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高中物理牛顿运动定律考点题型与解题方法.docx
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1、高中物理牛顿运动定律考点题型与解题方法1单选题1、如图甲所示,物块的质量m1 kg,初速度v010 m/s,在一水平向左的恒力F作用下,从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻恒力F突然反向,大小不变,则整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示(取g10 m/s2),则下列说法正确的是()A05 s内物块做匀减速运动B在t1 s时刻恒力F反向C恒力F大小为10ND物块与水平面间的动摩擦因数为0.4答案:B解析:AB由匀变速直线运动规律可得v2-v02=2ax整理得v2=2ax+v02对比图线可知,斜率为2a1=1005m/s2解得物块做匀减速直线运动的加速度大小为a110m/s2
2、减速到零的时间为t1=v0a1=1s故01s内物块做匀减速运动,在t1s时刻恒力F反向,A错误,B正确;CD物块减速到零后做匀加速直线运动的加速度大小满足2a2=6413-5m/s2解得a24m/s2两过程据牛顿第二定律分别可得Ffma1Ffma2联立两式解得F7N,f3N则动摩擦因数为=fmg=0.3CD错误。故选B。2、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?()A0.5
3、sB1sC1.5sD2s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。3、如图所示,倾角为=37的传送带以速度v1=2m/s顺时针匀速转动。将一物块以v2=8m/s的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数=0.5,传送带足够长,取sin37=0.6,cos37=0.8, g=10m/s2,下列说法正确的是()A小物块向上运动过程中的加速度大小为10m/s2B小物块向上运动的时间为1. 2sC小
4、物块向上滑行的最远距离为4mD小物块最终将随传送带一起向上匀速运动答案:C解析:ABD由于物块的速度大于传送带的速度,所以物块相对传送带向上运动,物块受重力和沿斜面向下的滑动摩擦力,沿斜面方向有根据牛顿第二定律mgsin+mgcos=ma1代入数据解得a1=10m/s2方向沿斜面向下。设物体减速到传送带速度需要的时间为t1,有t1=v1-v2-a1=0.6s由于物体所受重力沿斜面方向的分力大于滑动摩擦力,因此物体相对传送带向下运动,受到的滑动摩擦力沿斜面向上,沿斜面方向根据牛顿第二定律有mgsin-mgcos=ma2代入数据解得:a2=2m/s2方向沿斜面向下;最后减速到速度为零的时间为t2=
5、v1a2=1s故小物块向上运动的时间为1.6s。故ABD错误。C小物块向上滑行的最远距离为x=v1+v22t1+v12t2=2+820.6+221m=4m故C正确。故选C。4、物体质量为m5Kg放在粗糙的水平面上,在力F的作用下做a2m/s2的匀加速直线运动,方向向右,已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.3,则外力F为()A20NB15NC25ND10N答案:C解析:根据牛顿第二定律得a=F合m则有FmgmaF0.3510+2525N故选C。5、一个倾角为=37的斜面固定在水平面上,一个质量为m=1.0kg的小物块(可视为质点)以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑,小物块与斜面的动摩擦
6、因数=0.25。若斜面足够长,已知sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2。小物块沿斜面上滑时的加速度大小为()A5 m/s2B4 m/s2C8 m/s2D10 m/s2答案:C解析:对物块分析,根据牛顿第二定律有mgsin37+mgcos37=ma代入数据解得a=8ms2故ABD错误C正确。故选C。6、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
7、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。7、如图,一倾角为 = 37的足够长的斜面固定在水平地面上。当
8、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 = v022a1=100210 = 5mA错误;B由于mgsin mgcos可知,滑块不可能
