高优设计高考物理一轮复习 单元质检三 牛顿运动定律(含解析)鲁科版

绝密★启用前鲁科版新高三物理2019-2020学年一轮复习测试专题《牛顿运动定律》本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间的关系的图象是()2.有一根绳子下端串联着两个质量不同的小球，上面小球比下面小球质量大．当手提着绳端沿水平方向一起做匀加速直线运动时(空气阻力不计)，图中所描绘的四种情况中正确的是()A．B．C．D．3.跳高运动员从地面上跳起，是由于()A．地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力B．运动员给地面的压力大于运动员受的重力C．地面给运动员的支持力大于运动员受的重力D．运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力4.如图所示，水平木板上有质量m＝1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f的大小如图所示．取重力加速度g＝10 m/s2，下列判断正确的是()A． 5 s内拉力对物块做功为零B． 4 s末物块所受合力大小为4.0 NC．物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D． 6 s～9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s25.一天，下着倾盆大雨．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中，他发现水面的形状为下图中的 ()A．B．C．D．6.沿竖直方向运动的电梯，其底板水平，有一质量为m的物体放在底板上，当电梯向上做加速度大小为g的匀减速运动时，此物体对电梯底板的压力大小为()A．mgB．mgC．mgD．mg7.如图所示．一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今用一小物体m把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是()A．物体从A到B速度越来越大，从B到C速度越来越小B．物体从A到B速度越来越小，从B到C加速度不变C．物体从A到B先加速后减速，从B到C一直做减速运动D．物体在B点受合外力为零8.如图所示，质量分别为m和2m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在一轻质弹簧的两端，已知弹簧的原长为L，劲度系数为k，现沿弹簧轴线方向在质量为2m的小球上有一水平拉力F，使两球一起做匀加速运动，则此时两球间的距离为 ()A．B．C．L＋D．L＋9.月球表面上的重力加速度为地球表面重力加速度的.对于同一个飞行器，在月球表面上时与在地球表面上时相比较()A．惯性减小为在地球表面时的，重力不变B．惯性和重力都减小为在地球表面时的C．惯性不变，重力减小为在地球表面时的D．惯性和重力都不变10.如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有()A．两图中两球加速度均为g sinθB．两图中A球的加速度均为零C．图乙中轻杆的作用力一定不为零D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍11.如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了．则()A．绳子对甲的拉力小于甲的重力B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力12.质量为m1的物体，在恒力F作用下，产生的加速度是a1；质量为m2的物体，在恒力F作用下，产生的加速度为a2；当将该恒力作用在质量为(m1＋m2)的物体上，产生的加速度为()A．a1＋a2B．C．D．13.关于物体运动的加速度，下列说法正确的是()A．做直线运动的物体，加速度方向一定不变B．做曲线运动的物体，加速度可能不变C．做匀速圆周运动的物体，加速度不变D．以额定功率做加速直线运动的汽车，加速度是恒定的14.一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度和时间的关系图线如图所示，则()A．t3时刻火箭距地面最远B．t2～t3的时间内，火箭在向下降落C．t1～t2的时间内，火箭处于失重状态D． 0～t3的时间内，火箭始终处于失重状态15.某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型，一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1<tanθ，BC段的动摩擦因数μ2>tanθ，他从A点开始下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态．则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中()A．地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右B．地面对滑梯始终无摩擦力作用C．地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小D．地面对滑梯的支持力的大小先大于、后小于小朋友和滑梯的总重力的大小16.沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中，泥炭对人的阻力不计)．如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动，那么，下列说法中正确的是()A．在加速向下运动时，人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力B．在减速向下运动时，人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力C．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力D．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力17.如图所示，两个质量分别为m1＝4 kg，m2＝6 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻弹簧秤连接．两个大小分别为F1＝30 N、F2＝ 20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则()A．弹簧秤的示数是25 NB．弹簧秤的示数是50 NC．在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为1 m/s2D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为5 m/s218.汽车拉着拖车在水平道路上沿着直线加速行驶，根据牛顿运动定律，以下说法正确的是()A．汽车能拉着拖车加速前进，是因为汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B．加速前进时，汽车对拖车的拉力大小与拖车对汽车的拉力大小相等C．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力D．汽车对拖车的拉力大小与拖车所受地面对它的摩擦力大小相等19.如图所示，两块粘连在一起的物块a和b，质量分别为ma和mb，放在光滑的水平桌面上，现同时给它们施加方向如图所示的水平推力Fa和水平拉力Fb，已知Fa>Fb，则a对b的作用力()A．必为推力B．必为拉力C．可能为推力，也可能为拉力D．不可能为零20.火车在平直的水平轨道上匀速行驶，门窗关闭的车厢内有一人向跳起，发现仍落回原处，这是因为()A．人跳起时会得到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，使他随火车一起向前运动C．人跳起后车在继续前进，所以人落下后必然偏后一些，只是距离很小无法区别而已D．人跳起后直至落地，在水平方向上人和车具有相同的速度第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.质量m＝2 kg的滑块受到一个沿斜面方向的恒力F作用，从斜面底端开始，以初速度v0＝3.6 m/s沿着倾角为θ＝37°且足够长的斜面向上运动，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5.滑块向上滑动过程的速度－时间(v－t)图象如图所示．(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：(1)滑块上滑过程的加速度大小和方向；(2)该恒力F的大小和方向．22.