考点03牛顿运动定律-2022届高三《新题速递·物理》9月刊（高考复习）

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考点03牛顿运动定律  1．（2020·宜宾市叙州区第二中学校高三开学考试）如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力。取。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（　　）A．B对A的压力大小为12N B．弹簧弹力大小为20NC．B的加速度大小为 D．A的加速度为零【答案】A【解析】AC．剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力剪断细线的瞬间，对整体分析，整体加速度隔离对B分析解得，根据牛顿第三定律可知B对A的压力为， C错误A正确；B．细线剪断瞬间弹簧还没有来得及恢复形变，弹力大小不变，即为，B错误；D．细线剪断瞬间，整体的加速度相同，均为，D错误。故选A。2．（2020·吉林长春外国语学校高三开学考试）如右图，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为、．重力加速度大小为g．则有A．，B．，C．，D．，【答案】C【解析】在抽出木板的瞬时，弹簧对1的支持力和对2的压力并未改变．对1物体受重力和支持力，有：mg=F，a1=0．对2物体受重力和弹簧的向下的压力，根据牛顿第二定律有：，故C正确．故选C．考点：牛顿第二定律【名师点睛】本题属于牛顿第二定律应用的瞬时加速度问题，关键是区分瞬时力与延时力；弹簧的弹力通常来不及变化，为延时力，轻绳的弹力为瞬时力，绳子断开即消失．3．（2020·吉林长春外国语学校高一期末）质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从地面向上拉动，如图所示，若重物以加速度a上升，则人对地面的压力为（　　）A． B．C． D．【答案】A【解析】以物体为研究对象，根据牛顿第二定律得 解得绳子的拉力再以人为研究对象，根据平衡条件得地面对人的支持力为根据牛顿第三定律得知，人对地面的压力大小故A正确，BCD错误。4．（2020·山东潍坊高三）竖直向上抛的物体在上升过程中由于受到空气阻力，加速度大小为，若空气阻力大小不变，那么这个物体下降过程中的加速度大小为（　　）A． B．gC． D．【答案】C【解析】上抛过程中，受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力，根据牛顿第二定律可得解得在下降过程中，受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，根据牛顿第二定律可得解得故选C。5．（2020·四川棠湖中学高三二模）如图所示是滑梯简化图，一小孩从滑梯上A点开始无初速度下滑，在AB段匀加速下滑，在BC段匀减速下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态．假设小孩在AB段和BC段滑动时的动摩擦因数分别为和，AB与BC长度相等，则A．整个过程中地面对滑梯始终无摩擦力作用B．动摩擦因数C．小孩从滑梯上A点滑到C点先超重后失重D．整个过程中地面对滑梯的支持力始终等于小孩和滑梯的总重力【答案】B【解析】小朋友在AB段做匀加速直线运动，将小朋友的加速度分解为水平和竖直两个方向，由于小朋友有水平向右的分加速度，根据牛顿第二定律知，地面对滑梯的摩擦力方向水平向右；有竖直向下的分加速度，则由牛顿第二定律分析得知：小孩处于失重，地面对滑梯的支持力小于小朋友和滑梯的总重力．同理，小朋友在BC段做匀减速直线运动时，小孩处于超重，地面对滑梯的支持力大于小朋友和滑梯的总重力，地面对滑梯的摩擦力方向水平向左，故ACD错误；设AB的长度为L，小孩在B点的速度为v．小孩从A到B为研究对象，由牛顿第二定律可得：，由运动学公式可得：；小孩从B到C为研究过程，由牛顿第二定律可得：，由运动学公式可得：；联立解得：，故B正确．6．（2020·黑龙江哈尔滨市第六中学校高三开学考试）如图所示，质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连，在大小恒定的拉力F作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后竖直向上匀加速运动，不计空气阻力，在三个阶段的运动中，线上的拉力大小(　　)A．由大变小    B．由小变大C．由大变小再变大    D．始终不变且大小为F【答案】D【解析】设物体与接触面的动摩擦因数为μ，在水平面有： 对m 1进行受力分析，则有： 所以T 1=F在斜面上有： 对m 1受力分析则有：T 2−μm 1gcosθ−m 1gsinθ=m 1a 2解得：T 2=F ；竖直向上运动时有： 对m 1进行受力分析则有：T 3−m 1g=m 1a 3解得：T 3=F所以绳子的拉力始终不变且大小为F，故D正确，ABC错误故选：D.