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高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．如图所示，质量为M=0.5kg 的物体B 和质量为m=0.2kg 的物体C ，用劲度系数为k=100N/m 的竖直轻弹簧连在一起．物体B 放在水平地面上，物体C 在轻弹簧的上方静止不动．现将物体C 竖直向下缓慢压下一段距离后释放，物体C 就上下做简谐运动，且当物体C 运动到最高点时，物体B 刚好对地面的压力为0．已知重力加速度大小为g=10m/s 2．试求：①物体C 做简谐运动的振幅；②当物体C 运动到最低点时，物体C 的加速度大小和此时物体B 对地面的压力大小． 【答案】①0.07m ②35m/s 2 14N 【解析】 【详解】①物体C 放上之后静止时：设弹簧的压缩量为0x ． 对物体C ，有：0mg kx = 解得：0x =0.02m设当物体C 从静止向下压缩x 后释放，物体C 就以原来的静止位置为平衡位置上下做简谐运动，振幅A =x当物体C 运动到最高点时，对物体B ，有：0()Mg k A x =- 解得：A =0.07m②当物体C 运动到最低点时，设地面对物体B 的支持力大小为F ，物体C 的加速度大小为a .对物体C ，有：0()k A x mg ma +-= 解得：a =35m/s 2对物体B ，有：0()F Mg k A x =++ 解得：F =14N所以物体B 对地面的压力大小为14N2．如图，质量分别为m A =1kg 、m B =2kg 的A 、B 两滑块放在水平面上，处于场强大小E=3×105N/C 、方向水平向右的匀强电场中，A 不带电，B 带正电、电荷量q=2×10－5C ．零时刻，A 、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着，从静止同时开始运动，2s 末细绳断开．已知A 、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度大小g=10m/s 2．求：(1)前2s 内，A 的位移大小； (2)6s 末，电场力的瞬时功率． 【答案】(1) 2m (2) 60W 【解析】 【分析】 【详解】（1）B 所受电场力为F=Eq=6N ；绳断之前，对系统由牛顿第二定律：F-μ(m A +m B )g=(m A +m B )a 1 可得系统的加速度a 1=1m/s 2； 由运动规律：x=12a 1t 12 解得A 在2s 内的位移为x=2m ；（2）设绳断瞬间，AB 的速度大小为v 1，t 2=6s 时刻，B 的速度大小为v 2，则v 1=a 1t 1=2m/s ；绳断后，对B 由牛顿第二定律：F-μm B g=m B a 2 解得a 2=2m/s 2；由运动规律可知：v 2=v 1+a 2(t 2-t 1) 解得v 2=10m/s电场力的功率P=Fv ，解得P=60W3．如图所示，水平地面上固定着一个高为h 的三角形斜面体，质量为M 的小物块甲和质量为m 的小物块乙均静止在斜面体的顶端．现同时释放甲、乙两小物块，使其分别从倾角为α、θ的斜面下滑，且分别在图中P 处和Q 处停下．甲、乙两小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ.设两小物块在转弯处均不弹起且不损耗机械能，重力加速度取g.求：小物块(1)甲沿斜面下滑的加速度； (2)乙从顶端滑到底端所用的时间；(3)甲、乙在整个运动过程发生的位移大小之比． 【答案】(1) g(sin α－()2sin sin cos hg θθμθ-【解析】 【详解】(1) 由牛顿第二定律可得F 合=Ma 甲Mg sin α－μ·Mg cos α=Ma 甲 a 甲=g(sin α－μcos α)(2) 设小物块乙沿斜面下滑到底端时的速度为v ，根据动能定理得W 合=ΔE k mgh －μmgcos θ·θsin h=212mv v=cos 21sin gh θμθ⎛⎫- ⎪⎝⎭a 乙=g (sin θ－μcos θ) t =()2sin sin cos hg θθμθ-(3) 如图，由动能定理得Mgh －μ·Mg cos α·sin hα－μ·Mg (OP －cos sin h αα)=0mgh －μmg cos θ·θsin h－μmg (OQ －cos sin h θθ)=0 OP=OQ根据几何关系得222211x h OP x h OQ ++甲乙4．高铁的开通给出行的人们带来了全新的旅行感受，大大方便了人们的工作与生活．高铁每列车组由七节车厢组成，除第四节车厢为无动力车厢外，其余六节车厢均具有动力系统，设每节车厢的质量均为m ，各动力车厢产生的动力相同，经测试，该列车启动时能在时间t 内将速度提高到v ，已知运动阻力是车重的k 倍．求： (1)列车在启动过程中，第五节车厢对第六节车厢的作用力；(2)列车在匀速行驶时，第六节车厢失去了动力，若仍要保持列车的匀速运动状态，则第五节车厢对第六节车厢的作用力变化多大？ 【答案】（1）13m (v t +kg ) （2）1415kmg 【解析】 【详解】(1)列车启动时做初速度为零的匀加速直线运动，启动加速度为a =vt① 对整个列车，由牛顿第二定律得：F -k ·7mg =7ma ②设第五节对第六节车厢的作用力为T ，对第六、七两节车厢进行受力分析，水平方向受力如图所示，由牛顿第二定律得26F+T -k ·2mg =2ma ， ③ 联立①②③得T =-13m (vt+kg ) ④ 其中“-”表示实际作用力与图示方向相反，即与列车运动相反． (2)列车匀速运动时，对整体由平衡条件得F ′-k ·7mg =0 ⑤设第六节车厢有动力时，第五、六节车厢间的作用力为T 1，则有：26F '+T 1-k ·2mg =0 ⑥ 第六节车厢失去动力时，仍保持列车匀速运动，则总牵引力不变，设此时第五、六节车厢间的作用力为T 2， 则有：5F '+T 2-k ·2mg =0， ⑦ 联立⑤⑥⑦得T 1=-13kmg T 2=35kmg 因此作用力变化ΔT =T 2-T 1=1415kmg5．