 荆州质检如图 K13 5 所示 小车上有一直立木板 木板上方有一槽 槽内固定一定滑轮 跨过定滑轮的轻绳一端系一重球 另一端系在轻质弹簧测力计上 弹簧测力计固定在小车上 开始时小车 处于静止状态 轻绳竖直且重球恰好紧挨直立木板 假设重球和小车始终保持相对静止 则下列说法正确 的是 A 若小车匀加速向右运动 弹簧测力计读数及小车对地面压力均不变 B 若小车匀加速向左运动 弹簧测力计读数及小车对地面压力均不变 C 若小车匀加速向右运动 弹簧测力计读数变大 小车对地面压力变小 D 若小车匀加速向左运动 弹簧测力计读数变大 小车对地面压力不变 图 K13 5 图 K13 6 6 2011 济南一模如图 K13 6 所示 物块 A B 叠放在水平桌面上 装沙的小桶 C 通过细线牵引 A B 一起在水平桌面上向右加速运动 设 A B 间的摩擦力为 f1 B 与桌面间的摩擦力为 f2 若增大 C 桶 内沙的质量 而 A B 仍一起向右运动 则摩擦力 f1和 f2的变化情况是 A f1不变 f2变大 B f1变大 f2不变 C f1 f2都变大 D f1 f2都不变 7 2011 济南质检在工厂里经常能看到利用汽车通过钢绳移动物体的情景 如图 K13 7 所示 假设 钢绳的质量可忽略不计 物体的质量为 m 物体与水平地面间的动摩擦因数为 汽车的质量为 m0 汽车 运动中受到的阻力跟它对地面的压力成正比 比例系数为 k 且 k 要使汽车匀速运动时的牵引力最小 角应为 A 0 B 30 C 45 D 60 8 一个物体在多个力的作用下处于静止状态 如果仅使其中一个力大小逐渐减小到零 然后又从零 逐渐恢复到原来的大小 此力的方向始终未变 在此过程中其余各力均不变 那么 图 K13 8 中能正确 描述该过程中物体速度变化情况的是 A B C D 9 如图 K13 9 所示 车内绳 AB 与绳 BC 拴住一小球 BC 水平 车由原来的静止状态变为向右加 速直线运动 小球仍处于图中所示的位置 则 A AB 绳 BC 绳拉力都变大 B AB 绳拉力变大 BC 绳拉力变小 C AB 绳拉力变大 BC 绳拉力不变 D AB 绳拉力不变 BC 绳拉力变大 10 如图 K13 10 所示 一个质量为 m 的圆环套在一根固定的水平长直杆上 环与杆的动摩擦因数 为 现给环一个向右的初速度 v0 同时对环施加一个竖直向上的作用力 F 并使 F 的大小随 v 的大小变化 两者的关系为 F kv 其中 k 为常数 则环运动过程中的 v t 图象不可能是图 K13 11 中的 A B C D 11 2012 济南模拟如图 K13 12 甲所示 质量为 m 1 kg 的物体置于倾角 37 的固定且足够长的 斜面上 对物体施以平行于斜面向上的拉力 F t1 1 s 时撤去拉力 物体运动的部分 v t 图象如图乙所 示 试求 1 拉力 F 的大小 2 t 4 s 时物体的速度 v 的大小 12 2011 广东调研有一种大型游戏机叫 跳楼机 如图 K13 13 所示 参加游戏的游客被安全带 固定在座椅上 由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面 40 m 高处 然后由静止释放 可以认为 座椅沿轨道做自由落体运动 2 s 后 开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动 且下落到离地面 4 m 高处时 速度刚好减小到零 然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落 将游客送回地面 取 g 10 m s2 求 1 座椅在自由下落结束时刻的速度是多大 2 座椅在匀减速阶段的时间是多少 3 在匀减速阶段 座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍 挑战自我 13 2012 荆州质检如图 K13 14 所示 水平面上放有质量均为 m 1 kg 的物块 A 和 B 均视为质点 A B 与地面的动摩擦因数分别为 1 0 4 和 2 0 1 相距 L 0 75 m 现给物块 A 一初速度 v0使之向物 块 B 运动 与此同时给物块 B 一个水平向右 F 3 N 的力使其由静止开始运动 取 g 10 m s2 求 1 物块 B 运动的加速度大小 2 若要使 A 能追上 B v0应满足什么条件 图 K13 14 7 16 作业三作业三 牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用 看书看书 大一轮大一轮 专题三专题三 基础热身 1 2011 眉山二诊某同学站在电梯底板上 利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情 况 如图 K14 1 所示的 v t 图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况 竖直向上为 正方向 根据图象提供的信息 可以判断下列说法中正确的是 A 在 5 s 10 s 内 该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 B 在 0 5 s 内 观光电梯在加速上升 该同学处于失重状态 C 在 10 s 20 s 内 该同学所受的支持力在减小 该同学的机械能在减小 