2018届高考物理总复习牛顿运动定律、牛顿运动三定律牛顿第三定律课后练习(6)

单元综合测试三(牛顿运动定律)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)图11．如图1所示，木块放在表面光滑的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀速直线运动．当小车遇障碍物而突然停止运动时，车上的木块将()A．立即停下来B．立即向前倒下C．立即向后倒下D．仍继续向左做匀速直线运动解析：木块原来随小车一起向左运动，当小车突然停止时，木块在水平方向上没有受到外力的作用，根据牛顿第一定律，木块将继续向左做匀速直线运动．正确选项为D.答案：D2．一个铅球和一个皮球相互挤压的时候，以下叙述正确的是()A．铅球对皮球的压力大于皮球对铅球的压力B．铅球的形变小于皮球的形变C．皮球对铅球的压力和铅球对皮球的压力一定同时产生D．铅球对皮球的压力与皮球对铅球的压力是一对平衡力解析：作用力和反作用力的关系总是大小相等、方向相反，作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关．要掌握作用力与反作用力和平衡力的区别．答案：BC3．(2009·山东)某物体做直线运动的v－t图象如图2(a)所示，据此判断图2(b)(F表示物体所受合力，t 表示物体运动的时间)四个选项中正确的是()图2解析：由图2(a)可知前两秒物体做初速度为零的匀加速直线运动，所以前两秒受力恒定，2 s ～4 s 沿正方向做匀减速直线运动，所以受力为负，且恒定，4 s ～6 s 沿负方向做匀加速直线运动，所以受力为负，恒定，6 s ～8 s 沿负方向做匀减速直线运动，所以受力为正，恒定，综上分析，B 正确．答案：B4．用恒力作用于质量为m 1的物体，使物体产生的加速度大小为a 1，该力作用于质量为m 2的物体时，物体产生的加速度大小为a 2；若将该恒力作用于(m 1＋m 2)质量的物体时，产生的加速度大小为( )A ．a 1＋a 2B ．a 1－a 2 C.a 1a 2D.a 1a 2a 1＋a 2解析：由牛顿第二定律，有 对m 1，F ＝m 1a 1① 对m 2，F ＝m 2a 2②对m 1＋m 2，F ＝(m 1＋m 2)a ③ 解得a ＝a 1a 2a 1＋a 2，D 对．答案：D5．一箱苹果在倾角为θ的斜面上匀速下滑，已知箱子与斜面间的动摩擦因数为μ，在下滑过程中处于箱子中间的质量为m 的苹果受到其他苹果对它的作用力大小和方向为( )A ．mg sin θ 沿斜面向下B ．mg cos θ 垂直斜面向上C ．mg 竖直向上D.1＋μ2mg 沿斜面向上 解析：苹果处于平衡状态，由平衡条件，有F N ＝mg ，方向竖直向上，C 正确． 答案：C6．如图3所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动，当作用力F 一图3定时，m 2所受绳的拉力( ) A ．与θ有关B ．与斜面动摩擦因数有关C ．与系统运动状态有关D ．F T ＝m 2Fm 1＋m 2，仅与两物体质量有关解析：只要m 1、m 2与斜面间的动摩擦因数相同，对整体和隔离m 2利用牛顿第二定律可求得F T ＝m 2m 1＋m 2F ，答案D.答案：D图47．如图4，一个盛水的容器底部有一小孔．静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则()A．容器自由下落时，小孔向下漏水B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水解析：容器抛出后，容器及其中的水均做加速度为g的匀变速运动，容器中的水处于失重状态，水对容器的压强为零，无论如何抛出，水都不会流出．故D项正确．答案：D8．如图5中a、b是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等．F是沿水平方向作用于a 上的图5外力．已知a、b的接触面，a、b与斜面的接触面都是光滑的．正确的说法是()A．a、b一定沿斜面向上运动B．a对b的作用力沿水平方向C．a、b对斜面的正压力相等D．a受到的合力沿水平方向的分力等于b受到的合力沿水平方向的分力解析：因F>0，但大小未知，故a、b是向上还是向下运动难以确定，故A错．分析a、b的受力情况可知B、C错误．因接触面均光滑，且a、b质量相等，无论F多大(方向向右)，a、b都有共同的加速度，故a、b受到相同的合外力，无论哪个方向．故D正确．答案：D图69．(2010·徐州模拟)物体A 、B 、C 均静止在同一水平面上，它们的质量分别为m A 、m B 、m C ，与水平面的动摩擦因数分别为μA 、μB 、μC ，用平行于水平面的拉力F 分别拉物体A 、B 、C ，所得加速度a 与拉力F 的关系如图6所示，A 、B 两直线平行，则以下关系正确的是( )A ．m A <mB <mC B ．m A <m B ＝m C C ．μA ＝μB ＝μCD ．μA <μB ＝μC解析：对物体应用牛顿第二定律得：F －μmg ＝ma ，解得：a ＝1m F －μg ，在a —F 图象中，图线的斜率等于质量的倒数，由图可以得出图线A 、B 的斜率相同，大于图线C 的斜率，即：m A ＝m B <m C ；在a 轴上的截距的绝对值等于动摩擦因数与重力加速度的乘积，从图象可以看出，图线B 、C 在a 轴上的截距相等，图线A 在a 轴上截距的绝对值最小，即：μA <μB ＝μC ，正确选项为D.答案：D10．(2009·全国卷Ⅱ)以初速度v 0竖直向上抛出一质量为m 的小物块．假定物块所受的空气阻力f 大小不变．