2020-2021 年高三物理单元同步提升训练:牛顿运动定律
2020-2021学年高考物理总复习单元同步训练-牛顿运动定律试题及答案
单元同步提升训练:牛顿运动定律一、单选题(每题3 分,共计24 分)1.如图所示,某杂技演员在做手指玩圆盘的表演。
设该盘的质量为m,手指与盘之间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,盘底处于水平状态且不考虑盘的自转,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )。
A.若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则手指对盘的作用力沿该手指方向B.若手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动,则盘受到手指水平向右的静摩擦力C.若盘随手指一起水平做匀加速运动,则手指对盘的作用力大小不可超过mgD.若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动,则手指对盘的摩擦力大小一定为μmg【解析】若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则盘受到重力作用和手指的作用,二力平衡,即手指对盘的作用力大小等于mg,方向竖直向上,A 项错误;若手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动,盘相对手指静止,不受静摩擦力的作用,B 项错误;若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动,则盘受到向右的静摩擦力,但并没有发生相对滑动,所以受到的摩擦力f≤μmg,手指对盘的作用力=mg,C 项正确,D 项错误。
【答案】C2. (2020 年ft东卷)一质量为m 乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s 与时间t 的关系图像如图所示。
乘客所受支持力的大小用F N 表示,速度大小用v 表示。
重力加速度大小为g。
以下判断正确的是()A. 0~t1 时间内,v 增大,F N>mgB. t1~t2 时间内,v 减小,F N<mgC. t2~t3 时间内,v 增大,F N <mgD. t2~t3 时间内,v 减小,F N >mg【答案】D【解析】【详解】A.由于s-t 图像斜率表示速度,可知在0~t1 时间内速度增加,即乘客的加速度向下,处于失重状态,则F N<mg,选项A 错误;B.在t1~t2 时间内速度不变,即乘客的匀速下降,则F N=mg,选项B 错误;CD.在t2~t3 时间内速度减小,即乘客的减速下降,超重,则F N>mg,选项C 错误,D 正确;故选D。
高中物理专题测试卷 牛顿运动定律(含答案)
高中专题同步测试卷专题三牛顿运动定律一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1.放在光滑水平面上的物体受到三个平行于水平面的共点力作用而平衡,如图,已知F2和F3垂直,三个力中若去掉F1可产生2.5 m/s2的加速度,若去掉F2可产生1.5 m/s2的加速度.若去掉F3,则物体的加速度为()A.1.5 m/s2B.2 m/s2C.2.5 m/s2D.4 m/s22.如图所示为一游乐场的娱乐项目的简化示意图.质量为m的参赛者要爬上一段带有弧形轨道的顶端,轨道始终静止在地面上.在参赛者缓慢向上爬的过程中()A.参赛者受到的摩擦力逐渐减小B.参赛者对轨道的压力逐渐减小C.参赛者对轨道的作用力逐渐增大D.地面对轨道的摩擦力方向向左3.如图甲所示,静止在光滑水平面上O点的物体,从t=0开始物体受到如图乙所示的水平力F的作用,设向右为F的正方向,则物体()A.一直向左运动B.一直向右运动C.一直匀加速运动D.在O点附近左右运动4.如图所示,不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦,物体A的质量为M,水平面光滑,当在绳的B端挂一质量为m的物体时,物体A的加速度为a1,当在绳的B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,A的加速度为a2,则a1与a2的大小关系是()A.a1=a2B.a1>a2C.a1<a2D.无法确定5.如图所示,两根直木棍AB和CD(可视为相同的圆柱体)相互平行,固定在同一水平面上,一个圆柱形工件P架在两木棍之间.工件在水平向右的推力F的作用下,恰好能向右匀速运动.若保持两木棍在同一水平面内,但将它们间的距离稍微增大一些后固定.仍将圆柱形工件P架在两木棍之间,用同样的水平推力F向右推该工件,则下列说法中正确的是()A.工件一定静止不动B.工件一定向右匀速运动C.工件一定向右减速运动D.工件一定向右加速运动6.如图所示,传送带的水平部分长为L ,传动速率为v ,在其左端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间不可能是( ) A.L v +v 2μg B.L v C. 2L μg D.2L v7.如图所示,一轻弹簧两端分别连接物体a 、b .第一种情景:在水平力F 1的作用下a 、b 共同向右匀变速运动,此时弹簧的长度为l 1;第二种情景:在沿斜面向上的力F 2的作用下a 、b 共同向上匀变速运动,此时弹簧的长度为l 2.若物体a 、b 与接触面的动摩擦因数相同,则轻弹簧的原长为( )A.F 1l 1-F 2l 2F 1-F 2B.F 1l 2-F 2l 1F 2-F 1C.F 2l 1-F 1l 2F 2-F 1D.F 1l 1-F 2l 2F 2-F 1二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意)8.关于惯性在实际中的应用,下列说法中正确的是( )A .运动员在跳远时助跑,是为了增大起跳时的惯性B .运动员在掷标枪时助跑,是为了利用惯性C .手扶拖拉机的飞轮做得很重,是为了增大它转动的惯性D .战斗机在空战时,甩掉副油箱是为了减小惯性,提高飞行的灵活性9.我国在西昌卫星发射中心用“长征二号F ”运载火箭,成功发射神州十号飞船.关于这次飞船与火箭上天的情形叙述正确的是( )A .火箭尾部向外喷气,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前的动力B .火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气反作用力使火箭获得飞行的动力C .火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力D .飞船进入预定轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力10.下列叙述中正确的是( )A .在力学的国际单位制中,力的单位、质量的单位、位移的单位被选定为基本单位B .牛、千克米每二次方秒都属于力的单位C .在厘米、克、秒单位制中,重力加速度g 的值等于98 cm/s 2D .在力学计算中,所有涉及的物理量的单位都应取国际单位11.如图所示,滑块A 在倾角为30°的斜面上,沿斜面下滑的加速度a 为2.0 m/s 2.若在A上放一重量为10 N的物体B,A、B一起以加速度a1沿斜面下滑;若在A上加竖直向下大小为10 N的恒力F,A沿斜面下滑的加速度为a2.则()A.a1>2 m/s2B.a1=2 m/s2C.a2=2 m/s2D.a2>2 m/s212.如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12 m的竖立在地面上的钢管往下滑.已知这名消防队员的质量为60 kg,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3 s,g取10 m/s2,那么该消防队员()A.下滑过程中的最大速度为4 m/sB.加速与减速过程的时间之比为1∶2C.加速与减速过程中所受钢管弹力大小之比为1∶7D.加速与减速过程的位移之比为1∶4三、实验题(按题目要求解答)13.