历年高考物理力学牛顿运动定律知识点总结全面整理.docx

历年高考物理力学牛顿运动定律知识点总结全面整理1单选题1、如图，质量相等的小球A和小球B通过轻弹簧相连，A通过轻质绳系于天花板上，系统静止，重力加速度为g。则当剪断轻绳的瞬间，下列说法正确的是（）A小球B的加速度大小为gB小球B的加速度大小为gC小球A的加速度大小为gD小球A的加速度大小为2g答案：D解析：剪断轻绳的瞬间，弹簧长度不会发生突变，故B所受合外力仍为零，故B的加速度为零；剪断轻绳的瞬间A所受的合力大小与剪断之前绳子拉力大小一致，由共点力平衡可知剪断绳子前，绳子的拉力为2mg，剪断轻绳的瞬间，由牛顿第二定律可知，A的瞬时加速度大小为2g。故选D。2、如图所示，一个倾角为=37的斜面固定在水平面上，斜面底端固定一垂直于斜面的挡板，一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与物块A接触，物块A与物块B接触且均不粘连，弹簧与斜面平行，物块B通过与斜面平行的轻质细线跨过斜面顶端的定滑轮与物块C连接，物块A、B和C的质量均为1kg，物块A、B与斜面之间的动摩擦因数均为=0.25，且三个物块都可以视为质点。刚开始，用手托住C使细线恰好伸直时，A、B处于静止状态且与斜面间静摩擦力刚好为0，然后松开手，物块C下落时A、B上升，重力加速度为g，cos37=0.8，sin37=0.6。下列说法中正确的是（）A物块C下落速度最大时物块A、B分离BA、B物块分离时细线的拉力为9NC从释放C到A、B分离，物块A的位移为12cmD从释放C到A、B分离，物块A的位移为9cm答案：B解析：CD刚开始时物块A、B在弹簧弹力、重力和斜面的作用力共同作用下保持平衡，设弹簧的压缩量为x0，根据平衡条件有2mgsin=kx0得到x0=2mgsink=12cm释放物块C后，三个物块一起做加速运动，当物块A、B分离瞬间，根据牛顿第二定律，对整体有mg+kx-2mgsin-2mgcos=3ma对物块B、C整体分析有mg-mgsin-mgcos=2ma联立得到分离时加速度为a=1m/s2此时弹簧的压缩量为x=9cm所以物块A在这段时间内上升的位移为x=x0-x=3cm故CD错误；B对B分析有FT-mgsin-mgcos=ma得到细线的拉力FT=9N故B正确；A因为物块A与B分离时C还有向下的加速度，所以其速度还没有达到最大，故A错误。故选B。3、中国高速铁路最高运行时速350km，被誉为中国“新四大发明”之一。几年前一位来中国旅行的瑞典人在网上发了一段视频，高速行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如图所示。在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车转弯的时候，硬币才倒下。这一视频证明了中国高铁极好的稳定性。关于这枚硬币，下列判断正确的是（）A硬币直立过程中，列车一定做匀速直线运动B硬币直立过程中，一定只受重力和支持力，处于平衡状态C硬币直立过程中，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用D列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用答案：C解析：A硬币直立过程中，硬币与列车间可能存在一定的摩擦力，列车做匀速直线运动时可以直立，列车在做加速度较小的加速运动时，所需要的摩擦力也会较小，也能使硬币处于直立的状态，故A错误；B硬币直立的过程，也可能处于加速运动状态，故不一定处于平衡状态，故B错误；C硬币直立过程中，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用，故C正确；D列车加速时，硬币受到的摩擦力与列车的运动方向相同，列车减速行驶时，硬币受到摩擦力与列车运动方向相反，故D错误。故选C。4、小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45kg时，取重力加速度g=10m/s2。下面说法中正确是（）A电梯可能在加速上升，加速度大小为9m/s2B电梯可能在加速上升，加速度大小为1m/s2C电梯可能在减速上升，加速度大小为1m/s2D电梯可能在减速下降，加速度大小为9m/s2答案：C解析：体重计示数减小，即小明对体重计的压力减小，即电梯处于失重状态，所以电梯的加速度方向向下，大小为a=mg-Nm=5010-451050m/s2=1m/s2所以可能在以1m/s2的加速减速上升或加速下降，故C正确，ABD错误。