搜索
牛顿运动定律【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．一个篮球从某一高度由静止下落，并与坚硬的地面碰撞后以原速率反弹，最后运动到最高点（假设篮球运动过程中所受空气阻力大小恒定，设竖直向下为正方向）。下列描述该运动过程的图像正确的是A．B．C．D．【答案】C【解析】【分析】根据牛顿第二定律分析篮球的运动情况，根据x-t图象的斜率表示速度、v-t图象的斜率等于加速度，来分析图象的形状。【详解】AB、篮球从静止开始下落的过程中，做匀加速直线运动，x-t图象应是抛物线，反弹后上升的过程，做匀减速运动，x-t图象也是抛物线，故AB错误；CD、篮球先向下做匀加速直线运动，速度为正，加速度大小为，较小，图像较缓；后向上做匀减速运动，速度为负，加速度大小为，较大，图像较陡，故C正确，D错误；故选：C【点睛】解决本题的关键是要明确篮球的运动情况，抓住与地面碰撞后速度突然反向来分析速度方向的变化。2．如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，则()A．绳子对甲的拉力小于甲的重力B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力【答案】D【解析】【分析】甲处于静止状态，根据静止的物体受到平衡力的作用，根据平衡力条件进行判断。甲未拉断绳子，乙拉断绳子，绳子是相同，人的质量是相同，一者绳子断了，一者绳子未断，可以判断两根绳子拉力大小，间接得到乙图绳子的拉力和人重力的关系。【详解】3．1995年美国费米国家实验室在实验中观察到了顶夸克，测得它的静止质量m=3.1×10-25kg，寿命τ=0.4×10-24s，这是近二十几年粒子物理研究最重要的实验进展之一。正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为，式中是正、反顶夸克之间的距离，αS是强相互作用耦合常数，是与单位制有关的常数，在国际单位制中k=0.319×10-25J∙m，则在国际单位制中强相互作用耦合常数αS的单位是A．NB．VC．JD．无单位【答案】D【解析】【详解】由题意知as=-，as单位==1，所以在国际单位制中强相互作用耦合常数as无单位，则D正确。故选D。【点睛】本题看似比较难，但是仔细阅读以后会发现只是考查了单位制．只要根据正、反顶夸克之间的强相互作用势能公式表示出耦合常数as，代入国际单位以后可以知道它的单位．4．某同学站在上升的电梯内，已知该同学体重为600N，在电梯减速直至停止的过程中，以下说法正确的是（g取10m/s2）()A．该同学体重大于600NB．该同学体重小于600NC．该同学对电梯地板压力大于600ND．该同学对电梯地板压力小于600N【答案】D【解析】【分析】在电梯减速直至停止的过程中，具有向下的加速度，处于失重状态．人的重力保持不变仍为600N．【详解】5．如图所示，小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由光滑的斜面AB和粗糙的平面BC组成（它们在B处由极短的光滑圆弧平滑连接），小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当传感器受压力时，其示数为正值；当传感器受拉力时，其示数为负值。一个小滑块（可视为质点）从A点由静止开始下滑，经B至C点的过程中，传感器记录到的力F随时间t变化的关系如下面四图表示，其中可能正确的是A．B．C．D．【答案】D【解析】【详解】【点睛】本题关键是对斜面体受力分析，确定受力方向，注意滑块加速下滑时，滑块对斜面体的压力恒定，滑块匀减速运动时，滑块对小车的摩擦力大小恒定．6．如图所示，质量为m=1kg的木块上方用一根轻质绳与天花板链接，下方与一根轻质弹簧相连，且弹簧的拉力为2N。木块处于静止状态，当轻绳被剪断瞬间，木块的加速度为（）A．10m/s2B．12m/s2C．2m/s2D．0【答案】B【解析】【分析】先求解物体静止时细线的拉力；剪断细线后的瞬时，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律求解加速度.【详解】物体静止时细线的拉力为T=F+mg=12N，剪断细线后的瞬时，弹簧的弹力不变，则物体的加速度为，故选B.