已知重力加速度为g ，则物块上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为( )A.v 022g ⎝⎛⎭⎫1＋f mg 和v 0mg －fmg ＋f B.v 022g ⎝⎛⎭⎫1＋f mg 和v 0mgmg ＋f C.v 022g ⎝⎛⎭⎫1＋2f mg 和v 0mg －fmg ＋f D.v 022g ⎝⎛⎭⎫1＋2f mg 和v 0mgmg ＋f解析：本题考查牛顿第二定律和运动学知识，意在考查考生运用牛顿第二定律和运动学知识综合列式求解的能力；上升的过程由牛顿第二定律得：mg ＋f ＝ma 1，由运动学知识得：v 02＝2a 1h ，联立解得：h ＝v 022g (1＋fmg ).下落的过程中由牛顿第二定律得：mg －f ＝ma 2，由运动学知识得：v 2＝2a 2h ，将a 2和h 代入可得：v ＝v 0mg －fmg ＋f，故A 正确． 答案：A第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11．同打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图7甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．图7现利用图乙所示装置研究滑块的运动情况，图中MN是水平桌面，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2 s和2.0×10－2 s．用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图丙所示．(1)读出滑块的宽度d＝________ cm.(2)滑块通过光电门1的速度v1＝______ m/s，滑块通过光电门2的速度v2＝______ m/s.(保留两位有效数字)(3)若提供一把米尺，测出两个光电门之间的距离1 m，则滑块运动的加速度为________．解析：(1)游标卡尺是20分度的，其精确度为0.05 mm，故读数以mm为单位是：50 mm＋3×0.05 mm＝50.15 mm＝5.015 cm.(2)v1＝dt1＝1.0 m/s；v2＝dt2＝2.5 m/s.(3)由v22－v12＝2a·L得：a＝2.625 m/s2.答案：(1)5.015(2)1.0 2.5(3)2.625 m/s212．某同学用如图8所示的装置测定重力加速度：图8(1)电火花计时器的工作电压为________，频率为________．(2)打出的纸带如图9所示，实验时纸带的________端应和重物相连接．(选填“甲”或“乙”)图9(3)纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为________ m/s 2. (4)当地的重力加速度数值为9.8 m/s 2，请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因 ________________________________________________________________________. 解析：利用s n －s m ＝(n －m )aT 2，其中T ＝0.02 s 代入数据，得a ＝9.4 m/s 2答案：(1)交流220 V 50 Hz (2)乙 (3)9.4 (4)空气阻力、摩擦阻力三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1013．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图11所示，取重力加速度g ＝10 m/s 2.求：(1)小环的质量m ； (2)细杆与地面间的倾角α.图11解析：(1)0～2 s 内F 1－mg sin α＝ma ① 由题图知a ＝0.5 m/s 2 2 s 后F 2＝mg sin α② 由①②得F 1－F 2＝ma ， 所以m ＝0.50.5 kg ＝1 kg.(2)由②式得α＝30°. 答案：(1)1 kg (2)30°14．如图12所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面(设经过B 点前后速度大小不变)，最后停在C 点．每隔0.2 s 通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据．(取重力加速度g ＝10 m/s 2)求：图12(1)斜面的倾角(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ； (3)t ＝0.6 s 时的瞬时速度v .解析：(1)物体在斜面上运动时为匀加速运动a 1＝g sin α 由题知a 1＝Δv Δt ＝1.0－0.00.2－0.0 m/s 2＝5 m/s 2，所以α＝30°.(2)物体在平面上运动时为匀减速运动，a 2＝－μg a 2＝Δv Δt ＝0.7－1.11.4－1.2 m/s 2＝－2 m/s 2所以μ＝0.2.(3)物体在平面上运动时，有1.1－v B1.2－t B＝－2得v B －1.1＝－2(t B －1.2)①物体在斜面上运动时，有v B －0.0t B －0.0＝5得v B ＝5t B ② 由①②解得t B ＝0.5 s即t ＝0.6 s 时物体在平面上，设其速度为v v ＝1.1 m/s －(－2)×(1.2－0.6) m/s ＝2.3 m/s. 答案：(1)30° (2)0.2 (3)2.3 m/s15．质量为10 kg 的物体在F ＝200 N 的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°.力F 作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x .