新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练第3单元牛顿运动定律作业6牛顿运动定律的理解(人教版)

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微练一 牛顿第一定律
1.就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,正确的是( )
A.采用了大功率的发动机后,某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明,可以通过科学进步使质量小的物体获得大惯性
B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性变小了
C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性
D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到转弯的目的
2.如图所示,透明圆柱形球筒装着羽毛球,手握竖直的球筒保持静止,打开下底盖时羽毛球不会移动。现松手释放球筒使其做自由落体运动,球筒撞地后球相对球筒下移一段距离,则( )
A.做自由落体运动时羽毛球处于超重状态
B.做自由落体运动时所有羽毛球均与球筒无相互作用力
C.出现相对下移是羽毛球具有惯性的体现
D.相对下移时球筒对羽毛球的力大于羽毛球对球筒的力
3.水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻璃管,液体中有一气泡,水平静止时,气泡位于玻璃管中央,如图1所示。一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪,一个沿车头方向,一个垂直于车头方向。某时刻,气泡位置如图2所示,则此时关于火车运动的说法可能正确的是( )
A.加速行驶,且向左转弯
B.加速行驶,且向右转弯
C.减速行驶,且向左转弯
D.减速行驶,且向右转弯
微练二 牛顿第二定律
4.小明玩蹦床的情境如图所示,其中A位置是床面未受压力时的位置,B位置是某次他从最高点直立下落的过程中将床面压到的最低位置。若床面始终在弹性限度内,空气阻力忽略不计,对于小明从最高点下落到最低点的过程,下列说法正确的是( )
A.小明下落到A位置,其速度开始减小
B.小明在B位置时,其所受合外力为零
C.小明从A位置下降到B位置的过程中,其加速度方向始终向下
D.小明从A位置下降到B位置的过程中,其速度先增大后减小
5.一个皮球从空中足够高处由静止释放,在重力和空气阻力的作用下做直线运动,若皮球受到的空气阻力大小与速度成正比,则皮球运动的加速度大小随速度变化的规律图像可能是( )
6.(2023浙江金丽衢十二校高三模拟)用水平恒力推小车使之与货物一起做匀加速直线运动,小车质量为m1,货物的质量为m2,它们的共同加速度为a。货物与小车间的动摩擦因数为μ,小车与地面间的摩擦力不计。在运动过程中( )
A.水平恒力的大小为(m1+m2)a
B.小车对货物的摩擦力大小一定为μm2g
C.小车对货物的作用力大小为m2a
D.小车受到的合力为0
微练三 瞬时类应用问题
7.如图所示,质量为1 kg的物块A悬挂在弹簧测力计下方,木板B托住物块A使整个装置静止,此时弹簧测力计的示数为8 N。现使木板B以5 m/s2的加速度向下运动,木板B开始运动的瞬间,物块A的加速度大小为( )
A.0B.2 m/s2C.5 m/s2D.10 m/s2
8.如图所示,质量为m=3 kg的木块在轻弹簧和轻绳的作用下处于静止状态,此时木块和斜面刚好接触但无压力,轻绳水平,轻弹簧的轴线与斜面平行。已知斜面的倾角θ=37°,木块与斜面间的动摩擦因数μ=,重力加速度g取10 m/s2,sin θ=,则剪断轻绳瞬间木块的加速度大小为( )
A.14 m/s2B.12 m/s2
C.10 m/s2D.8 m/s2
B组 综合提升
