高中物理牛顿运动定律总结(重点).docx

高中物理牛顿运动定律总结(重点)超详细1单选题1、我国将于2022年前后完成空间站在轨组装工程，空间站由核心舱、实验舱等构成。其中核心舱全长约18.1m，有5个对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站。关于本材料中的物理知识，下列说法正确的是（）A空间站在太空“漂浮”时没有惯性B货运飞船与核心舱对接时可看成质点C“18.1m”中的m是国际单位制中的基本单位D货运飞船与核心舱对接时，以地球为参考系它是静止的答案：C解析：A惯性仅与物体的质量有关，与运动状态无关，故A错误；B货运飞船与核心舱对接时，货运飞船的形状和大小不能忽略，不可以看成质点，故B错误；C“18.1m”中的m是国际单位制中的基本单位，故C正确；D货运飞船与核心舱对接时，以地球为参考系它是运动的，故D错误。故选C。2、图示为河北某游乐园中的一个游乐项目“大摆锤”，该项目会让游客体会到超重与失重带来的刺激。以下关于该项目的说法正确的是（）A当摆锤由最高点向最低点摆动时，游客会体会到失重B当摆锤由最高点向最低点摆动时，游客会体会到超重C当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到明显的超重D当摆锤摆动到最低点时，游客会体会到完全失重答案：C解析：当摆锤由最高点向最低点摆动时，先具有向下的加速度分量，后有向上的加速度分量，即游客先体会到失重后体会到超重。当摆锤摆动到最低点时，具有方向向上的最大加速度，此时游客体会到明显的超重。故选C。3、质量为2kg的物体在水平面上沿直线运动，受阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示，03m物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法正确的是（）A在x=5m处物体加速度大小为3m/s2B07m物体克服阻力做功为28JC07m拉力对物体做功为45JD07m合力对物体做功为68J答案：B解析：A03m物体做匀速直线运动，水平拉力与阻力等大反向，由题图可知物体受到的阻力为4N。在x=5m处物体受到的拉力为F=(4+10-442)N=7N物体的加速度为a=F-fm=7-42m/s2=1.5m/s2故A错误；B07m物体克服阻力做功为Wf=fx=47J=28J故B正确；CF-x图线与坐标轴所围面积表示拉力所做的功，则07m拉力对物体做功为W=(34+4+1024)J=40J故C错误；D07m合力对物体做功为W合=W-Wf=12J故D错误。故选B。4、现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则下列说法错误的是（）A运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下B起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后C运动员在空中最高点时处于失重状态D运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同答案：B解析：AB运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动。各分运动具有等时性，水平方向的分运动与滑板的运动情况一样，运动员最终落在滑板的原位置。所以水平方向受力为零，则起跳时，滑板对运动员的作用力竖直向上，运动员对滑板的作用力应该是竖直向下，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；C运动员在空中最高点时具有向下的加速度g，处于失重状态，故C正确，不符合题意；D运动员在空中运动时，加速度恒定，所以单位时间内速度的变化量相等，故D正确，不符合题意。故选B。5、塔吊吊着某建筑材料竖直向上运动时的速度-时间图像如图所示，由图像可知，该建筑材料（）A前15s内先上升后下降B前15s内速度先增加后减小C前5s内处于失重状态D整个上升过程中的平均速度小于0.5m/s答案：B解析：Av-t图像的纵坐标表示速度，其正负表示速度的方向，故前15s内速度一直为正，即一直上升，故A错误；Bv-t图像的纵坐标的数值表示速度的大小，则前15s内速度先增加后减小，故B正确；C前5s内建筑材料正在向上加速，加速度向上，则建筑材料处于超重状态，故C错误；D若构造上升过程为匀加速直线运动和匀减速直线运动，则v=0+vm2=0.5m/s而实际图像描述的在相同的时间内做变加速直线运动的面积大于匀变速直线运动的面积，由v=xt可知整个上升过程中的平均速度大于0.5m/s，故D错误。