2022年高考中物理牛顿运动定律重点知识归纳.docx

2022年高考中物理牛顿运动定律重点知识归纳1单选题1、如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端与A物体相连接，将B物体放置在A物体的上面，A、B的质量都为m，初始时两物体都处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上，使物体B开始向上做匀加速运动，拉力F与物体B的位移x的关系如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（）A物体B位移为4cm时，弹簧处于原长状态B物体B的加速度大小为5m/s2C物体A的质量为4kgD弹簧的劲度系数为5N/cm答案：C解析：A当物体B位移为4cm时，物体A、B仍有向上的加速度，此时弹簧产生的向上的弹力大于物体A的重力，所以弹簧处于压缩状态，选项A错误；BC设力F未作用时弹簧的压缩量为x0，则有kx02mg设物体A、B的共同加速度大小为a，则当FF120N时，由牛顿第二定律得F1kx02mg2ma当FF250N时，物体A、B刚好分离，对物体B有F2mgma以上各式联立可解得a2.5m/s2，m4kg选项B错误，C正确；D当物体A、B刚好分离时，对物体A有k（x0x）mgma将x0.04m代入解得k7.5N/cm选项D错误。故选C。2、甲、乙两球质量分别为m1、m2，从同一地点（足够高）同时由静止释放。两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即fkv（k为正的常量）。两球的vt图象如图所示。落地前，经时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2。则下列判断正确的是（）A释放瞬间甲球加速度较大Bm1m2v2v1C甲球质量大于乙球质量Dt0时间内两球下落的高度相等答案：C解析：A释放瞬间，两球受到的阻力均为0，此时加速度相同，选项A错误；B运动到最后达到匀速时，重力和阻力大小相等mgkv则m1m2=v1v2选项B错误；C由图象可知v1v2，因此甲球质量大于乙球质量，选项C正确；D下落高度等于图线与时间轴围成的面积，可知甲球下落高度大，选项D错误。故选C。3、如图所示，小车放在水平地面上，甲、乙两人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦，下列说法正确的是（）A若小车向右运动，表明车拉甲的力大于甲拉车的力B若小车静止不动，表明甲拉车的力与车拉甲的力是一对平衡力C若小车匀速向右运动，车拉甲的力和车拉乙的力是一对平衡力D无论小车运动状态如何，甲拉车的力总是与车拉甲的力大小相等，方向相反答案：D解析：ABD. 无论小车运动状态如何，车拉甲的力与甲拉车的力是一对作用力与相互作用力，总是大小相等，方向相反，选项D正确，AB错误；C. 车拉甲的力和车拉乙的力作用对象分别是甲和力，不是同一个受力对象，不是平衡力，选项C错误；故选D。4、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。多选题5、如图所示，A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体。已知A和C的质量都是1kg，B的质量是2kg，A、B间的动摩擦因数是0.3，其他摩擦不计。由静止释放C，C下落一定高度的过程中（C未落地，B未撞到滑轮，g取10m/s2），下列说法正确的是（）AA、B两物体发生相对滑动BB物体的加速度大小为73m/s2C细绳的拉力大小为7.5NDA物体所受摩擦力的大小为2.5N答案：CD解析：假设A、B相对静止，将A、B、C看作一个整体，对整体有a=mCgmA+mB+mC=101+2+1m/s2=2.5m/s2隔离A分析，在水平方向上，B对A的静摩擦力作用使其产生加速度，则Ff=mAa=2.5N而A、B间的最大静摩擦力为Fm=mAg=3NFf故假设成立，所以A、B相对静止，设绳子拉力为T，对C由牛顿第二定律得mCg-T=mCa解得T=7.5N故CD正确，AB错误。故选CD。6、如图甲所示，一质量为m1的薄木板（厚度不计）静止在光滑水平地面上，现有一质量为m2的滑块以一定的水平初速度v0，从木板的左端开始向木板的右端滑行，滑块和木板的水平速度大小随时间变化的情况如图乙所示，根据图象可知以下判断正确的是（）A滑块始终与木板存在相对运动B滑块未能滑出木板C滑块的质量m2大于木板的质量m1D在t1时刻，滑块从木板上滑出答案：ACD解析：滑块以水平初速度v0滑上木板，滑块减速，木板加速，滑块和木板的加速度的大小分别为a2m2gm2ga1m2gm1由题图乙可知，滑块的速度一直大于木板的速度，即两者之间始终存在相对运动，在t1时刻，滑块滑出木板，各自做匀速直线运动。