在水平长直的轨道上，有一长度为L 的平板车在外力控制下始终保持速度v 0做匀速直线运动．某时刻将一质量为m 的小滑块轻放到车面的中点，滑块与车面间的动摩擦因数为μ，此时调节外力，使平板车仍做速度为v 0的匀速直线运动．(1)若滑块最终停在小车上，滑块和车之间因为摩擦产生的内能为多少？（结果用m ，v 0表示）(2)已知滑块与车面间动摩擦因数μ=0.2，滑块质量m =1kg ，车长L =2m ，车速v 0=4m/s ，取g =10m/s 2，当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F ，要保证滑块不能从车的左端掉下，恒力F 大小应该满足什么条件？ 【答案】（1）2012m v （2）6F N ≥【解析】解：根据牛顿第二定律，滑块相对车滑动时的加速度mga g mμμ==滑块相对车滑动的时间：0v t a=滑块相对车滑动的距离2002v s v t g=-滑块与车摩擦产生的内能Q mgs μ= 由上述各式解得2012Q mv =（与动摩擦因数μ无关的定值） （2）设恒力F 取最小值为1F ，滑块加速度为1a ，此时滑块恰好达到车的左端，则： 滑块运动到车左端的时间011v t a = 由几何关系有：010122v t Lv t -= 由牛顿定律有：11F mg ma μ+= 联立可以得到：10.5s t=，16F N =则恒力F 大小应该满足条件是：6F N ≥．6．某天，张叔叔在上班途中沿人行道向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过，此时，张叔叔的速度是1m/s ，公交车的速度是15m/s ，他们距车站的距离为50m ．假设公交车在行驶到距车站25m 处开始刹车．刚好到车站停下，停车10s 后公交车又启动向前开去．张叔叔的最大速度是6m/s ，最大起跑加速度为2.5m/s 2，为了安全乘上该公交车，他用力向前跑去，求：(1)公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度大小是多少． (2)分析张叔叔能否在该公交车停在车站时安全上车． 【答案】(1)4.5m/s 2 (2)能 【解析】试题分析:(1)公交车的加速度221110 4.5/2v a m s x -==- 所以其加速度大小为24.5/m s (2)汽车从相遇处到开始刹车时用时：11153x x t s v -==汽车刹车过程中用时：1210103v t s a -== 张叔叔以最大加速度达到最大速度用时：32322v v t s a -== 张叔叔加速过程中的位移：2323·72v v x t m +== 以最大速度跑到车站的时间243437.26x x t s s v -==≈ 因341210t t t t s +<++，张叔叔可以在汽车还停在车站时安全上车． 考点：本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律．7．2019年1月3日10时26分．中国嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内。
压轴题12 牛顿运动定律解决连接体问题一、单选题1.两个表面粗糙程度相同的物体A和B，它们的质量分别为m1和m2，中间用一根轻质细绳连接。
将它们放置在粗糙水平地面上，物体A受到沿水平方向作用力F时，两物体共同运动，绳中拉力恰好达到所能承受的最大张力。
欲使拉力F变大且细绳不被拉断，则下列操作中可行的是A. 减小A物体的质量m1B. 减小B物体的质量m2C. 将它们放在光滑水平地面上运动D. 将它们放在动摩擦因数更大的水平面上运动【答案】B【解析】设接触面的动摩擦因数为μ，一起运动的加速度为a，之间绳子的拉力为T，对整体，由牛顿第二定律：F−μ(m1+m2)g=(m1+m2)对B，由牛顿第二定律：T−μm2g=m2a联立知，绳子拉力T=m2m1+m2F可见绳子的拉力与接触面的粗糙程度无关，与F和A、B的质量有关。
由于开始绳子拉力恰好达到最大，欲使拉力F变大且细绳不被拉断，必然使m2m1+m2减小才可能。
由于m2m1+m2=1m1m2+1，故可增大A的质量m1，或者减小B的质量m2，故ACD错误，B正确。
故选B。
2.如图所示，两个质量均为m的物块P、Q叠放在水平面上，所有接触面间的动摩擦因数为μ.若用水平外力F将物块Q从物块P的下方抽出，抽出过程中P、Q的加速度分别为a P、a Q，且a Q=2a P，重力加速度为g，则F的大小为()A. 3μmgB. 2.5μmgC. 4μmgD. 5μmg【答案】D【解析】以P为研究对象受力分析，根据牛顿第二定律可得：μmg=ma p可得：a p=μg所以：a Q=2a p=2μg对Q受力分析，根据牛顿第二定律有：F−3μmg=ma Q可得拉力为：F=3μmg+ma Q=5μmg所以D正确，ABC错误。
故选：D。
3.不计质量的细绳依次连接两个质量不同的小球，上面的小球质量较大些，悬挂在密闭车厢的顶上.当车厢向左匀加速运动达到稳定时，图中能正确反映上、下两段细绳与竖直方向的关系的是()A. B. C. D.【答案】B【解析】分别对两小球受力分析如图所示，对下面小球m，利用牛顿第二定律，则在水平方向有ma=Tcosα①，而在竖直方向则有mg=Tsinα②；对上面小球M，同理有Ma=Fcosβ−Tcosα③，Mg+Tsinα=Fsinβ④，由①③容易得到，Fcosβ=(M+m)a而②④则得Fsinβ=(M+m)g故有tanβ=ga而由①②得到tanα=ga因此β=α，所以B正确，ACD错误。