如图所示，质量为m的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，对物体施加一个与水平方向成θ角的力F，求物体在水平面上运动时力F的值应满足的条件．(重力加速度为g)23.质量m＝1 kg的滑块受到一个沿斜面方向的外力F作用，从斜面底端开始，以初速度v0＝3.6 m/s沿着倾角为37°足够长的斜面向上运动，物体与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.8.滑块向上滑动过程中，一段时间内的速度－时间图象如图所示(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：(1)滑块上滑过程中加速度的大小；(2)滑块所受外力F；(3)当滑块到最高点时撤除外力，此后滑块能否返回斜面底端？若不能返回，求出滑块停在离斜面底端的距离；若能返回，求出返回斜面底端时的速度．24.一物块以一定的初速度沿斜面向上滑，利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系如图所示，g＝10 m/s2.求：(1)物块上滑和下滑的加速度大小a1、a2.(2)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ.答案1.【答案】C【解析】当拉力F小于最大静摩擦力时，物块静止不动，加速度为零，当F大于最大静摩擦力时，根据F－f＝ma知：随F的增大，加速度a增大，故选C.2.【答案】C【解析】手提着绳端沿水平方向一起做匀加速直线运动，则整体的加速度应该由绳子的张力提供，据此立即可排除D；对下面小球m，利用牛顿第二定律，则在水平方向有F T cosα＝ma①而在竖直方向则有F T sinα＝mg②对上面小球M，同理有F cosβ－F T cosα＝Ma③F sinβ＝F T sinα＋Mg④由①③容易得到，F cosβ＝(M＋m)a，由②④则得F sinβ＝(M＋m)g，故有tanβ＝.而由①②得到tanα＝，因此α＝β.3.【答案】C4.【答案】D【解析】由图象知物块前4 s静止，4 s～5 s内物块做加速运动，前5 s内拉力对物块做功不为零，故A选项错误；4 s末物块静止，所受合力为零，B选项错误；由4 s之后的运动情况判断其受滑动摩擦力F f＝μmg＝3 N，得μ＝0.3，C选项错误；由牛顿第二定律可知 5 s后物块的加速度a＝＝2 m/s2，D选项正确．5.【答案】C【解析】列车进站时刹车，速度减小，则水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致．6.【答案】B【解析】对物体进行受力分析，向上为正方向，根据牛顿第二定律，可得F N－mg＝－mg，因此电梯对物体的支持力F N＝mg，根据牛顿第三定律，物体对电梯的压力大小也为mg，B正确，A、C、D错误．7.【答案】C【解析】物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡，水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力．从A到B过程中，弹簧的弹力水平向右，摩擦力水平向左，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，故物体先加速后减速，从B到C过程，摩擦力和弹簧的弹力方向均向左，物体一直做减速运动．故A、B错误，C正确；物体在B点时，弹簧的弹力为零，而摩擦力不为零，则物体所受的合外力不为零．故D错误．故选C.8.【答案】C【解析】根据牛顿第二定律得：对整体：F＝3ma对m：F弹＝ma联立解得，弹簧的弹力大小为F弹＝则此时两球间的距离为s＝L＋＝L＋，故选C.9.【答案】C【解析】因同一物体的质量与它所在位置及运动状态无关．所以这个飞行器从地球到月球，其惯性大小不变．物体的重力发生变化，这个飞行器在月球表面上的重力为G月＝mg月＝m·g地＝G地，选C.10.【答案】D【解析】撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mg sinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mg sinθ，加速度为2g sinθ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mg sinθ，加速度均为g sinθ，可知只有D对．11.【答案】D【解析】由平衡条件可知，绳子对甲的拉力大小等于甲受到的重力，A错；由作用力与反作用力的关系可知绳子对甲的拉力等于甲对绳子的拉力，B错；乙能把绳子拉断，对于具有同样承受能力的绳子，说明乙拉断绳子前的瞬间绳上的拉力一定大于绳子的承受力，而甲拉的绳子能承受甲的重力，甲、乙质量相等，因此乙拉的绳子上的拉力一定大于乙的重力，C错，D对．12.【答案】D根据牛顿第二定律则F＝m1a1＝m2a2当黏在一起后a＝＝.13.【答案】B14.【答案】A【解析】由速度图象可知，在0～t3内速度始终大于零，表明这段时间内火箭一直在上升，t3时刻速度为零，停止上升，高度达到最高，离地面最远，A正确，B错误．t1～t2的时间内，火箭在加速上升，具有向上的加速度，火箭应处于超重状态，而在t2～t3时间内火箭在减速上升，具有向下的加速度，火箭处于失重状态，故C、D错误．15.【答案】A【解析】小朋友在AB段沿滑梯向下匀加速下滑，在BC段向下匀减速下滑，因此小朋友和滑梯组成的系统水平方向的加速度先向左后向右，则地面对滑梯的摩擦力即系统水平方向合外力先水平向左，后水平向右，A正确，B错误；系统在竖直方向的加速度先向下后向上，因此系统先失重后超重，故地面对滑梯的支持力的大小先小于后大于小朋友和滑梯的总重力的大小，C、D错误．16.【答案】D【解析】人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，无论人加速下陷还是减速下陷，人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力大小总是相等的，故D正确．17.【答案】C【解析】由牛顿第二定律，对两物体组成的整体而言，F1－F2＝(m1＋m2)a，对m2，F1－F T＝m1a，解得：a＝1 m/s2；F T＝26 N; 在突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不突变，所以m1的加速度大小仍为1 m/s2；在突然撤去F1的瞬间，弹簧的弹力不突变，m1的加速度大小为a1＝＝m/s2＝6.5 m/s2.选项C正确．18.【答案】B【解析】汽车拉着拖车加速前进，汽车对拖车的拉力大于拖车所受地面对它的摩擦力，根据牛顿第三定律，汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力，且同时产生，故只有选项B正确．19.【答案】C20.【答案】D【解析】人跳起时，没有物体给人一个向前的冲力，或者说这个力找不到施力物体，故A错误；人跳起时，由于惯性，水平方向保持与火车相同的速度，而起跳后，在水平方向人不受外力做匀速直线运动，速度与火车保持相同，故B、C错误，D正确．21.【答案】(1)15 m/s2，方向沿斜面向下(2)10 N，方向沿斜面向下【解析】(1)设沿斜面向上为正方向，滑块上滑过程中加速度a＝＝m/s2＝－15 m/s2负号表示方向沿斜面向下．(2)设F沿斜面向上，则F－mg sinθ－μmg cosθ＝maF＝mg sinθ＋μmg cosθ＋ma代入数据解得F＝－10 N，负号表示方向沿斜面向下．22.【答案】≤F≤.【解析】对物体受力分析，将拉力F沿水平和竖直两个方向分解，根据物体在水平方向运动，由牛顿第二定律知：F cosθ－μ≥0根据竖直方向平衡的条件有N＝F sinθ－mg≤0解得：≤F≤.23.【答案】(1)15 m/s2(2)2.6 N，方向平行于斜面向下(3)滑块不能返回斜面底端，滑块停在距离斜面底端0.43 m处【解析】(1)根据速度－时间图象的斜率表示加速度得：a＝＝m/s2＝15 m/s2(2)设F沿斜面向上，则mg sinθ＋μmg cosθ－F＝maF＝mg sinθ＋μmg cosθ－ma＝(1×10×0.6＋0.8×1×10×0.8－1×15) N＝－2.6 N所以F的方向平行于斜面向下．(3)因为mg sinθ<μmg cosθ，所以滑块不能返回斜面底端.设经过时间t，滑块速度为零，则t＝＝s＝0.24 sx＝t＝×0.24 m≈0.43 m滑块停在距离斜面底端0.43 m处．24.【答案】(1)8 m/s2 2 m/s2(2)30°【解析】(1)物块上滑时做匀减速直线运动，对应于速度图象中0～0.5 s时间段，该段图线的斜率的绝对值就是加速度的大小，即a1＝8 m/s2，物块下滑时做匀加速直线运动，对应于速度图象中0.5 s～1.5 s时间段，同理可得a2＝2 m/s2(2)上滑时由牛顿第二定律得：mg sinθ＋μmg cosθ＝ma1下滑时由牛顿第二定律得：mg sinθ－μmg cosθ＝ma2联立以上两式并代入数据，解得：μ＝，θ＝30°.。