(8分)某同学设计了如下实验方案用来“验证牛顿运动定律”:(1)如图甲所示,将木板有定滑轮的一端垫起,把滑块通过细绳与带夹子的重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤下夹一纸带,穿过打点计时器.调整木板倾角,直到向下轻推滑块后,滑块沿木板匀速运动.(2)如图乙所示,保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板上靠近定滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使滑块由静止开始加速运动.打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz,打出的纸带如图丙所示,A、B、C、D、E是纸带上五个计数点.①图乙中滑块下滑的加速度为________.(结果保留两位有效数字)②若重锤质量为m,滑块质量为M,重力加速度为g,则滑块加速下滑时受到的合力为________.③某同学在保持滑块质量不变的情况下,通过多次改变滑块所受合力,由实验数据作出的a-F图象如图丁所示,则滑块的质量为________kg.(结果保留两位有效数字)四、计算题(本题共3小题,共34分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 14.(8分)据报导,埃及卢克索发生一起观光热气球爆炸坠落事故,造成几十人遇难.科研人员乘热气球进行科学考察.热气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为900 kg,在空中停留一段时间后,科研人员发现热气球因漏气而下降,及时堵住.堵住时热气球下降速度为1 m/s,且做匀加速运动,4 s内下降了12 m.若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度g取10 m/s2,求至少抛掉多重的压舱物才能阻止热气球加速下降.15.(12分)如图所示,特战队员从悬停在空中离地235 m高的直升机上沿绳下滑进行降落训练.某特战队员和他携带的武器质量共为80 kg,设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200 N的摩擦阻力,紧握绳子时可获得1 000 N的摩擦阻力,下滑过程中特战队员必须握住绳子才能确保安全.g取10 m/s2.求:(1)特战队员轻握绳子降落时的加速度是多大?(2)如果要求特战队员着地时的速度不大于5 m/s,则特战队员在空中下滑过程中按怎样的方式运动所需时间最少,最少时间为多少?16.(14分)如图所示为游乐场中深受大家喜爱的“激流勇进”的娱乐项目,人坐在船中,随着提升机达到高处,再沿着水槽飞滑而下,劈波斩浪的刹那给人惊险刺激的感受.设乘客与船的总质量为100 kg,在倾斜水槽和水平水槽中滑行时所受的阻力均为重力的0.1倍,水槽的坡度为30°,若乘客与船从槽顶部由静止开始滑行18 m经过斜槽的底部O点进入水平水槽(设经过O点前后速度大小不变,取g=10 m/s2).求:(1)船沿倾斜水槽下滑的加速度的大小;(2)船滑到斜槽底部O点时的速度大小;(3)船进入水平水槽后15 s内滑行的距离.参考答案与解析1.[导学号27630162] 解析:选B.设物体的质量为m ,由平衡条件可知,任何一个力的大小都等于其他两个力的合力大小,则可知F 1=m ×2.5 m/s 2,F 2=m ×1.5 m/s 2,所以F 3=F 21-F 22=m ×2 m/s 2,因此去掉F 3时物体的加速度a =F 3m=2 m/s 2. 2.[导学号27630163] 解析:选B.分析参赛者的受力如图所示,F N =mg cos α,F f =mg sin α,向上爬的过程中,α变大,故F N 减小,F f 变大,选项A 错误、B 正确;轨道对参赛者的作用力等于其受到的摩擦力与支持力的合力,大小等于其重力,方向向上,保持恒定,根据牛顿第三定律,参赛者对轨道的作用力不变,选项C 错误;分析参赛者与轨道组成的整体,根据平衡条件,受到重力和地面的支持力的作用,不受地面的摩擦力作用,选项D 错误.3.[导学号27630164] 解析:选B.物体第1 s 内向右做初速度为零的匀加速直线运动,第2 s 内向右做匀减速直线运动到静止,第3 s 内向右做初速度为零的匀加速直线运动,第4 s 内向右做匀减速直线运动……选项ACD 错误,选项B 正确.4.[导学号27630165] 解析:选C.当在绳的B 端挂一质量为m 的物体时,将它们看成系统,由牛顿第二定律:mg =(m +M )a 1,故a 1=mg (m +M ).而当在绳B 端施以F =mg 的竖直向下的拉力作用时mg =Ma 2,a 2=mg M,a 1<a 2,选项C 正确. 5.[导学号27630166] 解析:选A.工件在水平向右的推力F 的作用下,恰好能向右匀速运动,这样工件受到的滑动摩擦力水平向左与F 大小相等,当将它们间的距离稍微增大一些后固定,两木棍AB 和CD 对圆柱形工件弹力的夹角增大,重力不变,弹力增大,由F f =μF N 知,圆柱形工件受到的滑动摩擦力增大,工件一定静止不动,故选项A 正确.6.[导学号27630167] 解析:选B.因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若一直匀加速至右端,则L =12μgt 2,可得t = 2L μg,C 可能;若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v 相等,则L =0+v 2t ,可得t =2L v ,D 可能;若先匀加速到传送带速度v ,再匀速到右端,则v 22μg +v ⎝⎛⎭⎫t -v μg =L ,可得t =L v +v 2μg ,A 可能;木块不可能一直匀速至右端,B 不可能.7.[导学号27630168] 解析:选C.设物体a 、b 的质量分别为m 1、m 2,与接触面的动摩擦因数为μ,轻弹簧的原长为l 0.以整体为研究对象有F 1-μ(m 1+m 2)g =(m 1+m 2)a 1,以物体a 为研究对象有k (l 1-l 0)-μm 1g =m 1a 1,联立解得k (l 1-l 0)=m 1m 1+m 2F 1.同理可得k (l 2-l 0)=m 1m 1+m 2F 2.因而可得l 0=F 2l 1-F 1l 2F 2-F 1, 故选项C 正确.8.[导学号27630169] 解析:选BCD.惯性只与质量有关,只有改变了质量才能改变惯性,助跑是利用惯性,并不能改变惯性,所以选项A 错误,选项B 正确.惯性的大小由质量量度,质量越小,惯性越小,运动状态就越容易改变,越灵活,选项C 、D 正确.故选BCD.9.[导学号27630170] 解析:选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,即火箭上升的动力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,因而选项B 、C 错误,选项A 正确;飞船进入轨道之后,飞船与地球之间依然相互吸引,即飞船吸引地球,地球吸引飞船,这是一对作用力与反作用力,故选项D 正确.10.[导学号27630171] 解析:选BD.力学单位制中,质量、位移、时间的单位被选为基本单位,而不是力的单位,故A 错误;根据F =ma ,1 N =1 kg·m/s 2,故B 正确;在厘米、克、秒单位制中,g =9.8 m/s 2=980 cm/s 2,故C 错误;在力学计算中,没有特殊说明,所有物理量的单位都应取国际单位,故D 正确.故选BD.11.[导学号27630172] 解析:选BD.依题意有m A g sin θ-μm A g cos θ=m A a ,(m A +m B )g sin θ-μ(m A +m B )g cos θ=(m A +m B )a 1,(m A g +F )sin θ-μ(m A g +F )cos θ=m A a 2,从以上各式可解得:a 1=2 m/s 2,a 2>2 m/s 2,即B 、D 选项正确.12.[导学号27630173] 解析:选BC.