高考物理力学知识点之牛顿运动定律知识点总复习附答案(5)
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高考物理力学知识点之牛顿运动定律知识点总复习附答案(5)
一、选择题
1.2019年6月4日,“鼎丰杯”端午龙舟赛精彩上演,数万市民翘首观看龙舟竞渡,共度端午佳节。
下列说法错误
..的是()
A.龙舟船体做成流线型是为了减小阻力
B.运动员向后划桨时,水对桨产生向前的推力
C.龙舟在加速过程中,浆对水的作用力和水对浆的作用力大小相等
D.停止划桨后,龙舟仍继续前进,说明此时龙舟受到水向前的推力
2.如图所示,质量为2 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。
质量为3 kg的物体B用轻质细线悬挂,A、B接触但无挤压。
某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g=10 m/s2)
A.12 N B.22 N
C.25 N D.30N
3.如图,倾斜固定直杆与水平方向成60角,直杆上套有一个圆环,圆环通过一根细线与
.当圆环沿直杆下滑时,小球与圆环保持相对静止,细线伸直,且与竖直方一只小球相连接
向成30角.下列说法中正确的
A.圆环不一定加速下滑
B.圆环可能匀速下滑
C.圆环与杆之间一定没有摩擦
D.圆环与杆之间一定存在摩擦
4.如图是塔式吊车在把建筑部件从地面竖直吊起的a t 图,则在上升过程中()
A .3s t =时,部件属于失重状态
B .4s t =至 4.5s t =时,部件的速度在减小
C .5s t =至11s t =时,部件的机械能守恒
D .13s t =时,部件所受拉力小于重力
5.如图所示,质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角θ=37°的木板托住,小球处于静止状态,弹簧处于压缩状态,则( )
A .小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上
B .弹簧弹力不可能为34
mg C .小球可能受三个力作用 D .木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg
6.如图,物块a 、b 和c 的质量相同,a 和b 、b 和c 之间用完全相同的轻弹簧S 1和S 2相连,通过系在a 上的细线悬挂于固定点O ;整个系统处于静止状态;现将细绳剪断,将物块a 的加速度记为a 1,S 1和S 2相对原长的伸长分别为∆x 1和∆x 2,重力加速度大小为g ,在剪断瞬间( )
A .a 1=g
B .a 1=3g
C .∆x 1=3∆x 2
D . ∆x 1=∆x 2
7.甲、乙两球质量分别为1m 、2m ,从同一地点(足够高)同时静止释放.两球下落过程中所受空气阻力大小f 仅与球的速率v 成正比,与球的质量无关,即f=kv(k 为正的常量),两球的v−t 图象如图所示,落地前,经过时间0t 两球的速度都已达到各自的稳定值1v 、2v ,则下落判断正确的是( )
A .甲球质量大于乙球
B .m 1/m 2=v 2/v 1
C .释放瞬间甲球的加速度较大
D .t 0时间内,两球下落的高度相等
8.如图所示,质量为10kg 的物体,在水平地面上向左运动,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,与此同时,物体受到一个水平向右的拉力F =20N 的作用,则物体的加速度为( )
A .0
B .2m/s 2,水平向右
C .4m/s 2,水平向右
D .2m/s 2,水平向左
9.如图所示,倾角为θ的光滑斜面体始终静止在水平地面上,其上有一斜劈A,A 的上表面水平且放有一斜劈B ,B 的上表面上有一物块C ,A 、B 、C 一起沿斜面匀加速下滑。
已知A 、B 、C 的质量均为m ,重力加速度为g ,下列说法正确的是
A .A 、
B 间摩擦力为零
B .A 加速度大小为cos g θ
C .C 可能只受两个力作用
D .斜面体受到地面的摩擦力为零
10.质量为2kg 的物体做匀变速直线运动,其位移随时间变化的规律为2
22(m)x t t =+。
该物体所受合力的大小为( )
A .2N
B .4N
C .6N
D .8N
11.质量为M 的人站在地面上,用绳通过光滑定滑轮将质量为m 的重物从高处放下,如图所示,若重物以加速度a 下降(a g <),则人对地面的压力大小为( )
A .()M m g ma +-
B .()M g a ma --
C .()M m g ma -+
D .Mg ma -
12.人乘坐电梯加速向上运动,下列说法正确的是( )
A .人对电梯地板的压力大于电梯地板对人的支持力
B .人对电梯地板的压力等于人的重力
C .电梯地板对人的支持力大于人的重力
