高考物理模拟题练习 专题3.11 牛顿运动定律相关的极值问题（解析版）

高考物理模拟题练习专题3.11牛顿运动定律相关的极值问题（解析版）一、选择题要求：从下列各题的四个选项中，选择一个或多个正确答案。1.一物体在水平面上做匀速直线运动，受到的合外力为零。下列关于该物体运动状态的说法正确的是：A.物体的速度不变，加速度为零。B.物体的速度不变，加速度不为零。C.物体的速度变化，加速度为零。D.物体的速度变化，加速度不为零。2.一物体在水平方向受到恒力F的作用，沿水平方向做匀加速直线运动。下列关于该物体运动状态的说法正确的是：A.物体的速度随时间增加而增加。B.物体的加速度随时间增加而增加。C.物体的加速度随时间增加而减小。D.物体的加速度随时间不变。二、填空题要求：将正确答案填入空格中。3.一物体在水平方向受到恒力F的作用，沿水平方向做匀加速直线运动。已知物体的质量为m，加速度为a，则物体受到的合外力为______。4.一物体在水平方向受到恒力F的作用，沿水平方向做匀加速直线运动。已知物体的质量为m，加速度为a，则物体在t时间内所运动的距离为______。三、解答题要求：根据题目要求，进行详细解答。5.一物体在水平方向受到恒力F的作用，沿水平方向做匀加速直线运动。已知物体的质量为m，加速度为a，求物体在t时间内所运动的距离。解答：（1）根据牛顿第二定律，物体受到的合外力F=ma。（2）根据匀加速直线运动的位移公式，物体在t时间内所运动的距离为s=1/2at^2。（3）将F=ma代入位移公式，得到s=1/2ma*t^2。6.一物体在水平方向受到恒力F的作用，沿水平方向做匀加速直线运动。已知物体的质量为m，加速度为a，求物体在t时间内所受到的冲量。解答：（1）根据牛顿第二定律，物体受到的合外力F=ma。（2）根据冲量的定义，物体在t时间内所受到的冲量为I=Ft。（3）将F=ma代入冲量公式，得到I=mat。四、计算题要求：根据题目要求，进行计算并填写答案。7.一物体从静止开始，在水平方向受到恒力F的作用，沿水平方向做匀加速直线运动。已知物体的质量为m，加速度为a，求物体在t=2s时的速度v。8.一物体在水平方向受到两个互相垂直的恒力F1和F2的作用，沿水平方向做匀加速直线运动。已知F1=10N，F2=15N，物体的质量为m，求物体的加速度a。五、应用题要求：根据题目描述，分析物体的运动状态，并解答相关问题。9.一物体在水平方向受到恒力F的作用，沿水平方向做匀加速直线运动。已知物体的质量为m，加速度为a，物体在t=5s时与墙壁发生碰撞，碰撞后物体反弹，反弹后的速度方向与原速度方向相反。求碰撞后物体反弹的时间t'。六、分析题要求：根据题目描述，分析物体的受力情况，并判断物体的运动状态。10.一物体在水平方向受到三个互相垂直的恒力F1、F2和F3的作用，物体在水平方向上做匀速直线运动。已知F1=5N，F2=10N，F3=15N，求物体的加速度a。本次试卷答案如下：一、选择题1.A.物体的速度不变，加速度为零。解析：根据牛顿第一定律，当物体受到的合外力为零时，物体将保持静止或匀速直线运动状态，因此速度不变，加速度为零。2.A.物体的速度随时间增加而增加。解析：根据牛顿第二定律，物体受到的合外力F=ma，当F恒定时，加速度a恒定，因此速度随时间线性增加。二、填空题3.ma解析：根据牛顿第二定律，物体受到的合外力F等于质量m乘以加速度a，即F=ma。4.1/2at^2解析：根据匀加速直线运动的位移公式，物体在t时间内所运动的距离s等于1/2乘以加速度a乘以时间t的平方，即s=1/2at^2。三、解答题5.解答：（1）根据牛顿第二定律，物体受到的合外力F=ma。（2）根据匀加速直线运动的位移公式，物体在t时间内所运动的距离为s=1/2at^2。（3）将F=ma代入位移公式，得到s=1/2ma*t^2。6.解答：（1）根据牛顿第二定律，物体受到的合外力F=ma。（2）根据冲量的定义，物体在t时间内所受到的冲量为I=Ft。（3）将F=ma代入冲量公式，得到I=mat。四、计算题7.解答：根据匀加速直线运动的速度公式，v=at，其中a为加速度，t为时间。由题意知，物体从静止开始，即初始速度v0=0，加速度a已知，时间t=2s，代入公式计算得到v=2a。8.解答：物体在水平方向上做匀速直线运动，说明在水平方向上受到的合外力为零。由于F1和F2互相垂直，它们在水平方向上的分量可以分别表示为F1x和F2x。根据勾股定理，合外力F的x分量F1x=F1，y分量F2y=F2。由于物体在水平方向上做匀速直线运动，合外力F的x分量和y分量必须相等，即F1x=F2y。因此，物体的加速度a=F1/F2。五、应用题9.解答：碰撞前后，物体的动量守恒。设碰撞前物体的速度为v，碰撞后物体的速度为-v（方向相反）。根据动量守恒定律，mv=0，解得v=0。由于物体在碰撞前已经运动了5s，根据匀加速直线运动的速度公式v=at，可以计算出碰撞前的速度v=5a。碰撞后，物体以相同的加速度a反向运动，设反弹时间为t'，则有-v=5a-t'a。解得t'=5/a。六、分析题10.解答：物体在水平方向上做匀速直线运动，说明在水平方向上受到的合外力为零。由于F1、F2和F3互相垂直，它们在水平方向上的分量可以