高中物理牛顿运动定律知识汇总笔记.docx
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1、高中物理牛顿运动定律知识汇总笔记1单选题1、亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,伽利略用实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点,关于伽利略理想实验,以下说法正确的是()A完全是理想的,没有事实为基础B是以可靠事实为基础的,经科学抽象深刻反映自然规律C没有事实为基础,只是理想推理D过于理想化,所以没有实际意义答案:B解析:在伽利略研究力与运动的关系时,是在斜面实验的基础上,成功地设计了理想斜面实验,他以实际的实验为依据,抓住了客观事实的主要因素,忽略了次要因素,从而能够更深刻地揭示了自然规律。因此,理想实验是实际实验的延伸,而不是实际的实验,是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断,故
2、ACD错误,B正确。故选B。小提示:要了解伽利略“理想实验”的内容、方法、原理以及物理意义,伽利略实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上,进行理想化推理。(也称作理想化实验)它标志着物理学的真正开端。2、如图所示,光滑的小滑轮D(可视为质点)固定,质量均为m的物体A和B用轻弹簧连接,一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接,另一端跨过定滑轮与质量为M的小环C连接。小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,小环C位于R处时,绳与细杆的夹角为,此时物体B与地面刚好无压力。图中SD水平,位置R和Q之间高度差为h,R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放,环下落过程中绳始终处于拉直状
3、态,环到达Q处时获得最大速度。在小环从R处下落到Q处的过程中,下列说法正确的是()A小环C机械能最大的位置在S点下方B弹簧弹力和地面支持力对物体B的冲量和为零C小环C的最大动能为M2ghM+mcos2D小环C到达位置Q时,物体A的加速度大小为Mmcosg-g答案:C解析:A小环C下落过程受重力、杆的支持力和细线的拉力,非重力做功等于机械能的变化量。到位置S前的过程中,非重力做正功,机械能增加。经过S的过程,非重力做负功,机械能减小。因此,小环C的机械能先增加再减小,下落到位置S时,小环C的机械能最大,故A错误;B小环从R处下落到Q处的过程中,物体B始终静止在地面上,动量变化量为零,因此物体B所
4、受合力的冲量为零,即重力、弹簧弹力和地面对物体B的支持力的冲量和为零,则弹簧弹力和地面对物体的支持力的冲量和与重力冲量等大反向,由于此过程重力冲量不为零,故B错误;C环在Q时动能最大。环在R和Q时,弹簧长度相同,弹性势能相同。Q和A通过细线相连,沿着绳子的分速度相等(如图1所示),故vQcos=vA故A与环的动能之比为EkAEkQ=12mvA212MvQ2=mMcos2对小环和A的系统Mgh=EkA+EkQ联立可得小环C的最大动能EkQ=M2ghM+mcos2故C正确;D环在R和Q时,弹簧长度相同,B对地面的压力为零,说明弹簧处于伸长状态且弹力等于物体B的重力mg。环在Q位置,环速度最大,说明
5、受力平衡,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件,有Tcos=Mg对A有T-mg-F=ma对B有F=mg联立可得为a=Mmcosg-2g故D错误。故选C。小提示:3、如图甲所示,倾角为的粗糙斜面体固定在水平面上,质量为m = 1kg的小木块以初速度为v0 = 10m/s沿斜面上滑,若从此时开始计时,整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示,则下列判断正确的是( )A在t = 5s时刻,摩擦力方向发生变化B0 13s内小木块做匀变速直线运动C斜面倾角 = 30D小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5答案:D解析:Ax在05m内,由匀变速直线运动的速度位移公式v2v02 = 2ax结合图象
6、看出在05ma = 0-v22x = 0-10025m/s2 = 10m/s2由图示图象可知v02 = 100(m/s)2得,v0 = 10m/s,则小木块匀减速运动的时间t = 0-v0a = 0-10-10s = 1s1s后物体反向做匀加速运动,t = 1s时摩擦力反向,A错误;B由图示图象可知,物体反向加速运动时的加速度a=v22x=3228m/s2=2m/s2结合A选项可知,在01s内物体向上做匀减速运动,1s后物体反向做匀加速运动,整个过程加速度a发生变化,所以整个过程不是匀变速直线运动,B错误;CD由牛顿第二定律得,小木块上滑有mgsin + mgcos = ma下滑有mgsinm
7、gcos = ma代入数据解得 = 0.5, = 37C错误、D正确。故选D。4、如图所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A小球,同时水平细线一端连着A球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是60,A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动,A、B两小球的质量相等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为()AaA=aB=gBaA=2g,aB=0CaA=3g,aB=0DaA=23g,aB=0答案:D解析:水平细线被剪断前对A、B两小球进行受力分析,如图所示,静止时,由平衡条件得FT=Fsin60Fcos60=