画出其速度图象如图所示,由加速度关系v max t 0=2×v max 3 s -t 0得t 0=1 s ,速度图线与时间轴所围的面积表示位移:12 m =v max 2×3 s ,得v max =8 m/s ,可见加速与减速过程的时间之比为1∶2,加速与减速过程的位移之比为1∶2,由牛顿第二定律及加速度关系得:mg -μF N1m =8 m/s 1 s =8 m/s 2,μF N2-mg m =8 m/s 2 s=4 m/s 2,解得F N1∶F N2=1∶7,综上选BC. 13.[导学号27630174] 解析:(2)①由Δx =aT 2得a =3.9 m/s 2.②滑块通过细绳与带夹子的重锤相连,滑块匀速下滑,说明滑块重力沿斜面向下的分力和摩擦力之差等于重锤的重力,取下细绳和重锤,滑块加速下滑受到的合力为mg .③a -F 图象的斜率表示质量的倒数1m,可得到滑块的质量为2.0 kg. 答案:(2)①3.9 m/s 2 ②mg ③2.014.[导学号27630175] 解析:设漏气后热气球所受浮力为F ,热气球加速下降时的加速度大小为a .由s =v 0t +12at 2 (2分)得:a =2(s -v 0t )t 2=2×(12-1×4)42m/s 2=1 m/s 2 (2分) 由牛顿第二定律得:mg -F =ma(2分) 至少需要抛掉的压舱物的重力为G =mg -F =ma =900×1 N =900 N .(2分) 答案:900 N15.[导学号27630176] 解析:(1)特战队员轻握绳子降落时的加速度为a 1=mg -f 1m =800-20080m/s 2=7.5 m/s 2. (4分)(2)特战队员按照先加速到一定速度后立即减速,到达地面时速度正好为5 m/s 的方式运动所需时间最少.特战队员紧握绳子降落时的加速度大小为a 2=f 2-mg m =1 000-80080 m/s 2=2.5 m/s 2 (2分) 设特战队员加速下滑的时间为t 1,加速后的最大速度为v m ,减速下滑的时间为t 2,着地时的速度v =5 m/s.特战队员加速过程和减速过程的位移之和等于235 m ,即v 2m 2a 1+v 2m -v 22a 2=235 m (2分)解得v m =30 m/s(2分) 特战队员在空中下滑过程中的最少时间为t 总=t 1+t 2=v m a 1+v m -v a 2=14 s . (2分) 答案:(1)7.5 m/s 2 (2)见解析16.[导学号27630177] 解析:(1)对船进行受力分析,根据牛顿第二定律有 mg sin 30°-F f =ma(1分) F f =0.1mg(1分) 得a =4 m/s 2.(2分) (2)由匀加速直线运动规律有v 2=2ax(2分) 代入数据得v =12 m/s.(2分) (3)船进入水平水槽后,根据牛顿第二定律有-F f =ma ′(1分) 故:a ′=-0.1g =-1 m/s 2(1分) 由于t 止=-v a ′=12 s<15 s (1分)即船进入水平水槽后12 s 末时速度为0 (1分) 船在15 s 内滑行的距离x =v +02t 止=12+02×12 m =72 m . (2分)答案:(1)4 m/s 2 (2)12 m/s (3)72 m。
高中物理牛顿运动定律的应用提高训练含解析
高中物理牛顿运动定律的应用提高训练含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图所示,质量为2kg 的物体在与水平方向成37°角的斜向上的拉力F 作用下由静止开始运动.已知力F 的大小为5N ,物体与地面之间的动摩擦因数μ为0.2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)物体由静止开始运动后的加速度大小;(2)8s 末物体的瞬时速度大小和8s 时间内物体通过的位移大小; (3)若8s 末撤掉拉力F ,则物体还能前进多远? 【答案】(1)a =0.3m/s 2 (2)x =9.6m (3)x ′=1.44m 【解析】(1)物体的受力情况如图所示:根据牛顿第二定律,得: F cos37°-f =ma F sin37°+F N =mg 又f =μF N联立得:a =cos37(sin 37)F mg F mμ--o o代入解得a =0.3m/s 2(2)8s 末物体的瞬时速度大小v =at =0.3×8m/s=2.4m/s 8s 时间内物体通过的位移大小219.6m 2x at == (3)8s 末撤去力F 后,物体做匀减速运动, 根据牛顿第二定律得,物体加速度大小22.0m/s f mg a g m mμμ===='' 由v 2=2a ′x ′得:21.44m 2v x a =''=【点睛】本题关键是多次根据牛顿第二定律列式求解加速度,然后根据运动学公式列式求解运动学参量.2.如图,光滑水平面上静置一长木板A ,质量M =4kg ,A 的最前端放一小物块B (可视为质点),质量m =1kg ,A 与B 间动摩擦因数μ=0.2.现对木板A 施加一水平向右的拉力F ,取g =10m/s 2.则:(1)若拉力F 1=5N ,A 、B 一起加速运动,求A 对B 的静摩擦力f 的大小和方向; (2)为保证A 、B 一起加速运动而不发生相对滑动,求拉力的最大值F m (设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等);(3)若拉力F 2=14N ,在力F 2作用t =ls 后撤去,要使物块不从木板上滑下,求木板的最小长度L【答案】(1)f = 1N ,方向水平向右;(2)F m = 10N 。
【高中物理】2021高考物理牛顿运动定律题型训练(含答案)
【高中物理】2021高考物理牛顿运动定律题型训练(含答案)
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2022高考物理牛顿运动规律问题式训练
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二千零二十一
高考
物理学中牛顿运动定律的知识点
牛顿运动定律基本知识点
(一)牛顿第一定律(即惯性定律)
(二)牛顿第二定律
1.法律的内容
物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量m成反比。
2.公式:
理解要点:
① 因果关系:是加速度a的原因,加速度a同时发生、变化、存在和消失;
②方向性:a与都是矢量,方向严格相同;
③ 瞬时性和对应性:A是物体在特定时间的加速度,是当时作用在物体上的综合外力。
(三)力的平衡
1.平衡状态
指的是静止或匀速直线运动状态。
特点:a=0。
2.平衡条件
共点力作用下物体的平衡条件是所受合外力为零,即
3.平衡条件的推断
(1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中的一个力与余下的力的合力等
大反向;
(2)当一个物体在同一平面上的三个非平行力的作用下处于平衡状态时,这三个力必须是共同的
(3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,图示这三个力的有向线段必构成闭合三角形。
(四)牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上,公式可写为。
高考物理_10_牛顿运动定律(二)—2021届高三物理二轮复习能力提升专题检测
2021届高三物理学科二轮复习能力提升专题检测:牛顿运动定律(二)一、单选题1.如图所示,把智能手机置于汽车前台面的“磁力支架”上,支架具有磁性,对手机施加垂直于表面的吸引力。
手机的重力为G ,手机平面与水平面成θ角,始终和支架保持相对静止,下列说法正确的是( )A .汽车匀速运动时支架对手机的支持力大小为cos G θB .汽车匀速运动时支架对手机的摩擦力大小为sin G θC .汽车加速向前时支架对手机的摩擦力可能为零D .汽车减速向前时支架对手机的支持力可能为零2.如图甲所示,一轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。