(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10 m/s 2)解析：物体上滑的整个过程分为两部分，设施加外力F 的过程中物体的加速度为a 1，撤去力F 的瞬间物体的速度为v ，撤去力F 后物体上滑的加速度大小为a 2，由牛顿第二定律得a 1＝F cos θ－mg sin θ－μ(F sin θ＋mg cos θ)ma 2＝mg sin θ＋μmg cos θm物体在外力F 作用下上滑t 1＝2 s ，v ＝a 1t 1 撤去外力F 后上滑时间t 2＝1.25 s,0＝v －a 2t 2由以上各式可求得μ＝0.25，a 1＝5 m/s 2，a 2＝8 m/s 2 由x ＝12a 1t 12＋12a 2t 22得x ＝16.25 m.答案：μ＝0.25 x ＝16.25 m16．如图13所示，传送带与地面夹角θ＝37°，从A →B 长度为16 m ，传送带以10 m/s 的速率逆时针转动．在传送带上端A 无初速度地放一个质量为0.5 kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.求物体从A 运动到B 所需时间是多少？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)图13解析：物体的运动分为两个过程：第一个过程是在物体速度等于传送带速度之前，物体做匀加速直线运动；第二个过程是物体速度等于传送带速度以后的运动情况，其中速度刚好相同时的点是一个转折点，此后的运动情况要看mg sin θ与所受的最大静摩擦力的关系．若μ<tan θ，则继续向下加速；若μ≥tan θ，则将随传送带一起匀速运动．分析清楚了受力情况与运动情况，再利用相应规律求解即可．本题中最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小．物体放在传送带上后，开始阶段，由于传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力F f ，物体受力情况如图14甲所示，物体由静止加速，由牛顿第二定律有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1，得a 1＝10×(0.6＋0.5×0.8) m/s 2＝10 m/s 2 物体加速至与传送带速度相等需要的时间 t 1＝v a 1＝1010 s ＝1 s ，t 1时间内位移x ＝12a 1t 12＝5 m图14由于μ<tan θ，物体在重力作用下将继续加速运动，当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力F f .此时物体受力情况如图14乙所示，由牛顿第二定律有mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2，得a 2＝2 m/s 2设后一阶段物体滑至底端所用的时间为t 2，由L －x ＝v t 2＋12a 2t 22解得t 2＝1 s ，t 2＝－11 s(舍去) 所以物体由A →B 的时间 t ＝t 1＋t 2＝2 s. 答案：2 s。

f专题3 牛顿运动定律1．（2012上海卷）．如图，光滑斜面固定于水平面，滑块A、B叠放后一起冲上斜面，且始终保持相对静止，A上表面水平.则在斜面上运动时，B受力的示意图为（）答案：A解析：对于A、B整体，根据牛顿第二定律可知共同沿斜面下滑的加速度为a=gsinθ，隔离滑块B，由于摩擦力只能与接触面相切，所以CD错；由于B有水平向左的加速度分量，所以A对B的摩擦力必须水平向左，即A正确.2．（2012北京高考卷）摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米．电梯的简化模型如图所示．考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的，已知电梯在t=0时由静止开始上升，a─t图像如图所示．电梯总质量m=2.0×103kg．忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2．（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；（2）类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由υ─t图像求位移的方法．请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示a─t图像，求电梯在第1s内的速度改变量Δυ1和第2s末的速率υ2；（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P；再求在0─11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W．解析:（1）由牛顿第二定律，有F-mg= ma由a─t图像可知，F1和F2对应的加速度分别是a1=1.0m/s2，a2=-1.0m/s2F1= m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0)N=2.2×104NF2= m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0)N=1.8×104N（2）类比可得，所求速度变化量等于第1s内a─t图线下的面积Δυ1=0.50m/s同理可得，Δυ2=υ2-υ0=1.5m/sυ0=0，第2s末的速率υ2=1.5m/s（3）由a─t图像可知，11s~30s内速率最大，其值等于0~11s内a─t图线下的面积，有υm=10m/s此时电梯做匀速运动，拉力F等于重力mg，所求功率P=Fυm=mg⋅υm=2.0×103×10×10W=2.0×105W由动能定理，总功W=E k2-E k1=12mυm2-0=12×2.0×103×102J=1.0×105J3．