2023一轮复习课后速练12 3.1 牛顿运动定律的理解

2023一轮复习课后速练(十二)

一、选择题

1．(2021·辽宁模拟)(多选)下面是摘自20世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话．宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有的发动机，正向月球飞去．”汤姆：“你们关闭了所有的发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动呢？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧．”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知，下列说法正确的是(　　)

A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”

D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行

【答案】　ACD

【思维分析】 汤姆问话说明汤姆认为火箭向前运动需要一个力维持，也就是说“力是维持物体运动的原因”，A项正确；宇航员回答的意思是火箭向前运动不需要力来推，也就是说“物体运动不需要力来维持”，向前运动是由于惯性，B项错误，C、D两项正确．

2．(2021·合肥模拟)甲瓶子盛满水，在密封塞上用细绳悬挂一个铁球，乙瓶子盛满水，在密封塞上用等长细绳悬挂与小铁球体积相同的小泡沫塑料球，且将乙瓶子倒置，如图1所示，甲、乙两个瓶子均固定在小车上．当小车突然向前运动时，则两球的存在状态为(　　)

【答案】　A

【思维分析】 对A选项所示情况，可设想一个与金属小球等体积的水球．金属球位置的变化，必然代替这个水球的位置．而同体积的水球和金属球，金属球的质量大，惯性大，运动状态不容易改变，故相对水球来说滞后．同理，由于同体积水球的质量大于泡沫塑料球的质量，水球惯性大，相对泡沫塑料球来说水球滞后，泡沫塑料球相对水球在前，因此A项正确．

3．(2022·河北模拟)(多选)春天，河边上的湿地很松软，人在湿地上行走时容易下陷，在人下陷时(　　)

A．人对湿地地面的压力就是他受的重力

B．人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力

C．人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力

D．人对湿地地面的压力小于他受到的重力

【答案】　CD

【思维分析】 人对湿地地面的压力和他受的重力是两种不同的力，故A项错误；根据牛顿第三定律可知人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力，故B项错误，C项正确；人下陷时，在竖直方向上加速，故支持力小于重力，即压力小于重力，故D项正确．故选C、D两项．

4．(2021·浙江模拟)义乌市场上热销的擦窗机器人能利用内置吸盘吸附在接触面上，同时驱动系统又能保证机器人在竖直墙壁或玻璃面上行走自如，执行用户设定的清洁任务．假设现在擦窗机器人正在竖直玻璃墙面上由A点沿直线加速运行到右上方的B点，在这一过程中，机器人与玻璃墙之间的摩擦力为F，则下列关于力的分析图中正确是(　　)

【答案】　D

【思维分析】 机器人正在竖直玻璃墙面上由A点沿直线加速运行到右上方的B点，则其合力方向沿AB方向由A指向B，垂直玻璃面的方向的大气压力与弹力相互平衡，则重力与摩擦力的合力就是机器人的合力，所以摩擦力指向斜上方，则D项正确，A、B、C三项错误．故选D项．

5.(2021·福州模拟)(多选)如图所示，用细绳把一本较厚重的书扎一圈，然后将细绳的一端悬挂起来，另一端用手牵住，分别迅速用力拉细绳和逐渐增大拉力拉细绳两种实验方案，则(　　)

A．迅速拉，位置1先断

B．迅速拉，位置2先断

C．逐渐加大拉力，位置1先断

D．逐渐加大拉力，位置2先断

【答案】　BC

【思维分析】 拉力慢慢增大，由平衡知识得，细绳上段承受的拉力为书的重力和手对绳的拉力之和，下段细绳承受的拉力等于手对绳的拉力，所以慢慢增大拉力，则上段细绳将断开．由于书本较厚重，惯性较大，其运动状态难以改变，在迅速拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，所以下段细绳承受的拉力将比上段细绳承受的拉力大，因此下段细绳将会断开．故选B、C两项．

6.(2021·深圳模拟)如图所示，质量为M的大圆环，用轻绳悬挂于天花板上，两个质量均为m的小环同时从等高处由静止滑下，当两小圆环滑至与圆心等高时所受到的摩擦力均为f，则此时大环对绳的拉力大小是(　　)

A．Mg　　　　　　　　 B．(M＋2m)g

C．Mg＋2f   D．(M＋2m)g＋2f

【答案】　C

【思维分析】 小环受到大环的摩擦力大小为f，方向向上，根据力的作用是相互的，大环受到两个小环的摩擦力大小各为f，方向向下；以大环为研究对象，大环处于静止状态，受力平衡，向上的力是绳子对它的拉力F，向下的力有：大环的重力G、两个小环的摩擦力2f；根据平衡力的大小相等的特点，得到F＝G＋2f＝Mg＋2f，由牛顿第三定律可知大环对绳的拉力大小为Mg＋2f，故选C项．