8、mAg+F1F1=mBg又mA=mB解得FT=23mAg水平细线被剪断瞬间,FT消失,弹力不能突变,A所受合力与FT等大反向,F1=mBg,所以可得aA=FTmA=23gaB=0ABC错误,D正确。故选D。5、如图所示,我校女篮球队员正在进行原地纵跳摸高训练,以提高自已的弹跳力。运动员先由静止下蹲一段位移,经过充分调整后,发力跳起摸到了一定的高度。某运动员原地静止站立(不起跳)摸高为1.90m,纵跳摸高中,该运动员先下蹲,重心下降0.4m,经过充分调整后,发力跳起摸到了2.45m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动,忽略空气阻力影响,已知该运动员的质量m=60kg,g取10m/s2。则下列说
9、法中正确的是()A运动员起跳后到上升到最高点一直处于超重状态B起跳过程中运动员对地面的压力为1425NC运动员起跳时地面弹力做功不为零D运动员起跳时地面弹力的冲量为零答案:B解析:A运动员起跳后到上升到最高点,先加速后减速,所以是先超重后失重,故A错误;B运动员离开地面后做竖直上抛运动,根据v=2gh1=210(2.45-1.90)m/s=11m/s在起跳过程中,根据速度位移公式可知v2=2ah解得a=v22h=1120.4m/s2=13.75m/s2对运动员,根据牛顿第二定律可知F-mg=ma解得F=1425N故B正确;CD运动员起跳时地面弹力没有位移,所以做功为零,有作用时间,冲量不为零,
10、故CD错误。故选B。6、如图,一倾角为 = 37的足够长的斜面固定在水平地面上。当t = 0时,滑块以初速度v0= 10m/s沿斜面向上运动,已知滑块与斜面间的动摩擦因数为 = 0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37 = 0.6,cos37 = 0.8,下列说法正确的是()A滑块上滑的距离小于5mBt = 1s时,滑块速度减为零,然后静止在斜面上Ct = 2s时,滑块恰好又回到出发点Dt = 3s时,滑块的速度大小为4m/s答案:D解析:A以沿斜面向下为正方向,上滑过程,由牛顿第二定律得mgsin + mgcos = ma1代入数据解得a1=10m/s2滑块向上的最大位移x = v02
11、2a1=100210 = 5mA错误;B由于mgsin mgcos可知,滑块不可能静止在斜面上,B错误;C下滑过程,由牛顿第二定律得mgsinmgcos = ma2代入数据解得a2=2m/s2滑块向上运动到最高点的时间t1=0-(-v0)a1=1010=1s向下的运动x=12a2t22所以t2=5s滑块恰好又回到出发点的总时间t=t1+t2=(1+5)sC错误;D选取向下为正方向,t = 3s时,滑块的速度为v3 = v0 + a1t1 + a2t2 = 10 + 10 1 + 2 2 m/s = 4m/sD正确。故选D。7、如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平;两微粒a、b
12、所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放a、b,它们由静止开始运动。在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是()Aa的质量比b的大B在t时刻,a的动能比b的大C在t时刻,a和b的电势能相等D在t时刻,a和b的动量相同答案:B解析:A经时间t,a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面,则xaxb,根据运动学规律x12at2得aaab又由牛顿第二定律aFm知,maxb,所以WaWb,所以a的动能比b的动能大,B项正确;C在t时刻,a、b处在同一等势面上,根据电势能决定
13、式Epq可知a、b的电势能绝对值相等,符号相反,C项错误;D根据动量定理Ftpp0则经过时间t,a、b的动量大小相等,方向相反,故D项错误。故选B。8、如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8N。当小车向右运动的速度达到3m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2kg的小物块,小物块与小车间的动摩擦因数=0.2,小车足够长。求:经多长时间两者达到相同的速度?()A0.5sB1sC1.5sD2s答案:D解析:小物块放到小车上后,根据题意,对小物块由牛顿第二定律得mg=ma1对小车由牛顿第二定律得F-mg=Ma2设经过时间t两者速度相等,根据速
14、度与时间的关系式有3+a2t=a1t解得t=2s故ABC错误D正确。故选D。多选题9、如图所示,A、B、C为三个完全相同的物体,当水平力F作用于A上,三物体一起向右匀速运动;某时撤去力F后,三物体仍一起向右运动,设此时A、B间摩擦力为f,B、C间作用力为FN。整个过程三物体无相对滑动,下列判断正确的是()Af0Bf0CFN0DFN0答案:BC解析:CD开始三个物体在拉力F的作用下一起向右做匀速运动,可知地面对B、C总的摩擦力f=FB受地面的摩擦力为23F,C受地面的摩擦力为13F;撤去F后,B、C受地面的摩擦力不变,由牛顿第二定律可知aB=23F2m=F3maC=13Fm=F3mB、C以相同的