（2012山东卷）．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v t-图像如图所示.以下判断正确的是A．前3s内货物处于超重状态B．最后2s内货物只受重力作用C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒答案：AC解析：由v—t图像可知前3 s内，a=△v/△t=2 m/s2超重状态，选项A正确；最后2 s内加速度a′=△v/△t=-3 m/s2故吊绳拉力不为零，选项B错误；根据v’=v/2=3 m/s可知选项C正确；第3 s末至第5 s 末的过程中，货物匀速上升，货物机械能增加，选项D错误.4．（2012四川卷）．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体接触（未连接），弹簧水平且无形变.用水平力，缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体静止.撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x0.物体与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.则A．撤去F后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动B ．撤去F 后，物体刚运动时的加速度大小为g mkx μ-C ．物体做匀减速运动的时间为2gx μ0D ．物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为)(0kmgx mg μμ-答案：BD解析：根据牛顿第二定律可得kx-μmg=ma ，即a=（kx-μmg ）/m ，当kx>μmg 时，随着形变量x 的减小，加速度a 将减小；当kx<μmg 时，随着形变量x 的减小，加速度a 将增大，则撤去F 后，物体刚运动时的加速度为a=(kx0)/m-μg ，物体先做加速度逐渐减小的加速直线运动，当kx=μmg （a=0）时，物体的速度最大，然后做加速度增大的减速直线运动，最后当物体与弹簧脱离后做加速度为a=μgA 选项错误，B物体脱离弹簧后做加速度为a=μg 的匀减速直线运动，根据匀变速直线运动的规律可得3x 0=1/2*μgt2，解得t=gx μ06，故C 选项错误；根据功的计算式可得，物体开始向左端运动到速度最大的过程中滑动摩擦力做功为W=-μmgx ′，又x ′=x0-μmg/k ，解得W=-μmg(x 0-μmg/k)μmg(x0-μmg/k)D.7．(2012全国新课标).伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础.早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B.没有力作用，物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 答案：AD解析：惯性是物体本身的一种属性，是抵抗运动状态变化的性质.A 正确C 错误.没有力作用物体可能静止也可能匀速直线运动，B 错D 正确.5．（2012安徽卷）.如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a 沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一竖直向下的恒力F ，则 ( )A. 物块可能匀速下滑B. 物块仍以加速度a 匀加速下滑C. 物块将以大于a 的加速度匀加速下滑D. 物块将以小于a 的加速度匀加速下滑 答案：C解析：未加恒力F 时，由牛顿第二定律知θμθcos sin mg a mg -=，而加上F 后，)c os sin )((θθmg mg mFg a ++='，即a a >'，C 正确.6．(2012全国新课标)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具（如图）.设拖把头的质量为m ，拖杆质量可以忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ，重力加速度为g ，某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.（1） 若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小.（2） 设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ.已知存在一临界角θ0，若θ≤θ0，则不管沿拖杆方向的推力多大，都不可能使拖把从静止开始运动.求这一临界角的正切tan θ0.答案：（1）mg F θμθμcos sin -=了 （2）λθ=0tan解析：（1）设该同学沿拖杆方向用大小为F 的力推拖把，将推拖把的力沿竖直和水平分解，按平衡条件有N mg F =+θcos ① f F =θsin ②式中N 与f 分别为地板对拖把的正压力和摩擦力.