由题图乙分析可知，图像的斜率等于加速度，则a2a1即gm2gm1则m1m2故选ACD。7、如图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图所示并处于平衡状态，则下列说法中可能正确的是（）AM处于拉伸状态，N处于拉伸状态BM处于压缩状态，N处于拉伸状态CM处于拉伸状态，N处于原长状态DM处于原长状态，N处于拉伸状态答案：ABD解析：由于N弹簧上面与细线相连，故N弹簧可能处于原长也可能被拉伸；当N弹簧处于拉伸状态时，细线对a有拉力，当拉力小于a物体的重力时，M弹簧处于压缩状态；当拉力等于a物体的重力时，M弹簧处于原长状态；当拉力大于a物体的重力时，M弹簧处于伸长状态；从上面的分析中发现共有四种情况，即N处于伸长状态，M处于压缩状态；N处于伸长状态，M也处于伸长状态；N处于伸长状态而M处于原长状态；N处于原长，M处于压缩状态。故ABD正确，C错误。故选ABD。8、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。填空题9、如图所示，有一倾角=30的斜面体B固定于水平地面上，质量为m的物体A放置于B上，其左侧面与水平轻弹簧接触。现对轻弹簧施加一个水平作用力，A和B始终保持静止，弹簧始终在弹性限度内。当A、B之间的摩擦力为0时，弹簧弹力大小为_；当弹簧弹力大小为3mg时，A所受摩擦力大小为_。答案： 33mg mg解析：1对物体A受力分析，受重力、支持力、弹簧的弹力，可能会有平行斜面的静摩擦力，设弹簧弹力大小为为F；如果A所受的摩擦力为零，则Fcos30=mgsin30即F=33mg2当弹簧弹力大小为F=3mg33mg时，A有向上的运动趋势，A受到的摩擦力沿着斜面向下，受到的摩擦力大小为f=Fcos30-mgsin30=mg10、超重（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_物体所受重力的现象。（2）产生条件：物体具有_（选填“竖直向上”或“竖直向下”）的加速度。答案： 大于 竖直向上解析：略11、教科书中这样表述牛顿第一定律：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”其中最后一个“状态”是指物体的_；物体总保持匀速直线运动状态或静止状态是因为物体具有_。答案： 速度 惯性解析：12 教科书中这样表述牛顿第一定律：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”其中最后一个“状态”是指物体的速度；物体总保持匀速直线运动状态或静止状态是因为物体具有惯性。12、两个物体之间的作用总是_的，物体间相互作用的这一对力，通常叫作_和_。答案： 相互 作用力 反作用力解析：略解答题13、如图所示，水平传动带以v0=4m/s的速率顺时针匀速运转，传动带左、右两端的距离为8m，把一可以看作质点的小物块轻放在传动带左端，物块与传动带之间的动摩擦因数为=0.2，重力加速度g取10m/s2，则：（1）经多长时间物块会与传动带共速。（2）经多长时间物块会从传动带右端掉下来。答案：（1）2s；（2）3s解析：（1）物块刚放上传动带时做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得mg=ma解得物块的加速度为a=2m/s2物块与传送带共速所需时间为t1=v0a=2s（2）物块匀加速运动的位移为s=v02t1=4m之后匀速运动到右端的时间为t2=L-sv0=1s物块从传动带左端到右端的时间为t=t1+t2=3s即经3s物块会从传动带右端掉下来。14、如图所示，水平地面上固定一倾角为37的粗糙斜面，斜面某位置固定一垂直斜面的挡板，一质量为1kg的物体，从离挡板距离为0.8m处的A点，以初速度1m/s沿斜面下滑，物体与挡板相撞1.010-3s后，沿着斜面上滑，设物体与斜面间的动摩擦因数=0.8，与挡板碰撞无机械能损失。sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2，求：（1）物体与挡板碰撞前的速度大小；（2）碰撞中，挡板对物体的平均作用力大小；（3）物体与挡板碰撞后，沿斜面运动的时间。