故选B。6、如图所示，倾角为=37的传送带以速度v1=2m/s顺时针匀速转动。将一物块以v2=8m/s的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数=0.5，传送带足够长，取sin37=0.6,cos37=0.8， g=10m/s2，下列说法正确的是（）A小物块向上运动过程中的加速度大小为10m/s2B小物块向上运动的时间为1. 2sC小物块向上滑行的最远距离为4mD小物块最终将随传送带一起向上匀速运动答案：C解析：ABD由于物块的速度大于传送带的速度，所以物块相对传送带向上运动，物块受重力和沿斜面向下的滑动摩擦力，沿斜面方向有根据牛顿第二定律mgsin+mgcos=ma1代入数据解得a1=10m/s2方向沿斜面向下。设物体减速到传送带速度需要的时间为t1，有t1=v1-v2-a1=0.6s由于物体所受重力沿斜面方向的分力大于滑动摩擦力，因此物体相对传送带向下运动，受到的滑动摩擦力沿斜面向上，沿斜面方向根据牛顿第二定律有mgsin-mgcos=ma2代入数据解得：a2=2m/s2方向沿斜面向下；最后减速到速度为零的时间为t2=v1a2=1s故小物块向上运动的时间为1.6s。故ABD错误。C小物块向上滑行的最远距离为x=v1+v22t1+v12t2=2+820.6+221m=4m故C正确。故选C。7、在光滑的水平地面上有两个完全相同的滑块A、B，两滑块之间用原长为l0的轻质弹簧相连，在外力F1、F2的作用下运动，且F1F2。以A、B为一个系统，如图甲所示，F1、F2向相反方向拉A、B两个滑块，当运动达到稳定时，弹簧的长度为（l0+l1），系统的加速度大小为a1；如图乙所示，F1、F2相向推A、B两个滑块，当运动达到稳定时，弹簧的长度为（l0l2），系统的加速度大小为a2。则下列关系式正确的是（）Al1=l2，a1=a2Bl1l2，a1=a2Cl1=l2，a1a2Dl1l2，a1a2答案：A解析：A、B完全相同，设它们的质量都是m，对图甲所示情况的整体有F1-F2=2ma1对图甲中的A有F1-kl1=ma1对图乙所示情况的整体有F1-F2=2ma2对图乙中的A有F1-kl2=ma2联立以上各式，有a1=a2，l1=l2故选A。8、如图甲所示，用体重计研究运动与力的关系，测量者先静止站在体重计上，然后完成下蹲动作。该过程中体重计示数的变化情况如图乙所示。则（）A测量者经历了加速、减速、再加速、再减速四个阶段B测量者在t1t2时间内表现为失重C测量者在t3时刻速度最小D测量者在t4时刻加速度最小答案：B解析：A根据图像可知，体重计示数与受支持力大小相等，由图乙可知，支持力先小于重力，后大于重力，故先失重后超重，即经历先加速下降后减速下降，故A错误；B由图乙可知，测量者在t1t2时间内表现为失重，因为支持力小于重力，合力向下，加速度向下，故B正确；C由图乙可知，测量者在t3时刻之前，合力一直向下，向下加速，t3时刻速度最大，故C错误；D由图乙可知，测量者在t4时刻合力最大，根据牛顿第二定律可知，加速度最大，故D错误。故选B。多选题9、如图甲，足够长的长木板放置在水平地面上，一滑块置于长木板左端。已知滑块和木板的质量均为2kg，现在滑块上施加一个F0.5t（N）的水平变力作用，从t0时刻开始计时，滑块所受摩擦力f随时间t变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A图乙中t224sB木板的最大加速度为1m/s2C滑块与木板间的动摩擦因数为0.4D木板与地面间的动摩擦因数为0.1答案：ACD解析：C根据图乙可知，滑块在t2以后受到的摩擦力不变，为8N，根据f1=1mg可得滑块与木板间的动摩擦因数为1=0.4C正确；D在t1时刻木板相对地面开始运动，此时滑块与木板相对静止，则木板与地面间的动摩擦因数为2=f22mg=440=0.1D正确；AB在t2时刻，滑块与木板将要发生相对滑动，此时滑块与木板间的静摩擦力达到最大，且此时二者加速度相同，且木板的加速度达到最大，对滑块有F-1mg=ma对木板有1mg-22mg=ma联立解得a=2m/s2F=12N则木板的最大加速度为2m/s2，根据F=0.5t可求得t2=24sA正确，B错误。故选ACD。10、如图所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m1的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，则（物体1和物体2相对车厢静止，重力加速度大小为g）（）A车厢的加速度大小为gtanB绳对物体1的拉力大小为m1gcosC底板对物体2的支持力大小为m2-m1g D物体2所受底板的摩擦力大小为m2gsin答案：AB解析：AB对物体1进行受力分析，且把拉力FT沿水平方向、竖直方向分解，有FTcos=m1gFTsin=m1a得FT=m1gcosa=gtan所以AB正确；CD对物体2进行受力分析有FN+FT=m2gFf静=m2a且有FT=FT解得FN=m2g-m1gcosFf静=m2gtan故CD错误。