D .电梯地板对人的支持力等于人的重力
13.如图所示,在水平地面上有一辆小车,小车内底面水平且光滑,侧面竖直且光滑。
球A 用轻绳悬挂于右侧面细线与竖直方向的夹角为37°,小车左下角放置球B ,并与左侧面接触。
小车在沿水平面向右运动过程中,A 与右侧面的弹力恰好为零。
设小车的质量为M ,两球的质量均为m ,则( )
A .球A 和球
B 受到的合力不相等
B .小车的加速度大小为6m/s 2
C .地面对小车的支持力大小为(M +m )g
D .小车对球B 的作用力大小为1.25mg
14.如图所示,一个箱子中放有一个物体,已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力,且物体与箱子上表面刚好接触.现将箱子以初速度v 0竖直向上抛出,已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正比,且箱子运动过程中始终保持图示姿态.则下列说法正确的是( )
A.上升过程中,物体对箱子的下底面有压力,且压力越来越小
B.上升过程中,物体对箱子的上底面有压力,且压力越来越大
C.下降过程中,物体对箱子的下底面有压力,且压力越来越大
D.下降过程中,物体对箱子的上底面有压力,且压力越来越小
15.体重为50kg的小明蹲在电梯中的体重计上,启动电梯。
在电梯匀加速上升的过程中,他突然站起,则体重计示数随时间变化规律正确的是()
A.B.
C.D.
16.如图所示,用平行于光滑斜面的力F拉着小车向上做匀速直线运动。
若之后力F逐渐减小,则对物体在向上继续运动的过程中的描述正确的是()
A.物体的加速度减小B.物体的加速度增加
C.物体的速度可能不变D.物体的速度增加
17.质量为2kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。
从t=0时刻开始,物体受到方向不变,大小呈周期性变化的水平拉力F的作用,F~t图像如图所示,则物体在t=0至t=12s这段时间的位移大小为()
A.18m B.54m C.81m D.360m
18.如图所示,车沿水平地面做直线运动.一小球悬挂于车顶,悬线与竖直方向夹角为θ,放在车厢后壁上的物体A,质量为m,恰与车厢相对静止.已知物体A与车厢间动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则下列关系式正确的是()
A .1tan θμ=
B .tan θμ=
C .tan g
μ
θ= D .tan g θμ
= 19.质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落,在某时刻受到的空气阻力为f ,加速度为a =
13g ,则f 的大小是( ) A .f =13mg B .f =
23mg C .f =mg
D .f =43mg 20.如图所示,在小车中悬挂一小球,若偏角未知,而已知摆球的质量为,小球随小车水平向左运动的加速度为,取=10m/s 2,则绳的张力为( )
A .
B .
C .
D .
21.下列说法正确的是
A .物体加速度方向保持不变,速度方向也一定保持不变
B .物体所受合外力的方向,就是物体运动的方向
C .汽车的惯性大小随着牵引力的增大而减小
D .加速度减小时,速度不一定减小
22.2019年2月16日,世界游泳锦标赛跳水项目选拔赛(第一站)在京举行,重庆选手施延懋在女子3米跳板决赛中,以386.60分的成绩获得第一名,当运动员压板使跳板弯曲到最低点时,如图所示,下列说法正确的是( )
A .跳板发生形变是因为运动员的重力大于板对她支持力
B.弯曲的跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的
C.在最低点时运动员处于超重状态
D.跳板由最低点向上恢复的过程中,运动员的机械能守恒
23.人用绳子通过动滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳,使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,以下说法正确的是()
A.A物体运动可分解成沿绳子方向的直线运动和沿竖直杆向上的运动
B.A物体实际运动的速度是v0cosθ
C.A
物体实际运动的速度是0
cos
v
θ
D.A物体处于失重状态
24.如图所示,离地面高h处有甲、乙两个小球,甲以初速度v0水平射出,同时乙以大小相同的初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下,若甲、乙同时到达地面,则v0的大小是()
A gh
B gh C2gh D.2gh
25.以初速度
v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.