单元评估检测(三)(第三章)(45分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每小题7分,共49分,1～5题为单选题,6、7题为多选题)1.爱因斯坦曾把物理一代代科学家探究自然奇妙的努力,比作福尔摩斯侦探小说中的警员破案。

下列说法符合物理史实的是( )A.闻名物理学家亚里士多德曾指出,假如运动中的物体没有受到力的作用,它将接着以同一速度沿同始终线运动,既不停下来也不偏离原来的方向B.与伽利略同时代的科学家笛卡儿通过“斜面试验”得出推断:若没有摩擦阻力,球将恒久运动下去C.科学巨人牛顿在伽利略和笛卡儿的工作基础上,提出了动力学的一条基本定律,那就是惯性定律D.牛顿在反复探讨亚里士多德和伽利略试验资料的基础上提出了牛顿其次定律【解析】选C。

笛卡儿指出,假如运动中的物体没有受到力的作用,它将接着以同一速度沿同始终线运动,既不会停下来也不会偏离原来的方向,选项A错误;通过“斜面试验”得出若没有摩擦阻力,球将恒久运动下去这一结论的是伽利略,不是笛卡儿,选项B错误;牛顿在伽利略和笛卡儿的工作基础上,提出了动力学的一条基本定律,那就是牛顿第肯定律,而牛顿第肯定律又叫作惯性定律,选项C正确;牛顿在伽利略和笛卡儿探讨的基础上提出了牛顿第肯定律,选项D 错误。

2.如图所示,水平面上放有三个木块A、B、C,质量均为m=1 kg,A、C与地面间的接触面光滑,B 与地面间的动摩擦因数μ=0.1,A、B之间用轻弹簧相连,B、C之间用轻绳相连。

现在给C一个水平向右、大小为4 N的拉力F,使A、B、C三个木块一起以相同的加速度向右做匀加速直线运动。

某一时刻撤去拉力F,则撤去力F的瞬间,轻绳中的张力T为(重力加速度g取10 m/s2) ( )A.0B.1 NC.2 ND.3 N【解析】选B。

在拉力作用下,对整体,由牛顿其次定律可得F-μmg=3ma,解得a=1 m/s2,对A,由牛顿其次定律可得F弹=ma=1 N。

当撤去外力后,把B、C作为整体,由牛顿其次定律可知F弹+μmg=2ma′,解得a′=1 m/s2,方向向左,对C受力分析,由牛顿其次定律可得T=ma′=1 N,故B正确。

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单元评估检测(三)(第三章)(45分钟100分)一、选择题(本题共7小题,每小题7分,共49分,1～5题为单选题,6、7题为多选题)1.爱因斯坦曾把物理一代代科学家探索自然奥秘的努力,比作福尔摩斯侦探小说中的警员破案。

下列说法符合物理史实的是( ) A.著名物理学家亚里士多德曾指出,如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向B.与伽利略同时代的科学家笛卡儿通过“斜面实验”得出推断:若没有摩擦阻力,球将永远运动下去C.科学巨人牛顿在伽利略和笛卡儿的工作基础上,提出了动力学的一条基本定律,那就是惯性定律D.牛顿在反复研究亚里士多德和伽利略实验资料的基础上提出了牛顿第二定律【解析】选C。

笛卡儿指出,如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不会停下来也不会偏离原来的方向,选项A错误;通过“斜面实验”得出若没有摩擦阻力,球将永远运动下去这一结论的是伽利略,不是笛卡儿,选项B错误;牛顿在伽利略和笛卡儿的工作基础上,提出了动力学的一条基本定律,那就是牛顿第一定律,而牛顿第一定律又叫作惯性定律,选项C正确;牛顿在伽利略和笛卡儿研究的基础上提出了牛顿第一定律,选项D错误。

2.如图所示,水平面上放有三个木块A、B、C,质量均为m=1 kg,A、C与地面间的接触面光滑,B与地面间的动摩擦因数μ=0.1,A、B之间用轻弹簧相连,B、C之间用轻绳相连。

现在给C一个水平向右、大小为4 N的拉力F,使A、B、C三个木块一起以相同的加速度向右做匀加速直线运动。

某一时刻撤去拉力F,则撤去力F的瞬间,轻绳中的张力T为(重力加速度g取10 m/s2) ( )A.0B.1 NC.2 ND.3 N【解析】选B。

在拉力作用下,对整体,由牛顿第二定律可得F-μmg=3ma,解得a=1 m/s2,对A,由牛顿第二定律可得F弹=ma=1 N。

专题三 牛顿运动定律考纲展示 命题探究考点一 牛顿运动定律基础点知识点1 牛顿第一定律 1．牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

