高考物理——牛顿运动定律

《高考物理——牛顿运动定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理——牛顿运动定律（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、- 1 -牛顿运动定律牛顿运动定律一、选择题一、选择题 1. 2008 年 9 月 25 日,“神舟七号”载人飞船成功发射,设近地加速时,飞船以 5g 的加速度匀加速上升,g 为重力加速度.则质量为 m 的宇航员对飞船底部的压力为( ) A.6mgB.5mgC.4mgD.1mg 解析解析:对宇航员由牛顿运动定律:FNmg=ma,得 FN=6mg,再由牛顿第三定律可判定 A 项正确.答案答案:A 2.吊扇通过吊杆悬挂在屋顶，设吊扇的重力为 G，当吊扇正常转动时，吊杆对吊扇的拉力为 F，则 下列说法正确的是( ) A.F=GB.FGC.FGD.无法确定 解析解析:当吊扇转动时，扇叶对空气的作用力向

2、下，空气对扇叶的反作用力 f 向上，则 F=Gf，所以 FG，选项 C 正确.答案答案:C 3.引体向上是同学们经常做的一项健身运动.该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始,上拉时, 下颚须超过单杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂(如图所示).这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和 腹肌的目的.关于做引体向上动作时人的受力,以下判断正确的是( ) A.上拉过程中,人受到两个力的作用 B.上拉过程中,单杠对人的作用力大于人的重力 C.下放过程中,单杠对人的作用力小于人的重力 D.下放过程中,在某瞬间人可能只受到一个力的作用 解析解析:在上拉过程中,人受到重力和单杠对人的作用力,A 正确;上拉

3、过程中,要先加速,后减速,即先超重, 后失重,单杠对人的作用力先是大于人的重力后小于人的重力,B 错误;同理,下放过程中,单杠对人的 作用力先是小于人的重力后大于人的重力,C 错误;刚开始下放的过程中,人加速向下,其加速度可能为 重力加速度,此时,人完全失重,单杠对人没有作用力,即人只受到一个重力的作用,D 正确.答案答案:AD 4.如图所示,两光滑斜面的倾角分别为 30和 45,质量分别为 2m 和 m 的两个滑块用不可伸长的轻绳 通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦),分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置,再由 静止释放.则在上述两种情形中正确的有( ) A.质量为 2m 的滑块

4、受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力作用 B.质量为 m 的滑块均沿斜面向上运动 C.绳对质量为 m 的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力 D.系统在运动中机械能均守恒 解析解析:因所谓“下滑力”是重力沿斜面向下的分力,在对 2m 进行受力分析时不能把重力与“下滑力”重复 地加在物体上,所以 A 项错误.两种情况下 2m 的“下滑力”都比 m 的“下滑力”大,故 m 滑块均向上运动, B 项正确.由牛顿第三定律可知,C 项错误.因斜面光滑,在运动过程中只有重力做功,故系统机械能守恒,D 项正确.答案答案:BD 5.质量为 m=1 kg 的物体静止在水平面上，物体与水平面之间的动摩 擦

5、因数为 =0.2.现对物体施加一个大小变化、方向不变的水平力 F，为使物体在 3 s 时间内发生的位移最大，力 F 的大小应如下面的 哪一幅图所示( ) 解析解析:此题可采用排除法.物体与地面间的滑动摩擦力 f=mg=2 N，A、C 中第 1 s 内 F1 N，物体不会动，比较可知这两种情况下3 s 内的位移一定小于 D 中 3 s 内的位移.B 中第 1 s 内加速、第 2 s 内减速、第 3 s 内加速，而 D 中- 2 -前 2 s 内一直加速，分析可知 B 中 3 s 内的位移也比 D 中 3 s 内的位移小.故选 D.答案答案:D6.如图所示，A、B 是两个位于固定斜面上的正方体物块