按摩擦定律有N f μ= ③联立①②③式得mg F θμθμcos sin -=④（2）若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动，应用θs i n f ≤N λ⑤ 这时，①式仍满足，联立①⑤式得θλθcos sin -≤Fmgλ⑥ 现考察使上式成立的θ角的取值范围，注意到上式右边总是大于零，且当F 无限大时极限为零，有θλθcos sin -≤0 ⑦使上式成立的角满足θ≤θ0，这里是题中所定义的临界角，即当θ≤θ0时，不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把.临界角的正切值为λθ=0tan ⑧7．（2012上海卷）如图，将质量m ＝0.1kg 的圆环套在固定的水平直杆上.环的直径略大于杆的截面直径.环与杆间动摩擦因数μ＝0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角θ＝53︒的拉力F ，使圆环以a ＝4.4m/s 2的加速度沿杆运动，求F 的大小.（取sin53︒＝0.8，cos53︒＝0.6，g ＝10m/s 2）.解析：令F sin53︒＝mg ，F ＝1.25N ，当F ＜1.25N 时，杆对环的弹力向上，由牛顿定律F cos θ－μF N ＝ma ，F N ＋F sin θ＝mg ，解得F ＝1N ，当F ＞1.25N 时，杆对环的弹力向下，由牛顿定律F cos θ－μF N ＝ma ，F sin θ＝mg ＋F N ，解得F ＝9N ，8．（2012安徽卷）Ⅰ.（10分）图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m ，小车和砝码的总质量为M .实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.(1)试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是A. 将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.B. 将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.C. 将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动.(2)实验中要进行质量m 和M 的选取，以下最合理的一组是A. M =200g , m =10g 、15g 、20g 、25g 、30g 、40gB. M =200g , m =20g 、40g 、60g 、80g 、100g 、120g小车、砝码、打点计C. M =400g , m =10g 、15g 、20g 、25g 、30g 、40gD. M =400g , m =20g 40g 、60g 、80g 、100g 、120g（3）图2 是试验中得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为AB s =4.22 cm 、BC s =4.65 cm 、CD s =5.08 cm 、DE s =5.49 cm 、EF s =5.91 cm 、FG s =6.34 cm .已知打点计时器的工作效率为50 Hz,则小车的加速度a = m/s 2（结果保留2位有效数字）.Ⅰ答案：（1）B ；(2)C ；（3）0.42解析：要使砂和砂桶的重力mg 近似等于小车所受合外力，首先要平衡摩擦力，然后还要满足m ＜＜M.而平衡摩擦，不需挂砂桶，但要带纸带，故（1）选B ，（2）选C.（3）用逐差法2CD BC AB FG EF DE T9s -s -s -s s s a ++=，求得2/m 42.0a s =. 9．（2012安徽卷）质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的t v -图象如图所示.球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4.该球受到的空气阻力大小恒为f ，取g =10 m/s 2, 求：（1）弹性球受到的空气阻力f 的大小； （2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h .解析：(1)由v —t 图像可知:小球下落作匀加速运动，2/8tva s m =∆∆= 由牛顿第二定律得：ma f mg =-解得Na g m f 2.0)(=+=图2(2)由图知：球落地时速度s m /4v =，则反弹时速度s m v v /343==' 设反弹的加速度大小为a ＇，由动能定理得2210f)h (mg -v m '-=+解得m h 375.0=10（2012江苏卷）．将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与时间t 关系图象，可能正确的是答案：C解析：加速度mkvg a +=，随着v 的减小，a 减小，但最后不等于0.加速度越小，速度减小得越慢，所以选C.11．（2012江苏卷）．如图所示，一夹子夹住木块，在力F 作用下向上提升，夹子和木块的质量分别为m 、M ，夹子与木块两侧间的最大静摩擦有均为f ，若木块不滑动，力F 的最大值是 A ．2()f m M M + B ．2()f m M m +C ．2()()f m M m M g M +-+ D ．2()()f m M m M g M+++ 答案：A解析：整体法m m ma g m M F =+-)(，隔离法，对木块，m Ma Mg f =-2，解得MM m f F m )(2+=.12.（2012重庆卷）某校举行托乒乓球跑步比赛， 赛道为水平直道，比赛距离为S ，比赛时， 某同学将球置于球拍中心，以大小a 的加 速度从静止开始做匀加速运动，当速度达 到v 0时，再以v 0做匀速直线运动跑至终点. 整个过程中球一直保持在球中心不动.比赛中，该同学在匀速直线运动阶级保持球拍的倾角为θ0 ，如题图所示.