D 在 20 s 25 s 内 观光电梯在加速下降 该同学处于超重状态 图 K14 1 图 K14 2 2 2011 深圳模拟如图 K14 2 所示 轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上 弹簧下端悬挂一个小 铁球 在电梯运行时 乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小 这一现象表明 A 电梯一定是在下降 B 电梯一定是在上升 C 电梯的加速度方向一定是向上 D 乘客一定处在失重状态 3 如图 K14 3 所示 一个箱子中放有一物体 已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力 且物体与箱子上表面刚好接触 现将箱子以初速度 v0竖直向上抛出 已知箱子所受空气阻力与箱子运动 的速率成正比 且箱子运动过程中始终保持图示姿态 则下列说法正确的是 A 上升过程中 物体对箱子的下底面有压力 且压力越来越小 B 上升过程中 物体对箱子的上底面有压力 且压力越来越大 C 下降过程中 物体对箱子的下底面有压力 且压力可能越来越大 D 下降过程中 物体对箱子的上底面有压力 且压力可能越来越小 图 K14 3 图 K14 4 4 一物体放置在倾角为 的斜面上 斜面固定于加速上升的电梯中 加速度为 a 如图 K14 4 所示 在物体始终相对于斜面静止的条件下 下列说法正确的是 A 当 一定时 a 越大 斜面对物体的正压力越小 B 当 一定时 a 越大 斜面对物体的摩擦力越小 C 当 a 一定时 越大 斜面对物体的正压力越小 D 当 a 一定时 越大 斜面对物体的摩擦力越小 技能强化 5 2011 黄冈模拟如图 K14 5 甲所示 静止在水平面 C 上的长木板 B 左端放着小物块 A 某时刻 A 受到水平向右的外力 F 作用 F 随时间 t 的变化规律如图 K14 5 乙所示 设 A B 和 B C 之间的滑动摩 擦力大小分别为 F1和 F2 各物体之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力 且 F1大于 F2 则在 A B 没 有分离的过程中 图 K14 6 中可以定性地描述长木板 B 运动的 v t 图象是 图 K14 5 A B 图 K14 6 C D 6 2011 武汉模拟在上海世博会上 拉脱维亚馆的风洞飞行表演令参观者大开眼界 若风洞内总的向 上的风速风量保持不变 让质量为 m 的表演者通过调整身姿 可改变所受的向上的风力大小 以获得不 同的运动效果 假设人体受风力大小与正对面积成正比 已知水平横躺时受风力面积最大 且人体站立时 受风力面积为水平横躺时受风力面积的 风洞内人体可上下移动的空间总高度为 H 开始时 若人体与竖 1 8 直方向成一定角度倾斜时 受风力有效面积是最大值的一半 恰好可以静止或匀速漂移 后来 人从最高 点 A 由静止开始 先以向下的最大加速度匀加速下落 经过某处 B 后 再以向上的最大加速度匀减速下 落 刚好能在最低点 C 处减速为零 则下列说法错误的是 A 表演者向上的最大加速度是 g B 表演者向下的最大加速度是 g 4 C B C 间的高度是 H 3 7 D 由 A 至 C 全过程表演者克服风力做的功为 mgH 图 K14 8 7 2011 台州调研如图 K14 8 所示 运动员 10 m 跳板跳水 运动的过程可简化为 运动员走上跳 板 将跳板从水平位置 B 压到最低点 C 跳板又将运动员竖直向上弹到最高点 A 然后运动员做自由落体 运动 竖直落入水中 跳板自身重力忽略不计 则下列说法正确的是 A 运动员向下运动 B C 的过程中 先失重后超重 对板的压力先减小后增大 B 运动员向下运动 B C 的过程中 先失重后超重 对板的压力先增大后减小 C 运动员向上运动 C B 的过程中 先超重后失重 对板的压力先增大后减小 D 运动员向上运动 C B 的过程中 先超重后失重 对板的压力一直减小 8 如图 K14 9 所示 小车的质量为 M 人的质量为 m 人用恒力 F 拉绳 若人与车保持相对静止 且地面为光滑的 又不计滑轮与绳的质量 则车对人的摩擦力不可能是 A 0 B F 方向向右 m M m M C F 方向向左 D F 方向向右 m M m M M m m M 图 K14 9 图 K14 10 9 如图 K14 10 所示 一固定光滑杆与水平方向夹角为 将一质量为 m1的小环套在杆上 通过轻 绳悬挂一个质量为 m2的小球 静止释放后 小环与小球保持相对静止以相同的加速度 a 一起下滑 此时 绳子与竖直方向夹角为 则下列说法正确的是 A 杆对小环的作用力大于 m1g m2g B 若 m1不变 则 m2越大 越小 C 与 m1 m2无关 D 若杆不光滑 则 可能大于 10 2012 丹东模拟如图 K14 11 所示 木箱内有一竖直放置的弹簧 弹簧上方有一物块 木箱静止 时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上 若在某一段时间内 物块对箱顶刚好无压力 则在此段时间内 木箱的运动状态可能为 A 加速下降 B 匀速上升 C 减速上升 D 减速下降 11 2012 武汉调研如图 K14 12 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 