6、,它们的质量相等,F 是沿水平方向作用于 A 上的外力,已知 A、B 的接触面,A、B 与斜面的接触面均光滑,下列说法正确的是( ) A.A 对 B 的作用力大于 B 对 A 的作用力 B.A、B 可能沿斜面向下运动 C.A、B 对斜面的压力相等 D.A、B 受的合外力沿水平方向的分力相等 解析解析:由牛顿第三定律可知:A、B 间的作用力大小相等、方向相反,故 A 项 错误;A、B 有可能静止在斜面上,还有可能沿斜面向上或向下运动,故 B 项正确;由于水平力 F 有使 A 压紧斜面的效果,可知 A 对斜面的压力大于 B 对斜面的压力,故 C 项错误;不管 A、B 做何种性质的运 动,它们的运动

7、情况相同,它们沿水平方向的分运动的加速度相同,由 F合=ma,可知它们受到的合外力 沿水平方向的分力相等,故 D 项正确.答案答案:BD 7.如图 3-5 所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板 aO、bO、cO,其下端都固定于底部圆心 O,而 上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是 30、45、60.若有三个小孩同时从 a、b、c 处开始下滑(忽略阻力),则( ) A.a 处小孩最后到 O 点 B.b 处小孩最后到 O 点 C.c 处小孩最先到 O 点 D.a、c 处小孩同时到 O 点 解析解析:三块滑板与圆柱形仓库构成的斜面底边长度均为圆柱形底面半径,则,当 =45时,t 最

8、小,当 =30和 60时,sin2 的值相同,故只有 Dsin21 cos2gtR,2sin42 gRt 正确.答案答案:D 8.如图 3-6 所示,光滑水平面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个木块,其中两个质量为 m 的木块间用 一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是 mg.现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 2m 的木 块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对 m 的最大拉力为( )A.B.C.D.3mg53 mg 43 mg 23 mg解析:对四个木块组成的整体进行受力分析,设整体加速度为 a,水平方向受拉力 F 的作用,F=6ma;如果对左边的两个木块组成的整体受力分析,水平

9、方向只受拉力 T,对左边质量为 2m 的木;23FmaT块受力分析,水平方向只受静摩擦力作用,f=2ma;对除右边质量为 2m 以外的三个木块组成的整体受力 分析,水平方向只受静摩擦力作用,由 f=4ma,所以,这时整体受到的静摩擦力最大,f=mg,B 正确.答案答案:B,43,4mgTga9.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状 态.设斜面对小球的支持力为 N,细绳对小球的拉力为 T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的 是( ) A.若小车向左运动,N 可能为零 B.若小车向左运动,T 可能为零 C.若小车向右运动,N 不可能为零- 3

10、 -D.若小车向右运动,T 不可能为零 解析解析:当小车具有向右的加速度时,可以是 N 为零;当小车具有向左的加速度时,可以使绳的张力 T 为 零.考生如果不知道这两种临界情况,肯定无法解答 A 的;另外还有注意到是小车具有向左的加速度时,可 以有两种运动情形,即向左加速运动,或向右减速运动.本题难度中等.答案答案:AB 10.如图 3-8,水平地面上有一楔形物体 b,b 的斜面上有一小物块 a;a 与 b 之间、b 与地面之间均存在 摩擦.已知楔形物体 b 静止时,a 静止在 b 的斜面上.现给 a 和 b 一个共同的向左的初速度,与 a 和 b 都 静止时相比,此时可能( ) A.a 与

11、b 之间的压力减小,且 a 相对 b 向下滑动 B.a 与 b 之间的压力增大,且 a 相对 b 向上滑动 C.a 与 b 之间的压力增大,且 a 相对 b 静止不动 D.b 与地面之间的压力不变,且 a 相对 b 向上滑动 解析解析:当楔形物体静止时,a 静止在 b 的斜面上,设 a 的质量为 m,楔形物体斜面的倾角为 ,此时 b 对 a 的支持力 N=mgcos,现给 a 和 b 一个共同向左的初速度,由于摩擦,地面对 b 产生向右的摩擦力,使 b 向左做减速运动,因此 a、b 组成的系统在水平方向上有向右的加速度.如果 a、b 间的动摩擦因数较 大,使得 a、b 仍保持相对静止,此时对水

