高中物理牛顿运动定律知识点总结.docx

高中物理牛顿运动定律知识点总结(超全)1单选题1、一质量为m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程的v-t图线，如图所示（sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2）。则（）A小物块冲上斜面过程中加速度的大小是5.0m/s2B小物块与斜面间的动摩擦因数是0.25C小物块在斜面上滑行的最大位移是8mD小物块在运动的整个过程中，损失的机械能是6.4J答案：B解析：A由小物块上滑过程的速度-时间图线，可得小物块冲上斜面过程中，加速度大小为a1=vt=81=8.0m/sA错误；B对小物块进行受力分析，根据牛顿第二定律有mgsin37+Ff=ma1FN-mgcos37=0又Ff=FN代入数据解得=0.25B正确；C由小物块上滑过程的速度-时间图线可得，小物块沿斜面向上运动的位移x=v02t=821=4mC错误；D小物块在运动的整个过程中，损失的机械能是E=2Wf=2mgcos37x=20.25200.84=32JD错误。故选B。2、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。3、武直-10（如图所示）是中国人民解放军第一种专业武装直升机，提高了中国人民解放军陆军航空兵的航空突击与反装甲能力。已知飞机的质量为m，只考虑升力和重力，武直-10在竖直方向上的升力大小与螺旋桨的转速大小的平方成正比，比例系数为定值。空载时直升机起飞离地的临界转速为n0，此时升力刚好等于重力。当搭载质量为m3的货物时，某时刻螺旋桨的转速达到了2n0，则此时直升机在竖直方向上的加速度大小为（重力加速度为g）（）Ag3BgC2gD3g答案：C解析：空载时直升机起飞离地的瞬间，升力刚好等于重力，设比例系数为k，则有kn02=mg当搭载质量为m3的货物，螺旋桨的转速达到2n0时，竖直方向上由牛顿第二定律可得F-(m+m3)g=(m+m3)a其中升力F=k(2n0)2联立解得此时直升机在竖直方向上的加速度大小为a=2g故C正确，ABD错误。故选C。4、物体质量为m5Kg放在粗糙的水平面上，在力F的作用下做a2m/s2的匀加速直线运动，方向向右，已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.3，则外力F为（）A20NB15NC25ND10N答案：C解析：根据牛顿第二定律得a=F合m则有FmgmaF0.3510+2525N故选C。5、图为一种新型弹跳鞋。当人穿着鞋从高处跳下压缩弹簧后，人就会向上弹起，进而带动弹跳鞋跳跃。假设弹跳鞋对人的作用力类似于弹簧弹力且人始终在竖直方向上运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A人向上弹起的过程中，始终处于超重状态B人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力与人对鞋的作用力是一对相互作用力C弹簧压缩到最低点时，鞋对人的作用力与人所受的重力是一对平衡力D从最高点下落至最低点的过程，人先做匀加速运动后做匀减速运动答案：B解析：A人向上弹起的过程中，先超重后失重，A错误；B人向上弹起的过程中，鞋对人的作用力与人对鞋的作用力是一对相互作用力，B正确；C弹簧压缩到最低点时，鞋对人的作用力大于人所受的重力，不是一对平衡力，C错误；D从最高点下落至最低点的过程，先是自由落体运动，刚开始压缩弹簧时人受到的重力大于弹力向下做变加速运动，当弹力大于重力时向下做减速运动，D错误。故选B。6、如图甲所示，倾角为的粗糙斜面体固定在水平面上，质量为m = 1kg的小木块以初速度为v0 = 10m/s沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，则下列判断正确的是（ ）A在t = 5s时刻，摩擦力方向发生变化B0 13s内小木块做匀变速直线运动C斜面倾角 = 30D小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5答案：D解析：Ax在05m内，由匀变速直线运动的速度位移公式v2v02 = 2ax结合图象看出在05ma = 0-v22x = 0-10025m/s2 = 10m/s2由图示图象可知v02 = 100(m/s)2得，v0 = 10m/s，则小木块匀减速运动的时间t = 0-v0a = 0-10-10s = 1s1s后物体反向做匀加速运动，t = 1s时摩擦力反向，A错误；B由图示图象可知，物体反向加速运动时的加速度a=v22x=3228m/s2=2m/s2结合A选项可知，在01s内物体向上做匀减速运动，1s后物体反向做匀加速运动，整个过程加速度a发生变化，所以整个过程不是匀变速直线运动，B错误；CD由牛顿第二定律得，小木块上滑有mgsin + mgcos = ma下滑有mgsinmgcos = ma代入数据解得 = 0.5， = 37C错误、D正确。故选D。7、如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是（）A物体通过O点时所受的合外力为零B物体将做阻尼振动C物体最终只能停止在O点D物体停止运动后所受的摩擦力为mg答案：B解析：A物体通过O点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，A错误；B物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，B正确；CD物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。