设球在运动过程中受到的空气阻力与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m ，重力加速度为g⑴空气阻力大小与球速大小的比例系数k⑵求在加速跑阶段球拍倾角θ随球速v 变化的关系式⑶整个匀速跑阶段，若该同学速率仍为v 0 ，而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变，不计球在球拍上的移动引起的空气阻力的变化，为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r 的下边沿掉落，求β应满足的条件.解析：⑴在匀速运动阶段有，00tan kv mg =θ 得00tan v mg k θ=⑵加速阶段，设球拍对球的支持力为N '，有ma kv N =-'θsinmg N ='θcos得00tan tan v v g a θθ+=⑶以速度v 0匀速运动时，设空气的阻力与重力的合力为F ，有0cos θmg F =球拍倾角为βθ+0时，空气阻力与重力的合力不变，设球沿球拍面下滑的加速度大小为a '，有 a m F '=βsin设匀速跑阶段所用时间为t ，有a v v s t 200-= 球不从球拍上掉落的条件 r t a ≤'221 得20002cos 2sin ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-≤a v v s g r θβ。

高中物理牛顿运动定律解题技巧(超强)及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1. 在机场可以看到用于传送行李的传送带，行李随传送带一起前进运动。

如图所示，水平传送带匀速运行速度为v=2m/s，传送带两端AB间距离为S o=lOm，传送带与行李箱间的动摩擦因数卩=0.2当质量为m=5kg的行李箱无初速度地放上传送带A端后，传送到B端，重力加速度g取10m/2；求：(1) 行李箱开始运动时的加速度大小a；(2) 行李箱从A端传送到B端所用时间t;(3) 整个过程行李对传送带的摩擦力做功W。

【答案】⑴，(2)薜耳⑶="-纠【解析】【分析】行李在传送带上先做匀加速直线运动，当速度达到传送带的速度，和传送带一起做匀速直线运动，根据牛顿第二定律及运动学基本公式即可解题行李箱开始运动时的加速度大小和行李箱从A端传送到B 端所用时间；根据做功公式求解整个过程行李对传送带的摩擦力做功；【详解】解：(1)行李在传送带上加速，设加速度大小为aI__7(2)行李在传送带上做匀加速直线运动，加速的时间为t1V 2灯== Is1所以匀加速运动的位移为：s\=尹甘=lrnSo-Si 10-1行李随传送带匀速前进的时间：(2 = ---------- = —-一=4.5$v 2行李箱从A传送到B所需时间：：3 --气出⑶t1传送带的的位移为：怜一叽“ -根据牛顿第三定律可得传送带受到行李摩擦力为：『◎『整个过程行李对传送带的摩擦力做功：w =7比=-吓阿=-20/2. 如图甲所示，质量为m的A放在足够高的平台上，平台表面光滑•质量也为m的物块B放在水平地面上，物块B与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧与物块A用绕过定滑轮的轻绳相连，轻绳刚好绷紧•现给物块A施加水平向右的拉力F (未知)，使物块A做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a，重力加速度为g,A、B均可视为质点.根据v 2 2ax 解得：v . 2ax 对物体A:F T ma ; 对物体B:T=mg , 解得 F=ma+mg ； (2)设某时刻弹簧的伸长量为x .对物体C ,水平方向:F cosT | m C a ，其中T | kx mg ；竖直方向：F sin m C g ；联立解得m e3mg4g 3a3.如图所示，水平面上AB 间有一长度x=4m 的凹槽，长度为L=2m 、质量M=1kg 的木板静止 于凹槽右侧，木板厚度与凹槽深度相同，水平面左侧有一半径R=0.4m 的竖直半圆轨道，右侧有一个足够长的圆弧轨道,A 点右侧静止一质量 m1=0.98kg 的小木块.射钉枪以速度v °=ioom/s 射出一颗质量m0=0.02kg 的铁钉，铁钉嵌在木块中并滑上木板，木板与木块间动摩擦因数 卩=0.05其它摩擦不计.若木板每次与 A 、B 相碰后速度立即减为 0,且与A 、B 不粘连，重力加 速度 g=10m/s 2.求：(1) 当物块B 刚好要离开地面时，拉力 F 的大小及物块 A 的速度大小分别为多少;(2)若将物块 A 换成物块C ，拉力F 的方向与水平方向成 37°角，如图乙所示，开始时轻绳也刚好要绷紧，要使物块B 离开地面前，物块C 一直以大小为a 的加速度做匀加速度运动，则物块 C 的质量应满足什么条件？ ( sin37°0.6,cos37° 0.8)【答案】(1) F ma mg;v 【解析】 【分析】 【详解】(1)当物块B 刚好要离开地面时， B 受力分析有mg kx ，得：x2嘗（2） m C设弹簧的伸长量为mg k3mg 4g 3ax ,物块A 的速度大小为v ,对物块2amg k(3)木块最终停止时离 A 点的距离s.【答案】(1) v 2m/s (2) F N 12.5N (3) L 1.25m 【解析】(1) 设铁钉与木块的共同速度为 v ,取向左为正方向，根据动量守恒定律得:m °V 0 (m ° mjv解得：v 2叹；⑵木块滑上薄板后，木块的加速度 印 g 0.5，且方向向右设经过时间t ，木块与木板共同速度 v 运动 则：va 2t此时木块与木板一起运动的距离等于木板的长度.1 .2 1 2x vt a 1ta 2t L2 2故共速时，恰好在最左侧 B 点，此时木块的速度 v v a 1t 1^S 木块过C 点时对其产生的支持力与重力的合力提供向心力，则：'2vF N mg m R代入相关数据解得：F N =12.5N. 