(新高考)高考物理一轮复习课时作业第3章第1讲《牛顿运动定律的理解》(含解析)

第1讲　牛顿运动定律的理解

 　　时间：40分钟　 　　满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～7题为单选，8～10题为多选)

1．(2020·安徽省庐巢七校联盟第三次联考)下列说法正确的是(　　)

A．牛顿认为力是维持物体运动的原因

B．牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证

C．国际单位制中，kg、m、N是三个基本单位

D．根据速度定义式v＝，当Δt→0时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度

答案　D

解析　牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，A错误；牛顿第二定律可以通过实验来验证，牛顿第一定律不可以通过实验来验证，B错误；国际单位制中，kg、m是基本单位，N是导出单位，C错误；根据速度定义式v＝，当Δt→0时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，D正确。

2．(2020·四川省成都市一诊)图示情景中，小球相对于水平桌面向后运动的原因是(　　)

A．小球突然失去惯性

B．动车突然向前加速

C．动车突然向前减速

D．动车做匀速直线运动的速度很大

答案　B

解析　小球突然相对水平桌面向后运动，是因为动车突然向前加速，因为惯性，小球会保持原来的运动状态，所以会相对于水平桌面向后运动，故B正确。

3．(2020·福建省三明市高三(下)5月质量检查)爱因斯坦曾经设计了一个真空中的理想实验，在这个实验中，当电梯(内部为真空)相对于地球静止时，封闭在电梯里的观察者发现，从手中释放的苹果和羽毛落到电梯底板上；当电梯做自由落体运动时，观察者发现，从手中释放的苹果和羽毛会停在空中而不下落。下列关于这一实验的说法正确的是(　　)

A．电梯相对地球静止时，释放后的苹果比羽毛先落到电梯底板

B．电梯做自由落体运动时，释放后的苹果和羽毛受到的合力为零

C．以自由下落的电梯为参考系，牛顿第二定律是成立的

D．在自由下落的电梯里，观察者不能仅从苹果和羽毛的运动现象判断引力是否存在

答案　D

解析　电梯相对地球静止时，由于不受空气阻力，释放后的苹果和羽毛均做自由落体运动，故二者同时落到电梯底板上，A错误；电梯做自由落体运动时，释放后的苹果和羽毛同样只受重力作用，B错误；牛顿第二定律成立的条件是必须在惯性参考系中，即选择静止或做匀速直线运动的物体为参考系，而自由下落的电梯不是惯性参考系，因此以自由下落的电梯为参考系，牛顿第二定律是不成立的，C错误；由于自由下落的电梯不是惯性参考系，牛顿第二定律不成立，则观察者不能仅凭此时苹果和羽毛的运动现象判断两个物体的受力情况，D正确。

4. (2020·福建省莆田市第一联盟体高三(上)期末)一皮带传送装置如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦。现将滑块轻放在皮带上，弹簧恰好处于自然长度且轴线水平。若在弹簧从自然长度到第一次达到最长的过程中，滑块始终未与皮带达到共速，则在此过程中滑块的速度和加速度变化情况是(　　)

A．速度增大，加速度增大

B．速度增大，加速度减小

C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小

D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大

答案　D

解析　滑块始终未与皮带达到共速，则滑块始终受到皮带对它向左的滑动摩擦力μmg。开始时，弹簧弹力小于摩擦力，滑块向左做加速运动，对滑块，由牛顿第二定律有：μmg－kx＝ma，在滑块运动过程中摩擦力不变，弹力增大，所以滑块的加速度减小，滑块先做加速度减小的加速运动；当弹力增大到大于摩擦力时，有：kx－μmg＝ma，随弹力的增大，滑块的加速度增大，滑块做加速度增大的减速运动，直到速度减小为零，弹簧最长，故A、B、C错误，D正确。

5．如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面的摩擦力大小和方向一定为(　　)

A．μ1(m＋M)g，向左  B.μ2mg，向右

C．μ2mg＋ma，向右  D.μ1mg＋μ2Mg，向左

答案　B

解析　长木板处于静止状态，水平方向受两个力：木块对长木板向右的滑动摩擦力，大小为f1＝μ2mg，地面对长木板向左的静摩擦力f2，据平衡条件得f2＝f1＝μ2mg，根据牛顿第三定律，长木板对地面的摩擦力大小为μ2mg，方向向右，故B正确。

6. (2020·福建省师范大学附属中学高三上学期期中)如图所示，一辆有驱动力的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一质量为1 kg的物块相连。物块和小车一起向右匀速运动时，弹簧处于压缩状态，弹簧弹力大小为2 N。若小车开始向右加速运动，加速度大小为4 m/s2，则物块受到的摩擦力的大小与匀速时比较(　　)