2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考专用）重难点03 牛顿运动定律大综合【知识梳理】考点一超重与失重1．物体处于超重状态还是失重状态取决于加速度的方向，与速度的大小和方向没有关系．下表列出了加速度方向与物体所处状态的关系.加速度超重、失重视重Fa＝0不超重、不失重F＝mga的方向竖直向上超重F＝m(g＋a)a的方向竖直向下失重F＝m(g－a)a＝g，竖直向下完全失重F＝0特别提醒:不论是超重、失重、完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变．2.超重和失重现象的判断“三”技巧（1）从受力的角度判断，当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态．（2）从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态．（3）从速度变化角度判断①物体向上加速或向下减速时，超重；②物体向下加速或向上减速时，失重．考点二动力学中的临界极值问题分析1．当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫做临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫做临界条件．用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键．2．临界或极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”、“恰好”、“正好”等字眼，明显表明题述的过程存在着临界点；(2)若题目中有“取值范围”、“多长时间”、“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往就是临界状态；(3)若题目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点；(4)若题目要求“最终加速度”、“稳定加速度”等，即是要求收尾加速度或收尾速度．【重点归纳】动力学中的典型临界条件(1)接触与脱离的临界条件：两物体相接触或脱离，临界条件是：弹力F N＝0.(2)相对滑动的临界条件：两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是：静摩擦力达到最大值．(3)绳子断裂与松驰的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松驰的临界条件是：F T＝0.(4)加速度变化时，速度达到最大的临界条件：当加速度变化为a＝0时．考点三传送带模型和滑块—木板模型1.“传送带模型”问题的分析思路（1）模型特征一个物体以速度v0(v0≥0)在另一个匀速运动的物体上开始运动的力学系统可看做“传送带”模型，如图(a)、(b)、(c)所示．（2）建模指导传送带模型问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题．①水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力进行正确的分析判断．判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运动位移x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等．物体的速度与传送带速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻．②倾斜传送带问题：求解的关键在于认真分析物体与传送带的相对运动情况，从而确定其是否受到滑动摩擦力作用．如果受到滑动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况．当物体速度与传送带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变．2.“滑块—木板模型”问题的分析思路（1）模型特点：上、下叠放两个物体，并且两物体在摩擦力的相互作用下发生相对滑动．（2）建模指导解此类题的基本思路：(1)分析滑块和木板的受力情况，根据牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加）解题思路不清楚滑块、滑板的受力情况，求不出各自的加速度．不清楚物体间发生相对滑动的条件．【限时检测】（建议用时：30分钟）小题。
牛顿运动定律【原卷】1．如图所示，物块A 的质量4kg M =，它与木板B 间的动摩擦因数10.2μ=，木板B 的质量2kg m =，长6m =L ，它与水平地面间的动摩擦因数20.1μ=。
开始时物块A 在木板B 的最左端，二者均处于静止状态。
现用9N 的水平恒力向右拉物块A ，经过4s 后将此恒力突增为16N ，再经过时间t 后撤去此拉力，物块A 最终恰好没从木板B 上掉落，g 取210m/s ，求：（1）最初4s 物块A 的加速度；（2）时间t 为多少；（3）物块A 最终静止时距初始位置的距离。
2．如图所示，长木板B 放在光滑的水平桌面上，滑块C 与长木板B 用质量不计且不可伸长的细绳拴接在一起，在长木板的最左端放置另一可视为质点的滑块A 。
已知A 、B 、C 的质量相等，滑块A 与长木板B 之间的动摩擦因数为0.1μ=，现给滑块A 水平向右的速度0 6.5m /s v =，同时将B 、C 由静止释放，以后的过程中长木板始终没有碰到滑轮且滑块A 恰好未从长木板B 的右端滑下，重力加速度2g 10m /s =。