2
21
v
f
g
mg
⎛⎫
+
⎪
⎝⎭
和
mg f
v
mg f
-
+
B.
2
2
21
v
f
g
mg
⎛⎫
+
⎪
⎝⎭
和
mg
v
mg f
+
C.
2
2
21
v
f
g
mg
⎛⎫
+
⎪
⎝⎭
和
mg f
v
mg f
-
+
D.
2
2
21
v
f
g
mg
⎛⎫
+
⎪
⎝⎭
和
mg
v
mg f
+
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题
1.D
解析:D
【解析】
【分析】
【详解】
A .龙舟船体做成流线型,是为了减小水的阻力,A 正确;
B .桨往后划,给了水一个向后的作用力,同时桨也受到水向前的反作用力,B 正确;
C .根据牛顿第三定律,浆对水的作用力和水对浆的反作用力总是大小相等,C 正确;
D .停止划桨后,因为物体有惯性,龙舟还会继续前进一段距离,并不是受到水的推力作用,D 错误。
故选D 。
【点睛】
考查了牛顿第三定律与作用力与反作用力,惯性等知识点。
2.A
解析:A
【解析】
【详解】
剪断细线前,A 、B 间无压力,对A 受力分析,受重力和弹簧的弹力,根据平衡条件有:
21020A F m g ==⨯=N
剪断细线的瞬间,对整体分析,根据牛顿第二定律有:
()()A B A B m m g F a m m =+-+
代入数据得整体加速度为:6a =m/s 2
隔离对B 分析,根据牛顿第二定律有:
B B m g N m a -=
代入数据解得:12N =N ,故A 正确,BCD 错误。
故选A .
3.D
解析:D
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:以小球为研究对象,对小球进行受力分析,小球受到竖直向下的重力和沿绳子收缩方向的拉力,小球的合外力不为零,小球不可能匀速下滑,小球与圆环相对静止,一定都做匀加速运动;所以AB 项错误;假设圆环与杆之间没有摩擦,取整体为研究对象,()()
sin60+M m g M m a ︒+=,加速度2sin 60/s a g ︒==,以小球为研究对象,
当绳子的拉力和杆垂直时小球的加速度才为2/s ,因此小球的加速度不是
2
53m/s,说明环的加速度也不是2
53m/s,说明整体受到摩擦力,存在摩擦,C错误D正确
4.D
解析:D
【解析】
【分析】
【详解】
A.当3s
t=时,加速度向上,部件属于超重状态,故A错误;
B.当4s
t=至 4.5s
t=时,部件的加速度在减小,但始终大于零,部件仍处于加速状态,速度增大,故B错误;
C.5s
t=至11s
t=时,部件加速度为零,做匀速直线运动,部件的动能不变,但重力势能却不断增大,所以部件的机械能增大,机械能不守恒,故C错误;
D.13s
t=时,加速度向下,部件属于失重状态,部件所受拉力小于重力,故D正确。
故选D。
5.C
解析:C
【解析】
【分析】
滑块可能受重力、支持力、弹力三个力处于平衡,根据共点力平衡判断,根据平行四边形定则可知,小球重力和弹力的合力肯定大于重力.
【详解】
A、C项:小球处于静止状态,受力平衡,对小球受力分析,如图所示:
当重力、弹簧弹力以及木板的支持力的合力为零时,小球不受摩擦力,即小球可以受到3个力作用,故A错误,C正确;
B项:若小球不受摩擦力,根据平衡条件得:tan37°=mg
F
,解得:
3
4
F mg
=,故B错
误;
D项:无论小球受不受到摩擦力作用,由平衡条件可知,木板对小球的作用力与重力和弹
22
()
mg F
+D错误.
