【高考第一轮复习物理】牛顿运动定律考点精炼
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1. 16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。
在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是( )
A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快,这说明物体受的力越大,速度就越大
B.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快
D.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
2.下列说法中正确的是( )
A.物体所受的力越大,它的惯性越大
B.物体匀速运动时,存在惯性;物体变速运动时,不存在惯性
C.静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为物体静止时惯性大
D.物体的惯性大小只与物体的质量有关,与其他因素无关
3. 如图所示,自由落下的小球,从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过程中,小球的速度及所受的合外力的变化情况是( )
A.合力变小,速度变小
B.合力变小,速度变大
C.合力先变小后变大,速度先变大后变小
D.合力先变大后变小,速度先变小后变大
4. 如图(a)(b)所示,图中细线均不可伸长,物体均处于平衡状态。
如果突然把两水平细线剪断,求剪断瞬间小球A、B的加速度怎样?( 角已知)
5. 如图所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是( )
A.向右做加速运动
B.向右做减速运动
C.向左做加速运动
D.向左做减速运动
6.(2012全国大纲卷)图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。
在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸袋,在纸袋上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,没5个间隔标注一个计数点。
测量相邻计数点的间距s1,s2,…。
求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标,在坐标纸上做出关系图线。
若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。
a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。
图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=__________mm,s3=__________。
由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。
设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。
7. 牛顿第二定律与运动图象的综合
[2010年高考安徽理综]质量为2 kg的物体在水平力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示。
g取10 m/s2,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数 ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0~10 s内物体运动位移的大小。
8. 牛顿第三定律的应用
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多少?
1.D【解析】由牛顿运动定律可知,力是物体运动状态发生变化的原因,而不是维持物体运动的原因,故
A、B两项错误。
两物体从同一高度自由下落,物体下落的速度与物体的质量无关。
由力的平衡知识可知,物体处于静止或匀速直线运动时,所受合外力为零,故一个物体维持匀速直线运动,不需要外力,选项D 正确。
2. D
3. D
【解析】速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系,当两者同向时小球做加速运动,当两者反向时小球做减速运动;而加速度是由合外力决定的,所以对小球进行受力分析成为解答此题的关键,小球接触弹簧上端后受两个力作用:竖直向下的重力和竖直向上的弹力。
在接触后的开始阶段,重力大于弹力,合力竖直向下,因为弹力(F=kx)不断增大,所以合力不断减小,故加速度也不断减小,由于加速度与速度同向,因此速度不断变大。
当弹力增大到与重力大小相等时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大(此位置叫平衡位置,是两个阶段的转折点)。
后一阶段,即小球达到上述平衡位置之后,由于惯性,小球继续向下运动,此时弹力大于重力,合外力竖直向上,且逐渐变大,因而加速度逐渐变大,方向竖直向上,小球做减速运动,当速度逐渐减小到零时,达到最低点,弹簧压缩量最大(注意:小球不会停在最低点,还会竖直向上运动,请同学们分析以后的运动情况)。
综上所述,小球向下压缩弹簧的运动过程中,合力方向是先向下后向上,其大小是先变小后变大,加速度a与F合的变化情况相同,速度v的方向始终竖直向下,先变大后变小。
4.答案:【答案】gsinθgtanθ
5. A D
【解析】对小球水平方向受到向右的弹簧弹力FN,由牛顿第二定律可知,小球必定具有向右的加速度,小球与小车相对静止,故小车可能向右加速运动或向左减速运动。
6. 【解题思路】(1)①平衡好小车所受的阻力,小车做匀速运动,打点计时器打出的点间隔基本相等⑥根据牛顿第二定律可知,,与m为一次函数关系,是线性关系。
(2)(i)为保证小车所受拉力近似不变,应满足小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车的质量。
(ii)由
可知,,由图可读出,
,换算后代入上式中,得(iii)设小车质量为M,由牛顿第二定律可得:,结合图象可知,,
【参考答案】间隔均匀,线性,远小于小车的质量,,24.2mm,47.2mm,1.15,
7. 【答案】(1)0.2 (2)6 N (3)46 m
【解析】(1)由题中图象知,t=6 s时撤去外力F,此后
6~10 s内物体做匀减速直线运动直至静止,其加速度大小为a1=∆v1/∆t1=-2 m/s2又因为a1=-μg联立得μ=0.2 (2)由题中图象知0~6 s内物体做匀加速直线运动其加速度大小为a2=∆v2/∆t2=1 m/s2 由牛顿第二定律得F-μmg=ma2联立得,水平推力F=6 N
(3)设0~10 s内物体的位移为x,则x=x1+x2=(1/2)×(2+8)×6 m+(1/2)×8×4 m=46 m。
8. 【答案】f+Mg
【解析】
环在竖直方向上受力情况如图(甲)所示,受重力mg及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力f,根据牛顿第三定律,环应
给杆一个竖直向下的摩擦力f,故箱子竖直方向上受力图如图(乙)所示,受重力Mg,地面对它的支持力FN,及环给它的摩擦力f,由于箱子处于平衡状态,可得FN=f+Mg。
根据牛顿第三定律,箱子给地面的压力大小等于地面给箱子的弹力。
所以FN′=f+Mg。