求：（1）欲满足题中的条件，长木板B 的长度应为多长； （2）当滑块C 下落的高度10.5m h =时，滑块A 距离长木板右端的间距应为多少。
23．大货车在行驶过程中，通常不能急刹车，急刹车可能会造成货物撞向驾驶室，从而对车和人造成重大损伤。
如图乙所示，大货车的大货箱放在货车的平板上没做固定，货箱的前部到驾驶室的距离是 1.6m L =，货箱和平板间的动摩擦因数是0.5μ=，货箱质量2000kg m =。
（1）如图-甲所示，货车行驶过程中经过一段下坡路面，坡高4m h =，长200m S =。
货车以036km /h v =的速度驶入斜坡，经40s t =到达坡底，货车近似做匀减速运动，求下坡过程中货箱受到的摩擦力的大小和方向；（2）如图-乙所示，货车以120m /s v =速度沿平直公路行驶。
备战2021高考物理（全国通用）-力学模块考点必练-牛顿运动定律（四）共：15题共：60分钟一、单选题1.如图所示，光滑斜面体固定在水平面上，倾角为30°，轻弹簧下端固定A物体，A物体质量为m，上表面水平且粗糙，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，初始时A保持静止状态，在A的上表面轻轻放一个与A质量相等的B物体，随后两物体一起运动，则（）A.当B放在A上的瞬间，A的加速度仍为零B.当B放在A上的瞬间，A对B的摩擦力为零C.当B放在A上的瞬间，A对B的支持力大于mgD.A和B一起下滑距离时，A和B的速度达到最大2.如图所示，光滑水平面上放置质量分别m、2m、3m的三个木块，其中质量为和的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为。
现用水平拉力拉其中一个质量为的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（）A.质量为的木块受到四个力的作用B.当逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C.当逐渐增大到1．5T时，轻绳还不会被拉断D.轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为2T/33.水平地面上固定一倾角为的足够长的光滑斜面，如图所示，斜面上放一质量为、长的薄板。
质量为的滑块（可视为质点）位于薄板的最下端，与之间的动摩擦因数。
开始时用外力使、静止在斜面上，某时刻给滑块一个沿斜面向上的初速度，同时撤去外力，已知重力加速度，，。
下列说法正确的是（）A.在滑块向上滑行的过程中，、的加速度大小之比为B.从、开始运动到、相对静止的过程所经历的时间为C.从、开始运动到、相对静止的过程中滑块克服摩擦力所做的功为D.从、开始运动到、相对静止的过程中因摩擦产生的热量为4.如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B 物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。
现用竖直向上的拉力F 作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的vt图象如图乙所示(重力加速度为g)，以下说法正确的是()A.拉力F施加的瞬间，A，B间的弹力大小为MgB.A，B分离的瞬间，A上升的位移为C.由图像可知，A，B在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D.弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值5.如图，一劲度系数为k轻弹簧的一端固定在倾角为θ=30°的光滑固定斜面的底部，另一端和质量为2m的小物块A相连，质量为m的物块B紧靠A一起静止.现用手缓慢斜向下压物体B使弹簧再压缩x0并静止。
2021届高考物理三轮强化—应用牛顿运动定律解决问题1.如图所示,一个小球放在固定斜面体的光滑斜面上,用平行于斜面向上的拉力拉着,小球保持静止,现将拉力在竖直面内沿顺时针方向缓慢转动到竖直方向,小球始终保持静止,则在转动的过程中,关于拉力及斜面体对小球的弹力,下列判断正确的是( )A. 拉力一直变小B. 拉力先变小后变大C. 弹力一直变小D. 弹力一直变大2.如图所示，轻绳两端分别与A C、两物体相连接，A B C2kg++=，物体M M Mμ=，最大静摩擦力A与B、B与C及C与地面间的动摩擦因数均为0.1等于滑动摩擦力，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计。
若要用力将物体C 拉动，则作用在物体C上水平向左的拉力最小为（取2g=)( )10 m/sA.6 NB.8 NC.10 ND.12 N3.如图，通过细绳拴在一重物上的氢气球，在水平向右的风力作用下处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角为θ.已知风力大小正比于风速，则当风速改变，重物、气球仍静止时，始终保持不变的是（）A.地面对重物的支持力B.地面对重物的摩擦力C.细绳对重物的拉力D.细绳与竖直方向的夹角4.如图所示，用一轻绳将光滑小球系于竖直墙壁上的O点，现用一细杆压在轻绳上紧贴墙壁从O点缓慢下移，下列说法正确的是( )A.轻绳对小球的拉力逐渐减小B.轻绳对小球的拉力逐渐增大C.小球对墙壁的压力逐渐减小D.小球对墙壁的压力保持不变5.如图所示，在固定的光滑斜面上，叠放着A B、两物体，一起沿斜面由静止开始下滑，已知B的上表面水平，则在下滑过程中（）A.A不受摩擦力的作用B.B对A的弹力不做功C.A对B做正功D.B对A的作用力垂直于斜面向上6.如图所示，物块 A 放在倾斜的木板上，改变木板与水平面之间的夹角θ，发现当30θ=︒和45θ=︒时物块 A 所受的摩擦力大小恰好相等，则物块A 与木板之间的动摩擦因数为（ ）A.127.一根劲度系数为 k 的轻弹簧，质量均为 m 的A B 、静止不动时，弹簧位于水平方向，两根细线之间的夹角为 θ。