(2)意义①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。

②揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。

2．惯性(1)定义：物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。

(2)特点：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。

(3)表现①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。

②物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变。

(4)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。

知识点2 牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

2．表达式：a ＝Fm。

3．物理意义反映物体运动的加速度的大小、方向与其所受作用力的关系，且这种关系是瞬时的。

4．力的单位：当质量单位为千克(kg)，加速度单位为米每二次方秒(m/s 2)时，力的单位为N ，即1 N ＝1 kg·m/s 2。

5．牛顿第二定律的适用范围(1)牛顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系。

(2)牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体。

知识点3 牛顿第三定律1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体同时对这个物体也施加了力。

2．牛顿第三定律(1)内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上的不同物体上。

(2)表达式：F＝－F′。

(3)物理意义：①体现力的作用的相互性。

②建立了作用力与反作用力的相互依存关系。

专题提升(三) 牛顿运动定律的综合应用超重与失重现象(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关.(2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.2.对超重、失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变.(2)物体是否处于超重或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,而在于物体的加速度方向,只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态.(3)当物体处于完全失重状态时,重力只有使物体产生a=g的加速度效果,不再有其他效果. 角度1 超重失重的判断[例1] 在教室里某同学站在体重计上研究超重与失重.她由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程.关于她的实验现象,下列说法中正确的是( D)A.只有“起立”过程,才能出现失重现象B.只有“下蹲”过程,才能出现超重现象C.“下蹲”的过程,先出现超重现象后出现失重现象D.“起立”“下蹲”的过程,都能出现超重和失重现象审题指导:人下蹲过程中的运动特点:先向下做加速运动,后向下做减速运动;而起立的过程则是先向上加速后向上减速.解析:下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态后处于超重状态;人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,人先处于超重状态后处于失重状态,故A,B,C错误,D正确.超重和失重现象判断的“两”角度————————()⎧⎨⎩⎧⎨⎩物体加速从加速度的度的方向角度判断从受力的物体受向上的拉力或支持力角向上超重向下失重大于重力超重小于重力失重度判断角度2 超重失重的计算[例2] 某人在地面上最多可举起50 kg 的物体,当他在竖直向上运动的电梯中最多举起了60 kg 的物体时,电梯加速度的大小和方向为(g=10 m/s 2)( D ) A.2 m/s 2竖直向上 B.53 m/s 2竖直向上 C.2 m/s 2 竖直向下 D.53m/s 2竖直向下 审题指导:解此题关键有两点:(1)人的“举力”无论在何种状态下总是不变; (2)人的“举力”与物体重力的合力提供加速度.解析:由题意可知,在地面上,人的最大举力为F max =mg=500 N,在电梯中人能举起60 kg 物体,物体一定处于失重状态,对60 kg 的物体:m′g -F max =m′a,即a=60050060- m/s 2=53m/s 2,所以选项D 正确.1.在一个封闭装置中,用弹簧测力计测一物体的重力,根据读数与物体实际重力之间的关系,判断以下说法中正确的是( C ) A.读数偏大,表明装置加速上升 B.读数偏小,表明装置加速下降C.读数为0,表明装置运动的加速度等于重力加速度,但无法判断是向上运动还是向下运动D.读数准确,表明装置匀速上升或下降解析:读数偏大,表明装置处于超重状态,其加速度方向向上,可能的运动情况是加速上升或减速下降,故A 项错误,同理知B 项也错误.弹簧测力计读数为0,即完全失重,这表明整个装置运动的加速度等于重力加速度g.但是,a=g,速度方向有可能向上,也有可能向下,故C 项正确.读数准确,装置可能静止,也可能正在向任意一个方向做匀速直线运动,故D 项错误. 2.将金属块用压缩的轻弹簧卡在一个箱子中,上顶板和下底板装有压力传感器.当箱子随电梯以a=4.0 m/s 2的加速度竖直向上做匀减速运动,上顶板的传感器显示的压力为4.0 N,下底板显示的压力为10.0 N.取g=10 m/s 2,若上顶板示数是下底板示数的一半,则电梯的运动状态可能是( B )A.匀加速上升,加速度为5 m/s 2B.匀加速下降,加速度为5 m/s 2解析:当箱子随电梯以a=4.0 m/s 2的加速度竖直向上做匀减速运动时,设上顶板对金属块向下的压力为N 上,下底板通过弹簧对金属块向上的支持力为N 下,对金属块由牛顿第二定律知N 上+mg-N 下=ma,代入数据解得m=N N g a--下上= kg=1 kg,所以金属块的重力为G=mg=10 N若上顶板传感器的示数是下底板传感器的示数的一半,由于弹簧形变未变化,故弹力不变,则下面传感器示数不变,仍为10 N,则上顶板传感器的示数是5 N, 取向下为正方向,由牛顿第二定律知N 上′+mg -N 下′=ma′解得a′=5 m/s 2,方向向下,故升降机以5 m/s 2的加速度匀加速下降,或以5 m/s 2的加速度匀减速上升,故A,C,D 错误,B 正确.动力学中的连接体问题(1)物体叠放连接体(2)弹簧连接体(3)轻绳(杆)连接体(1)轻绳——在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等.(2)轻杆——平动时,连接体具有相同的平动速度;转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比.(3)轻弹簧——在发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等.3.处理连接体问题的方法:整体法、隔离法或“先整体求加速度,后隔离求连接体之间作用力”.角度1 物体叠放连接体[例3]如图所示,质量为m2的物块B放在光滑的水平桌面上,其上放置质量为m1( C)A.MgB.M(g+a)C.(m1+m21a+μm1g解析:以C为研究对象,有Mg-T=Ma,解得T=Mg-Ma,故A,B错误;以A,B整体为研究对象,根据牛顿第二定律可知T=(m1+m2)a,故C正确;A,B间为静摩擦力,大小为m2a,故D错误.角度2 弹簧连接体[例4] (多选)如图所示,2 019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连,在水平拉力F的作用下,一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动,设1和2之间弹簧的弹力为F1—2,2和3间弹簧的弹力为F2—3,2 018和2 019间弹簧的弹力为F2 018—2 019,则下列结论正确的是( AD)1—2∶F2—3∶…F2 018—2 019=1∶2∶3∶…∶2 018B.从左到右每根弹簧长度之比为1∶2∶3∶…∶2 018C.如果突然撤去拉力F,撤去F瞬间,第2 019个小球的加速度为,其余每个球的加速度依然为aD.如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落,那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0,第2个小球的加速度为2a,其余小球加速度依然为a审题指导:对于连接体,要分析求解小球之间的作用力,需要隔离与该力相关的小球列方程解答.解析:隔离小球1,由牛顿运动定律,F1-2=ma,把小球1和2看作整体隔离,由牛顿运动定律,F2-3=2ma,把小球1,2和3看作整体隔离,由牛顿运动定律,F3-4=3ma,把小球1,2,3和4看作整体隔离,由牛顿运动定律,F4-5=4ma,……把小球1到2 018看作整体隔离,由牛顿运动定律,F2 018-2 019=2 018ma,联立解得:F1-2∶F2-3∶F3-4∶F4-5∶F5-6…F2 018-2 019=1∶2∶3∶4∶5∶…∶2018,选项A正确;由于弹簧长度等于弹簧原长加弹簧伸长量,弹簧伸长量与弹簧弹力成正比,所以选项B 错误;如果突然撤去拉力F,撤去F的瞬间,小球之间弹簧弹力不变,2 018和2 019之间的弹簧弹力F2 018-2 019=2 018ma,对整体用牛顿第二定律可得F=2 019ma,联立得第2 019个小球的加速度a′=20182019Fm,选项C错误;如果1和2两个球之间的弹簧从第1个球处脱落,那么脱落瞬间,第1个小球受力为零,加速度为零,第2个小球受到2和3之间弹簧弹力,F2-3=ma2,解得第2个小球的加速度a2=2a,其余小球受力情况不变,加速度依然为a,选项D正确.