由牛顿第三定律知，木块过圆弧C 点时对C 点压力为12.5N ；1 2⑶木块还能上升的高度为 h ，由机械能守恒有：(m ° mjv (m 0 m^gh2h 0.05m 0.4m木块不脱离圆弧轨道，返回时以 1m/s 的速度再由B 处滑上木板，设经过 t 1共速，此时木 板的加速度方向向右，大小仍为a 2，木块的加速度仍为 a 1，板产生的加速度a 2 mg M， 且方向向左则：v2 a1t1 a2t1，解得：t1 1s1 2 1 2此时x v t1a-i t-i a2t| 0.5m2 2v3v2 at10.5叹碰撞后，v薄板=0,木块以速度V3=0.5m/s的速度向右做减速运动v3设经过t2时间速度为0，则t2a；1s| 2x v3t2a2t2 0.25m2故△L=b △x' - x=1.25m即木块停止运动时离A点1.25m远.4. 如图，光滑固定斜面上有一楔形物体A。

第三章 第一单元 牛顿第一、第三定律[课时作业]一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．(2018·宿州模拟)有人做过这样一个实验：如图1所示，把一个鸡蛋A 快速向另一个完 全一样的静止的鸡蛋B 撞去(用同一部分撞击)，结果每次都是被撞击的静止鸡蛋B 被撞 破，则下面说法不．正确的 ( )图1A ．A 对B 的作用力的大小等于B 对A 的作用力的大小B ．A 对B 的作用力的大小大于B 对A 的作用力的大小C ．A 蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A 蛋壳产生向前的作用力D ．A 蛋碰撞部位除受到B 对它的作用力外，还受到A 蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小解析：A 对B 的作用力和B 对A 的作用力为作用力与反作用力，一定大小相等，A 正确，B 错误；在撞击瞬间，A 蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产生对A 蛋壳向前的作用力，使A 蛋壳接触处所受的合力比B 蛋壳的小，因此B 蛋壳易被撞破，故C 、D 正确．答案：B2．下列关于力和运动关系的说法中，正确的是 ( )A．没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现B．物体受力越大，运动的越快，这是符合牛顿第二定律的C．物体所受合外力为零，则速度一定为零；物体所受合外力不为零，则其速度也一定不为零D．物体所受的合外力最大时，速度却可以为零；物体所受的合外力最小时，速度却可以最大解析：物体运动不是因为受到了力，A错；物体受力大时，速度不一定大，B错；物体受力为零时，速度不一定为零，速度为零时，合外力不一定为零，C错；只有D对．答案：D3．关于物体的惯性，下列说法中正确的是 ( )A．运动速度大的物体不能很快停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大B．静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止时物体惯性大的缘故C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小的缘故D．物体受到的外力大，则惯性小；受到的外力小，则惯性就大解析：惯性的大小只取决于物体的质量，质量大其惯性就大，质量小其惯性就小，与其他因素无关，故C项正确．答案：C4．在都灵冬奥会上，张丹和张昊(如图2)一起以完美表演赢得了双人滑比赛的银牌．在滑冰表演刚开始时他们静止不动，随着优美的音乐响起在相互猛推一下之后他们分别向相反方向运动．假定两人与冰面间的动摩擦因数相同．已知张丹在冰上滑行的距离比张昊远，这是由于( )A．在推的过程中，张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力B．在推的过程中，张丹推张昊的时间小于张昊推张丹的时间图2 C．在刚分开时，张丹的初速度大小大于张昊的初速度大小D．在刚分开时，张丹的加速度大小小于张昊的加速度大小解析：根据牛顿第三定律，在推的过程中，作用力和反作用力是等大、反向、共线的，它们总是同时产生、同时消失、同时变化的，所以推力相等，作用时间相同．由于冰刀和冰面的动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律求得两人的加速度相同(均为μg)，由运动学公式v2＝2ax可知，加速度相同，张丹在冰上滑行的距离比张昊远，说明在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度，故选C.答案：C5．一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改做匀速运动，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是 ( ) A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B．减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力C．只有在匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总是相等解析：“绳”与“物”是一对相互作用的物体，绳与物之间的作用力与反作用力遵守牛顿第三定律，与相互作用的性质、物体的运动状态均无关系，总是等大、反向、作用在不同物体上且在同一条直线上．