现用竖直向上的拉力F 作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F 与物体位移x 之间的关系如图乙所示(210m/s g =),则下列结论正确的是( )A .物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态B .弹簧的劲度系数为500N/mC .物体的质量为3kgD .物体的加速度大小为26m/s 3.用计算机辅助实验系统(DIS )做验证牛顿第三定律的实验,如图所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果观察分析两个力传感器的相互作用力F随时间t变化的曲线如图所示。
以下结论正确的是()A.先有作用力然后才有反作用力B.作用力与反作用力的效果相互抵消C.作用力与反作用力大小相等、方向相反D.作用力与反作用力作用的同一物体上4.某探究小组通过实验测得:球形物体在竖直下落过程中所受阻力大小与其速度成正比。
若气球(呈球状)悬挂体积很小的重物从足够高的空中,由静止开始竖直下落,则()A.气球做匀加速直线运动B.气球做加速度增大的运动C.气球所受阻力越来越小D.气球最终做匀速直线运动5.2020年11月24日我国发射了嫦娥五号月球探测器,探测器历经月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关后,于12月17日携带月球样品成功返回地面。
高考物理牛顿运动定律的应用提高训练含解析
高考物理牛顿运动定律的应用提高训练含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律的应用1.如图甲所示,质量为1kg m =的物体置于倾角为37θ︒=的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F ,10.5s t = 时撤去拉力,物体速度与时间v-t 的部分图象如图乙所示。
(210/,sin 370.6,cos370.8g m s ︒︒===)问:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为多少?(2)拉力F 的大小为多少?【答案】(1)0.5 (2)30N【解析】【详解】(1)由速度时间图象得:物体向上匀减速时加速度大小:22110-5m/s 10m/s 0.5a == 根据牛顿第二定律得: 1sin cos mg mg ma θμθ+=代入数据解得:0.5μ=(2)由速度时间图象得:物体向上匀加速时:2220m /s v a t∆==∆ 根据牛顿第二定律得: 2sin cos F mg mg ma θμθ--=代入数据解得:30N F =2.皮带传输装置示意图的一部分如下图所示,传送带与水平地面的夹角37θ=︒,A 、B 两端相距12m,质量为M=1kg 的物体以0v =14.0m/s 的速度沿AB 方向从A 端滑上传送带,物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,传送带顺时针运转动的速度v =4.0m/s(g 取210/m s ),试求:(1)物体从A 点到达B 点所需的时间;(2)若物体能在传送带上留下痕迹,物体从A 点到达B 点的过程中在传送带上留下的划痕长度.【答案】(1)2s (2)5m【解析】【分析】(1)开始时物体的初速度大于传送带的速度,根据受力及牛顿第二定律求出物体的加速度,当物体与传送带共速时,求解时间和物体以及传送带的位移;物体与传送带共速后,物体向上做减速运动,根据牛顿第二定律求解加速度,几何运动公式求解到达B 点的时间以及传送带的位移;(2)开始时物体相对传送带上滑,后来物体相对传送带下滑,结合位移关系求解划痕长度.【详解】(1)物体刚滑上传送带时因速度v 0=14.0m/s 大于传送带的速度v=4m/s ,则物体相对斜面向上运动,物体的加速度沿斜面向下,根据牛顿第二定律有:Mgsin θ+μMgcos θ=Ma 1 解得:a 1=gsin θ+μgcos θ=10m/s 2当物体与传送带共速时:v 0-at 1=v解得t 1=1s 此过程中物体的位移01192v v x t m +== 传送带的位移:214x vt m ==当物体与传送带共速后,由于μ=0.5<tan370=0.75,则物体向上做减速运动,加速度为:Mgsin θ-μMgcos θ=Ma 2解得a 2=2m/s 2物体向上减速运动s 1=L-x 1=3m根据位移公式:s 1=vt 2-12a 2t 22 解得:t 2=1 s (t 2=3 s 舍去) 则物体从A 点到达B 点所需的时间:t=t 1+t 2=2s(2)物体减速上滑时,传送带的位移:224s vt m ==则物体相对传送带向下的位移211s s s m ∆=-=因物体加速上滑时相对传送带向上的位移为:125x x x m ∆=-=则物体从A 点到达B 点的过程中在传送带上留下的划痕长度为5m .【点睛】此题是牛顿第二定律在传送带问题中的应用问题;关键是分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律求解加速度,根据运动公式求解时间和位移等;其中的关键点是共速后物体如何运动.3.如图所示,水平传送带长为L =11.5m ,以速度v =7.5m/s 沿顺时针方向匀速转动.在传送带的A 端无初速释放一个质量为m =1kg 的滑块(可视为质点),在将滑块放到传送带的同时,对滑块施加一个大小为F =5N 、方向与水平面成θ=370的拉力,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,重力加速度大小为g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求滑块从A 端运动到B 端的过程中:(1)滑块运动的时间;(2)滑块相对传送带滑过的路程.【答案】(1)2s (2)4m【解析】【分析】(1)滑块滑上传送带后,先向左匀减速运动至速度为零,以后向右匀加速运动.根据牛顿第二定律可求得加速度,再根据速度公式可求出滑块刚滑上传送带时的速度以及速度相同时所用的时间; 再对共速之后的过程进行分析,明确滑块可能的运动情况,再由动力学公式即可求得滑块滑到B 端所用的时间,从而求出总时间.(2)先求出滑块相对传送带向左的位移,再求出滑块相对传送带向右的位移,即可求出滑块相对于传送带的位移.【详解】(1)滑块与传送带达到共同速度前 , 设滑块加速度为1a ,由牛顿第二定律:()13737Fcos mg Fsin ma μ︒+-︒=解得:217.5/a m s = 滑块与传送带达到共同速度的时间:111v t s a == 此过程中滑块向右运动的位移:11 3.752v s t m == 共速后 , 因 ()3737Fcos mg Fsin μ︒>-︒ ,滑块继续向右加速运动,由牛顿第二定律:()23737Fcos mg Fsin ma μ︒--︒=解得:220.5/a m s =根据速度位移关系可得:()22212B v v a L s -=-滑块到达 B 端的速度:8/B v m s =滑块从共速位置到 B 端所用的时间:221B v vt s a -== 滑块从 A 端到 B 端的时间:122t t t s =+=(2)0∼1s 内滑块相对传送带向左的位移:111 3.75s vt s m =-=V , 1s ∼2s 内滑块相对传送带向右的位移: ()2120.25s L s vt m =--=V, 0∼2s 内滑块相对传送带的路程: 124s s s m =+=V V V4.如图所示,BC 为半径r 225=m 竖直放置的细圆管,O 为细圆管的圆心,在圆管的末端C 连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ=0.6的足够长粗糙斜面,一质量为m =0.5kg 的小球从O 点正上方某处A 点以v 0水平抛出,恰好能垂直OB 从B 点进入细圆管,小球过C 点时速度大小不变,小球冲出C 点后经过98s 再次回到C 点。
【高考复习】2020版高考物理 单元测试 牛顿运动定律(含答案解析)