9.某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”,其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上,下端悬吊0.9 N的重物时,弹簧下端的指针指在木板上的刻度为C的位置;悬吊1.0 N的重物时,指针指在木板上的刻度为O的位置,OC的距离为2 cm。将1.0 N的重物固定在弹簧下端和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。我们可以把“竖直加速度测量仪”固定在电梯墙壁上用来测量电梯竖直上下运行时的加速度,g取10 m/s2,以加速度方向向上为正,下列说法正确的是( )
A.该弹簧的劲度系数为0.05 N/m
B.指针指在A位置时,小球此时处于超重状态
C.指针指在A位置时,“竖直加速度测量仪”的示数为0.5 m/s2
D.指针指在B位置时,“竖直加速度测量仪”的示数为1 m/s2
10.(2023浙江绍兴期末)如图甲所示,一水平传送带以初速度v0沿顺时针匀速转动,在传送带左端A处轻放可视为质点的物块,物块从A端到B端的速度—时间变化规律如图乙所示,t=6 s时恰好到B点,重力加速度g取10 m/s2,则( )
A.改变物块的质量,物块从A端运动到B端的时间会改变
B.物块从A端运动到B端过程中一直受到水平向右的摩擦力
C.物块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.1
D.AB间的距离为24 m
11.(多选)如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上,与斜面垂直的挡板P固定在斜面底端,轻弹簧一端固定在挡板上,另一端与物块A连接,质量为m的物块A和质量为2m的物块B并排放在斜面上,物块A、B不粘连,处于静止状态。现用一沿斜面向上的外力FT拉物块B,已知重力加速度大小为g,FT=2mg,弹簧的劲度系数为k,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.当弹簧恢复原长时,物块A、B分离
B.物块A、B分离瞬间,物块A的加速度大小为g
C.物块A、B分离瞬间,弹簧的压缩量为
D.从外力FT作用在物块B上到物块A、B分离的过程中,物块B的位移大小为
12.(2023浙江衢州期末)如图所示,冰壶在运动员的推力作用下由静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s2,经s=4 m到达投掷线后撤去推力,冰壶继续在冰面上沿直线滑行,最终停在距投掷线40 m的营垒中心处,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)冰壶到达投掷线的速度v;
(2)冰壶自由滑行时与冰面之间的动摩擦因数μ;
(3)冰壶自静止开始到停在营垒中心处所用的时间t。
参考答案
第三单元 牛顿运动定律
作业6 牛顿运动定律的理解
1.C 解析 质量不变,惯性不变,不可能使质量小的物体获得大惯性,故A错误;子弹穿不透棉衣,是由于速度减小了,不是惯性变小了,故B错误;摘下或加挂一些车厢时,改变了列车的质量,这会改变它的惯性,故C正确;摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,改变向心力,防止侧滑,没有改变惯性,故D错误。
2.C 解析 做自由落体运动时羽毛球的加速度向下,处于失重状态,故A错误;做自由落体运动时羽毛球所受的空气阻力大于球筒所受的空气阻力,而羽毛球和球筒的加速度相同,可知羽毛球与球筒有相互作用力,故B错误;出现相对下移是羽毛球具有惯性的体现,故C正确;相对下移时球筒对羽毛球的力与羽毛球对球筒的力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故D错误。
3.B 解析 由题意可知,火车水平静止或匀速直线运动时,气泡位于玻璃管中央,由图2可以看出,沿车头方向的气泡向车头方向移动,当火车加速时,气泡和液体由于惯性不会随火车立即加速,还会以原来的速度运动,相对火车向后运动,因为气泡密度小于液体密度,所以气泡在液体作用下就向前运动,故C、D错误;垂直于车头方向的装置中气泡处于右端,因原来火车做直线运动,气泡位于中心位置,当火车向右转弯时,气泡和液体由于惯性不会立即随火车右转,还会沿直线运动,气泡和液体就相对火车向左运动,因为气泡密度小于液体密度,所以气泡在液体的作用下相对中心位置向右运动;此时刻火车应是加速行驶且向右转弯,故A错误,B正确。
