2021年高考物理一轮复习考点7牛顿运动定律的理解和基本应用课件

牛顿运动定律的理解和基本应用考点7第1步狂刷小题·夯基础题组一基础小题1.伽利略创造地把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小答案解析当斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿斜面上升的最高位置依次升高。对比三次实验结果，根据把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法可知，当斜面光滑时，小球能够上升到与O点等高的位置，故最直接的结论是选项A；B、C、D中的结论从题目中不可以直接得出。解析2．甲车快速倒车时车尾撞上静止的同型号的乙车车头，导致两车司机受伤。甲车司机、乙车司机最有可能的伤情分别是()A．胸部受伤，胸部受伤B．胸部受伤，背部受伤C．背部受伤，胸部受伤D．背部受伤，背部受伤解析甲车快速向后倒车撞到乙车车头而停止运动，甲车司机由于惯性继续向后运动可能使背部受伤；乙车开始时静止，由于受到撞击而向后运动，乙车司机由于惯性仍保持静止，可能和方向盘相碰而导致胸部受伤，C正确。答案解析3.如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球()A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定解析因小车表面光滑，两小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球将以相同的速度做匀速直线运动，所以一定不会相碰，B正确。答案解析4．如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是()A．甲对乙的拉力大小大于乙对甲的拉力大小，所以甲获胜B．只有甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大小大于乙对甲的拉力大小D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜答案解析不论两人做何种运动，甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，使甲、乙整体向甲的方向移动，所以甲获胜，A、B、C错误，D正确。解析5．(多选)下列关于牛顿运动定律和物理现象的说法中正确的是()A．力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的B．司机系上安全带主要是为了减轻车突然启动时可能对人造成的伤害C．人乘坐能加速或减速运动的电梯，当电梯减速下降时，人是处在超重状态D．滑冰时运动员对冰面的压力与冰面对运动员的支持力是一对作用力和反作用力答案解析力的国际制单位“牛顿”是根据牛顿第二定律F＝ma定义的，故A正确；当汽车突然启动时，人由于座椅的作用而随车加速，安全带对人没有作用，当汽车紧急刹车时，人由于惯性，保持向前的速度，但由于安全带的作用，避免了向前撞击或摔出去的可能性，减轻了刹车时可能对人造成的伤害，故B错误；人乘坐能加速或减速运动的电梯，当电梯减速下降时，人的加速度方向向上，人处在超重状态，故C正确；运动员对冰面的压力与冰面对运动员的支持力是一对作用力和反作用力，故D正确。解析6．如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为m1，其推进器的平均推力为F。在飞船与空间站对接后，在推进器工作时测出飞船和空间站一起运动的加速度为a，则空间站的质量m2为()A.Fa＋m1B.Fa－m1C．m1－FaD.Fg＋a－m1答案解析以空间站和飞船整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：F＝(m1＋m2)a，则空间站的质量为：m2＝Fa－m1，故B正确，A、C、D错误。解析题解析答案解析7.如图所示，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动。若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为()A.FMB.FcosαMC.Fcosα－μMgMD.Fcosα－μMg－FsinαM答案解析对木块进行受力分析，如图所示，木块受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，在水平方向有：Fcosα－f＝Ma，在竖直方向有：Mg＝FN＋Fsinα，滑动摩擦力：f＝μFN，将以上三式联立可得：a＝Fcosα－μMg－FsinαM，D正确。解析8.如图所示，质量分别为2m和3m的两个小球置于光滑水平面上，且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端。现在质量为2m的小球上沿弹簧轴线方向施加大小为F的水平拉力，使两球一起做匀加速直线运动，则此时弹簧的伸长量为()A.F5kB.2F5kC.3F5kD.Fk答案解析对小球与弹簧组成的整体分析，整体的加速度a＝F5m，隔离质量为3m的小球分析，根据牛顿第二定律得，F弹＝3ma＝3F5，则此时弹簧的伸长量x＝F弹k＝3F5k，C正确。解析9.智能化电动扶梯如图所示，乘客站在扶梯上，先缓慢加速，然后再匀速上升，则()A．乘客始终处于超重状态B．加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v相同C．电梯对乘客的作用力始终竖直向上D．电梯匀速上升时，电梯对乘客的作用力竖直向上答案解析电梯加速上升过程，乘客有竖直向上的分加速度，此时乘客处于超重状态，当电梯匀速上升时，乘客的加速度为零，既不超重也不失重，故A错误。以乘客为研究对象，加速上升过程，乘客有水平向右的分加速度，乘客受到的静摩擦力方向水平向右，故摩擦力方向与v不同，B错误。加速上升阶段，电梯对乘客的支持力竖直向上，静摩擦力水平向右，两者合力指向右侧斜上方；匀速上升阶段，电梯对乘客的支持力竖直向上，没有摩擦力作用，故C错误，D正确。解析10.