故D选项正确．答案：D6．在向前行驶的客车上，某时刻驾驶员和乘客的身体姿势如图3所示，则对客车运动情况的判断正确的是 ( )图3A．客车一定做匀加速直线运动B．客车一定做匀速直线运动C．客车可能是突然减速D．客车可能是突然加速解析：客车突然减速或由静止状态突然倒车都会出现图中情景，故选C.答案：C7．有人设计了一种交通工具，如图4所示，在平板车上装了一个电风扇，风扇转动时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动．对这种设计，下列分析中正确的是 ( )图4A．根据牛顿第二定律，这种设计能使小车运行B．根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运行C．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二定律D．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律解析：风扇吹出的风吹到风帆上时，根据牛顿第三定律，风会给风扇一个反向的反作用力，因此对于整个装置而言，作用力和反作用力是内力，小车不会运行，故选D.答案：D8．(2018·合肥模拟)下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话．宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去．”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧．”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法不．正确的是 ( )A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行解析：由于汤姆对物理知识了解的不全面，只能依据生活经验认为物体的运动要靠力来维持，而宇航员的回答体现了物体靠惯性向前运动，不需要外力维持．选项A、C、D正确．答案：B9．如图5所示，重球系于易断的线CD下端，重球下再系一根同样的线AB，下面说法中正确的是 ( )A．在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线被拉断B．在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线被拉断C．在线的A端突然猛力一拉，结果CD线被拉断D．无论在线的A端怎样用力，都是CD线先被拉断图5 解析：缓慢增加拉力时，CD上的力较大，故CD先断，快速猛力一拉，重球惯性较大，速度变化慢，CD上的拉力瞬间几乎没变，故AB先断，所以选项A正确．答案：A10．如图6所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为( )A．(M＋m)gB．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋ma 图6 D．(M－m)g解析：对竿上的人分析：受重力mg，摩擦力F f，有mg－F f＝ma竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg，摩擦力F f，方向向下，支持力F N，Mg＋F f＝F N，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到F N ＝(M ＋m )g －ma .答案：B二、计算题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤， 有数值计算的要注明单位)11．(15分)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7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 f ，则此时箱对地面的压力大小为多少？解析：环在竖直方向上受力情况如图甲所示，受重力mg 和箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力F f ，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力F f ，故 箱子在竖直方向上受力如图乙所示，受重力Mg ，地面对它的支持力F N ，及环给它的摩 擦力F f ，由于箱子处于平衡状态，可得F N ＝F f ＋Mg .根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的弹力．答案：Ff+Mg12．(15分)如图8所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m 的物体A ，A 与地面的摩擦不计．图8(1)当卡车以a 1＝12g 的加速度运动时，绳的拉力为56mg ，则A 对地面的压力为多大？ (2)当卡车的加速度a 2＝g 时，绳的拉力为多大？解析：(1)卡车和A 的加速度一致．由图知绳的拉力的分力使A 产生了加速度，故有： 56mg cos α＝m ·12g 解得cos α＝35，sin α＝45. 设地面对A 的支持力为F N ，则有F N ＝mg －56mg ·sin α＝13mg由牛顿第三定律得：A 对地面的压力为13mg . (2)设地面对A 弹力为零时，物体的临界加速度为a 0，则a 0＝g ·cot θ＝34g ， 故当a 2＝g >a 0时，物体已飘起．此时物体所受合力为mg ，则由三角形知识可知，拉力 F 2＝(mg )2＋(mg )2＝2mg .答案：(1)13mg (2)2mg。