压轴题11 牛顿运动定律解决弹簧问题一、单选题1.如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则A. t1时刻小球速度最大B. t1～t2这段时间内，小球的速度先增大后减小C. t2～t3这段时间内，小球所受合外力一直减小D. t1～t3全过程小球的加速度先减小后增大【答案】B【解析】解：A、t1时刻小球刚接触弹簧，小球的速度仍在增大，速度不是最大。
当弹簧的弹力等于重力时速度才最大。
故A错误。
B、t1−t2这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，合外力先向下后向上，所以小球先加速后减速，即小球的速度先增大后减小。
故B正确。
CD、t1−t2这段时间内，小球向下运动，加速度先向下逐渐减小，后向上逐渐增大。
t2～t3这段时间内，小球从最低点向上运动，弹簧的弹力先大于小球的重力，后小于重力，合外力先向上，后向下，而弹力逐渐减小，合外力先减小后增大，根据牛顿牛顿第二定律可知，小球的加速度先减小后反向增大。
故CD错误。
故选B。
2.如图，某发射系统内有一木箱，木箱内有一竖直放置的轻弹簧，弹簧上方有一物块，木箱内上表面和下表面都装有压力传感器．木箱静止时，上表面压力传感器的读数为12.0N，下表面压力传感器的读数为20.0N.当系统竖直向上发射时，上表面传感器的读数变成下表面压力传感器读数的一半，取重力加速度g= 10m/s2，此时木箱的加速度大小为A. 2.5m/s2B. 5.0m/s2C. 10.0m/s2 D. 条件不足，无法确定【答案】A【解析】木箱静止时对弹簧和木块整体受力分析，受重力G、上方传感器向下的压力F1，下方传感器向上的支持力N1。
根据平衡条件有F1+G=N1，带入数据解得G=8N。
2021年高考物理压轴题集锦含答案解析1.解析：由G 2rMm =r mv 2得，卫星在空间站上的动能为 E k =21 mv 2 =G)(2h R Mm+。
卫星在空间站上的引力势能在 E p = -G hR Mm+ 机械能为 E 1 = E k + E p =-G)(2h R Mm+同步卫星在轨道上正常运行时有 G2rMm=m ω2r 故其轨道半径 r =32ωMG由③式得，同步卫星的机械能E 2 = -G r Mm 2=-G2Mm32GMω=-21m (3ωGM )2 卫星在运行过程中机械能守恒，故离开航天飞机的卫星的机械能应为 E 2，设离开航天飞机时卫星的动能为 E k x ，则E k x = E 2 - E p -2132ωGM +GhR Mm+ 2. 如图甲所示，一粗糙斜面的倾角为37°，一物块m=5kg 在斜面上，用F=50N 的力沿斜面向上作用于物体，使物体沿斜面匀速上升，g 取10N/kg ，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）物块与斜面间的动摩擦因数μ；（2）若将F 改为水平向右推力F '，如图乙，则至少要用多大的力F '才能使物体沿斜面上升。
（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）解析：（1）物体受力情况如图，取平行于斜面为x 轴方向，垂直斜面为y 轴方向，由物体匀速运动知物体受力平衡0sin =--=f G F F x θ 0cos =-=θG N F y解得 f=20N N=40N因为N F N =，由N F f μ=得5.021===N f μ （2）物体受力情况如图，取平行于斜面为x 轴方向，垂直斜面为y 轴方向。
当物体匀速上行时力F '取最小。
由平衡条件0sin cos ='--'=f G F F x θθ 0cos sin =-'-'=θθG F N F y且有N f '='μ联立上三式求解得 N F 100='解：设一年前、后卫星的速度分别为1v 、2v ，根据万有引力定律和牛顿第二定律有21211MmG m R R =v ⑴22222MmG m R R =v⑵式中G 为万有引力恒量，M 为地球的质量，1R和2R 分别为一年前、后卫星的轨道半径，即10R R H=+ ⑶20R R H H=+-∆⑷卫星在一年时间内动能的增量22k 211122E m m ∆=-v v⑸由⑴、⑵、⑸三式得k 21111()2E GMm R R ∆=-⑹由⑶、⑷、⑹式可知，k 0E ∆>，表示在这过程中卫星的动能是增加的。
备战2021年高考物理-一轮复习训练习题-牛顿运动定律一、单选题1.如图为一个质点做直线运动的v﹣t图象，该质点在前4s内向东运动，则该质点（）A.在8～10 s内始终向东运动B.在前8 s内的加速度大小不变，方向始终向西C.在前8 s内的合外力先减小后增大D.在4～12 s内的位移大小为24 m2.纳米技术（1纳米=10ˉ9m）是在纳米尺度（10ˉ9m～10ˉ7m）范围内通过直接操纵分子、原子或分子团使其重新排列从而形成新的物质的技术．用纳米材料研制出一种新型涂料喷涂在船体上能使船体在水中航行形成空气膜，从而使水的阻力减小．设一货轮的牵引力不变，喷涂纳米材料后航行加速度比原来大了一倍，则牵引力F与喷涂纳米材料后的阻力f之间的大小关系是（）A.F= fB.F=fC.F= fD.F= f3.有一种大型游戏器械，它是一个圆筒型容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立，当圆筒开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为()A.游客处于超重状态B.游客处于失重状态C.筒壁对游客的支持力等于重力D.游客受到的摩擦力等于重力4.如图所示，电灯吊在天花板上，设悬线对电灯的拉力为F1，电灯对悬线的拉力为F2，电灯的重力为F3。