9、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。8、中国航天员王亚平在天宫一号空间实验室进行太空授课演示质量的测量实验。实验通过舱壁打开的一个支架形状的质量测量仪完成。测量过程如图所示,航天员甲把自己固
10、定在支架一端,航天员乙将支架拉到指定位置释放,支架拉着航天员甲由静止返回舱壁。已知支架能产生恒定的拉力F,光栅测速装置能测出支架复位时的速度v和所用的时间t,最终测出航天员甲的质量,根据提供的信息,以下说法正确的是()A宇航员在火箭发射过程中处于失重状态B航天员甲的质量为FtvC天宫一号在太空中处于超重状态D太空舱中,不可以利用弹簧测力计测拉力的大小答案:B解析:A宇航员在火箭发射过程中,随火箭加速上升,具有向上的加速度,处于超重状态,A错误;B支架复位过程,航天员甲的加速度为a=vt由牛顿第二定律可得F=Ma联立解得M=FtvB正确;C天宫一号在太空中处于失重状态,C错误;D太空舱中,可以利
11、用弹簧测力计测拉力的大小,不受失重的影响,D错误。故选B。多选题9、物体的质量为2kg,放在光滑水平面上,同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用,则物体的加速度大小可能为()A2m/s2B3m/s2C4m/s2D5m/s2答案:BC解析:同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用,这两个力的合力取值范围为5NF9N由牛顿第二定律可得a=Fm解得2.5m/s2a4.5m/s2AD错误,BC正确。故选BC。10、如图甲所示,质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1kg的物块以初速度vo=4m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为=0.2,在物块滑上木板的同时
12、,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到1s-F的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为1m-1。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是()A若恒力F=0,物块滑岀木板时的速度为3m/sBC点纵坐标为1.5m-1C随着F增大,当外力F=1N时,物块恰好不能木板右端滑出D图像中D点对应的外力的值为4N答案:BC解析:结合物体运动以及图形分析可知,总共分三个阶段。第一阶段(AB段),拉力较小时,物块从木板的右侧滑出;第二阶段(BC段),拉力稍大一些
13、,物块滑动一段距离后,与木板一起加速向右运动;第三阶段(DE段),拉力过大,物体滑动一段距离后,摩擦力提供的加速度不够,不能随木板一起运动,最终从左侧滑出。A物块刚滑上木板时,物块加速度a1有ma1=mg得到a1=2m/s2物块刚滑上木板时,木板的加速度a2有Ma2=mg得到a2=4m/s2由题意可知,当F=0时,物块,木板的位移差为1m,则x1=v0t-12a1t2x2=12a2t2x1-x2=1解得t=1s物块滑出木板时的速度v=v0-at=4-2m/s=2m/sA错误;C当物块恰好不能从木板右端滑出时,设木板加速度为a3,此时有Ma3=mg+Fx3=v0t-12a1t2x4=12a3t2
14、x3-x4=1v0-a1t=a3t解得F=1NC正确;DC、D两点对应的为恰好可一起匀加速运动,则有F+mg=ma4mg=ma4解得F=3N则C、D点拉力为3N,D错误;B此时物块刚滑上木板时,木板的加速度a5有a5=F+mgM=3+20.5m/s2=10m/s2两者速度相等时,位移差有a5t=a0-a1tv0t-12a1t2-12a5t2=x解得x=23故s-1=32m-1=1.5m-1B正确;故选BC。11、如图甲所示,一水平传送带沿顺时针方向旋转,在传送带左端A处轻放一可视为质点的小物块,小物块从A端到B端的速度时间变化规律如图乙所示,t6 s时恰好到B点,重力加速度g取10 m/s2,
15、则()A物块与传送带之间的动摩擦因数为0.1BA、B间距离为16 m,小物块在传送带上留下的痕迹是8 mC若物块质量m1 kg,物块对传送带做的功为8 JD若物块速度刚好到4 m/s时,传送带速度立刻变为零,物块不能到达B端答案:AB解析:A由图乙可知,物块加速过程的加速度大小a=vt=44m/s2=1m/s2由牛顿第二定律可知ag联立解得0.1故A正确;B由于4 s后物块与传送带的速度相同,故传送带速度为4 m/s,A、B间距离x=(2+6)42m=16m小物块在传送带上留下的痕迹是l44 m442m8m故B正确;C物块对传送带的摩擦力大小为mg,加速过程传送带的位移为16 m,则物块对传送