【点睛】本题关键是注意剪断细线后的瞬时，细线的拉力变为零，而弹簧的弹力不能突变，结合牛顿第二定律求解.7．从地面以一定的速度竖直向上抛出一小，小球从的出点上升到最高点所用时间为，从最高点下落到抛出所用时间为。若空气用力的作用不能忽略，则对于与大小的关系，下列列断中正请的是（）A．B．C．D．无法定哪个较大【答案】B【解析】【分析】在物体上升和下降过程中根据牛顿第二定律比较加速度大小，然后根据位移大小相等，利用运动学公式比较上升和下降时间的大小．【详解】【点睛】本题容易出错的地方在于阻力的方向容易弄错，注意阻力方向与相对运动方向相反，上升和下降过程阻力方向不同．8．如图所示，足够长的水平传送带以的速度逆时针匀速转动，一个物体以的初速度从左端A处水平滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数，那么物块再次返回到A处所用的时间为（）A．4SB．2SC．4.5SD．3S【答案】C【解析】【分析】物体在传送带上先向右做减速运动，速度减为零后反向运动，先加速后匀速回到出发点，根据牛顿第二定律求解加速度，结合运动公式求解.【详解】【点睛】此题关键是知道物体在传送带上运动的特征：先向右做减速运动，速度减为零后反向运动，先加速后匀速回到出发点，分阶段进行讨论.9．如图所示，图甲是两只与计算机相连的力传感器，其中一只系在墙上，另一只握在手中用力拉紧，乙图是计算机显示屏上显示的两只传感器受力情况,其中乙图F正方向显示的是握在手中的传感器受力F情况。对此，某同学做出如下判断，其中正确的是A．这两个力是一对平衡力B．这两个力是一对作用力与反作用力C．这两个力始终大小相等，方向相反D．握在手中的传感器受力F先存在、后消失【答案】BC【解析】两个力大小相等方向相反，同时存在、同时消失，作用在不同物体上，是一对作用力与反作用力，作用效果不能抵消，故BC正确；AD错误；故选BC。【点睛】熟记作用力与反作用力的关系：大小相等、方向相反、作用力同一条直线上，作用在两个物体上，肯定是同种性质的力，同时存在、同时消失。10．如图所示,物体m放在斜面上,给物体一个沿斜面向下的初速度,物体开始沿斜面向下滑动,设物体的加速度为,若只在物体m上再放一个物体,则与m一起下滑的加速度为,若只在m上施加一个方向竖直向下、大小等于的力F,此时m下滑的加速度为。关于、、的关系正确的是()A．=0时,一定有=0,0B．=0时,=，且一定为零C．只要≠0且沿斜面向下,一定有=D．不管如何,都有==【答案】BC【解析】【详解】【点睛】本题考查了比较加速度大小关系，对物体正确受力分析，由牛顿第二定律求出加速度即可正确解题。要注意正交分解法的应用.11．如图所示，小球A、B的质量相等，A球光滑，B球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5tanθ，中间用一根弹簧连接，弹簧的质量不计，斜面足够长，倾角为θ，将A、B和弹簧系统放到斜面上，并让弹簧处于原长时由静止释放，弹簧平行于斜面，下列说法正确的是（）A．刚释放时刻A、B两球的加速度大小均为gsinθB．刚释放时刻A、B两球的加速度大小分别为gsinθ、0.5gsinθC．A球的加速度为零时，B球的加速度大小为1.5gsinθD．A、B球的加速度第一次相等时，弹簧第一次最短【答案】BC【解析】【详解】【点睛】本题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用．12．以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m＝1kg的货物放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端．用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度g取10m/s2，由vt图线可知()A．A、B两点的距离为2.4mB．货物与传送带的动摩擦因数为0.5C．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功大小为12.8JD．