1、1专题三 牛顿运动定律考点 1 牛顿运动定律的理解与应用1.2017 贵州遵义航天高中高三二模多选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.没有力的作用,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2.根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是 ( )A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它
2、所受作用力中的任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比3.多选2017 年 10 月 11 日,新华社电:日前,我国长征运载火箭至今发射 252 次,将 344 个航天器送入预定轨道,具备了将实用航天器送入各种空间轨道的能力 .随着我国新一代长征运载火箭的型号更加完备,将进一步奠基我国航天事业发展基础,助力我国航天强国梦的实现 .下面关于长征运载火箭起飞情形的叙述正确的是 ( )A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行
3、的动力C.火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但无法获得前进的动力D.飞船进入运动轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力4.2013 全国卷,4,6 分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 之间关系的图象是 ( )25.2018 湖北孝感高三检测如图所示,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个竖直向下的恒力 F,则 ( )A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度 a
4、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6.2018 安徽八校第一次联考磁性冰箱贴既可以用来装饰冰箱,也可以用来记事备忘,当冰箱贴紧紧吸住侧壁不动时,下列说法正确的是 ( )A.冰箱贴受到三个力作用B.冰箱贴受到四个力作用C.磁性吸力和弹力是一对相互作用力D.冰箱贴受到的摩擦力的大小大于其受到的重力7.2015 重庆高考,5,6 分若货物随升降机运动的 v-t 图象如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力 F 与时间 t 的关系图象可能是 ( )3考点 2 两类典型的动力学问题及动力学问题中的三大模型8.2018 山东济南检测多选如图
5、所示,在光滑水平面上放着紧靠在一起的 A、 B 两物体, B的质量是 A 的 2 倍, B 受到向右的恒力 FB=2 N,A 受到的水平力 FA=(9-2t) N(t 的单位是 s).从 t=0 开始计时,则 ( )A.A 物体 3 s 末时的加速度是初始时刻的511B.t4 s 后, B 物体做匀加速直线运动C.t=4.5 s 时, A 物体的速度为零D.t4.5 s 后, A、 B 的加速度方向相反9.2017 山西朔州怀仁一中模拟如图所示,物体 A1、 A2和 B1、 B2的质量均为 m,A1、 A2用刚性轻杆连接, B1、 B2用轻质弹簧连接 .两个装置都放在水平的支托物上,处于平衡状
6、态,突然迅速地撤去支托物,让物体下落,在撤去支托物的瞬间, A1、 A2所受合外力分别是 FA1和FA2,B1、 B2所受合外力分别为 FB1和 FB2,则 ( )4A.FA1=0,FA2=2mg,FB1=0,FB2=2mgB.FA1=mg,FA2=mg,FB1=0,FB2=2mgC.FA1=0,FA2=2mg,FB1=mg,FB2=mgD.FA1=mg,FA2=mg,FB1=mg,FB2=mg10.如图甲所示,两物体 A、 B 叠放在光滑水平面上,对物体 A 施加一水平力 F,F-t 图象如图乙所示 .两物体在力 F 作用下由静止开始运动,且始终相对静止,则 ( )A.A 对 B 的摩擦力方