15、加速度向右做匀减速运动,B、C间作用力FN=0D错误,C正确;AB撤去F后,整个过程三物体无相对滑动,则A与B加速度相同,B对A有向左的摩擦力f=maB=F3A错误,B正确。故选BC。10、图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行,初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图像(以地面为参考系)如图乙所示,已知v2v1,则()At2时刻,小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内,小物块受到的摩擦力方向一直向右D0t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力
16、作用答案:BC解析:A相对地面而言,小物块在0t1小时间内,向左做匀减速运动,t1之后反向向右向右运动,故小物块在t1时刻离A处距离最大,A错误;B小物块在0t1小时间内,向左做匀减速运动,相对传送带也是向左运动;t1t2时间内,反向向右做匀加速运动,但速度小于传送带向右速度,仍是相对传送带向左运动,t2时刻两者同速,在t2t3时间内,小物块相对于传送带静止一起向右匀速运动,所以t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值,B正确;C由B中分析可知,0t2时间内,小物块相对传送带一直向左运动,所以受到的摩擦力方向一直向右,C正确;D在0t2时间内,小物块相对传送带一直向左运动,故小物块一直受向
17、右的滑动摩擦力,在t2t3时间内,小物块相对于传送带静止;小物块不受摩擦力作用,故D错误。故选BC。11、关于平抛物体的运动,下列说法中正确的是()A物体只受重力的作用,是a=g的匀变速曲线运动B物体落地时的水平位移与抛出点的高度无关C平抛运动任一时刻的速度沿水平方向上的分量都相同D初速度越大,物体在空中的飞行时间越长答案:AC解析:A物体做平抛运动的物体,过程中只受重力,由牛顿第二定律可得加速度为g,A正确;B由水平位移公式x=v0t竖直方向的位移为h=12gt2联立可得x=v02hg故可知,平抛运动的水平位移与初速度和抛出点高度均有关系;B错误;C由运动的合成与分解可知,平抛运动水平方向不
18、受力,故水平方向做匀速直线运动,故平抛运动任一时刻的速度沿水平方向上的分量都相同,C正确;D由竖直方向的位移公式可知,平抛运动的时间由抛出点高度决定,D错误。故选AC。12、将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上,如图(甲)所示。传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律。一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态。在滑块与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的Ft图象如图(乙)所示。则()A2.5s前小车做变加速运动B2.5s后小车做变加速运动(假设细沙仍在加注中)C2.5s前小车所受摩擦
19、力不变D2.5s后小车所受摩擦力不变答案:BD解析:ACD设滑块质量为M,若小车处于运动状态,连接传感器的细绳上的拉力与滑块受到的滑动摩擦力大小相等,即F2=f2=Mg即示数应保持不变,结合题图乙可知,在F的变化阶段,滑块应处于静止状态,受到的为静摩擦力,传感器的示数等于静摩擦力,又等于沙桶(质量为m)的总重力,在逐渐增大,即F1=f1=mg故2.5s前小车处于静止,受到的静摩擦力在变大,2.5s后小车在运动,受到的滑动摩擦力不变,AC错误,D正确;B2.5s后小车受到的滑动摩擦力不变,但连接沙桶的细绳上拉力增大,结合牛顿第二定律可知,小车做变加速直线运动,B正确。故选BD。13、如图,质量为
20、0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内,物块A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.3.物块A的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着而保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,现在要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面水平移动,木箱的运动情况可能是()A竖直向下匀加速运动,加速度的大小a=3m/s2B竖直向下匀减速运动,加速度的大小a=6m/s2C水平向左匀加速运动,加速度的大小a=3m/s2D水平向左匀减速运动,加速度的大小a=6m/s2答案:ACD解析:AB要使弹簧拉动物块A相对木箱地面运动,物块A受到的木箱对他的最大静摩擦力要小于弹簧对它的拉力,即fmT=1.
21、2Nfm=FN解得FN2m/s2要让木箱在竖直方向上向下加速或者向上减速,加速大小大于2m/s2,B错误,A正确;C如果让木箱在水平方向运动,要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向右移动,则物块的加速度要向左,根据牛顿第二定律FN-T=maFN=mg=5N解得a=0.6m/s2即木箱以加速度大于0.6m/s2向左匀加速运动,C正确。D如果让木箱在水平方向运动,要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向左移动,则物块的加速度要向右,根据牛顿第二定律FN+T=maFN=mg=5N解得a=5.4m/s2即木箱以加速度大于5.4m/s2向右匀加速运动,D正确。故选ACD。14、质量为m1、m2的两物体A、B并排静
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