角度3 轻绳(杆)连接体[例5] 如图(甲)所示,质量为m0的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬吊一质量为m的小球,m0>m,用一力F水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a向右运动时,细线与竖直方向成α角,细线的拉力为T.若用一力F′水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a′向左运动时,细线与竖直方向也成α角,如图(乙)所示,细线的拉力为T′.则( B)A.F′=F,T′=TB.F′>F,T′=TC.F′<F,T′>TD.F′<F,T′<T解析:对小球进行受力分析,由于小球竖直方向上所受合力为零,可知Tcos α=mg,T′cos α=mg,所以T=T′.对于题图(乙)中的小球,水平方向有T′sin α=ma′,对于题图(甲)中的小车,水平方向有Tsin α=m0a,因为m0>m,所以a′>a.对小球与车组成的整体,由牛顿第二定律得F=(m0+m)a,F′=(m0+m)a′,所以F′>F,选项B正确.连接体问题的处理思路整体法与隔离法往往交叉使用,一般思路是:(1)求内力时,先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力.(2)求外力时,先用隔离法求加速度,再用整体法求整体受到的外力.1.如图所示,光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块A,B,质量均为m,A,B之间用轻质细绳水平连接.现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在A上,A,B开始一起做匀加速运动,在运动过程中把和木块A,B完全相同的木块C放在某一木块上面,系统仍加速运动,且A,B间始终没有相对滑动,则在放上C并达到稳定后,下列说法正确的是( C)A.若C放在A上面,绳上拉力不变B.若C放在B上面,绳上拉力为C.C放在B上,B,C间摩擦力为解析:设原来的加速度为a0,根据牛顿第二定律可得F=2ma0,无论C放到哪块上,待稳定后根据牛顿第二定律都有F=3ma,a都将小于a0,故D错误;若放在A木块上面,以B为研究对象,设绳子拉力为T,则T=ma,绳子拉力减小,A错误;若C放在B上面,以B,C为研究对象,根据牛顿第二F,故B错定律可得T=2ma=F,以C为研究对象,根据牛顿第二定律可得B,C间摩擦力为f=ma=3误,C正确.2.如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,M又通过轻细线悬吊着一个小球m,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M,m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ.小车的加速度逐渐增加,M始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时( A)解析:对小球和物块组成的整体,分析受力如图(甲)所示,根据牛顿第二定律得,水平方向:f=(M+m)a,竖直方向:N=(M+m)g,则当加速度增加到2a时,横杆对M的摩擦力f增加到原来的2倍,横杆对M的弹力等于两个物体的总重力,保持不变,故A正确,B错误;以小球为研究对象,分析受力情况如图(乙)所示,由牛顿第二定律得mgtan θ=ma,解得tan θ=,当a增加到两倍时,tan θ 变为两倍,但θ不是原来的两倍.细线的拉力T=22()(ma)mg ,可见a变为两倍,T 不是原来的两倍,故C,D错误.动力学中的图象问题v-t图象根据图象的斜率判断加速度的大小和方向,进而根据牛顿第二定律求解合外力F-a图象对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图象,明确图象的斜率、截距或面积的意义,从而求出未知量a-t图象要注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程F-t图象要结合物体受到的力,根据牛顿第二定律求出加速度,分析每一时间段的运动性质(1)解题的关键在于弄清图象斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义.(2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式,进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系,以便对有关物理问题作出准确判断.角度1 图象的选取[例6]( C)解析:根据物体的受力情况,可以判断出物体先是在斜面上做匀加速直线运动,到达水平面上之后,做匀减速运动,所以物体运动的速度—时间的图象应该是倾斜的直线,不能是曲线,且在每一个运动的过程中物体的加速度的大小是不变的,所以物体的加速度—时间的图象应该是两段水平的直线,不能是倾斜的直线,所以A,B错误;在整个运动的过程中,物体受到的都是滑动摩擦力,所以摩擦力的大小是不变的,并且由于在斜面上时的压力比在水平面上时的压力小,所以滑动摩擦力也比在水平面上的小,C正确;物体做的是匀加速直线运动,物体的位移为s=at2,所以物体的路程和时间的关系应该是抛物线,不是正比例的倾斜的直线,所以D错误.角度2 图象的转换[例7] 在图(甲)所示的水平面上,用水平力F 拉物块,若F 按图(乙)所示的规律变化.设F 的方向为正方向,则物块的速度—时间图象可能正确的是( A )解析:若水平面光滑,则加速度a=Fm,即a∝F,满足a 1∶a 2∶a 3=F 1∶F 2∶F 3=1∶3∶2,可见A,B,C,D 四个选项均不符合.若水平面不光滑,对A 图进行分析:0~1 s 内,a 1=1F f m +=1N fm+=2 m/s 2,1~2 s 内,a 2=2F f m -=3N f m -=2 m/s 2,2~3 s 内,a 3=3F f m -=2N f m-=1 m/s 2,联立以上各式得f=1 N,m=1 kg,且a 1∶a 2∶a 3=2∶2∶1,符合实际,A 项正确;同理,可分析B,C,D 项均不可能. 角度3 图象信息的应用[例8] 如图(甲)所示,一物块放在粗糙的水平面上,从t=0时刻开始,以一定的初速度向左运动,同时在物块上加一斜向右上的恒力F 的作用,F 与水平方向的夹角θ=37°,物块的质量为2 kg,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.5,物块向左运动的v-t 图象如图(乙)所示(已知cos 37°=0.8,sin 37°=0.6,g 取10 m/s 2),求:(1)拉力F的大小;(2)物块再回到t=0时刻的位置时的速度v1大小;(3)若在t=0.5 s时拉力的方向不变,大小改变,要使物块再回到t=0时刻的位置时速度大小和t=0时刻的速度大小相等,则拉力F′应变为多少?(结果保留两位小数)审题指导:第一步:读题抓关键点获取信息第二步:读图析图获取信息解析:(1)物块向左运动时,由图象知,初速度v0=6 m/s,加速度大小a1= m/s2=12 m/s2.由牛顿第二定律得Fcos θ+μ(mg-Fsin θ)=ma1解得F=28 N.(2)物块在拉力作用下从速度为零开始向右运动时,由图象可知,回到t=0时刻的位置的位移×6×0.5 m=1.5 m.s=12由牛顿第二定律得Fcos θ-μ(mg-Fsin θ)=ma2求得a2=10.4 m/s2.由运动学公式得2v=2a2s.1得物块回到t=0时刻位置的速度m/s.v1=21955(3)要使物块回到t=0时刻位置的速度大小和t=0时刻的速度大小相等,向右运动时的加速度大小a3=a1=12 m/s2.由牛顿第二定律F′cos θ-μ(mg-F′sin θ)=ma3求得F′=30.91 N.答案:(1)28 N (2)2195m/s (3)30.91 N5图象信息应用问题的常见误区(1)没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位.(2)不注意坐标原点是否从零开始.(3)不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义.(4)忽视对物体实际过程中的受力情况和运动情况的分析.1.某质点做直线运动,运动速率的倒数与位移s的关系如图所示(OA与AA′距离相等),关于质点的运动,下列说法正确的是( C)B.-s 图线斜率等于质点运动的加速度C.质点从C 运动到C′所用的运动时间是从O 运动到C 所用时间的3倍D.质点从C 运动到C′的运动位移是从O 运动到C 的运动位移的3倍解析:由题中1v -s 图象可知,1v与s 成正比,即vs=常数,质点做减速直线运动,A 错误;质点的运动不是匀减速运动,图线斜率不等于质点运动的加速度,B 错误;由于三角形OBC 的面积S 1=OC·2BC =112sv ,体现了从O 到C 所用的时间,同理,从O 到C′所用的时间可由S 2=OC′·''2B C =222s v 体现,所以四边形BB′C′C 面积可体现质点从C 到C′所用的时间,由于四边形AA′B′B 面积与四边形BB′C′C 面积相等,所以四边形AA′B′B 面积也可表示质点运动的时间,所以质点从C 运动到C′所用的运动时间是从O 运动到C 所用时间的3倍,C 正确;由题中已知条件可知质点从C 运动到C′的运动位移和从O 运动到C 的运动位移相等,D 错误. 2.(2019·某某某某期中)某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落.他打开降落伞后的速度图线如图(甲).降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图(乙).已知人的质量为50 kg,降落伞质量也为50 kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f 与速率v 成正比,即f=kv(g 取10 m/s 2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6).求:(1)打开降落伞前人下落的距离为多大.(2)求阻力系数k 和打开伞瞬间的加速度a 的大小和方向. (3)悬绳能够承受的拉力至少为多少. 解析:(1)由v-t 图知人打开降落伞时速度为 v 1=20 m/s,由自由落体运动解得下落的距离为h=212v g=20 m.(2)当人和降落伞的速度v2=5 m/s时做匀速运动,则kv2=2mg,解得k=200 N·s/m.