【点睛】
解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解,注意弹簧的弹力方向是
水平向左的,难度适中.
6.B
解析:B
【解析】
【分析】
【详解】
剪断细线之前,以bc 物块为整体为研究对象
受力分析可知,轻弹簧S 1弹力
12F mg =
剪断细线一瞬间,绳子拉力立刻消失,但轻弹簧S 1的弹力F 1没有发生变化,对物块a 进行受力分析,由牛顿第二定律可知:
11mg F ma '+=
11F F '=
解得:
13a g =
单独以c 为研究对象,得轻弹簧S 2的弹力:
2F =mg
S 1和S 2是完全相同的弹簧,结合胡克定律得:
1122
2x F x F ∆==∆ 即:
122x x ∆=∆
ACD 三项与计算不符,故本题选B 。
7.A
解析:A
【解析】
【详解】
两球先做加速度减小的加速运动,最后都做匀速运动,稳定时kv=mg ,因此最大速度与其
质量成正比,即v m ∝m ,1122 m v m v =,由图象知v 1>v 2,因此m 甲>m 乙;故A 正确,B 错
误.释放瞬间v=0,空气阻力f=0,两球均只受重力,加速度均为重力加速度g .故C 错误;图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移,由图可知,t 0时间内两球下落的高度不相等;故D 错误;故选A .
8.C
解析:C
【解析】
【详解】
滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,物体相对地面向左运动,滑动摩擦力向右,根据牛顿第二定律
F mg ma μ+=
解得
22200.21010m/s 4m/s 10
F mg a m μ++⨯⨯=== 方向水平向右,ABD 错误,C 正确。
故选C 。
9.C
解析:C
【解析】
【分析】
整体一起匀加速下滑,具有相同的加速度;先用整体法结合牛顿第二定律求出整体的加速度,再用隔离法分析个体的受力情况。
【详解】
对B 、C 整体受力分析,受重力、支持力,B 、C 沿斜面匀加速下滑,则A 、B 间摩擦力不为零,BC 在水平方向有向左的加速度,则B 受A 对它的向左的摩擦力,故A 错误;选A 、B 、C 整体为研究对象,根据牛顿第二定律可知A 加速度大小为gsin θ,故B 错误;取C 为研究对象,当斜劈B 的倾角也为θ时,C 只受重力和斜面的支持力,加速度才为a c =gsin θ,故C 正确;斜面对A 的作用力垂直斜面向上,则A 对斜面的作用力垂直斜面向下,这个力可分解为水平和竖直的两个分力,故斜面具有向右相对运动的趋势,斜面受到地面的摩擦力水面向左,故D 错误。
故选C 。
【点睛】
若一个系统中涉及两个或者两个以上物体的问题,在选取研究对象时,要灵活运用整体法和隔离法。
对于多物体问题,如果不求物体间的相互作用力,我们优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少,求解简便;很多情况下,通常采用整体法和隔离法相结合的方法。
10.D
解析:D
【解析】
【详解】
位移随时间变化的规律
2012
x v t at =+ 根据题目中的表达式,应用待定系数法可知
212m/s 2
a = 解得加速度
24m/s a =
根据牛顿第二定律求解合外力
24N=8N F ma ==⨯
ABC 错误,D 正确。
故选D 。
11.C
解析:C
【解析】
【详解】
设绳的拉力为F ,对重物,由牛顿第二定律可得
mg F ma -=①
绳的拉力
F mg ma =-②
人所受重力、绳向上的拉力及地面的支持力N F 的合力为零,
所以有
N Mg F F =+③
由②③得
()N F Mg F M m g ma =-=-+
人对地面的压力N
F '和地面对人的支持力N F 是一对作用力和反作用力,由牛顿第三定律可得
()N
N F F M m g ma '==-+ 方向竖直向下;
A .不符合题意,错误;
B .不符合题意,错误;
C .正确;
D .不符合题意,错误。
12.C
解析:C
【解析】
【分析】
【详解】
人乘坐电梯加速向上运动,具有向上的加速度,所以人处于超重状态,即人对电梯地板的压力大于人的重力,根据牛顿第三定律可知:电梯地板对人的支持力大于人的重力, C 正确.