2020版高考物理单元测试牛顿运动定律1.下列关于牛顿运动定律说法正确的是( )A.力是维持物体运动的原因B.牛顿第一定律可以用实验直接验证C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D.作用力与反作用力的性质一定相同2.如图所示,a、b两物体的质量分别为m1和m2,由轻质弹簧相连.当用恒力F竖直向上拉着a,使a、b一起向上做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x1,加速度大小为a1;当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着a,使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x2,加速度大小为a2.则有( )A.a1=a2,x1=x2 B.a1<a2,x1=x2 C.a1=a2,x1>x2 D.a1<a2,x1>x23.如图所示,足够长的传送带以恒定的速率v1逆时针运动,一质量为m的物块以大小为v2的初速度从左轮中心正上方的P点冲上传送带,从此时起到物块再次回到P点的过程中,下列说法正确的是( )A.合力对物块的冲量大小一定为2mv2B.合力对物块的冲量大小一定为2mv1C.合力对物块的冲量大小可能为零D.合力对物块做的功可能为零4.小刚同学站在电梯底板上,利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况,如图所示的vt图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况(竖直向上为正方向).根据图象提供的信息,可以判断下列说法中正确的是( )A.在5~10 s内,该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力B.在0~5 s内,观光电梯在加速上升,该同学处于失重状态C.在10~20 s内,该同学所受的支持力不变,该同学的机械能减少D.在20~25 s内,观光电梯在加速下降,该同学处于超重状态5.如图所示,在水平面上,有两个质量分别为m1和m2的物体A、B,两物体与水平面的动摩擦因数均为μ,m1>m2,A、B间水平连接着一轻质弹簧测力计。
若用大小为F的水平力向右拉B,稳定后B的加速度大小为a1,弹簧测力计示数为F1;如果改用大小为F的水平力向左拉A,稳定后A的加速度大小为a2,弹簧测力计示数为F2。
2020高考物理一轮复习专题03牛顿运动定律(解析版)
专题03 牛顿运动定律1 .(2020 届安徽省宣城市高三第二次调研)如图所示,在水平桌面上叠放着质量均为M 的A、B 两块木板,在木板 A 的上面放着一个质量为m 的物块C,木板和物块均处于静止状态。
A、B、C 之间以及 B 与地面之间的动摩擦因数都为。
若用水平恒力 F 向右拉动木板 A (已知最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力),要使 A 从 C 、B 之间抽出来,则对 C 有aC=mg=gm对 B 受力分析有:受到水平向右的滑动摩擦力力,有f= μ(2M+m )g因为μ(M+m )g<μ(2M+m )g 所以 B 没有运动,加速度为0 ;所以当a A>a C 时,能够拉出,则有F mg M m g M解得F> 2μ(m+M )g,故选C2 .(2020 届福建省漳州市高三第一次教学质量检测)如图,个可以看作质点,质量为m=1kg 的物块,以沿传动带向下的速度v0 4m/s 从M 点开始沿传送带运动。
物块运动过程的部分v-t 图像如图所示,取g=10m/s 2,则()F 大小应满足的条件是(A.F (m 2M )g B.F (2m 3M )gC .F 2 (m M )gD .F (2m M )g答案】C解析】要使 A 能从C、 B 之间抽出来,则,A要相对于B、C 都滑动,所以AC 间,AB 间都是滑动摩擦力,对 A 有a A=mg M m gμ(M+m )g,B 与地面的最大静摩擦力等于滑动摩擦MN 是一段倾角为=30 °的传送带A .物块最终从传送带N 点离开B .传送带的速度v=1m/s ,方向沿斜面向下C .物块沿传送带下滑时的加速度a=2m/s 2D .物块与传送带间的动摩擦因数32【答案】D【解析】从图象可知,物体速度减为零后反向向上运动,最终的速度大小为1m/s ,因此没从N 点离开,并且能推出传送带斜向上运动,速度大小为1m/s ,AB 错误;v—t 图象中斜率表示加速度,可知物块沿传送带下滑时的加速度a=2.5m/s 2,C 错误;根据牛顿第二定律mg cos30o mg sin 30o ma,可得3,D 正确。
高三物理必修同步训练题牛顿运动定律练习题
高三物理必修同步训练题牛顿运动定律练习题高中是重要的一年,大家一定要好好掌握高中,查字典物理网小编为大家整理了14高三物理必修同步训练题,希望大家喜欢。
6.(多项选择)(2021河南洛阳模拟)应用如图甲所示的装置测量滑块和滑板间的动摩擦因数,将质量为M的滑块A放在倾斜滑板B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C 的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处置后在屏幕上显示出滑块A的速度-时间(v-t)图象.先给滑块A一个沿滑板B向上的初速度,失掉的v-t图象如图乙所示,那么()A.滑块A上滑时减速度的大小为8 m/s2B.滑块A下滑时减速度的大小为8 m/s2C.滑块与滑板之间的动摩擦因数=0.25D.滑块A上滑时运动的位移为2 m温馨提示日积月累,提高自我请做课后达标检测8高效演练轻松闯关1.[解析]选C.物块的受力如下图,当F不大于最大静摩擦力时,物块仍处于运动形状,故其减速度为0;当F大于最大静摩擦力后,由牛顿第二定律得F-FN=ma,即F=FN+ma,F与a成线性关系.选项C正确.2.[解析]选C.设斜面的倾角为,依据牛顿第二定律,知物块的减速度a=mgsin mgcos 0,即0,故aa,物块将以大于a 的减速度匀减速下滑.应选项C正确,选项A、B、D错误.3.[解析]选B.物体与空中间最大静摩擦力Ff=mg=0.2210N=4 N.由题给F-t图象知0~3 s内,F=4 N,说明物体在这段时间内坚持运动不动.3~6 s内,F=8 N,说明物体做匀减速运动,减速度a=F-Ffm=2 m/s2.6 s末物体的速度v=at=23 m/s=6 m/s,在6~9 s内物体以6 m/s的速度做匀速运动.9~12 s内又以2 m/s2的减速度做匀减速运动,作v-t图象如下图.故0~12 s内的位移x=12362 m+66 m=54 m.故B项正确.在高中温习阶段,大家一定要多练习题,掌握考题的规律,掌握常考的知识,这样有助于提矮小家的分数。
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析
高考物理牛顿运动定律题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,在光滑的水平面上有一足够长的质量M=4kg 的长木板,在长木板右端有一质量m=1kg 的小物块,长木板与小物块间的动擦因数μ=0.2,开始时长木板与小物块均静止.现用F=14N 的水平恒力向石拉长木板,经时间t=1s 撤去水平恒力F ,g=10m/s 2.求(1)小物块在长木板上发生相对滑幼时,小物块加速度a 的大小; (2)刚撤去F 时,小物块离长木板右端的距离s ; (3)撒去F 后,系统能损失的最大机械能△E . 【答案】(1)2m/s 2(2)0.5m (3)0.4J 【解析】 【分析】(1)对木块受力分析,根据牛顿第二定律求出木块的加速度;(2)先根据牛顿第二定律求出木板的加速度,然后根据匀变速直线运动位移时间公式求出长木板和小物块的位移,二者位移之差即为小物块离长木板右端的距离;(3)撤去F 后,先求解小物块和木板的速度,然后根据动量守恒和能量关系求解系统能损失的最大机械能△E . 【详解】(1)小物块在长木板上发生相对滑动时,小物块受到向右的滑动摩擦力,则:µmg=ma 1, 解得a 1=µg=2m/s 2(2)对木板,受拉力和摩擦力作用, 由牛顿第二定律得,F-µmg=Ma 2, 解得:a 2= 3m/s 2. 小物块运动的位移:x 1=12a 1t 2=12×2×12m=1m , 长木板运动的位移:x 2=12a 2t 2=12×3×12m=1.5m , 则小物块相对于长木板的位移:△x=x 2-x 1=1.5m-1m=0.5m .(3)撤去F 后,小物块和木板的速度分别为:v m =a 1t=2m/s v=a 2t=3m/s 小物块和木板系统所受的合外力为0,动量守恒:()m mv Mv M m v +=+' 解得 2.8/v m s ='从撤去F 到物体与木块保持相对静止,由能量守恒定律:222111()222m mv Mv E M m v +=∆'++ 解得∆E=0.4J 【点睛】该题考查牛顿第二定律的应用、动量守恒定律和能量关系;涉及到相对运动的过程,要认真分析物体的受力情况和运动情况,并能熟练地运用匀变速直线运动的公式.2.质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的图象如图所示取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)s内物体运动位移的大小.【答案】(1)0.2;(2)5.6N;(3)56m。