A．不变  B.变大

C．变小  D.以上三种情况均有可能

答案　A

解析　物块与小车一起向右匀速运动时，物块受力平衡，水平方向物块受向右的弹力和向左的摩擦力，大小相等，为：f1＝2 N，所以物块与小车间的最大静摩擦力至少为：fm＝2 N，当小车开始向右加速运动时，假设物块相对小车静止，则物块所受合力为：F合＝f2＋F弹＝ma＝4 N，弹簧弹力不突变，F弹＝2 N，解得此时摩擦力大小为：f2＝2 N≤fm，方向向右，所以假设成立，即物块与小车相对静止；由f1＝f2可知，A正确。

7．一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．F1的施力物体是弹簧  B.F2的反作用力是F3

C．F3的施力物体是地球  D.F4的反作用力是F1

答案　B

解析　由题图可知，F1是小球的重力，其施力物体是地球，A错误；F2是弹簧对小球的拉力，F3是小球对弹簧的拉力，两力是一对作用力与反作用力，B正确；F3是小球对弹簧的拉力，其施力物体是小球，C错误；F4与F1没有直接关系，不是一对作用力与反作用力，D错误。

8．(2020·江苏省淮安市六校联盟高三下学期第三次学情调查)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有(　　)

A．物体之间普遍存在相互吸引力

B．力不是维持物体运动的原因

C．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反

D．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快

答案　BD

解析　伽利略没有发现物体之间普遍存在相互吸引力的规律，故A错误；伽利略根据理想斜面实验，发现了力不是维持物体运动的原因，故B正确；物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反是牛顿第三定律的内容，不是伽利略发现的，故C错误；伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的方法，得出了自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，并且发现忽略空气阻力，重物和轻物下落得同样快，故D正确。

9. 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

解析　对人隔离受力分析，人受竖直向下的重力G2、向下的作用力F′、向上的支持力FN，由牛顿第三定律与平衡条件可得FN＝G2＋F′＝G2＋F，根据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，A正确，B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错误，D正确。

10. 如图所示，当车向右加速行驶时，一质量为m的物块紧贴在车厢壁上，且相对于车厢壁静止。下列说法正确的是(　　)

A．在竖直方向上，车厢壁对物块的摩擦力与物块的重力平衡

B．在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对平衡力

C．若车的加速度变小，则车厢壁对物块的弹力减小

D．若车的加速度变大，则车厢壁对物块的摩擦力也变大

答案　AC

解析　物块受三个力，水平方向受弹力FN，且FN＝ma，故a减小，FN减小，C正确；竖直方向受重力和车厢壁对物块的静摩擦力f，且f＝mg，a增大，f不变，故A正确，D错误；在水平方向上，车厢壁对物块的弹力与物块对车厢壁的压力是一对作用力与反作用力，故B错误。

二、非选择题(本题共2小题，共30分)

11. (14分)如图所示，两块小磁体质量均为0.5 kg，A磁体用轻质弹簧吊在天花板上，B磁体在A正下方的地板上，弹簧的原长L0＝10 cm，劲度系数k＝100 N/m。当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为L＝11 cm。不计地磁场对磁体的作用和磁体与弹簧间相互作用的磁力，求B对地面的压力大小。(g取10 m/s2)

答案　9 N

解析　对A受力分析如图甲所示，设B对A作用力的方向竖直向下，由平衡条件得k(L－L0)－mg－F＝0，解得：F＝－4 N，故B对A的作用力大小为4 N，方向竖直向上；由牛顿第三定律得A对B的作用力F′＝－F＝4 N，方向竖直向下，对B受力分析如图乙所示，由平衡条件得FN－mg－F′＝0，解得：FN＝9 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9 N。

12. (16分)如图所示，底座A上装有一根直立杆，其总质量为M，杆上套有质量为m的圆环B，它与杆有摩擦。当圆环从底端以某一速度v向上飞起时，圆环的加速度大小为a，底座A不动，求圆环在升起和下落过程中，水平面对底座的支持力分别是多大？(圆环在升起和下落过程中，所受摩擦力大小不变)

答案　(M＋m)g－ma　(M－m)g＋ma

解析　如图甲所示，圆环上升时，设杆给环的摩擦力大小为Ff1，环给杆的摩擦力大小为Ff2，水平面对底座的支持力大小为FN1，则

对圆环：mg＋Ff1＝ma，

对底座：FN1＋Ff2－Mg＝0，

由牛顿第三定律得：Ff1＝Ff2，

联立解得：FN1＝(M＋m)g－ma；

如图乙所示，圆环下降时，设杆给环的摩擦力大小为Ff1′，环给杆的摩擦力大小为Ff2′，水平面对底座的支持力大小为FN2，则

对底座：Mg＋Ff2′－FN2＝0，

由牛顿第三定律得：Ff1′＝Ff2′，

又由题意有：Ff1′＝Ff1

联立解得：FN2＝(M－m)g＋ma。