7、向始终与力 F 的方向相同B.23 s 时间内两物体间的摩擦力逐渐减小C.两物体做匀变速直线运动D.两物体沿直线做往复运动11.2017 山西太原外国语学校高三检测如图所示,有一半圆,其直径水平且与另一圆的底部相切于 O 点, O 点恰好是该半圆的圆心,它们处在同一竖直平面内 .现有三条光滑轨道AOB、 COD、 EOF,它们的两端分别位于上下两圆的圆周上,轨道与竖直直径的夹角关系为 ,现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端,则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为 ( )A.tAB=tCD=tEF B.tABtCDtEF C.tABv1,则( )A.t2时刻,小物块离 A
8、处的距离达到最大B.t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.0t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.0t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用13.2018 宁夏银川检测为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,某同学用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示 .他使木块以 v0=4 m/s 的初速度沿倾角 = 30的斜面上滑,并同时开始记录数据,利用电脑绘出了木块从开始至最高点的 v-t 图线,如图乙所示 .木块到达最高点后又沿斜面滑下 .g 取 10 m/s2.求:14.2018 山东临沂模拟 如图所示,传送带的倾角 = 37,从 A 到 B 的长度为 LAB=1
9、6 m,传送带以 v0=10 m/s 的速度逆时针转动 .在传送带上端无初速度放一个质量为 m=0.5 kg 的物体,它与传送带之间的动摩擦因数 = 0.5,求物体从 A 运动到 B 所需的时间是多少?(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g 取 10 m/s2) 6考点 3 实验：探究加速度与力、质量的关系15.2017 新疆维吾尔自治区检测用如图甲所示实验装置,验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律.小车的质量为 M 保持不变,改变悬挂重物的质量,重物下落过程中,每次用 50 Hz 的电磁打点计时器打出一条纸带并读出弹簧测力计的示数 F.实验中已平衡
10、摩擦力,滑轮及细线的质量不计 .以小车为研究对象:图甲图乙(1)如图乙所示为实验打出的一条纸带,每两点间还有四点没有画出.则小车的加速度 a= m/s2. (2)若 a、 F、 M 三者之间满足关系式 a= ,则验证了上述规律 . (3)若悬挂重物的质量为 m,本实验是否需要满足 mM? (填“是”或“否”). 16.利用力传感器研究“加速度与合外力的关系”的实验装置如图甲所示 .(1)下列关于该实验的说法,正确的是 .(选填选项前的字母) A.做实验之前必须平衡摩擦力B.小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多C.应调节定滑轮的高度使细线与木板平行7D.实验开始的时候,小车最好距离打点计时器远一
11、点(2)从实验中挑选一条点迹清晰的纸带,每 5 个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图乙所示,已知打点计时器所用电源的频率为 50 Hz.从图中所给的刻度尺上读出 A、 B 两点间的距离 x1= cm,该小车的加速度 a= m/s2(计算结果保留两位有效数字),实验中纸带的 (填“左”或“右”)端与小车相连接 .答案1.AD 物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性,即物体抵抗运动状态变化的性质,A 正确 .没有力的作用,物体也可能保持匀速直线运动状态,B 错误,D 正确 .行星在圆周轨道上保持匀速率运动而不是匀速直线运动,所以不能称为惯性,C 错误 .2.D 物体加速度的
12、大小与质量和速度大小的乘积无关,A 错误 .物体所受合力不为零,则a0,B 错误 .加速度的大小与其所受合力的大小成正比,C 错误 .由牛顿第二定律的独立性可知 ax= ,D 正确 .3.AD 火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因此与火箭是否飞出大气层、是否在空气中飞行无关,选项 A 正确,选项 B、C 错误;当飞船进入轨道后,飞船与地球之间依然存在着万有引力,即地球吸引飞船,飞船也吸引地球,这是一对作用力与反作用力,选项 D 正确