故选C 。
13.D
解析:D
【解析】
【分析】
【详解】
A. 小球A 和小球B 的加速度相同,而且质量相同,所以二者受到的合力一定相同, A 错误;
B. 设小车的加速度为a ,对小球A 受力分析如图所示,对A 球,由牛顿第二定律得
tan37mg ma ︒=
解得
2tan 377.5m /s a g =︒=
B 错误;
C. 小车在竖直方向上保持静止状态,地面对小车的支持力大小为(2)M m g +,C 错误;
D. 小车对B 的作用力是左侧壁的弹力ma 和小车底面的支持力N F 的合力,
N 0.75,=ma mg F mg =
所以
22N =+ 1.25F F mg =合(ma )
D 正确。
故选D 。
【点睛】
对小球A 受力分析,根据牛顿第二定律求加速度。
根据小球B 的运动情况,确定左侧壁对B 球弹力大小。
底面对小球B 的支持力等于小球B 的重力。
根据两球质量关系分析合力关系。
14.C
解析:C
【解析】
【详解】
AB.对箱子和物体整体受力分析,如图所示:
由牛顿第二定律可知Mg +kv =Ma ,得
,又整体向上做减速运动v 减小,所以a
减小;
再对物体单独受力分析如图:
因a >g ,所以物体受到箱子上底向下的弹力,由牛顿第二定律可知,,则
,而a 减小,则F N 减小,所以上升过程中物体对箱子上底面有压力且压
力越来越小;故A 项,B 项均错误. CD.同理,当箱子和物体加速下降时,物体对箱子下底面有压力且压力越来越大,当Mg =kv 后,箱子匀速下降,此时物体对箱子下底面压力等于它的重力mg ,故C 正确,D 错误.
15.A
解析:A
【解析】
【分析】
【详解】
电梯匀加速上升的过程中,小明蹲在电梯中的体重计上,有
11F mg ma -=
故图像得截距大于50,在电梯匀加速上升的过程中,小明突然站起时有
22F mg ma -=
由于12a a <,故12F F <,图线向上攀升,故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
16.B
解析:B
【解析】
【分析】
【详解】
AB .当F 减小,小车的加速度为
sin mg F a m
θ-= 方向沿斜面向下。
加速度随F 的减小而增大。
选项A 错误,B 正确;
CD .小车速度沿斜面向上,加速度方向沿斜面向下,所以小车速度逐渐减小,选项CD 错误。
故选B 。
17.C
解析:C
【解析】
【分析】
【详解】
对物体受力分析可知,0到3s 内, 由于滑动摩擦力为
0.220N 4N f mg μ==⨯=
恰好等于外力F 大小,所以物体仍能保持静止状态,3到6s 内,物体产生的加速度为
23m/s F f a m
-=
= 发生的位移为 21113.5m 2x at =
= 6到9s 内,物体所受的合力为零,做匀速直线运动,由于6s 时的速度为
33m/s 9m/s v at ==⨯=
所以发生的位移为
()2996m 27m x vt ==⨯-=
9到12s 内,物体做匀加速直线运动,发生的位移为
2230119333m 40.5m 22
x v t at =+=⨯+⨯⨯= 所以总位移为
123=++=13.52740.5m 81m x x x x ++=
故C 正确,ABD 错误。
故选C 。
18.A
解析:A
【解析】
【分析】
物体A 跟车箱相对静止,小球、物体A 和车厢具有相同的加速度,隔离对小球分析,由牛顿第二定律求出加速度的大小和方向,再对A 运用牛顿第二定律求出摩擦力的大小;则可求得动摩擦因数.