12、平向右的加速度 a 沿斜面和垂直于斜面分解,则有 Nmgcos=masin,N大于 N,b 对 a 的支持力增大,C 对;若 a、b 间的静摩擦力不足以保证 a、b 保持 相对静止,则 a 由于惯性向上滑动,则 b 对 a 的动摩擦力,使 a 相对于 b 产生沿斜面向下的加速度,a 相 对于地面的合加速度仍有垂直于斜面向上的分量,因而可得,a 对 b 的压力相对于不动时增大,B 对, A、D 错.答案答案:BC 二、填空二、填空 11.如图 3-9 所示,在倾角为 30的斜面上,一辆动力小车沿斜面下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上 连接着小球的轻绳恰好水平.已知小球的质量为 m,则小车运动的

13、加速度大小为_,绳对小球的 拉力大小为_.图 3-9 解析解析:对小球受力分析如图,小球的加速度沿斜面向下,由牛顿第二定律得gmmg mFa22合由图可得:答案答案:2g .330cotmgmgFmg3三、计算题三、计算题 13.如图 3-11 所示，固定在水平面上的斜面倾角 =37，长方体木块 A 的 MN 面上钉着一颗小钉子， 质量 m=1.5 kg 的小球 B 通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直，木块与斜面间的动摩擦因 数 =0.50.现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑.求在木块下滑的过程中小球对木块 MN 面的压 力.(取 g=10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0

14、.8) 解析解析:由于木块与斜面间有摩擦力的作用，所以小球 B 与木块间有压力的作 用，并且它们以共同的加速度 a 沿斜面向下运动.将小球和木块看做一个整 体，设木块的质量为 M，根据牛顿第二定律可得(M+m)gsin(M+m) gcos=(M+m)a 代入数据得 a=2.0 m/s2 选小球为研究对象，设 MN 面对小球的作用力为 FN， 根据牛顿第二定律有 mgsinFN=ma 代入数据得 FN6.0 N- 4 -根据牛顿第三定律，小球对 MN 面的压力大小为 6.0 N，方向沿斜面向下. 答案答案:6.0 N，方向沿斜面向下 14.质量为 m=1.0 kg 的小滑块(可视为质点)放在质量

15、为 m=3.0 kg 的长木板的右端,木板上表面光滑,木 板与地面之间的动摩擦因数为 =0.2,木板长 L=1.0 m 开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平 向右的恒力 F=12 N,如图 3-12 所示,为使小滑块不掉下木板,试求:(g 取 10 m/s2) (1)水平恒力 F 作用的最长时间; (2)水平恒力 F 做功的最大值. 解析解析:(1)撤力前木板加速,设加速过程的位移为 x1,加速度为 a1,加 速运动的时间为 t1;撤力后木板减速,设减速过程的位移为 x2,加 速度为 a2,减速运动的时间为 t2.由牛顿第二定律得撤力前: F(m+M)g=Ma1(1 分)解得(1 分)2

16、 1m/s34a撤力后:(m+M)g=Ma2(1 分)解得(1 分)2 2m/s38a(1 分)2 2222 11121,21taxtax为使小滑块不从木板上掉下,应满足 x1+x2L(1 分) 又 a1t1=a2t2(1 分) 由以上各式可解得 t11 s 所以水平恒力作用的最长时间为 1 s.(1 分)(2)由上面分析可知,木板在拉力 F 作用下的最大位移(1 分)m32m134 21 212 111tax可得 F 做功的最大值(1 分)答案答案:(1)1 s (2)8 J. J8J32121 FxW15.将金属块 m 用压缩的轻质弹簧卡在一个矩形的箱中,如图 3-13 所示,在箱的上顶板和下底板装有 压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动.当箱以 a=2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板的 传感器显示的压力为 6.0 N,下底板的传感器显示的压力为 10.0