13、.4.C 物块的受力如图所示,当 F 不大于最大静摩擦力时,物块仍处于静止状态,故其加速度为 0;当 F 大于最大静摩擦力后,由牛顿第二定律,得 F-F N=ma,即 F=F N+ma,F 与 a 成线性关系,选项 C 正确 .85. C 设斜面倾角为 ,对物块由牛顿第二定律列式得 mgsin -mg cos =ma ,解得a=gsin -g cos =g (sin - cos );加上恒力 F 后,( mg+F)sin - (mg+F)cos =ma ,得a= = (sin - cos ),因 g,所以 aa,(+)-(+) + +即加速度增大,故 C 项正确 .6.B 冰箱贴共受到重力、摩
14、擦力、冰箱门对它的吸引力、冰箱门对它的支持力等四个力作用,A 错误,B 正确;相互的磁性吸力是一对相互作用力,磁性吸力和弹力是一对平衡力,C 错误;由于冰箱贴相对地面是静止的,因此冰箱贴受到的摩擦力的大小等于受到的重力,D 错误 .7.B 由 v-t 图象,可知升降机的运动过程为向下加速(失重: Fmg)向上加速(超重: Fmg)向上匀速( F=mg)向上减速(失重: F4.5 s 后, A 所受合外力反向,即 A、 B 的加速度方向相反 .当 t 可知, tABtCDtEF,选项 B 正确 .12.B 小物块对地速度为零时,即 t1时刻,小物块向左离开 A 处最远 .t2时刻,小物块相对传送
15、带静止,此时不再相对传送带滑动,所以从开始到此刻,小物块相对传送带滑动的距离最大 .0t2时间内,小物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向始终向右,大小不变; t2时刻以后小物块相对传送带静止,不再受摩擦力作用 .B 正确 .13.(1)0.35 (2)2 m/s解析:(1)由题图可知,木块经 0.5 s 滑至最高点上滑过程中加速度的大小 a1=01上滑过程中,沿斜面向下的重力的分力和摩擦力提供加速度,由牛顿第二定律得 mgsin +mg cos =ma 1代入数据得 = 0.35.(2)木块下滑的距离等于上滑的距离,上滑的距离 x=2021木块下滑时,摩擦力方向变为沿斜面向上,设木块加速度为 a
16、2,由牛顿第二定律得 mgsin -mg cos =ma 2代入数据解得 a2=2 m/s2下滑至出发点时的速度大小 v= ,解得 v=2 m/s.2214.2 s解析:开始阶段, 传送带对物体的滑动摩擦力沿传送带向下,物体由静止开始加速下滑,受力如图甲所示由牛顿第二定律得mgsin +mg cos =ma 1 10解得 a1=gsin +g cos = 10 m/s2物体加速至速度与传送带速度相等时需要的时间 t1= =1 s01物体运动的位移 s1= a1 =5 m16 m1221即物体加速到 10 m/s 时仍未到达 B 点当物体加速至与传送带速度相等时,由于 tan ,物体在重力作用下
17、将继续加速运动,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带对物体的滑动摩擦力沿传送带向上,物体受力如图乙所示, 由牛顿第二定律得 mgsin -mg cos =ma 2 解得 a2=2 m/s2设此阶段物体滑动到 B 所需时间为 t2,则LAB-s1=v0t2+ a21222解得 t2=1 s,t2=-11 s(舍去)故物体从 A 运动到 B 所需的时间 t=t1+t2=2 s.15.(1)0.16 (2) (3)否2解析:(1)由运动学公式 x=aT2,其中 T=50.02 s=0.10 s,解得小车的加速度 a=0.16 m/s2.(2)题图甲小车所受拉力等于弹簧测力计读数的 2 倍,即 2F
18、,所以若 a、 F、 M 三者之间满足关系式 a= ,则验证了“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合力成正比” .2(3)由于细线中连接有弹簧测力计,因此不需要满足 mM.16.(1)AC (2)0.70 0.20 左解析:(1)研究加速度与力的关系实验中,认为细线的拉力为小车所受的合力,所以实验前需平衡摩擦力,A 正确 .因为实验中用力传感器测量细线的拉力,所以不需要满足小车的质量远大于钩码的质量,B 错误 .细线的拉力为小车所受的合力,所以细线需要与木板平行,则应调节定滑轮的高度使细线与木板平行,C 正确 .实验开始的时候,小车应紧靠打点计时器,D 错误 .1(2)从图中所给的刻度尺上可读出 A、 B 两点间的距离 x1=0.70 cm.根据 x=aT2得,加速度a= = m/s2=0.20 m/s2.实验中纸带的左端与小车相连接 .20.210-20.01