故选C。多选题5、如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度vo=4m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到1s-F的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m-1。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（）A若恒力F=0，物块滑岀木板时的速度为3m/sBC点纵坐标为1.5m-1C随着F增大，当外力F=1N时，物块恰好不能木板右端滑出D图像中D点对应的外力的值为4N答案：BC解析：结合物体运动以及图形分析可知，总共分三个阶段。第一阶段（AB段），拉力较小时，物块从木板的右侧滑出；第二阶段（BC段），拉力稍大一些，物块滑动一段距离后，与木板一起加速向右运动；第三阶段（DE段），拉力过大，物体滑动一段距离后，摩擦力提供的加速度不够，不能随木板一起运动，最终从左侧滑出。A物块刚滑上木板时，物块加速度a1有ma1=mg得到a1=2m/s2物块刚滑上木板时，木板的加速度a2有Ma2=mg得到a2=4m/s2由题意可知，当F=0时，物块，木板的位移差为1m，则x1=v0t-12a1t2x2=12a2t2x1-x2=1解得t=1s物块滑出木板时的速度v=v0-at=4-2m/s=2m/sA错误；C当物块恰好不能从木板右端滑出时，设木板加速度为a3，此时有Ma3=mg+Fx3=v0t-12a1t2x4=12a3t2x3-x4=1v0-a1t=a3t解得F=1NC正确；DC、D两点对应的为恰好可一起匀加速运动，则有F+mg=ma4mg=ma4解得F=3N则C、D点拉力为3N，D错误；B此时物块刚滑上木板时，木板的加速度a5有a5=F+mgM=3+20.5m/s2=10m/s2两者速度相等时，位移差有a5t=a0-a1tv0t-12a1t2-12a5t2=x解得x=23故s-1=32m-1=1.5m-1B正确；故选BC。6、质量为m1、m2的两物体A、B并排静止在水平地面上，用同向水平拉力F1、F2分别作用于A和B上，作用一段时间后撤去，A、B运动的v-t图像如图中图线a、b所示，己知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行（相关数据已在图中标出），由图中信息可知（）A若F1=F2，则m1小于m2B若m1=m2，则力F1对物体A所做的功较多C若m1=m2，则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为45D若m1=m2，则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍答案：ACD解析：由图可知，物体A撤去拉力之前的加速度为a1=2.51.5ms2=53ms2物体B撤去拉力之前的加速度为a2=23ms2己知拉力F1、F2分别撤去后，物体做减速运动过程的v-t图线彼此平行，则撤去拉力后物体A、B的加速度相等为a=1ms2撤去拉力后，根据牛顿第二定律可得1m1g=m1a，2m2g=m2a可得1g=2g=1物体A撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有F1-1m1g=m1a1解得F1=83m1物体B撤去拉力之前，根据牛顿第二定律有F2-2m2g=m1a2解得F2=53m2A当F1=F2即83m1=53m2则m1m2故A正确；B若两物体的质量相等，设物体质量为m，则拉力F1对物块A做的功为WA=F1xA=83m12vamta=5mJ则拉力F2对物块B做的功为WB=F2xB=53m12vbmtb=5mJ则拉力F1对物块A做的功等于拉力F2对物块B做的功，故B错误；C若两物体的质量相等，设物体质量为m，则拉力F1对物块A的冲量为I1=F1ta=83m32=4mNs拉力F2对物块B的冲量为I1=F2tb=53m3=5mNs则力F1对物体A的冲量与F2对B的冲量之比为I1I2=4m5m=45故C正确；D若两物体的质量相等，设物体质量为m，则拉力F1对物块A的最大瞬时功率为P1=F1vam=83m52=203mW拉力F2对物块B的最大瞬时功率为P2=F2vbm=53m2=103mW则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍，故D正确。