设打开降落伞瞬间的加速度为a,由牛顿第二定律对整体:kv1-2mg=2ma,代入数据解得a=30 m/s2,方向竖直向上.(3)设每根绳最大拉力为T,加速度最大时绳子的拉力最大,以运动员为研究对象有8Tcos 37°-mg=ma,代入数据解得T=312.5 N.答案:(1)20 m(2)200 N·s/m30 m/s2方向竖直向上(3)312.5 N动力学中的临界与极值问题1.“四种”典型临界条件(1)接触与脱离的临界条件:弹力N=0.(2)相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大值.(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子断与不断的临界条件是绳中X力等于它所能承受的最大X 力,绳子松弛与拉紧的临界条件是T=0.(4)加速度变化时,速度达到最值的临界条件:加速度变为0.2.“三种”典型的常用方法极限法把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的假设法临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题数学法将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件或极值角度1 临界问题[例9](多选)如图所示,A,B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上.A,B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为12μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则( BCD )A.当F<2μmg时,A,B都相对地面静止B.当F=52μmg时,A的加速度为13μgC.当F>3μmg时,A相对B滑动D.无论F为何值,B的加速度不会超过12μg解析:A,B间的最大静摩擦力为2μmg,B和地面之间的最大静摩擦力为32μmg,对A,B整体,只要F>32μmg,整体就会相对地面运动,选项A错误;当A对B的摩擦力为最大静摩擦力时,A,B将要发生相对滑动,故A,B一起运动的加速度的最大值满足2μmg-32μmg=ma max,B运动的最大加速度a max=12μg,选项D正确;对A,B整体,有F-32μmg=3ma max,得F=3μmg,则F>3μmg时两者会发生相对滑动,选项C正确;当F52=μmg时,两者相对静止,一起滑动,加速度满足F-32μmg=3ma,解得a=13μg,选项B正确.叠加体系统临界问题的求解思路角度2 极值问题0=10 m10 m/s2.(1)求小物块与木板间的动摩擦因数;(2)当θ满足什么条件时,小物块沿木板滑行的最大距离最小,并求出此最小值. 审题指导:根据动力学知识写出数学表达式,进而讨论出极值. 解析:(1)当θ=30°时,小物块恰好能沿着木板匀速下滑,则 mgsin θ=f,f=μmgcos θ解得μ=.(2)当θ变化时,设沿斜面向上为正方向,小物块的加速度为a,由牛顿第二定律得 -mgsin θ-μmgcos θ=ma, 由0-=2as 得s=202(sin cos )v g θμθ+,令cos α=211μ+,sin α=21μμ+,即tan α=μ,即α=30°, 则s=20221sin()v g μθα++,当α+θ=90°时s 最小, 可得θ=60°, 所以s 最小值为s min =2034v g= m.答案:(1)33(2)θ=60° m1.(多选)如图所示,在光滑平面上有一静止小车,小车质量为M=5 kg,小车上静止地放置着质量为m=1 kg m 和小车的加速度a M ,可能正确的有(g=10 m/s 2)( AC )m=1 m/s 2,a M =1 m/s 2m=1 m/s 2,a M =2 m/s 2m=2 m/s 2,a M =4 m/s 2m=3 m/s 2,a M =5 m/s 2解析:隔离木块,分析受力,木块和小车恰不发生相对滑动时,它们有相同的加速度,由牛顿第二定律有μmg=ma m ,解得a m =2 m/s 2.木块和小车不发生相对滑动时,二者加速度相等,A 符合条件,木块和小车发生相对滑动时,a m =2 m/s 2,小车的加速度a M 为大于2 m/s 2的任意值.C 符合条件. 2.如图所示,静止在光滑水平面上的斜面体,质量为M,倾角为α.其斜面上有一静止的滑块,质量为m,两者之间的动摩擦因数为μ,滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现给斜面体施加水平向右的力F 使斜面体加速运动. (1)若要使滑块与斜面体一起加速运动,求力F 的最大值. (2)若要使滑块做自由落体运动,求力F 的最小值.解析:(1)当滑块与斜面体一起向右加速运动时,力F 越大,加速度越大,当F 最大时,斜面体对滑块的静摩擦力达到最大值f max ,隔离滑块并受力如图所示:设滑块与斜面体一起加速运动的最大加速度为a, Ncos α+f max sin α=mg f max cos α-Nsin α=ma 由题意知f max =μN 联立解得a=cos sin cos sin μαααμα-+g对整体受力分析F=(M+m)a 联立解得F=()(cos sin )sin cos m M g μααμαα+-+.(2)要使滑块做自由落体运动,滑块与斜面体之间没有力的作用,滑块的加速度为g,设此时斜面体的加速度为a M ,则对斜面体:F=Ma M当水平向右的力F 最小时,二者没有相互作用但仍接触,则有221g 212M ta t =tan α,即M g a =tan α联立解得F=tan Mgα. 答案:(1) (2)1.(2018·全国Ⅰ卷,15)如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止状态.现用一竖直向上的力F 作用在P 上,使其向上做匀加速直线运动.以x 表示P 离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F 和x 之间关系的图象可能正确的是( A )解析:设弹簧的原长为l,物块P 静止时,弹簧的长度为l 0,对其受力分析如图所示. 根据牛顿第二定律, 得F+k(l-l 0-x)-mg=ma,又k(l-l 0)=mg,故F=kx+ma,A 正确.2.(2017·某某卷,9)(多选)如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P,Q 和R,质量分别为m,2m 和3m( BD )A.若μ≠0,则k=56B.若μ≠0,则k=35C.若μ=0,则k=12 D .若μ=0,则k=35解析:三物块靠在一起,将以相同加速度向右运动, 则加速度a=66F mgmμ-. 所以,R 和Q 之间相互作用力 F 1=3ma+3μmg=F, Q 与P 之间相互作用力 F 2=F-μmg -ma=F-μmg -m·66F mg m μ-=56F; 所以,k=12F F =1256F F =35,由于k 的值与μ是否为零无关,故k=35恒成立,故A,C 错误,B,D 正确.10 m/s 2.由题给数据可以得出( AB )1 kgB.2~4 s 内,力F 的大小为0.4 NC.0~2 s 内,力F 的大小保持不变解析:结合(b)(c)两图象可判断出0~2 s 物块和木板还未发生相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,此过程力F 等于F 摩,故F 在此过程中是变力,C 错误;2~5 s 内木板与物块发生相对滑动,它们之间的摩擦力转变为滑动摩擦力,在4~5 s 内,木板仅在摩擦力的作用下做匀减速运动,有F 摩=ma 2=0.2 N,而a 2=0.40.21- m/s 2=0.2 m/s 2,故m=1 kg,A 正确;在2 s~4 s 内,木板加速度大小a 1=0.402- m/s 2=0.2 m/s 2,根据牛顿第二定律可知F-F 摩=ma 1,即F=F 摩+ma 1=0.4 N,B 正确;对物块进行分析可知,物块一直处于平衡状态,故F 摩=μm 物g=0.2 N.而物块的质量未知,所以无法计算物块与木板之间的动摩擦因数μ,D 错误. 4.(2019·某某某某模拟)两个质量均为m 的相同的物块叠放在一个轻弹簧上面,处于静止状态.弹簧的下端固定于地面上,弹簧的劲度系数为k.t=0时刻,给A 物块一个竖直向上的作用力F,使得两物块以的加速度匀加速上升,下列说法正确的是( C ) A.A,B 分离前合外力大小与时间的平方成线性关系 C.在t=2mk时刻A,B 分离 4mkg 解析:A,B 分离前两物块做匀加速运动,合外力不变,A 错误;开始时弹簧的压缩量为x 1,则2mg=kx 1;当两物块分离时,加速度相同且两物块之间的弹力为零,对物块B,有kx 2-mg=ma,且x 1-x 2=12at 2,解得x 1=2mg k ,x 2=32mgk ,t=2m k ,此时弹簧仍处于压缩状态,B 错误,C 正确;分离时B的速度为v=at=g·2m k =2mkg,D 错误. 5.(2013·某某卷,21)质量为M 、长为L 的杆水平放置,杆两端A,B 系着长为3L 的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m 的小铁环.已知重力加速度为g,不计空气影响.(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图(甲),求绳中拉力的大小.(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A 端的正下方,如图(乙)所示.①求此状态下杆的加速度大小a;②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?解析:(1)如图(甲),设平衡时,绳中拉力为T,有2Tcos θ-mg=0,由图知cos θ=63mg.联立解得T=63(2)①此时,小铁环受力如图(乙)所示,有T′sin θ′=maT′+T′cos θ′-mg=0g.由图知θ′=60°,联立解得a=33②设外力F与水平方向成α角,将杆和小铁环当成一个整体,其受力如图(丙)所示,有Fcos α=(M+m)aFsin α-(M+m)g=0联立解得word- 21 - / 21(或α=60°). 答案:mgg方向与水平方向成60°角斜向右上方。