下列说法正确的是（）A.F1、F2是一对平衡力B.F1、F3是一对平衡力C.F1、F3是一对作用力和反作用力D.F2、F3是一对作用力和反作用力5.质量为m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变。
当汽车加速度为a，速度为v时发动机的功率为P1；当功率为P2时，汽车行驶的最大速度应为()A. B. C. D.6.教科书中这样表述牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．其中“改变这种状态”指的是改变物体的（）A.速度B.加速度C.位置D.受力7.以卵击石，鸡蛋破碎，在这一过程中（）A.鸡蛋对石头的作用力比石头对鸡蛋的作用力小B.鸡蛋对石头的作用力比石头对鸡蛋的作用力大C.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小相等D.鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力互相平衡8.如图所示，A、B两个小箱子的质量大小为m A=4m B，它们之间用轻弹簧相连，一起静止在光滑水平面上，用向右的水平恒力F作用于箱子B，使系统由静止开始运动，弹簧的伸长量为x1,如把同样大小的水平恒力F改为作用于箱子A上，使系统由静止开始向左运动时弹簧的伸长量为x2，则x1 : x2为（）A.1 ：4B.4 ：1C.1 ：1D.以上都有可能9.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 的关系如图所示。
2021届一轮高考物理：牛顿运动定律基础练习及答案一轮：牛顿运动定律1、下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A．牛顿第一定律是实验定律B．牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C．牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态D．牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因2、(2019·泰安一模)(多选)雨滴在空气中下落时会受到空气阻力的作用。
假设阻力大小只与雨滴的速率成正比，所有雨滴均从相同高处由静止开始下落，到达地面前均达到最大速率。
下列判断正确的是()A．达到最大速率前，所有雨滴均做匀加速运动B．所有雨滴的最大速率均相等C．较大的雨滴最大速率也较大D．较小的雨滴在空中运动的时间较长3、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，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机，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，这表明它的惯性变小了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，车手一方面要控制适当的速度，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转弯的目的4、(双选)如图所示，水平传送带A、B两端相距x＝4 m，以v0＝4 m/s的速度(始终保持不变)顺时针运转，今将一小煤块(可视为质点)无初速度地轻放至A端，由于煤块与传送带之间有相对滑动，会在传送带上留下划痕。
已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.4，取重力加速度大小g＝10 m/s2，则煤块从A端运动到B端的过程中()A．煤块从A端运动到B端的时间是2.25 sB．煤块从A端运动到B端的时间是1.5 sC．划痕长度是0.5 mD．划痕长度是2 m5、(多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法正确的是()A．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B．小球所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变C．火车一定是在向前加速D．以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用6、如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点．竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心．已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点．则()A．a球最先到达M点B．b球最先到达M点C．c球最先到达M点D ．b 球和c 球都可能最先到达M 点7、(2019·清江模拟)如图所示，在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量m ＝1 kg 的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。