高中物理-专题3.24 与力的分解相关的牛顿运动定律问题(提高篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第三部分 牛顿运动定律专题3.24与力的分解相关的牛顿运动定律问题(提高篇)计算题1.(14分)(2020河北保定一模)一固定的倾角为37°的斜面,斜面长9m ,如图所示。
斜面上一物体在大小为11N 沿斜面向上的拉力F 作用下,沿斜面向上加速运动,加速度大小为1m/s 2;如果将沿斜面向上的拉力改为1N ,物体加速向下运动,加速度大小仍为1m/s 2。
取重力加速度g=10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(l)物体质量m 及物体与斜面间的动摩擦因数μ;(2)若将物体从斜面顶端由静止释放,物体运动到斜面 底端的时间t 。
【命题意图】 本题以平行斜面的拉力拉物体沿斜面向上加速运动为情景,考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律及其相关知识点,考查的核心素养是“运动和力”的观点。
【解题思路】(1)当F 1=11N 时,物体加速向上运动ma f mg F =--o 1sin37(2分)当F 2=1N 时,物体加速向下运动ma f -F mg =-2o sin37(2分)在斜面上运动,垂直斜面方向o N 37c os mg F =(1分)且N F f μ=(1分)解得0.5=μ,m =1kg (2分)(2)由静止释放物体,物体加速下滑,加速度为a 11o sin37ma f mg =-(2分)l t a =2121(2分) 解得t =3s (2分)2.(2019天津部分学校期末联考)一小滑块以10m/s 的初速度沿倾角为θ=37°的固定斜面上滑。
已知滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5,设斜面足够长。
(g=10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0,8)求:(1)物体上滑的最大位移;(2)物体回到出发点时的速度。
【名师解析】.(10分):(1)根据牛顿第二定律得mg sin θ+μmg cos θ=ma 1解得a 1=g sin θ+μg cos θ 代入数据得a 1=10m/s 2 根据速度位移公式v 02=2as解得s =202v a代入数据得s =5.0m (2)根据牛顿第二定律,下滑的加速度为mg sin θ-μmg cos θ=ma 2 解得a 2=g sin θ-μg cos θ 代入数据得a 2=2m/s 2根据速度位移公式222v a s =解得22v a s =代入数据得v 2 5 m /s =3..(12分)(2019河南天一大联考6)一质量为m =0.1kg 的滑块(可视为质点)从倾角为θ=37°、长为L =6m 的固定粗糙斜面顶端由静止释放,滑块运动到斜面底端时的速度大小为v ,所用的时间为t 。
高考物理牛顿运动定律试题(有答案和解析)含解析
高考物理牛顿运动定律试题(有答案和解析)含解析一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1.如图所示,一足够长木板在水平粗糙面上向右运动。
某时刻速度为v 0=2m/s ,此时一质量与木板相等的小滑块(可视为质点)以v 1=4m/s 的速度从右侧滑上木板,经过1s 两者速度恰好相同,速度大小为v 2=1m/s ,方向向左。
重力加速度g =10m/s 2,试求:(1)木板与滑块间的动摩擦因数μ1 (2)木板与地面间的动摩擦因数μ2(3)从滑块滑上木板,到最终两者静止的过程中,滑块相对木板的位移大小。
【答案】(1)0.3(2)120(3)2.75m 【解析】 【分析】(1)对小滑块根据牛顿第二定律以及运动学公式进行求解; (2)对木板分析,先向右减速后向左加速,分过程进行分析即可; (3)分别求出二者相对地面位移,然后求解二者相对位移; 【详解】(1)对小滑块分析:其加速度为:2221114/3/1v v a m s m s t --===-,方向向右 对小滑块根据牛顿第二定律有:11mg ma μ-=,可以得到:10.3μ=;(2)对木板分析,其先向右减速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:1212v mg mg mt μμ+⋅= 然后向左加速运动,根据牛顿第二定律以及运动学公式可以得到:21222v mg mg mt μμ-⋅= 而且121t t t s +== 联立可以得到:2120μ=,10.5s t =,20.5t s =; (3)在10.5s t=时间内,木板向右减速运动,其向右运动的位移为:1100.52v x t m +=⋅=,方向向右; 在20.5t s =时间内,木板向左加速运动,其向左加速运动的位移为:22200.252v x t m +=⋅=,方向向左; 在整个1t s =时间内,小滑块向左减速运动,其位移为:122.52v v x t m +=⋅=,方向向左 则整个过程中滑块相对木板的位移大小为:12 2.75x x x x m ∆=+-=。
2020高考物理专题卷:专题三《牛顿运动定律》 含答案解析
2020衡水名师原创物理专题卷专题三 牛顿运动定律考点07 牛顿运动定理的理解超重和失重 (2、3、7)考点08 牛顿运动定律的应用 (1、8—13、15—20)考点09 动力学的图象问题 (4、5、6、14)第I 卷(选择题 68分)一、选择题(本题共17个小题,每题4分,共68分。
每题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期月考】考点08易关于力学单位制,下列说法中正确的是( )A. N 、 /m s 、 2/m s 是导出单位B.后人为了纪念牛顿, N 作为力学中的基本单位C.在国际单位制中,时间的基本单位可以是s ,也可以是hD.在不同的力学单位制中,牛顿第二定律的表达式都是 F ma2.【2017·天津市和平区高三上学期期末质量调查】考点07难如图所示,蹦床运动员从空中落到床面上,运动员从接触床面到下降至最低点为第一过程,从最低点上升到离开床面为第二过程,下列判断正确的是( )A .在第一过程中,运动员始终处于失重状态B .在第二过程中,运动员始终处于超重状态C .在第二过程中运动员的机械能始终在增大D .在第一过程中运动员的动能始终在减小3.【2017·广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】考点07易2015年11月30日,蹦床世锦赛在丹麦落下帷幕,中国代表团获得8金3银2铜,领跑世锦赛的奖牌榜.一位运动员从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,利用仪器测得该运动员从高处开始下落到弹回的整个过程中,运动速度随时间变化的图象如图所示,图中Oa段和cd段为直线.由图可知,运动员发生超重的时间段为()vtOacdt1 t2t3 t4 t5A.0~t1 B.t1~t2C.t2~t4 D.t4~t54.