点睛：先对整体进行受力分析求出整体加速度，再对m1进行受力分析，根据牛顿第二定律求出细线上的弹力，m1的加速度和整体加速度相同．7．（2020·黑龙江双鸭山一中高三开学考试）质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点，圆弧槽的半径为R，OA与水平线AB成60°角．槽放在光滑的水平桌面上，通过细线和滑轮与重物C相连，细线始终处于水平状态．通过实验知道，当槽的加速度很大时，小球将从槽中滚出，滑轮与绳质量都不计，要使小球不从槽中滚出 ，则重物C的最大质量为（     ）A．B．2mC．D．【答案】D【解析】小球恰好能滚出圆弧槽时，圆弧槽对小球的支持力的作用点在A点，小球受到重力和A点的支持力，合力为，对小球运用牛顿第二定律可得 ，解得小球的加速度，对整体分析可得：，联立解得，故D正确，A、B、C错误；故选D．8．（2020·民勤县第一中学高二期末）如图所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦．初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮．下列说法中正确的是 （ ）A．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮B．若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮C．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮D．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮【答案】A【解析】对甲有：，解得：；对乙有：，解得，当甲的质量大，则甲的加速度小，根据知，甲的运动时间长，所以乙先到达滑轮．当甲乙的质量相等，则运动时间相同，同时到达滑轮．故A正确，B、C、D均错．考点：本题考查了牛顿第二定律、力的合成与分解的运用、牛顿第三定律．9．（2020·广东高三模拟）传送带广泛的应用于物品的传输、分拣、分装等工作中，某煤炭企业利用如图所示的三角形传送带进行不同品质煤的分拣，传送带以的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是，且与水平方向的夹角均为。现有两方形煤块A、B（可视为质点）从传送带顶端静止释放，煤块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是（　　）A．煤块A、B在传送带上的划痕长度不相同B．煤块A、B受到的摩擦力方向都与其运动方向相反C．煤块A比煤块B后到达传送带底端D．煤块A运动至传送带底端时速度大小为【答案】A【解析】B．煤块A开始受到的摩擦力方向沿传送带方向向下，与运动方向相同，煤块B下滑过程中受到的摩擦力方向沿传送带方向向上，与运动方向相反，选项B错误；CD．对煤块A根据牛顿第二定律可得解得煤块A达到与传送带共速的时间位移故不可能与传送带共速，煤块A一直以向下加速，达到底部的时间设为，则有解得达到底端的速度为对煤块B根据牛顿第二定律可得解得煤块B达到底部的时间设为，则有解得所以A先达到底部，选项CD错误；A．煤块A相对于传送带的位移煤块B相对于传送带的位移所以煤块A、B在传送带上的划痕长度不相同，选项A正确。故选A。10．（2020·北京海淀北大附中高三三模）利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小。实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后小球由静止释放，同时开始计时，利用传感器和计算机获得弹性绳的拉力随时间的变化如图乙所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（　　） A．、时刻小球的速度最大 B．、时刻小球的动能最小C．、时刻小球的运动方向相同 D．【答案】B【解析】A．把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t1时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，t2时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，速度为零；当绳子的拉力与重力相等时速度最大，而、时刻绳子的拉力为都为零，小于小球的重力，故、时刻小球的速度不是最大，故A错误；B．由乙图可知，t2、t5时刻小球都到达最低点，速度为零，动能都为零，为最小，故B正确；C．t3时刻小球速度方向向上，t4时刻小球速度向下，t3、t4时刻小球的运动方向相反，故C错误；D．t3~t4时间内与t6~t7时间内小球都做竖直上抛运动，由于t3时刻的速度大于t6时刻的速度，由竖直上抛运动的时间可知故D错误。故选B。11．