4.D 解析 小明下落到A位置后开始受到向上的弹力作用,但弹力小于重力,其速度仍在增大,直到弹力增大到等于重力时(合力为零),速度达到最大,之后其速度才开始减小,在B位置时,速度为零,合力(加速度)方向向上,A、B错误;小明从A位置下降到B位置的过程中,其加速度方向先向下减小,再向上增大,C错误;小明从A位置下降到B位置的过程中,其速度先增大后减小,D正确。
5.A 解析 皮球受到的空气阻力大小与速度成正比,设比例系数为k,则Ff=kv,由牛顿第二定律可得mg-kv=ma,解得a==-v+g,皮球做加速度减小的加速运动,当加速度减为0时,皮球速度达到最大,皮球保持最大速度匀速运动,故选A。
6.A 解析 对小车和货物的整体,由牛顿第二定律可得水平恒力的大小为F=(m1+m2)a,选项A正确;小车与货物间的摩擦力为静摩擦力,即小车对货物的摩擦力大小不一定为μm2g,选项B错误;对货物分析可知,小车对货物的摩擦力大小为Ff=m2a,小车对货物的作用力大小F'=>m2a,选项C错误;小车做加速运动,则受到的合力不为0,选项D错误。
7.B 解析 因为木板B与物块A脱离时,由牛顿第二定律得mg-F=ma,解得a=2m/s2,即物块A提供不了5m/s2大小的加速度,故木板B以5m/s2的加速度向下运动时,物块A与木板B瞬间脱离,所以物块A的加速度大小为2m/s2。故选B。
8.D 解析 剪断轻绳之前,设轻弹簧的拉力为F,竖直方向根据受力平衡可得Fsinθ=mg,解得F=N=50N,剪断轻绳瞬间,轻弹簧弹力保持不变,根据牛顿第二定律可得F-mgsinθ-μmgcsθ=ma,解得a=8m/s2,故选D。
9.D 解析 设弹簧的劲度系数为k,根据受力平衡可得kxC=G1,kxO=G2,联立可得k=N/m=5N/m,故A错误;指针指在A位置时,弹簧弹力小于小球的重力,则小球受到的合力方向向下,加速度方向向下,小球此时处于失重状态,故B错误;指针指在A位置时,弹簧弹力为FA=kxA=kN=0.95N,根据牛顿第二定律可得mg-FA=ma,可得a=m/s2=0.5m/s2,由于加速度方向向下,则“竖直加速度测量仪”的示数为-0.5m/s2,故C错误;指针指在B位置时,弹簧弹力为FB=FO+kxOB=1.0N+5×2×10-2N=1.1N,根据牛顿第二定律可得FB-mg=ma,可得a=m/s2=1m/s2,加速度方向向上,则“竖直加速度测量仪”的示数为1m/s2,故D正确。
10.C 解析 改变物块的质量,在加速阶段,由于加速度不随质量的改变而改变,故物块从A端运动到B端的时间不变,故A错误;在4~6s内,物块随传送带一起做匀速运动,在水平方向不受摩擦力,故B错误;由图乙知,加速过程的加速度a=m/s2=1m/s2,由牛顿第二定律得μmg=ma,联立解得μ=0.1,故C正确;在v-t图像中,直线与时间轴所围面积表示物块运动的位移,则x=×4×(2+6)m=16m,故A、B间传送带的长度为16m,故D错误。
11.BD 解析 物块A、B在外力的作用下沿斜面向上匀加速直线运动,加速度不变,当物块A、B分离时物块A、B的加速度相等且沿斜面向上,物块A、B间的弹力为零,对物块A受力分析可知弹簧对物块A的弹力沿斜面向上,弹簧处于压缩状态,故A错误;物块A、B分离瞬间,物块A和物块B加速度相等,对物块B利用牛顿第二定律可知FT-2mgsin30°=2ma,物块B的加速度为a=g,所以物块A的加速度大小为g,故B正确;对物块A进行受力分析,利用牛顿第二定律可得kx1-mgsin30°=ma,所以弹簧的压缩量为x1=,故C错误;当FT没有作用在物块B上时,物块A、B处于静止状态,根据共点力平衡得3mgsin30°=kx2,所以x2=,因此物块B运动的位移为x2-x1=,故D正确。
12.答案 (1)4 m/s (2)0.02 (3)22 s
解析 (1)匀加速直线运动阶段,由运动学规律可知
2a1s=v2
代入数据可得
v=4m/s。
(2)自由滑行时冰壶做匀减速运动,根据运动学规律可得
0-v2=2a2L
由牛顿第二定律可知
-μmg=ma2
两式联立可解得
μ=0.02。
(3)冰壶匀加速过程所用的时间
t1==2s
冰壶匀减速过程所用的时间
t2==20s
故冰壶自静止开始到停在营垒中心处所用的时间
t=t1+t2=22s。