答案：（1） v1=0.6m/s；（2） F=1206N；（3） 362s解析：（1）设物体沿斜面下滑的加速度大小为a1，碰撞挡板前的速度为v1，根据牛顿第二定律有mgsin37-mgcos37=ma1得a1=-0.4m/s2根据运动学公式有v12-v02=2a1x解得v1=0.6m/s（2）设物体反弹后的速度方向为正方向，挡板对小球的平均作用力大小为F，根据动量定理有Ft-mgsin37t=mv1-mv1解得F=1206N（3）分析可知，物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设物体沿斜面上滑的加速度大小为a2，运动的时间为t，由牛顿第二定律有mgcos37+mgsin37=ma2a2=12.4m/s2根据运动学公式0=v1-a2t解得t=362s由mgcos37mgsin37，物体沿斜面运动的时间为362s.15、如图所示，倾角=37的斜面固定在水平地面上，斜面底端固定一挡板P，上端装有光滑定滑轮，E、F是斜面上两点，P、E间距离L1=0.7m，E、F间距离L2=9m。轻绳跨过滑轮连接质量mB=4kg的平板B和质量mC=3kg的重物C，质量mA=1kg且可看成质点的小物块A置于长L=3.2m的平板B上端，初始时A、F沿斜面方向距离L0=2m，当小物块A在EF区间运动时对其施加一个沿斜面向下大小F=10N的恒力。已知小物块A、平板B之间动摩擦因数1=0.75，平板B与斜面之间的动摩擦因数2=0.25，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37=0.6，cos37=0.8，平板B与挡板P碰撞后不反弹。取g=10m/s2。整个装置初始状态保持静止，现将轻绳剪断，求：（1）小物块A在轻绳剪断的瞬间所受摩擦力的大小；（2）小物块A由静止运动到挡板P所用的时间。答案：（1）2N；（2）2.05s解析：（1）轻绳剪断的瞬间，设A、B相对静止一起向下做匀加速运动，由牛顿第二定律得mA+mBgsin37-2mA+mBgcos37=mA+mBa解得a=4m/s2设B对A的静摩擦力大小为FfBA，对A受力分析，由牛顿第二定律得mAgsin37-FfBA=mAa解得FfBA=2NA、B间的最大静摩擦力Ffmax=1mAgcos=6NFfBAFfmax，所以A、B能够相对静止一起向下做匀加速运动所以小物块A在绳剪断的瞬间所受摩擦力的大小为2N。（2）小物块A刚运动至F点时，小物块A、平板B速度满足v02=2aL解得v0=4m/s设该过程的运动时间为t1，则v0=at1解得t1=1s当小物块A进入EF区间内时，A、B之间发生相对运动，对小物块A有F+mAgsin37-1mAgcos37=mAa1解得a1=10m/s2对平板B有1mAgcos37+mBgsin37-2mA+mBgcos37=mBa2解得a2=5m/s2当小物块A刚运动至E点时，速度满足v12-v02=2a1L2解得v1=14m/s小物块A在EF之间的运动时间为t2=v1-v0a1=1s对平板B有v2=v0+a2t2=9m/s平板B运动的位移为x=v22-v022a2=6.5m此时平板B的下端距离P的距离为x=L1-L+L2-x=0m此时平板B与挡板刚好相撞，此后小物块A离开EF区域，在平板B的上表面匀速滑行，A离开EF区域后滑行时间为t3=L1v1=0.05s因此小物块A到达P所用的时间为t=t1+t2+t3=2.05s16、如图所示，滑板静止在水平轨道上，质量m2 kg，板长L0.6 m，左端A点到轨道上B点距离x6 m，滑板与轨道间的动摩擦因数0.2。现对滑板施加水平向右的推力F10 N，作用一段时间后撤去，滑板右端恰能到达B点，求：（1）推力F作用的时间；（2）推力F的最大功率。答案：（1）1.2 s；（2）36 W解析：（1）在外力F作用下，根据牛顿第二定律可知Fmgma1解得a13 m/s2经历的时间为t，则va1t通过的位移为x1=v22a1撤去外力后的加速度大小为a2=mgm=2m/s2减速通过的位移为x2=v22a2又因x1x2xL联立解得t1.2 sv3.6 m/s（2）推力的最大功率PFv103.6 W36 W实验题17、利用图甲装置研究滑块在斜面上的运动，其中光电门的位置可移动，让带有宽度为d的遮光片的滑块自斜面上同一位置自由下滑，与光电门相连的计时器可以显示出遮光片通过光电门所用的时间t，并用刻度尺测量滑块到光电门之间的距离s，改变光电门的位置进行多次测量，利用所得数据描绘出dt2-s图象，如图乙所示。(1)若用某工具测量遮光片宽度的读数为d=2.40mm，则所用工具为_。A最小分度为毫米的刻度尺B10分度游标卡尺C20分度游标卡尺D螺旋测微器(2)滑块沿斜面下滑的加速度大小为_m/s2。