如图所示，放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑，若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F，则()A．物块可能匀速下滑B．物块仍以加速度a匀加速下滑C．物块将以大于a的加速度匀加速下滑D．物块将以小于a的加速度匀加速下滑答案解析对物块进行受力分析，设斜面的倾角为θ，沿斜面方向有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma，当加上力F后，由牛顿第二定律得(mg＋F)sinθ－μ(mg＋F)cosθ＝ma1，解得a1＝mg＋Fmgaa，即物块将以大于a的加速度匀加速下滑，C正确。解析11.如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，质量相等的甲、乙物体通过弹簧连接，乙物体通过轻绳与斜面顶端相连。已知轻弹簧、细绳均与斜面平行，重力加速度大小为g。剪断细绳的瞬间，下列说法正确的是()A．甲、乙的加速度大小均为g2B．甲的加速度为零，乙的加速度大小为g2C．甲的加速度大小为g，乙的加速度为零D．甲的加速度为零，乙的加速度大小为g答案解析设甲、乙两物体的质量均为m，细绳剪断前，由平衡条件知细绳对乙物体的拉力大小为2mgsin30°，弹簧对甲、乙两物体的弹力大小均为mgsin30°；剪断细绳瞬间，因弹簧弹力不能突变，而细绳上的拉力会突变，所以甲物体所受合力为零，加速度为零，乙物体所受合力为2mgsin30°，加速度大小为2gsin30°＝g，故A、B、C错误，D正确。解析12．如图所示，A、B两小球分别连在轻线两端，B球另一端与弹簧相连，弹簧固定在倾角为30°的光滑斜面顶端。A、B两小球的质量分别为mA、mB，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度大小分别为()A．都等于g2B.g2和0C.g2和mAmB·g2D.mAmB·g2和g2答案解析对A、B两球组成的整体受力分析可知，F弹＝(mA＋mB)gsin30°，剪断线瞬间，由牛顿第二定律可得，对B：F弹－mBgsin30°＝mBaB，得aB＝mAmB·g2，对A：mAgsin30°＝mAaA，得aA＝g2，所以C正确。解析13．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出。对此现象分析正确的是()A．受托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态B．受托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度答案解析物体在手掌的推力作用下，由静止竖直向上加速时，物体处于超重状态；当物体离开手的瞬间，只受重力作用，物体的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，故A、B、C错误。物体离开手的前一时刻，手与物体具有相同的速度，而在物体离开手的下一时刻，手的速度小于物体的速度，即在物体离开手的瞬间，手的速度变化量大于物体的速度变化量，故手的加速度大于物体的加速度，即手的加速度大于重力加速度，故D正确。解析14．如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，质量为m的重物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.30。当载重车厢沿索道向上加速运动时，重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为()A．0.35mgB．0.30mgC．0.23mgD．0.20mg答案解析对重物进行受力分析，重物对车厢内水平地板的正压力为其重力的1.15倍，在竖直方向上有FN－mg＝ma1，解得a1＝0.15g，设水平方向上的分加速度为a2，则a1a2＝tan37°＝34，解得a2＝0.2g，重物水平方向受到地板的摩擦力提供加速度，故f＝ma2＝0.20mg，故D正确。解析15．跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示。已知人的质量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计。取重力加速度g＝10m/s2。当人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为()A．a＝1.0m/s2，F＝260NB．a＝1.0m/s2，F＝330NC．a＝3.0m/s2，F＝110ND．a＝3.0m/s2，F＝50N答案解析以人与吊板组成的整体为研究对象，整体受重力、两根绳子的拉力，由牛顿第二定律可知：整体的加速度a＝2T－M＋mgM＋m＝2×440－80080m/s2＝1.0m/s2；设F′为吊板对人的支持力，以人为研究对象，由牛顿第二定律可知：T＋F′－mg＝ma，解得人受吊板的支持力F′＝mg－T＋ma＝700N－440N＋70N＝330N，由牛顿第三定律可知人对吊板的压力为330N，故B正确。解析题组二高考小题16．(2016·全国卷Ⅰ)(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D．质点单位时间内速率的变化量总是不变答案解析由题意知此恒力即为质点所受合外力，若原速度与该恒力在一条直线上，则质点做匀变速直线运动，质点单位时间内速率的变化量总是不变的；原速度与该恒力不在一条直线上，则质点做匀变速曲线运动，速度与恒力间夹角逐渐减小，质点单位时间内速度的变化量是不变的，但速率的变化量是变化的，A、D两项错误，B项正确；由牛顿第二定律知，质点加速度的方向总与该恒力方向相同，C项正确。解析17．(2019·海南高考)如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g。现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为()A．F－2μmgB.13F＋μmgC.13F－μmgD.13F答案解析对P、Q组成的整体，由牛顿第二定律得F－μmg－2