【2017·西藏自治区拉萨中学高三上学期期末】考点09中如图所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接.下图中v、a、f和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程.下图中正确的是()5.【2017·河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】考点09难如图所示滑块以初速度V0沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,直至速度为零,对于该运动过程,若用x、v、a分别表示滑块下滑的位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图象能正确描述这一运动规律的是()6.【2017·开封市高三第一次模拟】考点09难如图(甲)所示,足够长的木板B 静置于光滑水平面上,其上放置小滑块A .木板B 受到随时间t 变化的水平拉力F 作用时,木板B 的加速度a 与拉力F 关系图象如图(乙)所示,则小滑块A 的质量为( )A .4kgB .3kgC .2kgD .1kg7.【广东省肇庆市2017届高三第二次模拟考试】考点07难欧洲太空总署火星登陆器“斯基亚帕雷利”于2016年10月19日坠毁在火星表面。
2020-2021学年新教材物理人教版必修第一册课后提升训练:第三章 3 牛顿第三定律含解析
攀上山峰,见识险峰,你的人生中,也许你就会有苍松不惧风吹和不惧雨打的大无畏精神,也许就会有腊梅的凌寒独自开的气魄,也许就会有春天的百花争艳的画卷,也许就会有钢铁般的意志。
祝:学子考试顺利,学业有成3牛顿第三定律基础巩固1.关于作用力和反作用力,下列说法正确的是()A.物体相互作用时,先有作用力而后才有反作用力B.作用力和反作用力大小相等、方向相反,在一条直线上,因此它们的合力为零C.弹力的反作用力一定是弹力D.马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力2.日本石头平衡大师Kokei Mikuni能不可思议地将石头堆叠在一起保持静止,下列说法正确的是()A.B石头对A石头的支持力大于A石头对B石头的压力B.B石头对A石头的作用力就是A石头的重力C.B石头对A石头的作用力一定经过A石头的重心D.B石头与A石头之间一定没有摩擦力3.春天,河边的湿地很松软,人在湿地上行走时容易下陷,在人下陷时()A.人对湿地地面的压力就是他受的重力B.人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力C.人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力D.人对湿地地面的压力小于湿地地面对他的支持力4.两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬挂于天花板下,如图所示,下面四对力中属于作用力和反作用力的是()A.绳对A的拉力和弹簧对A的拉力B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力D.B的重力和弹簧对B的拉力5.如图所示吊在天花板上的电扇所受重力为G,静止时固定杆对它的拉力为F,扇叶水平转动后,固定杆对它的拉力为F',则()A.F=G、F=F'B.F=G、F<F'C.电扇静止时,固定杆对它的作用力等于它对固定杆的作用力D.扇叶水平转动后,固定杆对它的作用力小于它对固定杆的作用力6.下列“画阴影”的物体受力分析正确的是()7.沿光滑斜面下滑的物体受到的力是()A.重力和斜面的支持力B.重力、下滑力和斜面的支持力C.重力、正压力和斜面的支持力D.重力、正压力、下滑力和斜面的支持力能力提升1.“复兴号”列车是中国标准动车组的中文命名,具有完全知识产权,达到世界先进水平的动车组列车,已知“复兴号”运行时采用动车组技术。
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2020-2021 年高三物理单元同步提升训练:牛顿运动定律一、单选题(每题3 分,共计24 分)1.如图所示,某杂技演员在做手指玩圆盘的表演。
设该盘的质量为m,手指与盘之间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,盘底处于水平状态且不考虑盘的自转,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( ) 。
A.若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则手指对盘的作用力沿该手指方向B.若手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动,则盘受到手指水平向右的静摩擦力C.若盘随手指一起水平做匀加速运动,则手指对盘的作用力大小不可超过mgD.若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动,则手指对盘的摩擦力大小一定为μmg【解析】若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则盘受到重力作用和手指的作用,二力平衡,即手指对盘的作用力大小等于mg,方向竖直向上,A 项错误;若手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动,盘相对手指静止, 不受静摩擦力的作用,B 项错误;若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动,则盘受到向右的静摩擦力,但并没有发生相对滑动,所以受到的摩擦力f≤μmg,手指对盘的作用力F≤= mg,C 项正确,D 项错误。
【答案】C2.(2020 年山东卷)一质量为m 乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s 与时间t 的关系图像如图所示。
乘客所受支持力的大小用F N 表示,速度大小用v 表示。
重力加速度大小为g。
以下判断正确的是()A. 0~t1 时间内,v 增大,F N>mgB. t1~t2 时间内,v 减小,F N<mgC. t2~t3 时间内,v 增大,F N <mgD. t2~t3 时间内,v 减小,F N >mg【答案】D【解析】【详解】A .由于 s-t 图像 斜率表示速度,可知在 0~t 1 时间内速度增加,即乘客的加速度向下,处于失重状态,则F N <mg ,选项A 错误; B .在 t 1~t 2 时间内速度不变,即乘客的匀速下降,则 F N =mg ,选项 B 错误;CD .在 t 2~t 3 时间内速度减小,即乘客的减速下降,超重,则 F N >mg ,选项C 错误,D 正确; 故选D 。
3 物体 A 、B 分别静止在倾角为 θ1、θ2 的光滑斜面上,它们的质量分别为 m A 、m B ,用沿斜面方向向上的拉力 F 拉物体 A 、B ,所得加速度 a 与拉力 F 的关系图线如图中 A 、B 所示,则( )。
A.θ1>θ2,m A >m BB.θ1>θ2,m A <m BC.θ1<θ2,m A >m BD.θ1<θ2,m A <m B【解析】用沿斜面方向向上的拉力 F 拉物体时,根据牛顿第二定律,有 F-mg sin θ=ma ,即 a=F-g sin θ,因此在 a-F 图象中,斜率表示物体质量的倒数,所以 m A <m B ,纵轴截距为-g sin θ,所以 θ1>θ2。
【答案】B4. (2020 年江苏卷)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。
某运送防疫物资的班列由 40 节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第 2 节对第 3 节 车厢的牵引力为 F 。