压轴题13 牛顿运动定律解决板块问题一、单选题1.如图所示，一块质量可忽略不计的足够长的轻质绝缘板，置于光滑水平面上，板上放置A、B两物块，质量分别为m A=0.10kg、m B=0.20kg，与板之间的动摩擦因数均为μ=0.20。
在水平面上方有水平向左的匀强电场，场强E=2.0×105N/C。
现将A、B带上电荷，电荷量分别为q A=2.0×10−6C、q B=−3.5×10−6C，且保持不变。
重力加速度g取10m/s2。
则带电后A、B的运动状态是()A. A、B都以1.0m/s2的加速度向右运动B. A静止不动，B以1.5m/s2的加速度向右运动C. A以2.0m/s2的加速度向左运动，B以1.5m/s2的加速度向右运动D. A以2.0m/s2的加速度向左运动，B以2.5m/s2的加速度向右运动【答案】D【解析】A与木板间的动摩擦力：f A=μm A g=0.2×0.1×10N=0.2NB与木板间的动摩擦力：fB=μm B g=0.2×0.2×10N=0.4N由于f B>f A，所以木板跟B一起运动；对A水平方向受力分析有：q A E−μm A g=m A a A，解得：a A=2.0m/s2，方向向左；对B水平方向受力分析有：q B E−μm A g=m B a B，解得：a B=2.5m/s2，方向向右；故ABC错误，D正确。
故选D。
2.一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上，其上放质量均为1kg的A，B两物块，A，B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3，μ2=0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2.下列说法正确的是()A. 若F=1.5N，则A物块所受摩擦力大小为1.5NB. 若F=8N，则B物块的加速度为4.0m/s2C. 无论力F多大，A与薄硬纸片都不会发生相对滑动D. 无论力F多大，B与薄硬纸片都不会发生相对滑动【答案】C【解析】A与纸片间的最大静摩擦力为f A=μ1m A g=0.3×1×10N=3N，B与纸片间的最大静摩擦力为f B=μ2m B g=0.2×1×10N=2N；A.若F=1.5N<f A，所以AB与纸板保持相对静止，整体在F作用下向左匀加速运动，对整体根据牛顿第二定律得F=(m A+m B)a，对A根据牛顿第二定律得F−f=m A a，所以A物块所受摩擦力f<F=1.5N，故A错误；BCD.当B刚要相对于纸板滑动时静摩擦力达到最大值，由牛顿第二定律得f B=m B a0，f B=μ2m B g，得a0= 2m/s2；对整体，有F0=(m A+m B)·a0=2×2N=4N，即达到4N后，B将相对纸片运动，此时B受到的摩擦力f=2N；则对A分析，A受到的摩擦力也为2N，所以A的摩擦力小于最大静摩擦力，故A和纸片间不会发生相对运动；则可知，当拉力为8N时，B与纸板间的摩擦力即为滑动摩擦力为2N，此后增大拉力，不会改变B的受力，其加速度大小均为2m/s2，无论力F多大，A和纸片之间不会发生相对滑动，故BD错误，C正确；故选C。
3.两木块A、B由同种材料制成，m A>m B，并随木板一起以相同速度向右匀速运动，如图所示，设木板足够长，当木板突然停止运动后，则A. 若木板光滑，由于A质量大惯性大，故B与A间距离可能将增大B. 若木板粗糙，由于A受的阻力大，A、B间距离将变大C. 无论木板是否光滑，A、B间距离将保持不变D. 无论木板是否光滑，A、B两物体一定能相碰【答案】C【解析】如木板光滑，则两物体受力均为0，根据牛顿第一定律，均保持匀速直线运动，故间距不变。
若粗糙，由于材料相同，则减速的加速度相同，所以间距仍相同。
C正确，ABD错误。
故选C．4.如(左)图所示，粗糙的水平地面上有一块长木板P，小滑块Q放置于长木板上的最右端。
现将一个水平向右力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动，一段时间后撤去力F的作用。
滑块、长木板的速度图象如(右)图所示，已知物块与长木板的质量相等，滑块Q始终没有从长木板P上滑下。
重力加速度g=10m/s2。
则下列说法正确的是()A. t=9s时长木板P停下来B. 长木板P的长度至少是16.5mC. 长木板P和水平地面之间的动摩擦因数是0.05D. 滑块Q在长木板P上滑行的相对路程为3m【答案】A【解析】C.由右图可知，力F在t1=5s时撤去，此时长木板P的速度v1=5m/s，t2=6s是二者速度相同，v2=3m/s，t2=6s前长木板P的速度大于滑块Q的速度，t2=6s后长木板P的速度小于滑块的Q的速度，0∼6s过程中，以滑块Q为研究对象，根据牛顿第二定律可得：μ1mg=ma1，解得μ1=0.05；5∼6s过程中，以长木板P为研究对象，根据牛顿第二定律可得μ2(2m)g+μ1mg=ma2，解得μ2=0.075，故C错误；A.6s末到长木板停下来过程中，根据牛顿第二定律可得μ2(2m)g−μ1mg=ma3，解得a3=1m/s2，这段时间Δt1=v1a3=3s，所以t3=9s时长木板P停下来，故A正确；B.长木板P的长度至少是钱6s过程中，滑块Q在长木板P上滑行的距离，Δx1=12×5×5m+12×(5+3)×1m−12×3×6m=7.5m，故B错误；D.6s末到滑块停下来的过程中，根据牛顿第二定律可得μ1mg=ma2，解得a4=0.5m/s2，这段时间内Δt1=v2 a4=6s，所以t3=12s时长木板P上滑行的距离是Δx=Δx1+Δx2=12m，故D错误。
故选A。