故选ACD。7、我们经常接触到的一些民谚、俗语，都蕴含着丰富的物理知识，以下理解正确的是（）A“泥鳅黄鳝交朋友，滑头对滑头”泥鳅和黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小B“一只巴掌拍不响”力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其他物体上才能产生力的作用，才能拍响C“鸡蛋碰石头，自不量力”鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力D“人心齐，泰山移”如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和答案：ABD解析：A泥鳅与黄鳝表面比较光滑，二者之间的动摩擦因数比较小，则二者之间摩擦力较小，故A正确；B物体之间的作用是相互的，“一只巴掌拍不响”说明力是物体对物体的作用，故B正确；C鸡蛋与石头相碰时，根据牛顿第三定律可知，石头撞击鸡蛋的力的大小等于鸡蛋撞击石头的力，故C错误；D“人心齐，泰山移”反映了如果各个分力方向一致，合力的大小等于各个分力大小之和，故D正确。故选ABD。8、物体的质量为2kg，放在光滑水平面上，同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用，则物体的加速度大小可能为（）A2m/s2B3m/s2C4m/s2D5m/s2答案：BC解析：同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用，这两个力的合力取值范围为5NF9N由牛顿第二定律可得a=Fm解得2.5m/s2a4.5m/s2AD错误，BC正确。故选BC。填空题9、辘轳的发明和使用体现了我国劳动人民的智慧。如图所示，辘轳主要由支架，卷筒，手柄等部分组成，井绳的一端绕在卷筒上，另一端系在水桶上，人通过转动手柄将木桶提起，水桶在上升过程中经历了加速、匀速和减速三个阶段，简要回答下列问题：（1）在上述三个阶段中，哪个阶段绳子最容易断？为什么？_（2）若装水的水桶总质量为20kg，在匀速阶段上升了20m，上升的速度为0.5m/s，g取10m/s2，该阶段水桶的重力势能变化量为_J，水桶的机械能变化量为_J，重力对水桶做功的功率大小为_W。答案： 见解析 4000 4000 100解析：（1）1 加速阶段容易断，因为加速阶段，水桶处于超重状态，绳子的拉力大于水桶的重力，绳子容易断；匀速阶段绳子拉力等于水桶重力，减速阶段处于失重状态，拉力小于重力。（2）2 重力势能变化量Ep=mgh=201020J=4000J3水桶匀速上升，动能不变，所以机械能变化量等于重力势能变化量4000J；4 重力对水桶做功的功率大小 P=WGt=mght=mgv=20100.5W=100W10、三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接如图，a放在光滑水平桌面上，a、b质量均为1kg，c的质量为2kg。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。则当c木块刚好离开水平时q弹簧的形变量大小为_cm，该过程p弹簧的左端向左移动的距离_cm。（不计滑轮摩擦，g取10m/s2）答案： 4 12解析：12开始未用水平力拉p弹簧时，弹簧q处于压缩状态，受到的压力等于b物体的重力，由胡克定律得弹簧q压缩的长度为x1=mbgk=10500m=0.02m=2cm当c木块刚好离开水平地面时，弹簧q处于伸长状态，受到的拉力为等于c物体的重力，根据胡克定律得弹簧q伸长的长度当c木块刚好离开水平地面时，弹簧q处于伸长状态，受到的拉力为等于c物体的重力，根据胡克定律得弹簧q伸长的长度x2=mcgk=20500m=0.04m=4cm此时，弹簧p处于伸长状态，受到的拉力等于b、c的总重力，则弹簧p伸长的长度为x3=mb+mcgk=30500m=0.06m=6cm根据几何关系得到，该过程p弹簧的左端向左移动的距离为s=x1+x2+x3=12cm11、视重：体重计的示数称为视重，反映了人对体重计的_。