若停在O点摩擦力为零，若不在O点，摩擦力和弹簧的弹力平衡，停止运动时物体所受的摩擦力不一定为mg，CD错误。故选B。8、重庆由于其良好的生态环境和有利的地理位置，是鸟类的好居处。如图所示，质量为m的鸽子，沿着与水平方向成15角、斜向右上方的方向以大小为v的速度匀速飞行，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A鸽子处于失重状态B空气对鸽子的作用力大于mgC空气对鸽子的作用力的功率为mgvD鸽子克服自身的重力的功率为mgvsin15答案：D解析：A由鸽子匀速飞行可知，鸽子所受合外力为0，A错误；B由共点力平衡条件可知，空气对鸽子的作用力等于mg，B错误；C空气对鸽子的作用力竖直向上，所以空气对鸽子的作用力的功率为mgvcos75，C错误；D鸽子克服自身的重力的功率为P=-P重力由力的功率表达式P重力=mgvcos（15+90）联立解得P=mgvsin15D正确。故选D。多选题9、如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是（）A在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变B在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsinC在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gcosD在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin答案：BC解析：AB设小球静止时BC绳的拉力为F，AC橡皮筋的拉力为T，由平衡条件可得Fcos=mg，Fsin=T解得F=mgcos，T=mgtan在AC被突然剪断的瞬间，BC上的拉力F发生了突变，小球的加速度方向沿与BC垂直的方向且斜向下，大小为a=gsinB正确，A错误；CD在BC被突然剪断的瞬间，橡皮筋AC的拉力不变，小球的合力大小与BC被剪断前拉力的大小相等，方向沿BC方向斜向下，故加速度a=gcosC正确，D错误。故选BC。10、如图所示，轻杆一端固定在O点，一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN-v2图像如图乙所示。下列说法正确的是（）Av2=a时，小球完全失重Bv2=c时，杆对小球弹力方向竖直向上C小球的质量为bRaD当地的重力加速度大小为aR答案：ACD解析：A由图可知：v2=a时，FN=0，此时小球仅受重力作用，加速度为向下的重力加速度，处于完全失重状态，故A正确；B由图可知：当v2a时，球需要的向心力大于重力，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，故B错误；CD在最高点，若v=0，则有mg-FN1=mg-b=0当FN=0时，则有：mg=mv2R=maR可得g=aR，m=bRa故CD正确。故选ACD。11、如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面。物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面上，这时速率为v2，则下列说法正确的是（）A若v1v2，则v2=v2C不管v2多大，总有v2=v2D只有v1=v2时，才有v2=v1答案：AB解析：由于传送带足够长，物体先减速向左滑行，直到速度减为零，此过程设物体对地位移大小为x，加速度大小为a，则x=v222a然后在滑动摩擦力的作用下向右运动，分两种情况：若v1v2，物体向右运动时一直加速，当v2=v2时（向右加速到v2可以看成是向左由v2减速到0的逆过程，位移大小还是等于x），恰好离开传送带。若v1v2，物体向右运动时先加速，当速度增大到与传送带的速度相等时，位移大小x=v122amgsin37，物体沿斜面运动的时间为362s.28、如图甲所示，在粗糙的水平地面上有一足够长的木板B，木板的最左端有一个小物块A，小物块A受一个外力的作用，两个物体开始运动，已知物块A和木板B的质量都为1千克，物块A和木板B之间的动摩擦因数为1=0.4，B与地面的动摩擦因数为2=0.1，设物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A运动的v2-x函数关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。求：（1）根据图象得出物块A在2米前后加速度a1和a2分别为多大？（2）当外力F0至少为多少可以使物块A相对于木板B运动？（3）物块A在运动前2米的过程中所加的外力F1为多少？运动了2米之后，作用于物块A上的外力F2又为多少？答案：（1）1m/s2；4m/s2；（2）6N；（3）4N；8N解析：（1）由图像可知：前2m内对A有v2=2a1x得出a1=1m/s22m后，对A有v12-v02=2a2xa2=4m/s2（2）对B受力分析有1mg-22mg=ma0外力F使A在B上的临界加速度为a0=2m/s2外力F对AB整体有F0-22mg=2ma0 F0=6N（3）运动前2ma1=1m/s2a0则2m后AB两个物体开始相对运动对A有F2-1mg=ma2 F2=8N29、如图所示，竖直平面内一倾角=37的粗糙倾斜直轨道AB与光滑圆弧轨道BC相切于B点，BC长度可忽略，且与传送带水平段平滑连接于C点。一质量m=0.2kg的小滑块从A点静止释放，经B点最后从C点水平滑上传送带。