牛顿第三运动定律1．关于作用力与反作用力，下列说法正确的是( )A．作用力与反作用力肯定发生在两个相互接触的物体之间B．作用力与反作用力等大反向，二者合力为零C．作用力与反作用力同时产生，同时消逝D．作用力与反作用力作用在不同的物体上，产生的作用效果肯定相同解析：选C 两个不接触的物体之间也可以产生作用力与反作用力，如重力等，故A错误；作用力与反作用力作用在两个物体上，不能求合力，故B错误；依据作用力与反作用力的特点可知，作用力与反作用力同时产生，同时消逝，故C正确；作用力与反作用力作用在两个物体上，一般产生不同的效果，故D错误。

2.2024年1月3日，“嫦娥四号”着陆器与“玉兔二号”巡察器成功分别，“玉兔二号”在月球表面留下第一道痕迹，这是值得世界航天史上浓墨重彩的大事。

若“玉兔二号”在月面上匀速运动，下列说法正确的是( )A．月面对“玉兔二号”的支持力与“玉兔二号”的重力大小相等，这两个力是一对平衡力B．“玉兔二号”所受的重力与月面对它的支持力是一对作用力与反作用力C．“玉兔二号”对月面的压力就是“玉兔二号”的重力，这两个力是同性质的力D．“玉兔二号”对月面的压力和月面对“玉兔二号”的支持力是一对平衡力解析：选A “玉兔二号”受重力和月面支持力处于平衡状态，这两个力是一对平衡力，选项A正确，B错误；“玉兔二号”对月面的压力是弹力，与“玉兔二号”的重力性质不同，选项C错误；“玉兔二号”对月面的压力和月面对“玉兔二号”的支持力是一对相互作用力，选项D错误。

3.如图，重为G的压路机在水平路面上缓慢行驶，路面对压路机的支持力为N，压路机对路面的压力为F，关于G、N、F，下列说法正确的是( )A．F大于NB．F与G大小相等C．F和N是一对平衡力D．N和G是一对作用力与反作用力解析：选B 压路机在水平路面上缓慢行驶，路面对压路机的支持力N和压路机对路面的压力F是压路机与路面间的相互作用力，依据牛顿第三运动定律知，总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，故A、C、D错误；压路机对路面的压力F的大小等于重力G 的大小，选项B正确。