答案：压力解析：略12、如图所示，物体的质量m=4kg，与水平地面间的动摩擦因数为=0.2，在倾角为37、大小为10N的恒力F的作用下，由静止开始加速运动，（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8），则物体运动的加速度大小a=_m/s2；经过10s时间撤去恒力F，物体还能继续滑行的距离s=_m；答案： 0.3 2.25解析：1根据牛顿第二定律有Fcos37-mg-Fsin37=ma解得a=0.3m/s22撤去拉力时物体的速度大小为v=at=3m/s撤去拉力后物体做匀减速运动的加速度大小为a=g=2m/s2物体还能继续滑行的距离为s=v22a=2.25m解答题13、如图所示，汽车上面静置一个箱子A，t=0时刻起，汽车B由静止启动，做加速度为5m/s2的匀加速直线运动。已知箱子A的质量为200 kg，汽车B的质量为4000 kg，箱子A与汽车B之间的动摩擦因数1=0.4，汽车B与地面之间的动摩擦因数2=0.1，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2。求：（1）若箱子A不滑下，则2 s时箱子A的速度是多少？（2）若1 s时箱子A恰好从汽车B上掉落，但汽车B的牵引力保持不变，则2 s时汽车B的速度为多少？答案：（1）8m/s；（2）10.25m/s解析：（1）箱子A在水平方向上受到向左的摩擦力，由牛顿第二定律有1mAg=mAaA代入数据解得aA=4m/s2t=2s时，箱子A的速度大小为vA=aAt=8m/s（2）1s时，汽车B的速度大小为vB=aBt1=5m/s设汽车B所受牵引力为F，对汽车B，由牛顿第二定律有F-1mAg-2mA+mBg=mBaB箱子A滑下后，对汽车B，由牛顿第二定律有F-2mBg=mBaBvB=vB+aBt2代入数据解得2s时汽车的速度vB=10.25m/s14、如图所示，一条轻绳上端系在车的左上角的A点，另一条轻绳一端系在车左端B点，B点在A点的正下方，A、B距离为b，两条轻绳另一端在C点相结并系一个质量为m的小球，轻绳AC长度为2 b，轻绳BC长度为b。两条轻绳能够承受的最大拉力均为2mg。(1)轻绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？（要求画出受力图）(2)在不拉断轻绳的前提下，求车向左运动的最大加速度是多大。（要求画出受力图）答案：(1)g，见解析图甲；(2)3g，见解析图乙解析：(1)轻绳BC刚好被拉直时，小球受力如图甲所示因为AB=BC=bAC=2b故轻绳BC与AB垂直=45由牛顿第二定律mgtan =ma解得a=g(2)小车向左的加速度增大，BC绳方向不变，所以AC轻绳拉力不变，BC轻绳拉力变大，BC轻绳拉力最大时，小车向左的加速度最大，小球受力如图乙所示由牛顿第二定律FTm+mgtan =mam根据题意FTm=2mg所以最大加速度为am=3g15、用一原长为20cm、劲度系数k为400N/m轻质弹簧水平拉动一质量为10kg的木箱，当弹簧伸长到30cm时（在弹性限度内），木箱在水平地面上匀速滑动，求此时（1）这个弹簧的弹力大小和木箱与地面之间的动摩擦因数；（2）若将拉力增大到60N，木箱做匀加速直线运动，求加速度a的大小。答案：（1）40N，0.4；（2）2m/s2解析：（1）弹簧原长为x0=20cm=0.2m伸长后长度为x=30cm=0.3m根据胡克定律得F=kx=400(0.3-0.2)N=40N木箱匀速运动，受力平衡，则有f=F=40NFN=mg=100N则动摩擦因数为=fFN=40100=0.4（2）木箱做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律可得F1-f=ma代入数据解得a=2m/s216、如图所示，质量为3kg的物体在与水平面成37角的拉力F作用下，沿水平桌面向右做直线运动，经过0.5m的距离速度由0.6m/s变为0.4m/s，已知物体与桌面间的动摩擦因数13，求作用力F的大小。（g10m/s2）答案：9.4N解析：对物体受力分析，建立直角坐标系如图由vt2v022axavt2-v022x0.42-0.6220.5m/s2-0.2m/s2 负号表示加速度方向与速度方向相反，即方向向左。y轴方向 FN+Fsin30mgF（mg-Fsin30）x轴方向，由牛顿第二定律得Fcos30Fma即Fcos30（mgFsin30）ma解得F9.4N实验题17、某实验小组利用“阿特伍德机”实验装置，测量当地的重力加速度，实验主要步骤如下：（I）按照实验设计组装仪器，并使系统处于静止状态，如图甲所示；（II）接通电源，释放重锤；（III）选取纸带中一段清晰的连续的点作为计时点，用刻度尺测量其计时点间的距离，如图乙所示；（IV）用天平测出重锤质量M=200g和物体质量m=50g。