若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第 3 节对倒数第 2 节车厢的牵引力为( )A. FB. 19F20FC.19FD.20【答案】C【解析】【详解】根据题意可知第 2 节车厢对第 3 节车厢的牵引力为 F ,因为每节车厢质量相等,阻力相同,故第 2节对第 3 节车厢根据牛顿第二定律有F - 38 f = 38ma设倒数第 3 节车厢对倒数第 2 节车厢的牵引力为 F 1,则根据牛顿第二定律有F1- 2 f =2ma联立解得F = F 。
1 19故选C。
5.如图所示,质量为m 的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态,现对小球同时施加水平向右的恒力F0 和竖直向上的力F,使小球从静止开始向右运动,其中竖直向上的力F 大小始终与小球的速度成正比,即F=kv(图中未标出),已知小球与杆间的动摩擦因数为μ,下列说法中正确的是A.小球先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的减速运动B.小球先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动直到静止C.小球的最大加速度为F mF 0 +μmgD.小球的最大速度为μk【答案】D【解析】AB 项:刚开始运动时,加速度为,当速度v 增大,加速度增大,当速度v 增大到符合kv>m g 后,加速度为:,当速度v 增大,加速度减小,当a 减小到0,做匀速运动,所以小球的速度先增大后保持不变,加速度先增大后减小,最后保持不变,故AB 错误;C 项:当阻力为零时,加速度最大,故小球的最大加速度为F0 ,故C 错误;D 项:当加速度为零时,m小球的速度最大,此时有:F0=μ(kv m–mg),故最大速度为,故D 正确。
6.如图所示,质量相同的两物体A、B,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧,连接物体A 的细线与斜面C 平行,物体B 与A 处于同一水平高度,此时物体A 恰好静止在倾角为37°的斜面C 上。
某时刻剪断细线,使物体A、B 开始运动,C 仍然静止。
设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,则在剪断细线后( )。
A.物体A、B 运动到水平面的时间相等B.A 的加速度大小为2 m/s2C.A 受到的摩擦力与剪断细线前相同D.地面对C 的摩擦力比剪断细线前大【解析】设A 物体在斜面上受到的最大静摩擦力为f,根据平衡条件,有mg sin37°+f=mg,解得f=mg,剪断细线,对A 有mg sin37°-f=ma,解得a=2m/s2,B 项正确;剪断细线后,B 做自由落体运动,加速度大于A 的加速度,两物体位于同一高度,运动到水平面时,A 的位移较大,故物体A、B 运动到水平面的时间不相等,A 项错误;A 受到的摩擦力与剪断细线前大小相同,方向相反,C 项错误;剪断细线前,以A、C 为研究对象,地面对C 的摩擦力大小f1=T cos37°=mg cos37°= mg,剪断细线后,以A、C 整体为研究对象,设地面对C 的摩擦力为f2,在水平方向上有f2=ma cos37°= mg,故地面对C 的摩擦力比剪断细线前小,D 项错误。
【答案】B7.地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面。
某竖井中矿车提升的加速度大小a 随时间t 的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,两次提升的高度相同,提升用时相等(均为2t0)。
对于第①次和第②次提升过程的加速度之比为( )。
A.a1∶a2=4∶5B.a1∶a2=2∶3C.a1∶a2=3∶4D.a1∶a2=5∶6【解析】矿车上升所用的时间为2t0,根据第①次的提升过程,提升的高度h=a1(2t0)2,第②次提升过程,加速过程所用时间为t0,匀速过程所用时间也为t0,匀速运动的速度v=a2t0,根据题意,有h= a1(2t0)2= a2 +a2 , 所以a1∶a2=3∶4,C 项正确。
【答案】C8.如图所示,某宾馆大楼中的电梯下方固定有4 根相同的竖直弹簧,其劲度系数均为k。
这是为了防止电梯在空中因缆绳断裂而造成生命危险。
若缆绳断裂后,总质量为m 的电梯下坠,4 根弹簧同时着地而开始缓冲,电梯坠到最低点时加速度大小为5g(g 为重力加速度大小),下列说法正确的是A.电梯坠到最低点时,每根弹簧的压缩长度为mg 2kB.电梯坠到最低点时,每根弹簧的压缩长度为6mg kC.从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中,电梯先处于失重状态后处于超重状态D.从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中,电梯始终处于失重状态【答案】C3mg 【解析】在最低点时,由牛顿第二定律:,其中a=5g,解得x ,选项AB 错误;2k 从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中,重力先大于弹力,电梯向下先加速运动,当重力小于弹力时,电梯的加速度向上,电梯向下做减速运动,则电梯先处于失重状态后处于超重状态,选项C 正确,D 错误。
二、多选题(每题5 分,共计20 分)9.如图所示,光滑的水平面上两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg 的物体,中间用轻质弹簧秤连接,在两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N 的水平拉力作用下一起匀加速运动,则A.弹簧秤的示数是10 N B.弹簧秤的示数是25 NC.弹簧秤的示数是26 N D.弹簧秤的示数是52 N【答案】C【解析】以两物体组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律得:,解得:a=2 m/s2,对物体m1,由牛顿第二定律得:,解得:T=26 N,则弹簧秤示数为26 N,C 正确。
10.如图所示,一足够长的木板静止在粗糙的水平面上,t=0 时刻滑块从木板的左端以速度v0 水平向右滑行,木板与滑块间存在摩擦,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
下列描述滑块的v-t 图象中可能正确的是( )。
【解析】设滑块质量为m,木板质量为M,滑块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2, 若μ1mg<μ2(M+m)g, 则滑块滑上木板后向右做匀减速运动, 加速度a1=μ1g, 木板静止,D 项可能; 若μ1mg>μ2(M+m)g,则滑块滑上木板后向右做匀减速运动,加速度a1=μ1g,木板向右做匀加速运动,当二者速度相等后,一起以a2=μ2g 的加速度匀减速到停止,且a1>a2,B 项可能。
【答案】BD11.(2019·新课标全国Ⅲ卷)(多选)如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。
t=0时,木板开始受到水平外力F的作用,在t=4 s时撤去外力。
细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。
木板与实验台之间的摩擦可以忽略。
重力加速度取g=10 m/s2。
由题给数据可以得出A.木板的质量为1 kgB.2 s~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D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2【答案】AB【解析】结合两图像可判断出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,故F 在此过程中是变力,即C 错误;2~5 s 内木板与物块发生相对滑动,摩擦力转变为滑动摩擦力,由牛顿运动定律,对2~4 s 和4~5 s 列运动学方程,可解出质量m 为1 kg,2~4 s 内的力F 为0.4 N,故A、B 正确;由于不知道物块的质量,所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D 错误。