7．(2021·苏州模拟)学习物理知识可以帮助我们分析一些生活中的实际问题．在抗击新冠肺炎疫情居家学习期间，某同学用手托礼盒进行表演．若礼盒的质量为m，手与礼盒之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，手掌一直保持水平．则下列说法中正确的是(　　)

A．若手托着礼盒一起向上匀加速运动，则手对礼盒的作用力大于礼盒对手的作用力

B．若手托着礼盒一起向右匀速运动，则礼盒受到水平向右的静摩擦力

C．若手托着礼盒一起向右匀加速运动，则手对礼盒的作用力大小为μmg

D．若手托着礼盒一起向右匀减速运动，则手对礼盒的作用力大小不会超过mg

【答案】　D

【思维分析】 根据牛顿第三定律，若手托着礼盒一起向上匀加速运动，则手对礼盒的作用力等于礼盒对手的作用力，A项错误；若手托着礼盒一起向右匀速运动，则礼盒和手之间没有摩擦力，B项错误；若手托着礼盒一起向右匀加速运动，因为加速度未知，无法求出手对礼盒的作用力大小，C项错误；若手托着礼盒一起向右匀减速运动，则手对礼盒的最大摩擦力大小为μmg，手对礼盒的最大作用力大小为F＝＝mg，若手托着礼盒一起向右匀减速运动，则手对礼盒的作用力大小不会超过mg，D项正确．故选D项．

8.(2021·青岛模拟)(多选)木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图所示，则有(　　)

A．人对木箱底的压力大小为G2＋F

B．人对木箱底的压力大小为G2

C．木箱对地面的压力大小为G2＋G1－F

D．木箱对地面的压力大小为G1＋G2

【答案】　AD

【思维分析】 对人隔离受力分析有：受到竖直向下的重力G2、向下的作用力F′、向上的支持力FN，可得FN＝G2＋F′，根据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，A项正确，B项错误；将人与木箱看成一个整体，可得木箱对地面的压力大小为G1＋G2，C项错误，D项正确．

9．(2021·浙江模拟)(多选)蹦床是学生们非常喜爱的一种户外运动，其原理可简化如图乙所示，两条橡皮绳上端点A、B等高固定在金属柱上，下端系于某同学身上．橡皮绳处于ACB时为原长状态．把该同学向下拉，使橡皮绳处于ADB状态，放手后，该同学向上运动恰好到达E点．不计空气阻力，则该同学(　　)

A．在D点加速度为零，速度为零

B．在C点加速度为零，速度最大

C．从D点到C点，加速度先减小后增大

D．从D点到C点，速度先增大后减小

【答案】　CD

【思维分析】 从D点放手后，橡皮绳的拉力大于重力，合力向上，此位置速度为0，但加速度不为0，故A项错误；在C点橡皮绳处于原长状态，则该同学只受重力作用，合力不为0，故B项错误；从D点放手后，橡皮绳的拉力大于重力，合力向上，该同学向上做加速运动，该同学上升过程橡皮绳的拉力变小，当橡皮绳的拉力与重力相等时该同学的速度达到最大，然后重力大于橡皮绳的拉力，合力向下，该同学向上做减速运动直到速度为零；所以从D点到C点，加速度先减小后增大，从D点到C点，速度先增大后减小，故C、D两项正确．故选C、D两项．

10.(2021·湖南模拟)先后用相同材料制成的橡皮条彼此平行的沿水平同一方向拉同一质量为m的物块，且每次橡皮条的伸长量均相同，物块m在橡皮条拉力的作用下所产生的加速度a与所用橡皮条的数目n的关系如图所示．若更换物块所在水平面的材料，再重复这个实验，则图中直线与水平轴线间的夹角将(　　)

A．变小   B．不变

C．变大   D．与水平面的材料有关

【答案】　B

【思维分析】 设每根橡皮条拉力大小为F，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律得：nF－μmg＝ma，得a＝－μg由数学知识得知，a－n图像的斜率等于，由题意知，F、m不变，图像的斜率保持不变，则直线与水平轴间的夹角θ保持不变，故B项正确．故选B项．

11.(2021·广州模拟)(多选)滑索是一项比较惊险和刺激的游乐项目．如图所示，滑轮、保险绳索与人体连接，粗钢索(不可忽略摩擦)两端连接在固定桩上．人从高处平台的A点出发，沿钢索由静止滑下，滑过最低点C，到达B点时速度为零，忽略空气阻力，下列说法中正确的有(　　)