故选AB。11、一质量为M的斜面体静置于水平地面上，左，右两底角分别为45和30，现有两个质量均为m的相同物块a，b从斜面顶端由静止同时释放，沿左、右两侧面加速下滑，斜面体始终保持不动。下列说法正确的是（）A沿倾角为45的侧面加速下滑的物块最先到达底端B物块a到达A点的速率大于物块b到达C点的速率C斜面体与地面之间没有摩擦力作用D斜面受到地面的支持力等于斜面和两物块所受重力之和答案：AB解析：A.设物块与斜面间的动摩擦因数为，物块受力分析如图所示，由牛顿第二定律可得G1-f=maF=G2且f=F以上三式联立可得a=gsin-cos故沿倾角为45的侧面加速下滑的物块a的加速度最大，又由匀加速直线运动规律x=12at2可知，沿倾角为45的侧面加速下滑的物块最先到达底端，故A正确；B.设斜面的高为h，由几何关系可得物块沿斜面下滑的位移x=hsin由v2=2ax=2gh-2gh1tan可知物块a到达A点的速率大于物块b到达C点的速率，故B正确；C. 在两物块到达底端前，水平方向由于a1cos45-a2cos30=12-34+14g0故斜面受到地面向左的摩擦力作用，故C错误；D.以斜面和物块整体为研究对象，将两物块的加速度分别分解，两物块在竖直方向均有竖直向下的加速度分量，即两物块处于失重状态，则斜面受到地面的支持力小于斜面和两物块所受重力之和，故D错误。故选AB。12、如图所示，轻弹簧放在倾角37的斜面体上，轻弹簧的下端与斜面底端的挡板连接，上端与斜面上b点对齐，质量为m的物块在斜面上的a点由静止释放，物块下滑后，压缩弹簧至c点时速度刚好为零，物块被反弹后返回b点时速度刚好为零，已知ab长为L，bc长为L4，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8。则（）A物块与斜面间的动摩擦因数为0.5B物块接触弹簧后，速度先减小后增大C弹簧具有的最大弹性势能为0.5mgLD物块在上述过程因摩擦产生的热量为0.6mgL答案：AD解析：AD物块由a点静止释放，压缩弹簧至c点，被反弹后返回b点时速度刚好为零，对整个过程应用动能定理得mgsinL-mgcosL+L4+L4=0解得=0.5则整个过程因摩擦产生得热量为Q=mgcosL+L4+L4=0.6mgL故AD正确；B物块接触弹簧后，向下运动时，开始由于mgsinmgcos+F弹物块继续向下加速，F弹继续变大，当mgsinx因此不能加速到最大速度30m/s，且中间没有匀速阶段x=v22a1+v22a2v=5033m/s在两红绿灯间行驶时间为t=va1+va2=1532s28、如图所示为滑沙游戏，游客从顶端A点由静止滑下8s后，操纵刹车手柄使滑沙车匀速下滑至底端B点，在水平滑道上继续滑行直至停止。已知游客和滑沙车的总质量m=60kg，倾斜滑道AB长lAB=128m，倾角=37，滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数=0.5.滑沙车经过B点前后的速度大小不变，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，不计空气阻力。求：（1）游客匀速下滑时的速度大小；（2）若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为16m，则他在此处滑行时，需对滑沙车施加多大的水平制动力。答案：（1）16m/s；（2）180N解析：（1）由牛顿第二定律得mgsin-mgcos=ma解得游客从顶端A点由静止加速下滑时的加速度大小a=2m/s2游客匀速下滑时的速度大小v=at1=16m/s（2）设游客在BC段的加速度大小为a，由公式0-v2=-2ax解得a=8m/s2由牛顿第二定律得Fmg=ma解得制动力F=180N29、如图所示，斜面AC长L=4m，倾角=37，CD段为与斜面平滑连接的水平地面。一个质量m=1kg的小物块从斜面顶端A点由静止开始滑下。小物块与斜面、地面间的动摩擦因数均为=0.5，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：（1）小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v；（2）小物块在斜面和水平面上滑行的总时间t。