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J【答案】BD二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13．如图所示，质量为m1=1kg的物体A用轻绳跨过定滑轮与质量为m2=0.5kg的物体B相连（绳子与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦力均不计），物体A放在倾角为37度的固定斜面上。物体A与斜面间的动摩擦因数为u=0.5，物体A距离斜面低端的距离为x=4m，此时系统处于静止状态。已知。求：(1)物块A所受摩擦力的大小和方向；(2)烧断细绳，物块A到达斜面低端的时间（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）【答案】（1）沿斜面向上，大小为1N；（2）t=2s【解析】【分析】（1）比较与mBg的大小关系可求解物块A所受摩擦力的大小和方向；（2）烧断细绳后，A沿斜面下滑，根据牛顿第二定律求解加速度，根据x=at2求解时间.【详解】（1）因为可知，斜面给A的静摩擦力方向向上，大小为【点睛】此题考查物体的平衡和牛顿第二定律的应用；要知道静摩擦力的大小和方向是由外力决定的，所以要求解静摩擦力要通过平衡角度来分析；在斜面上运动时首先求解加速度.14．航空母舰上的起飞跑道由水平跑道和倾斜跑道两部分组成，飞机在发动机的推力作用下，在水平和倾斜跑道上滑行。我们可以把这种情景简化为如图所示的模型，水平面AB长度x1未知，斜面BC长度x2=2m，两部分在B点通过极短的光滑圆弧轨道平滑连接且两部分末端的高度差h=1m。一个质量m=2kg的物块，在推力F作用下，从A点开始在水平面和斜面上运动，推力大小恒为F=24N，方向沿着水平方向和平行斜面方向。物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，与斜面间的动摩擦因数为/3，不计空气阻力g取10m/s2求:(1)物块分别在水平面上与斜面上运动时的加速度大小a1、a2；(2)如果要求物块到达斜面末端C点时的速度大小达到6m/s，物块的机械能增量为多少?(3)如果要求物块到达斜面末端C点时的速度大小达到6m/s，AB的最短长度为多少?【答案】（1）7m/s2；2m/s2（2）56J（3）2m【解析】【详解】（3）物块在水平面上运动时，设到达B点的速度为v1，则：v12=2ax1；在斜面上运动时：v2-v12=2a2x2解得x1=2m【点睛】本题主要是考查了牛顿第二定律的综合应用；解题的关键是受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度，结合运动公式求解；此题第3问也可以用动能定理求解；15．如图所示，有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端B与静止的水平传送带平滑相接，传送带长L=4m.有一个质量为m=0.5kg的滑块，放在水平平台上，平台上有一根轻质弹簧，左端固定，右端与滑块接触但不连接，现将滑块缓慢向左移动压缩弹簧，且弹簧始终在弹性限度内，在弹簧处于压缩状态时，若将滑块由静止释放，滑块最后恰能到达传送带右端C点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，求：(1)滑块到达B点时的速度，及弹簧储存的最大弹性势能；(2)若传送带以3.0m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，当滑块冲上传送带时，对滑块施加一大小恒为0.5N的水平向右的作用力，滑块从B运动到C的过程中,摩擦力对它做的功；【答案】(1)vB=4m/s,Ep=4J(2)Wf=-3.75J【解析】【详解】（1）滑块从释放至运动到B点，由能量守恒得，Ep＝mvB2①从B到C，由动能定理得，−μmgL＝0−mvB2②联立①②两式，代入数据解得vB=4m/s弹簧的弹性势能转化为滑块的动能：Ep＝mvB2=4J【点睛】解决本题的关键理清滑块在整个过程中的运动情况，结合牛顿第二定律、动能定理进行求解。注意在第2问中，滑块匀速运动时仍受到静摩擦力的作用.16．一平板车的质量M=100kg，停在水平路面上，车身的平板离地面的高度h=