【详解】
小球所受的合力应水平向右,则加速度
F mgtan
a gtan
m m
θ
θ
===;A与小球具有相同的
加速度,则A所受的压力N=ma=mgtanθ,方向向右。
由滑动摩擦力公式可知,f=μN=mg;
联立解得:tanθ=1
μ;故选A。
【点睛】
解决本题的关键知道球、物体A与车厢具有相同的加速度,要灵活选择研究对象,通过牛顿第二定律进行求解.
19.B
解析:B
【解析】
【分析】
对物体受力分析,受重力和阻力,根据牛顿第二定律列式求解即可;
【详解】
对物体受力分析,受重力和阻力,根据牛顿第二定律,有:
1
3 mg f ma m g -==⋅
解得:
2
3
f mg
=,故选项B正确,选项ACD错误.
【点睛】
本题关键是对物体受力分析后,根据牛顿第二定律列式求解.
20.C
解析:C
【解析】
【详解】
小球所受的合力为
,
小球受重力和拉力,根据平行四边形定则得拉力。
A.根据计算可得,故A不符合题意;
B.根据计算可得,故B不符合题意;
C.根据计算可得,故C符合题意;
D.根据计算可得,故D不符合题意。
21.D
解析:D
【解析】
【分析】
【详解】
A:物体加速度方向保持不变,速度方向可能改变.例如:平抛运动加速度方向不变,速度方向发生变化.故A项错误.
B :物体做曲线运动时,物体所受合外力的方向与物体的运动方向不在一条直线上.故B 项错误.
C :汽车的惯性取决于汽车自身的质量,与牵引力的大小无关.故C 项错误.
D :加速度减小表示速度变化变慢,可能是增加得慢,也可能是减小的慢.所以加速度减小时,速度不一定减小.故D 项正确.
22.C
解析:C
【解析】
【详解】
A. 跳板发生形变是因为运动员对跳板施加了力的作用,选项A 错误;
B.运动员对跳板有压力是由运动员的脚发生形变而产生的,故B 错误;
C.运动员在最低点具有向上的加速度,所以是处于超重状态,支持力大于重力,故C 正确;
D.跳板由最低点向上恢复的过程中,支持力对运动员做功,机械能不守恒,故D 错误。
23.C
解析:C
【解析】
【详解】
ABC .将A 沿杆向上的运动分解为沿绳子方向的直线运动和垂直绳子方向的运动,如图所示:
人拉绳子的速度等于A 沿绳子方向的分速度,则
0cos A v v θ=,
解得A 物体实际运动的速度
0cos A v v θ
=
, 故AB 两项错误,C 项正确.
D .A 物体实际运动的速度 0A v v cos θ
=, θ增大,A 物体速度增大,即A 物体向上做加速运动,处于超重状态.故D 项错误。
故选C 。
【点睛】
绳连接、杆连接的物体沿绳(杆)方向的速度分量相等.
24.A
解析:A
【解析】
【详解】
平抛运动的时间为:t =;
乙在斜面下滑的加速度为:4545mgsin a gsin g m ︒=︒= .
根据2012v t at +
=
,代入数据得0v = .故A 正确,BCD 错误.故选A . 【点睛】 解决本题的关键知道平抛运动的时间由高度决定,初速度和时间相同决定水平位移,抓住平抛运动的时间和匀加速运动的时间相同,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解.
25.A
解析:A
【解析】
【分析】
【详解】
在上升的过程中,对物体受力分析由牛顿第二定律可得
mg+f =ma 1
所以上升时的加速度为
1mg f a m
+= 加速度的方向与初速度的方向相反,即竖直向下.
从上升到达最高点的过程中,根据v 2-v 02=2a 1x 可得上升的最大高度为
222200012221v v v v x mg f a f g m mg --===+⎛⎫-⨯+ ⎪⎝⎭
在下降的时候,对物体受力分析有牛顿第二定律可得
mg-f =ma 2
所以下降的加速度的大小为
2mg f a m
-= 从开始下降到返回到原抛出点的过程中,根据v 2=2a 2x 可得
==
v v 所以A正确。
故选A。