（保留两位有效数字）(3)若斜面倾角=53，重力加速度大小为g=10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6，则滑块与斜面间的动摩擦因数=_。（结果保留一位有效数字）答案： C 5.0 0.5解析：(1)1读数结果以毫米为单位，由读数规则知：最小分度为毫米的刻度尺及10分度游标卡尺的小数点后只有1位数字，20分度游标卡尺的小数点后有2位数字，螺旋测微器的小数点后有3位数字，所以所用工具为20分度游标卡尺，故ABD错误，C正确。故选C。(2)2滑块经过光电门时的速度大小为v=dt滑块在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，其速度大小满足dt2=2as所以dt2-s图线的斜率大小为加速度大小的2倍，所以滑块的加速度大小为a=5.0m/s2(3)3由牛顿第二定律知a=mgsin-mgcosm代入数值得=0.518、小王想测量家中自己锻炼用的两个不同沙袋的质量，但没有直接测量质量的工具，于是他利用家中已有的如下器材进行测量：悬挂沙袋的轻质细绳、大小和质量均不计的光滑定滑轮、一套总质量为1kg（各方块的质量已知）的玩具方块、毫米刻度尺、带有秒表软件的手机。请完成下列步骤。（1）如图所示，两沙袋用轻绳跨过定滑轮连接安装好，设右边沙袋A的质量为m1、左边沙袋B的质量为m2。（2）取出质量为m的玩具方块放入A中，剩余玩具方块都放入B中，放手后发现A下降、B上升。（3）用毫米刻度尺测出A从静止下降的距离h，用手机中的秒表软件测出A下降距离h所用的时间t，则A下降的加速度大小a=_（用h和t表示）。（4）从B中取出部分玩具方块放入A中，以改变m，测量相应的加速度大小a，得到多组m及a的数据，利用图像处理数据。为使图像直观，应作出a随_（选填“m”或“1m”）变化的关系图线。（5）若图线的斜率k=2m/kgs2，图线在纵轴上的截距b=1m/s2，取重力加速度大小g=10m/s2，则m1=_kg、m2=_kg。答案： 2ht2 m 5.5 3.5解析：(3)1A下降距离h所用的时间t，据匀变速直线运动的位移公式可得h=12at2解得A下降的加速度大小为a=2ht2(4)2设玩具方块总质量为M，整体据牛顿第二定律可得(m+m1)g-(M-m)g-m2g=(m1+m2+M)a整理得a=2gm1+m2+Mm+m1-m2-Mm1+m2+Mg为使图像直观，应作出a随m变化的关系图线。(5)34图线的斜率为k=2gm1+m2+M纵轴的截距为b=m1-m2-Mm1+m2+Mg带入数据解得m1=5.5kg、m2=3.5kg19、2020年12月8日，中尼两国联合宣布珠穆朗玛峰的最新高程为8848.86米。在此次珠峰高程测量中，采用的一种方法是通过航空重力仪测量重力加速度，从而间接测量海拔高度。我校“诚勤立达”兴趣小组受此启发设计了如下实验来测量渝北校区所在地的重力加速度大小。已知sin53=0.8、cos53=0.6、sin37=0.6、cos37=0.8，实验步骤如下：a.如图1所示，选择合适高度的垫块，使长木板的倾角为53；b.在长木板上某处自由释放小物块，测量小物块距长木板底端的距离x和小物块在长木板上的运动时间t；c.改变释放位置，得到多组x、t数据，作出xt-t图像，据此求得小物块下滑的加速度为4.90m/s2；d.调节垫块，改变长木板的倾角，重复上述步骤。回答下列问题：(1)当长木板的倾角为37时，作出的图像如图2所示，则此时小物块下滑的加速度a=_ms2；（保留3位小数）(2)小物块与长木板之间的动摩擦因数=_；(3)依据上述数据，可知我校渝北校区所在地的重力加速度g=_ms2；（保留3位有效数字）(4)某同学认为：xt-t图像中图线与时间轴围成的面积表示小物块在时间t内的位移大小。该观点是否正确？( )A正确B错误C无法判断答案： 1.958m/s2 0.5或0.50 9.79m/s2 B解析：(1)1小物块在斜面上做匀加速直线运动有x=12at2变形为xt=12at故xt-t图像的斜率k=a2由图2可知k=0.979故此时的加速度a=2k=1.958m/s2(2) (3)23长木板倾角为53时有mgsin53-mgcos53=ma1长木板倾角为37时有mgsin37-mgcos37=ma2联立可解得=0.5，g=9.79m/s2(4)4xt-t图像中的面积微元s=xtt，无物理意义，故选B。20、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=0.4328