5.如图质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f.经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端，则：①此时物块的动能为(F−f)(s+l)②此时小车的动能为f(s+l)③这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs④这一过程中，物块和小车产生的内能为fl⑤这一过程中，物块克服摩擦力做功的平均功率为fst⑥这一过程中，摩擦力对小车做功的平均功率为fst以上判断正确的是()A. ①②⑤B. ①③④C. ②③⑥D. ①④⑥【答案】Dmv2=E k，则物块的动能为E k=(F−f)(s+l)，故①正确；【解析】①根据动能定理得(F−f)(s+l)=12②这一过程中，物块对小车有压力和摩擦力，压力不做功，摩擦力所做的功为fs，故物块对小车所做的功为fs，由动能定理可知小车的动能为fs，故②错误；③由功能关系得知，物块和小车增加的机械能为F(s+l)−fl，故③错误；④系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功fl，故④正确；⑤这一过程中，物块克服摩擦力做功的平均功率为f(s+l)，故⑤错误；t⑥这一过程中，摩擦力对小车做功的平均功率为fs，故⑥正确。
t故选D。
6.如图所示是小攀做的一个实验，他将一个质量M=3kg的小木板放在光滑的水平地面上，在木板上放着一个质量m=1kg的小物体，物块静止，弹簧处于压缩状态，弹力为2N.现沿水平向左的方向对小木板施以作用力，使木板由静止开始运动起来，运动中力F由0逐渐增加到16N，以下说法正确的是()A. 物体受到的摩擦力一直减小B. 物体与小木板一直保持相对静止C. 要让m与M之间始终保持相对静止，他们间的动摩擦因数一定要大于等于0.4D. 小木板受到8N的拉力时，m受到的摩擦力为2N【答案】B【解析】由题，当弹簧的弹力是2N向右时，物体仍然静止在木板上，所以物体与木板之间的最大静摩擦力要大于等于2N。
若要使物体相对于木板向左滑动，则物体受到的木板的摩擦力至少要大于等于2N，方向向右，即小物体受到的合力至少为向右的4N的力，物体的加速度为：a=F合m=41m/s2=4m/s2同时，物体与木板有相对运动时，木板的加速度要大于物体的加速度，当二者相等时，为最小拉力。
则有：F m=(M+m)a=(3+1)×4N=16N即只有在拉力大于16N时，物体才能相对于木板滑动，所以在拉力小于或等于16N时，物体相对于木板静止。
故m与M始终保持相对静止与他们间的动摩擦因数无关。
若物体与木板之间的摩擦力恰好为0，则物体只受到弹簧的弹力的作用，此时物体的加速度为：a′=fm=21m/s2=2m/s2由于物体始终相对于木板静止，所以此时整体在水平方向的受力为：F0=(M+m)a′=(3+1)×2N=8N所以：当力F增大到8N时，物体不受摩擦力作用。
则拉力小于8N之前，摩擦力随拉力F的增大而减小，当拉力大于8N时，摩擦力又随拉力的增大而增大。
故B正确，ACD错误。
故选：B。
二、多选题7.如图所示，空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为0.1kg、带电荷量q=+0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左、大小为0.6N的恒力，g取10m/s2，则()A. 木板和滑块一直做加速度为2m/s2的匀加速运动B. 滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动C. 最终木板做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，滑块做速度为10m/s的匀速直线运动D. 最终木板做加速度为3m/s2的匀加速直线运动，滑块做速度为10m/s的匀速直线运动【答案】BD【解析】由于动摩擦因数为0.5，静摩擦力能提供的最大加速度为5m/s2，所以当0.6N的恒力作用于木板时，系统一起以a=FM+m=2m/s2的加速度一起运动，当滑块获得向左运动的速度以后磁场对其有竖直向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时有Bq v=mg，解得v=10m/s，此时摩擦力消失，滑块做匀速直线运动，=3m/s2，而木板在恒力作用下做匀加速直线运动，a′=FM所以B、D正确．8.(多选)如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上.现对木块施加一水平向右的拉力F，木块在长木板上滑行，长木板始终静止.已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.则()A. μ1一定小于μ2B. μ1可能大于μ2C. 改变F的大小，F>μ2(m1+m2)g时，长木板将开始运动D. 改F作用于长木板，F>(μ1+μ2)(m1+m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动【答案】BD【解析】【试题解析】BD 【解析】对长木板受力分析有μ1mg≤μ2(m1+m2)g，故A项错误，B项正确；改变F的大小，对长木板的受力分析没有影响，长木板仍然保持静止，C项错误；当F作用在长木板上，两者刚好要产生相对=μ1g，由整滑动时，取木块进行分析，刚好达到最大静摩擦力，此时两者相对静止，加速度为a=μ1m1gm1体法有F−μ2(m1+m2)g=(m1+m2)a，得出F=(μ1+μ2)(m1+m2)g，D项正确．9.一长轻质薄硬纸片置于光滑水平地面上，其上放质量均为1kg的A、B两物块，A、B与薄硬纸片之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3，μ2=0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示。