16、带所做的功为Wmgx0.111016 J16 J故C错误;D物块速度刚好到4 m/s时,传送带速度立刻变为零,物块将做减速运动,且加速度与加速过程的加速度大小相同,则减速过程的位移为8 m,则物块可以到达B端,故D错误。故选AB。12、如图所示,在水平上运动的箱子内,用轻绳AO、BO在O点悬挂质量为2kg的重物,轻绳AO、BO与车顶部夹角分别为30、60。在箱子沿水平匀变速运动过程中,为保持重物悬挂点O位置相对箱子不动(重力加速度为g),则箱子运动的最大加速度为()Ag2B3g3C3g2D3g答案:BD解析:当箱子加速度向左时,当加速度完全由绳OA的拉力提供时,水平方向TAOcos30=ma竖
17、直方向TAOsin30=mg联立解得最大加速度a=3g当箱子加速度向右时,当加速度完全由绳OB拉力提供时,竖直方向TBOsin60=mg水平方向TBOcos60=ma联立解得最大加速度a=33g故BD正确,AC错误。故选BD。13、物体的质量为2kg,放在光滑水平面上,同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用,则物体的加速度大小可能为()A2m/s2B3m/s2C4m/s2D5m/s2答案:BC解析:同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用,这两个力的合力取值范围为5NF9N由牛顿第二定律可得a=Fm解得2.5m/s2a4.5m/s2AD错误,BC正确。故选BC。14、如图所示,质
18、量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住,当小球静止时,橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是()A在AC被突然剪断的瞬间,BC对小球的拉力不变B在AC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsinC在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gcosD在BC被突然剪断的瞬间,小球的加速度大小为gsin答案:BC解析:AB设小球静止时BC绳的拉力为F,AC橡皮筋的拉力为T,由平衡条件可得Fcos=mg,Fsin=T解得F=mgcos,T=mgtan在AC被突然剪断的瞬间,BC上的拉力F发生了突变,小球的加速度方向沿与BC垂直的方向且斜向下,大小为a=gsinB正确,A错误;CD在BC被突然剪
19、断的瞬间,橡皮筋AC的拉力不变,小球的合力大小与BC被剪断前拉力的大小相等,方向沿BC方向斜向下,故加速度a=gcosC正确,D错误。故选BC。15、如图所示,轻杆一端固定在O点,一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为FN,小球在最高点的速度大小为v,FN-v2图像如图乙所示。下列说法正确的是()Av2=a时,小球完全失重Bv2=c时,杆对小球弹力方向竖直向上C小球的质量为bRaD当地的重力加速度大小为aR答案:ACD解析:A由图可知:v2=a时,FN=0,此时小球仅受重力作用,加速度为向下的重力加速度,处于完全失重状态,故A正确;B由图可知
20、:当v2a时,球需要的向心力大于重力,杆对小球弹力方向向下,所以当v2=c时,杆对小球弹力方向向下,故B错误;CD在最高点,若v=0,则有mg-FN1=mg-b=0当FN=0时,则有:mg=mv2R=maR可得g=aR,m=bRa故CD正确。故选ACD。16、科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是()A亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏
21、离原来的方向D牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案:BCD解析:A亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,选项A错误;BCD牛顿根据选项B中伽利略的正确观点和选项C中笛卡儿的正确观点,得出了选项D的正确观点,选项B、C、D正确。故选BCD。填空题17、一物体从倾角为的固定长直斜面顶端由静止开始下滑,已知斜面与物体间的动摩擦因数与物体离开斜面顶端距离x之间满足=kx(k为已知量)。物体刚下滑时加速度大小为_,当下滑距离为_时,物体有最大速度。(重力加速度为g)答案: gsin tank解析:1x=0时,动摩擦因数为零,则物体不受摩擦力,所以加速度大小为a=gsin2速度最
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