（1）已知打点计时器的频率为50Hz，打点计时器打第2点时纸带速度大小_m/s；打第1点到第5点时的平均速度大小_ m/s。（均保留三位有效数字）（2）纸带的加速度大小_ m/s2。（保留三位有效数字）（3）不计一切摩擦的阻力，应用牛顿第二定律，测出当地重力加速度大小_m/s2。（保留三位有效数字）答案： 3.31 3.42 5.75 9.58解析：(1)1在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故打第2点的速度为v2=x132T=6.50+6.7320.0210-2ms=3.3075ms3.31ms2 打第1点到第5点时的平均速度大小v15=x154T=6.50+6.73+6.96+7.1940.0210-2ms=3.4225ms3.42ms(2)3 利用匀变速直线运动的推论相邻相等时间内的位移差x=aT2解得纸带的加速度大小a=x3+x4-x1+x24T2=6.96+7.19-6.50+6.7340.02210-2ms2=5.75ms2(3)4对MMg-F=Ma对mF-mg=ma又F=F解得g=m+MM-ma9.58ms218、如图甲，为测定木块与长木板之间的动摩擦因数的装置，图中长木板水平固定，实验过程中，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行。（1）如图乙为木块在水平长木板上运动带动纸带打出的一部分点迹，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点未画出，电源的频率为50 Hz。从纸带上测出x1=3.20 cm，x2=4.52 cm，x5=8.42 cm，x6=9.70 cm。则木块加速度大小a=_m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m。若木块的加速度为a，则木块与长木板间动摩擦因数=_.（结果用g、M、m、a表示）答案： 1.3 mg-m+MaMg解析：（1）1由x=aT2可知，x5-x1=4a1T2x6-x2=4a2T2带入数据可解的a=a1+a22=1.3m/s2（2）2以砝码和砝码盘为对象可得mg-T=ma对小车可得T-Mg=Ma联立解得=mg-m+MaMg19、在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，某同学将两个力传感器按如图甲方式对拉，其中一只系在墙上，另一只握在手中，在计算机屏上显示出力，如图乙所示。(1)横坐标代表的物理量是_。(2)由图可得到的实验结论是_（填字母）。A两力传感器间的作用力与反作用力大小相等B两力传感器间的作用力与反作用力方向相反C两力传感器间的作用力与反作用力同时变化D两力传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上答案： 时间 ABC解析：考查牛顿第三定律探究实验。（1）1由题可知，图乙表示的是力传感器上的作用力随时间变化的关系，所以横坐标代表的物理量是时间，纵坐标代表的物理量是力；（2）2从图乙可以看出作用力与反作用力大小相等，方向相反，同时产生，同时变化，且作用在不同的物体上，故A、B、C正确，D错误。故选ABC。20、在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：(1)当质量m一定时，a与F合成_；当力F一定时，a与M成_。(2)如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图，以下做法正确的是_。A平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上B本实验中探究的方法是控制变量法C实验时，先放开小车，后接通电源D“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足，对探究结果也不会产生影响答案： 正比 反比 B解析：(1)1当质量m一定时，a与F合成正比；2当力F一定时，a与M成反比；(2)3A平衡摩擦力时，应使小车在不受拉力作用下拖动纸带做匀速直线运动，A错误；B实验中采用控制变量法，即研究加速度与合力关系时控制小车质量不变，研究加速度与小车质量关系时要控制拉力不变，B正确；C实验时，先接通电源打点，后放开小车拖动纸带运动，C错误；D为减小实验误差，实验时必须做到重物的质量远小于小车的质量，D错误。故选B。25