2025届高考物理一轮复习鲁科版专题练： 牛顿运动定律一、单选题1．如图所示，质量为12kg m =的物体A 经跨过定滑轮的轻绳与质量为5kg M =的箱子B 相连，箱子底板上放一质量为21kg m =的物体C .不计一切阻力，取210m /s g =.在箱子B 下落的过程中，下列说法正确的是( )A.轻绳对物体A 的拉力大小为20 NB.物体C 处于失重状态，对箱子B 的压力大小为5 NC.箱子B 处于失重状态，加速度大小为210m /sD.物体A 处于失重状态，加速度大小为25m /s2．如图所示，质量分别为23m m 、的A 、B 两个小物块叠放在一起，从水平地面上以相同的初速度0v 竖直上抛，它们受到的空气阻力大小均恒为0F ，下列说法正确的是( )A.在上升过程中A 的加速度小于B 的加速度B.A 上升的最大高度小于B 上升的最大高度C.在下降过程中A 与B 间的弹力大小为00.4FD.B 下降过程所用的时间小于A 下降过程所用的时间3．现在很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况，用手掌托着智能手机，打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，得到如图所示的加速度随时间变化的图像，图中12340.38s,0.55s,0.66s, 1.26s t t t t ====，取重力加速度210m /s g =，由此可判断出( )A.t时刻手机的速度最大1B.t时刻手机离开手掌2C.t时刻手机处于超重状态3D.手机离开手掌后上升的最大高度为0.45 m4．有一种游戏，游戏者手持乒乓球拍托球移动，距离大者获胜.若某游戏者在游戏中沿水平面做匀加速直线运动，球拍与乒乓球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为θ，如图所示.设球拍和乒乓球的质量分别为M、m，不计球拍和乒乓球之间的摩擦，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )gθA.游戏者的加速度大小为sinmgθB.乒乓球受到的合力大小球拍为sinmgθC.球拍对乒乓球的作用力大小为cos5．两个质量相同的小球A、B用不同的连接方式悬挂，系统处于静止状态，图甲中，A与天花板用轻弹簧连接，A、B用细绳连接；图乙中，A与天花板用细绳连接，A、B 用轻弹簧连接，重力加速度大小为g，取竖直向下为正方向，则剪断甲、乙图中细绳瞬间，甲、乙图中A的加速度分别为( )A.g ，g B.g ，-g C.-g ，2g D.-2g ，g6．如图所示，一轻弹簧水平放置在光滑的水平面上，其右端固定，B 点为弹簧自由伸长时左端的位置，一物块静止在A 处.现用水平向右的恒力F 一直推该物块，弹簧被压缩到最短时左端位置为C ，则下列关于物块的说法正确的是( )A.到达B 点时速度最大B.从B 到C 一直减速C.从A 到C 加速度先不变后一直减小D.能返回B 点，且两次在B 点的速度大小相等7．关于牛顿第二定律的表达式F ma =，下列说法正确的是( )A.物理公式只能确定物理量之间的数量关系和方向关系B.如果让10 kg 的物体产生大小为21m /s 的加速度，所需要的力的大小就是1 NC.如果单位选取合适，牛顿第二定律的表达式可以是D.由m =8．如图所示，细绳1挂着匣子C ，匣内又用绳2挂着A 球，在A 的下方又用轻弹簧挂着B 球.已知A 、B 、C 的质量均为m ，原来都处于静止状态，重力加速度为g .在细绳1被烧断后的瞬间( )1000F ma =A.A、B、C的加速度大小都为gB.C的加速度大小为3gC.A的加速度大小为2gD.细绳2上的拉力大小为0.5mg9．关于牛顿第二定律，下列说法正确的是( )A.牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用B.物体的质量与它所受到的合外力成正比，跟它的加速度成反比C.物体所受合外力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度D.物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大10．打鸡蛋是日常生活中常见的现象.高级厨师打鸡蛋时通常用一只手握住一个鸡蛋，然后去打击另一个鸡蛋，在打击力不是太大的情况下刚好使鸡蛋被打碎.若两鸡蛋的抗破强度是相同的，那么出现的现象应该是( )A.主动打击的鸡蛋破了B.被打击的鸡蛋破了C.两个鸡蛋同时破了D.鸡蛋被打破是随机的11．下列对牛顿第一定律的理解错误的是( )A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动D.飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态12．如图所示，把A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉测力计A，这时测力计B受到A的拉力为F，测力计A受到B的拉力为F'，则( )A.F和F'是一对平衡力B.F的方向向左，F'的方向向右C.F和F'作用在一条直线上，且大小相等D.手对A的作用力与F'是一对作用力和反作用力二、多选题13．如图所示，倾角为30°的斜面放置在水平地面上，质量为m的物体放置在斜面上，沿斜面向下轻推物体后撤去推力，物体恰好沿斜面匀速下滑。

2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题14 牛顿三大定律导练目标导练内容目标1牛顿第一定律和惯性目标2牛顿第三定律目标3牛顿第二定律及瞬时加速度问题【知识导学与典例导练】一、牛顿第一定律和惯性1.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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

(1)揭示了物体的惯性：不受力的作用时，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。

(2)揭示了力的作用对运动的影响：力是改变物体运动状态的原因。

2．对惯性的理解(1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。

(2)反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为抗拒运动状态改变。

惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。

(3)惯性的量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，与物体的速度和受力情况无关。

3．牛顿第一、第二定律的关系(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础，经过科学抽象、归纳推理总结出来的，牛顿第二定律是实验定律。

(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响；牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。

【例1】如图所示，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，则下列说法错误．．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【答案】A【详解】A ．小球在水平方向上没有施力物体，所以不受力。

A 错误，符合题意；B ．小球水平方向不受力，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。

B 正确，不符合题意；C ．小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，是小球相对于火车向后运动，说明火车正在向前做加速运动。

（福建专用）高考物理一轮复习第三章第3讲牛顿运动定律的综合应用课时提能演练（九）（含解析）鲁科版必修1(45分钟100分)一、选择题(本大题共7小题,每小题8分,共56分。

每小题只有一个选项正确)1.(2014·海淀区模拟)如图所示,将物体A放在容器B中,以某一速度把容器B竖直上抛,不计空气阻力,运动过程中容器B的底面始终保持水平,下列说法正确的是( )A.在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零B.上升过程中A对B的压力大于物体A受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于物体A受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力都等于物体A受到的重力【解析】选A。

把容器B竖直上抛,物体A和容器B都处于完全失重状态,在上升和下降过程中A对B的压力都一定为零,选项A正确。

2.如图甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和M(m∶M=1∶2)的物块A、B用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同。

当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x1。

当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图乙所示),弹簧的伸长量为x2,则x1∶x2等于( )A.1∶1B.1∶2C.2∶1D.2∶3【解析】选A。

水平放置时,F-μ(m+M)g=(M+m)a1,kx1-μmg=ma1,可得x1=;竖直放置时:F-(m+M)g=(M+m)a2,kx2-mg=ma2,解得x2=,故x1∶x2=1∶1,A正确。

【变式备选】如图所示,A、B两物体之间用轻质弹簧连接,弹簧劲度系数为k,原长为L0。

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μ相同,则下列关系式正确的是( )A.L2<L1B.L2>L1C.L2=L1D.由于A、B质量关系未知,故无法确定L1、L2的大小关系【解析】选C。