答案：（1）4m/s；（2）2.8s解析：(1)沿斜面下滑，根据牛顿第二定律有mgsin-mgcos=ma1从A到C根据速度位移公式有2a1L=v2-0解得小物块滑到斜面底端C点时的速度大小v=4m/s(2)从斜面下滑阶段有v=a1t1解得t1=2s水平段，根据牛顿第二定律有mg=ma2根据速度时间公式0=v-a2t2解得t2=0.8s所以总时间为t=t1+t2=2.8s30、如图所示，质量为3m的小球甲用长为L=1.8m的不可伸长的轻绳悬挂在O点正下方。在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板丙，在长木板的最左端有一质量为m的小滑块乙，乙和丙一起向左匀速运动，小球甲刚好和小滑块乙在同一水平线上。在运动过程中，甲与乙只发生一次弹性碰撞，且碰撞前乙的速度为v0=12m/s。已知小滑块乙与长木板丙间的动摩擦因数=0.6，重力加速度g=10m/s2，甲、乙均可视为质点。（1）求甲与乙发生弹性碰撞后，小球甲上升的最大高度；（2）求木板长度为多少时，乙不会从木板上掉落；（3）若木板最右端有一弹性挡板，木板与地面间的动摩擦因数为0.2，请判断是否存在合适的木板长度使乙与挡板碰后瞬间丙的速度变为零，若存在，请求出木板的长度，若不存在，请说明理由。（其余条件不变）答案：（1）1.8m；（2）18m；（3）不存在解析：（1）以向左为正方向，甲与乙发生弹性碰撞，二者组成的系统水平方向动量守恒，设碰撞后瞬间甲、乙的速度分别为v1、v2，则根据动量守恒定律和机械能守恒定律得mv0=mv2+3mv112mv02=12mv22+123mv12解得v1=6m/s，v2=-6m/s对小球根据机械能守恒定律有3mgh=3mv122解得h=1.8m=L（2）对于滑块和长木板，设满足条件的长木板的最小长度为L1，最终二者共同速度为v3，则根据动量守恒定律和能量守恒定律得2mv0+mv2=(2m+m)v3mgL1=122mv02+12mv22-122m+mv32解得v3=6m/s，L1=18m即木板长度大于18m时，乙不会从木板上掉落。（3）设木板的长度为L2，则甲、乙碰后到乙与挡板碰前，对二者受力分析结合牛顿第二定律，对乙有a乙1=-6m/s2对丙有a丙1=-6m/s2设乙与挡板碰前瞬间乙的速度为v4，丙的速度为v5，碰后瞬间乙速度为v6，丙速度为v7，碰撞过程有mv4+2mv5=mv6+2mv712mv42+122mv52=12mv62+122mv72解得v6=m-2mv4+4mv5m+2m=-v4+4v53v7=2m-mv5+2mv4m+2m=v5+2v43若要v7=0，可得v5+2v4=0即(12-6t)m/s+2(-6+6t)m/s=0解得t=0故不存在木板长度使碰后瞬间木板速度变为零。31、“高台滑雪”一直受到一些极限运动爱好者的青睐。挑战者以某一速度从某曲面飞出，在空中表演各种花式动作，飞跃障碍物（壕沟）后，成功在对面安全着陆。某实验小组在实验室中利用物块演示分析该模型的运动过程：如图所示，ABC为一段半径为R=5m的光滑圆形轨道，B为圈形轨道的最低点。P为一倾角=37的固定斜面，为减小在斜面上的滑动距离，在斜面顶端表面处铺了一薄层防滑木板DE，木板上边缘与斜面顶端D重合，圆形轨道末端C与斜面顶端D之间的水平距离为x=0.32m。一物块以某一速度从A端进入，沿圆形轨道运动后从C端沿圆弧切线方向飞出，再经过时间t=0.2s时恰好以平行于薄木板的方向从D端滑上薄木板，物块始终未脱离薄木板，斜面足够长。已知物块质量m=3kg，薄木板质量M=1kg，木板与斜面之间的动摩擦因数1=1924，木板与物块之间的动摩擦因数2=56，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，不计空气阻力，求：（1）物块滑到圆轨道最低点B时，对轨道的压力（计算结果可以保留根号）；（2）物块相对于木板运动的距离；（3）整个过程中，系统由于摩擦产生的热量。答案：（1）FN=91.92-245N；（2）1.5m；（3）87J解析：（1）物块由C到D，做抛体运动水平方向v水平=xt=1.6m/s物块恰好以平行于薄木板的方向从D端滑上薄木板，则在D的速度v=v水平cos=2m/sv竖直=vsin=1.2m/s物块在C点v竖直=v竖直-gt=-0.8m/svC=v水平2+v竖直2由B到C12mvB2=12mvC2+mgR1-cos其中cos=v水平vC，在B点F支-mg=mvB2R由牛顿第三定律得FN=F支=91.92-245N（2）物块刚滑上木板时：对物块2mgcos-mgsin=mamam=23m/s2做匀减速直线运动对木板2mgcos+mgsin-1M+mgcos=MamaM=23m/s2做匀加速直线运动设两者经时间t1达到共速v共v-amt1=aMt1t1=1.5s v共=1m/s此过程中S物=v+v共2t1=94mS板=v共2t1=34m物块相对于木