A．钢索对左侧固定桩的拉力小于对右侧固定桩的拉力

B．人从A滑到C的过程中，加速度一直增大

C．人从A滑到C的过程中，速度先增大后减小

D．人滑到C点时速度最大

【答案】　AC

【思维分析】 如果没有摩擦力钢索对左侧固定桩拉力的大小与对右侧固定桩的拉力相等，人从A滑到C的过程中，钢索对人有向右的摩擦力，那么右边的钢索会受到人对它向左的摩擦力，因此右侧钢索对固定桩的拉力更大，所以钢索对左侧固定桩的拉力小于对右侧固定桩的拉力，故A项正确；在AC之间任意取一个位置进行受力分析如图所示

当重力沿绳子切线方向的分力等于摩擦力时，加速度为零，速度最大，可知此时重力沿绳子切线方向的分力不为零，故速度最大时应该在AC之间的某一点，而非C点．从A到C点的过程中，速度先增大，达到最大值后由于向上的摩擦力大于重力沿绳子切线向下的分力，做减速运动，故在AC之间速度先增大后减小，故C项正确，B、D两项错误．故选A、C两项．

12．(2022·辽宁模拟)如图a，轻弹簧竖直固定在水平地面上，一质量为m的小物块从弹簧正上方O点由静止下落．以O点为原点，作出物块从O下落至最低点过程中的加速度大小a随位移x变化的关系如图b.弹簧形变始终未超过弹性限度，重力加速度大小为g.下列说法正确的是(　　)

A．弹簧的劲度系数为

B．下落过程中，在x＝x1处，物块的速度最大

C．下落过程中，在x＝x2处，物块的位置最低

D．在x1<x<x2和x2<x<x3的两段过程中，a－x图线斜率的绝对值均等于

【答案】　D

【思维分析】 由图b可知，当小球下落到x2时，加速度为零，即弹力与重力大小相等，此时弹簧的形变量为(x2－x1)，则有k(x2－x1)＝mg，解得k＝，故A项错误；由图b可知，当小球下落到x2时，加速度为零，即弹力与重力大小相等，速度最大，继续向下运动，故B、C两项错误；在x1＜x＜x2过程中，重力大于弹力，根据牛顿第二定律有mg－k(x－x1)＝ma，又由A项知k(x2－x1)＝mg，联立解得a＝－x，由图b可知，当x＝2x2－x1时a＝－g，代入上式可得＝，即为该段图线的斜率绝对值．综上分析可知，两段过程a－x图线斜率的绝对值均等于，故D项正确．故选D项．

二、非选择题

13．在亚运会上，由地面上近1 400人用绳索拉着的180名演员上演“空中飞人”．现在把他们某次训练过程中的情节简化成模型：如图所示，地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量m＝60 kg的演员从静止竖直向上拉高24 m，用时t＝6 s，演员在竖直方向上先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动后静止在高空．其加速和减速过程中的加速度之比为1∶5，忽略滑轮的质量和滑轮与轴之间的摩擦力．求演员在匀加速上升过程中轻绳对地面上的人的拉力为多少？(g＝10 m/s2)

【答案】　696 N

【思维分析】 设演员在匀加速和匀减速过程中所用时间分别是t1和t2，加速度大小分别为a和5a，因为匀加速的末速度即为匀减速的初速度．所以at1＝5at2，又因为t1＋t2＝6 s，得：t1＝5 s，t2＝1 s，h＝at12＋×5at22，代入数据得：a＝1.6 m/s2，演员在匀加速上升过程中，由牛顿第二定律可得：F－mg＝ma，解得：F＝696 N，根据牛顿第三定律，轻绳对地面上的人的拉力也是696 N.

14．甲图为装载运输原木的工程车，它由车身、吊臂、液压支架、钢缆、夹臂组成．工程车总质量为M，其中夹臂的质量为m0，假设钢缆质量不计，夹臂内侧竖直．现伐木工人通过收放钢缆、旋转吊臂的方式，夹起质量为m的原木，使其获得大小为a的瞬时加速度．重力加速度为g，请回答下列问题．

(1)若瞬时加速度a的方向竖直向上，则每条夹臂对原木的摩擦力多大？

(2)若瞬时加速度a的方向水平向右，如图乙所示，则每条夹臂对原木的摩擦力多大？

(3)若瞬时加速度a的大小等于g，方向与水平方向成30°角斜向上，如图丙所示，则此时工程车对地面压力多大？

【答案】　(1)　(2)

(3)(M＋m0)g＋mg

【思维分析】 (1)原木受两侧的摩擦力和重力，根据牛顿第二定律2Ff－mg＝ma，解得Ff＝.

(2)原木受到两侧的摩擦力作用，根据牛顿第二定律2F′f ＝m，解得F′f＝.

(3)把加速度沿水平和竖直两个方向分解ay＝asin 30°＝，对于原木根据牛顿第二定律F－mg＝may，解得钢绳的拉力F＝mg，对于工程车在竖直方向上FN＝(M＋m0)g＋F，解得FN＝(M＋m0)g＋mg，根据牛顿第三定律工程车对地面压力F′＝(M＋m0)g＋mg.