（2020·北京海淀101中学高三三模）如图所示，压缩的轻弹簧将金属块卡在矩形箱内，在箱的上顶板和下底板均安有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动。当箱静止时，上顶板的传感器显示的压力F1=2N，下底板传感器显示的压力F2=6N，重力加速度g=10m/s2。下列判断正确的是（　　）A．若加速度方向向上，随着加速度缓慢增大，F1逐渐减小，F2逐渐增大B．若加速度方向向下，随着加速度缓慢增大，F1逐渐增大，F2逐渐减小C．若加速度方向向上，且大小为5m/s2时，F1的示数为零D．若加速度方向向下，且大小为5m/s2时，F2的示数为零【答案】C【解析】A．若加速度方向向上，在金属块未离开上顶板时弹簧的压缩量不变，则F2不变，根据牛顿第二定律得得知随着加速度缓慢增大，F1逐渐减小，A错误；B．若加速度方向向下，在金属块未离开上顶板时弹簧的压缩量不变，则F2不变，根据牛顿第二定律得得知随着加速度缓慢增大，F1逐渐增大，故B错误；C．当箱静止时，有得m=0.4kg若加速度方向向上，当F1=0时，由A项分析有解得a=5m/s2故C正确；D．若加速度方向向下，大小是5m/s2小于重力加速度，不是完全失重，弹簧不可能恢复原长，则F2的示数不可能为零，D错误。故选C。12．（2020·湖北武昌高三模拟）光滑水平面上，质量分别为m1、m2的物体A、B紧靠在一起，在大小分别为F1、F2的水平恒力的共同作用下，A、B一起无初速向右做匀加速运动，则A、B之间弹力的大小为（　　）A． B． C． D．【答案】D【解析】根据牛顿第二定律对整体有加速度方向水平向右，对物体B联立解得故D正确，ABC错误。故选D。13．（2020·吉林长春外国语学校高三开学考试）如图所示，初始时A、B两木块在水平方向的外力作用下贴在竖直墙面上处于静止状态，A与B、B与墙面之间的动摩擦因数都为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两木块质量相等，都为，当外力为不同值时，关于A、B之间的摩擦力，B与墙壁之间的摩擦力的大小，下列说法中正确的是（取10 m/s2）A．当时，B．当时，，C．当时，，D．当时，，【答案】ACD【解析】A．当时，A、B间及B与墙面间均没有相互的挤压，没有摩擦力，故A正确；B．当时，B与墙面间的最大静摩擦力为小于两木块的重力故整体下滑，则B与墙壁之间的摩擦力为滑动摩擦力，即；A、B相对静止，整体下滑的加速度对A分析，根据牛顿第二定律，A、B间的摩擦力为故B错误；C．当时，B与墙面间的最大静摩擦力，小于两木块的重力故A、B整体下滑，摩擦力；A、B相对静止，由牛顿第二定律可知，整体下滑的加速度为则对A分析可知，解得故C正确；D．当时，B与墙面间最大静摩擦力大于两木块的重力，两木块均保持静止，，故D正确.故选ACD。14．（2020·黑龙江双鸭山一中高三开学考试）如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（　　）A．当时，A、B都相对地面静止B．当时，A的加速度为C．当时，A相对B滑动D．无论F为何值，B的加速度不会超过【答案】BCD【解析】A．根据题意可知，B与地面间的最大静摩擦力为因此要使B能够相对地面滑动，A对B所施加的摩擦力至少为A、B间的最大静摩擦力为故时，A、B都相对地面静止，A错误；B．A、B恰好不相对滑动时，根据牛顿第二定律可知应当满足且即则当≤F＜3μmg，A、B将一起向右加速滑动。当时，对A和B整体受力分析有解得故B正确。CD．当F≥3μmg时，A、B将以不同的加速度向右滑动，根据牛顿第二定律有F－2μmg＝2maA，解得，故CD正确。故选BCD。15．（2020·全国高三零模）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，点为弹簧在原长时物块的位置．物块由点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达点．在从到的过程中，物块（   ）A．加速度先减小后增大 B．经过点时的速度最大C．所受弹簧弹力始终做正功 D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【答案】AD【解析】A项：由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故A正确；B项：物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，即在O点左侧，故B错误；C项：从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，故C错误；D项：从A到B过程中根据动能定理可得W弹-W克f=0，即W弹=W克f，即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，故D正确．16．（2020·湖北荆州中学高三月考）如图所示，光滑斜面CA、DA、EA都以AB为底边，三个斜面的倾角分别为75°、45°、30°。