挑战自我 12 2011 四川一模如图 K14 13 所示 在水平地面上有 A B 两个小物体 质量分别为 mA 3 00 kg mB 2 00 kg 它们与地面间的动摩擦因数均为 0 1 A B 之间由一原长为 L 15 0 cm 劲度系数为 k 500 N m 的轻质弹簧连接 分别用方向相反的两个水平恒力 F1 F2同时作用在 A B 两物体上 当运 动达到稳定时 A B 两物体以共同加速度 a 1 00 m s2做匀加速运动 已知 F1 20 0 N g 取 10 m s2 求 运动稳定时 A B 之间的距离 7 17 作业四作业四 验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律 看书看书 大一轮大一轮 第三讲第三讲 基础热身 1 在 验证牛顿第二定律 的实验中 以下做法正确的是 A 平衡摩擦力时 应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上 B 每次改变小车的质量时 不需要重新平衡摩擦力 C 实验时 先放开小车 再接通打点计时器的电源 D 求小车运动的加速度时 可用天平测出小盘和砝码的质量 M 和 m 以及小车质量 M 直接用 公式 a g 求出 M m M 2 关于验证牛顿第二定律的实验 下列说法中正确的是 A 通过同时改变小车的质量及受到的拉力的研究 能归纳出加速度 力 质量三者之间的关系 B 通过保持小车质量不变 只改变小车的拉力的研究 就可以归纳出加速度 力 质量三者之间的 关系 C 通过保持小车受力不变 只改变小车质量的研究 就可以得出加速度 力 质量三者之间的关系 D 先不改变小车质量 研究加速度与力的关系 再不改变力 研究加速度与质量的关系 最后归纳 出加速度 力 质量三者之间的关系 3 如图 K15 1 所示 在研究牛顿第二定律的演示实验中 若两个相同的小车 1 2 所受拉力分别为 F1 F2 车中所放砝码的质量分别为 m1 m2 打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为 x1 x2 则在 实验误差允许的范围内 有 A 当 m1 m2 F1 2F2时 x1 2x2 B 当 m1 m2 F1 2F2时 x2 2x1 C 当 m1 2m2 F1 F2时 x1 2x2 D 当 m1 2m2 F1 F2时 x2 2x1 4 2011 福州模拟某实验小组设计了如图 K15 2 甲所示的实验装置 通过改变重物的质量来探究滑 块运动的加速度 a 和所受拉力 F 的关系 他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验 得到了两条 a F 图线 如图乙所示 甲 乙 1 图线 是轨道处于 选填 水平 或 倾斜 情况下得到的实验结果 2 图线 的倾斜程度 斜率 一样 说明的问题是 填选项前的字母 A 滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是一样的 B 滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是不一样的 C 滑块和位移传感器发射部分的总质量在两种情况下是否一样不能确定 技能强化 5 2011 唐山二模某实验小组设计了如图 K15 3 甲所示的实验装置 通过改变重物的质量 利用计 算机可得滑块运动的加速度 a 和所受拉力 F 的关系图象 他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实 验 得到了两条 a F 图线 如图乙所示 滑块和位移传感器发射部分的总质量 m kg 滑块和 轨道间的动摩擦因数 重力加速度 g 取 10 m s2 甲 乙 6 做 验证牛顿第二定律 实验时 按实验要求安装好器材后 应按一定的步骤进行实验 下列给 出供选择的操作步骤 A 保持小盘和其中砝码的质量不变 在小车里加砝码 测出加速度 重复几次 B 保持小车质量不变 改变小盘里砝码的质量 测出加速度 重复几次 C 用天平测出小车和小盘的质量 D 在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木 平衡摩擦力 E 根据测出的数据 分别画出 a F 和 a 图象 1 M F 用秒表测出小车运动的时间 G 将装有砝码的小盘用细线通过定滑轮系到小车上 接通电源 释放小车 在纸带上打出一系列的 点 以上步骤中 不必要的步骤是 正确步骤的合理顺序是 填写代表字母 7 2011 浙江联考某实验小组利用如图 K15 4 甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时 物体 的加速度与质量之间的关系 1 做实验时 将滑块从图甲所示位置由静止释放 由数字计时器 图中未画出 可读出遮光条通过光电 门 1 2 的时间分别为 t1 t2 用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离 x 用游标卡尺测得遮光条宽度 d 则滑块经过光电门 1 时的速度表达式 v1 滑块加速度的表达式 a 以上表达式均用已知 字母表示 如图乙所示 若用 20 分度的游标卡尺测量遮光条的宽度 其读数为 mm 2 为了保持滑块所