已知A点离地高度H=1.2m，AB长L1=1.25m，滑块与AB间的动摩擦因数1=0.25，与传送带间的动摩擦因数2=0.2，CD长度L2=3m，圆弧轨道半径R=0.5m。若滑块可视为质点，不计空气阻力，g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：（1）小滑块经过C点时对轨道的压力；（2）当传送带以顺时针方向v1=4m/s的速度转动时，小滑块从水平传送带右端D点水平抛出后，落地点到D点的水平距离。答案：（1）6N；（2）1.2m解析：（1）根据题意，滑块由A运动B的过程，应用动能定理mgL1sin37-1mgcos37L1=12mvB2-0代入数据解得vB=10ms由于BC长度可忽略，则vC=vB=10ms滑块在C点，受轨道的支持力FN和本身重力mg，根据牛顿第二定律FN-mg=mv2R代入数据解得FN=6N根据牛顿第三定律，小滑块经过C点时对轨道的压力等于轨道对滑块的支持力6N。（2）假设滑块划上传送带之后全程加速，根据牛顿第二定律2mg=ma代入数据解得a=2ms2设滑块到达传送带右端的速度为v，根据公式v2-vc2=2aL2代入数据解得v=22ms4ms则滑块未达到传送带右端就和传送带共速，则滑块以传送带的速度从D点水平抛出，竖直方向，由于BC长度可忽略，则H-L1sin37=12gt2代入数据解得t=0.3s水平方向，落地点到D点的水平距离x=vt=40.3m=1.2m30、2022年2月8日，我国选手谷爱凌在第24届冬季奥林匹克运动会女子自由式滑雪大跳台比赛中获得冠军参赛滑道简图如图所示，abcd为同一竖直平面内的滑雪比赛滑道，运动员从a点自静止出发，沿滑道abcd滑至d点飞出，然后做出空翻、抓板等动作其中ab段和cd段的倾角均为=37，ab段长L1=110m，水平段bc长L2=12m，cd坡高h=9m设滑板与滑道之间的动摩擦因数为=0.4，不考虑转弯b和c处的能量损失，运动员连同滑板整体可视为质点，其总质量m=60kg忽略空气阻力，g取10m/s2（1）运动员从a到b所用的时间；（2）运动员到达c点时的速度大小；答案：（1）8.9s；（2）23m/s解析：（1）在ab段的加速度为mgsin-mgcos=ma根据运动公式L1=12at2解得a=2.8m/s2t=8.9s（2）到达b点时的速度vb=at25m/s 从b到c由动能定理-mgL2=12mvc2-12mvb2解得vc=23m/s31、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F9.4N32、如图所示，一根足够长的水平杆固定不动，一个质量m2kg的圆环套在杆上，圆环的直径略大于杆的截面直径，圆环与杆间的动摩擦因数0.75。对圆环施加一个与水平方向成53角斜向上、大小为F25 N的拉力，使圆环由静止开始做匀加速直线运动（sin 530.8，cos 530.6，g取10 m/s2）。求：（1）圆环对杆的弹力大小；（2）圆环加速度的大小；答案：（1）0；（2）7.5 m/s2解析：（1）分析圆环的受力情况如图甲所示将拉力F正交分解F1=Fcos=15NF2=Fsin=20N因G=mg=20N与F2大小相等，故圆环对杆的弹力为0。（2）由（1）可知，在拉力F作用下，环不受摩擦力，由牛顿第二定律可知F合=F1=ma1代入数据得a1=7.5m/s2实验题33、某兴趣小组欲测量滑块与水平木板间的动摩擦因数，他们设计了一个实验，实验装置如图1所示。该小组同学首先将一端带滑轮的木板固定在水平桌面上，连接好其他装置，然后挂上重物，使滑块做匀加速运动，打点计时器在纸带上打出一系列点.（1）图2是实验中获取的一条纸带的一部分，相邻两计数点间的距离如图所示，已知电源的频率为50 Hz，相邻两计数点间还有4个计时点未标出，根据图中数据计算的加速度a=_ms2.（结果保留两位有效数字）（2）为测定动摩擦因数，该小组同学事先用弹簧测力计测出滑块与重物的重力分别如图3、4所示，则图3对应的示数为_N,图4对应的示数为_N；（3）重力加速度g取10m/s2，滑块与木板间的动摩擦因数=_（结果保留两位有效数字）。答案： 0.50 2.00 1.00 0.43解析：（1）1相邻两计数点间还有4个计时点未标出，则T=0.1s；根据x=aT2结合逐差法可知：a=x6+x5+x4-x3-x2-x19T2 =(3.87+3.39+2.88-2.38-1.90-1.40)10-290.12m/s2=0.50m/s2（2）23则图3对应的示数为2.00N；图4对应的示数为1.00N；（3）4对滑块以及重物的整体：mg-Mg=(M+m)a其中mg=1.00N，Mg=2N，解得=0.4334、某同学用如图所示的装置测定当地的重力加速度，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器。用天平测出A、B两物块的质量mA=300g、mB=100g，mA从高处由静止开始下落，mB拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可测定重力加速度。图中给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点没有画出，计数点间的距离如图所示。已知打点计时器计时周期为T=0.02s，则：(1)根据纸带求出物体经过5号计数点时的瞬时速度v=_m/s，物体运动的加速度a=_m/s2；（结果保留二位有效数字）(2)用h表示物块A下落的高度，v表示物块A下落h时的速度，若某同学作出v22-h图象如图所示，利用此图象可求出当地的重力加速度g=_m/s2。答案： 2.4 4.8 9.