物体分别沿三个斜面由顶端从静止滑到底端，下面说法中正确的是（  ）A．物体沿CA下滑，加速度最大B．物体沿EA下滑，加速度最大C．物体沿CA滑到底端所需时间最短D．物体沿DA滑到底端所需时间最短【答案】AD【解析】AB．设斜面倾角为α，物体沿光滑斜面下滑时的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得解得物物体沿CA下滑，斜面倾角最大，加速度最大，故A正确，B错误；CD．设AB边长为x由运动学公式可得联立可求得当 t有最小值，说明物体沿DA滑到底端所需时间最短，故C错误，D正确。故选择AD选项。17．（2020·山东泰安高三模拟）如图甲所示为一半圆形坑，现将一颗弹丸先后两次从A点水平抛出，由于飞行过程中受气流作用，影响了弹丸的飞行时间和速度。若从弹丸离开A点开始计时，t1和t2分别表示它们落到坑壁的时间，v表示它在竖直方向的速度，其v—t图象如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A．第二次弹丸在竖直方向上的位移比第一次小B．第二次弹丸在水平方向上的位移比第一次小C．第二次弹丸在竖直方向上受到的阻力比第一次大D．第二次弹丸在竖直方向上的加速度比第一次大【答案】AC【解析】A．在图象中，图象与时间轴围成的面积等于物体竖直方向的位移，由图象可知，第二次弹丸在竖直方向上的位移比第一次小，A正确；B．由于水平方向的运动情况完全不知道，因此无法比较水平位移的大小，B错误；CD．在图象中，图象的斜率表示竖直方向的加速度，由图可知，第二次弹丸在竖直方向上的加速度比第二次小，根据牛顿第二定律可知第二次弹丸受到的阻力比第一次大，C正确，D错误。故选AC。18．（2020·吉林长春外国语学校高三开学考试）静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示。轻绳长L=1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m1=2kg，B的质量m2=8kg，A、B与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，现用一逐渐增大的水平力F作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断（g取10m/s2）。(1)求绳刚被拉断时F的大小。(2)若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A静止时，A、B间的距离为多少?【答案】（1）40N （2）3.5 m【解析】(1)设绳刚要被拉断时产生的拉力为FT，根据牛顿第二定律,对A物体有FT-μm1g=m1a代入数值得a=2m/s2对A、B整体有：F-μ（m1+m2）g=（m1+m2）a代入数值得F=40N(2)设绳断后，A的加速度为a1，B的加速度为a2，则a1==2m/s2a2==3m/s2A停下来的时间为t，则t==1sA的位移为x1，则x1==1mB的位移为x2，则x2=vt+a2t2=3.5mA刚静止时，A、B间距离为Δx=x2+L-x1=3.5m19．（2020·浙江高三一模）受新冠肺炎疫情的影响，人们都宅在家中无法出门，有些外卖小哥还在工作。为安全起见，某次工作中，小哥把外卖物品送到顾客阳台正下方的平地上，然后操作无人机带动外卖由静止开始竖直向上做匀加速直线运动。一段时间后，外卖物品又匀速上升30s，最后再匀减速2s恰好到达顾客家的阳台且速度为零。遥控器上显示无人机上升过程中的最大速度为1m/s，最大高度为32m。已知外卖物品质量为2kg，设受到的空气阻力恒为重力的0.02倍求：（1）无人机匀加速上升的高度；（2）上升过程中，无人机对外卖的最大作用力。【答案】（1）1m；（2）21.4N【解析】（1）设匀加速时间为，根据匀变速运动的平均速度以及匀速运动规律可知其中可以得到故匀加速阶段的加速度为匀加速阶段上升的高度为（2）无人机对外卖的最大作用力在匀加速上升阶段，根据牛顿第二定律可知其中：带入数据整理可以得到20．（2020·甘肃省会宁县第四中学高二期末）如图，用同种材料制成的倾角为37°的斜面和长水平面，斜面长11.25 m且固定，一小物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面下滑，如果v0=3.6 m/s，则经过3.0 s后小物块停在斜面上，不考虑小物块到达斜面底端时因碰撞损失的能量，求：（已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）(1)小物块与该种材料间的动摩擦因数μ为多少；(2)若小物块的初速度为6 m/s，小物块从开始运动到最终停下的时间t为多少。【答案】(1) (2) 2.83s【解析】(1)小物块沿斜面匀减速下滑根据牛顿第二定律联立以上各式，可得(2)当时，小物块若保持匀减速下滑，最大滑行距离所以小物块将滑到水平面上，设小物块滑到斜面底端时的速度为在斜面上在水平面上总时间