高中物理牛顿运动定律重点易错题.docx

高中物理牛顿运动定律重点易错题1单选题1、如图所示，光滑的小滑轮D（可视为质点）固定，质量均为m的物体A和B用轻弹簧连接，一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接，另一端跨过定滑轮与质量为M的小环C连接。小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环C位于R处时，绳与细杆的夹角为，此时物体B与地面刚好无压力。图中SD水平，位置R和Q之间高度差为h，R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，环到达Q处时获得最大速度。在小环从R处下落到Q处的过程中，下列说法正确的是（）A小环C机械能最大的位置在S点下方B弹簧弹力和地面支持力对物体B的冲量和为零C小环C的最大动能为M2ghM+mcos2D小环C到达位置Q时，物体A的加速度大小为Mmcosg-g答案：C解析：A小环C下落过程受重力、杆的支持力和细线的拉力，非重力做功等于机械能的变化量。到位置S前的过程中，非重力做正功，机械能增加。经过S的过程，非重力做负功，机械能减小。因此，小环C的机械能先增加再减小，下落到位置S时，小环C的机械能最大，故A错误；B小环从R处下落到Q处的过程中，物体B始终静止在地面上，动量变化量为零，因此物体B所受合力的冲量为零，即重力、弹簧弹力和地面对物体B的支持力的冲量和为零，则弹簧弹力和地面对物体的支持力的冲量和与重力冲量等大反向，由于此过程重力冲量不为零，故B错误；C环在Q时动能最大。环在R和Q时，弹簧长度相同，弹性势能相同。Q和A通过细线相连，沿着绳子的分速度相等（如图1所示），故vQcos=vA故A与环的动能之比为EkAEkQ=12mvA212MvQ2=mMcos2对小环和A的系统Mgh=EkA+EkQ联立可得小环C的最大动能EkQ=M2ghM+mcos2故C正确；D环在R和Q时，弹簧长度相同，B对地面的压力为零，说明弹簧处于伸长状态且弹力等于物体B的重力mg。环在Q位置，环速度最大，说明受力平衡，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件，有Tcos=Mg对A有T-mg-F=ma对B有F=mg联立可得为a=Mmcosg-2g故D错误。故选C。小提示：2、亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，伽利略用实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（）A完全是理想的，没有事实为基础B是以可靠事实为基础的，经科学抽象深刻反映自然规律C没有事实为基础，只是理想推理D过于理想化，所以没有实际意义答案：B解析：在伽利略研究力与运动的关系时，是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，他以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律。因此，理想实验是实际实验的延伸，而不是实际的实验，是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断，故ACD错误，B正确。故选B。小提示：要了解伽利略“理想实验”的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理。（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端。3、如图所示，光滑的小滑轮D（可视为质点）固定，质量均为m的物体A和B用轻弹簧连接，一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接，另一端跨过定滑轮与质量为M的小环C连接。小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，小环C位于R处时，绳与细杆的夹角为，此时物体B与地面刚好无压力。图中SD水平，位置R和Q之间高度差为h，R和Q关于S对称。现让小环从R处由静止释放，环下落过程中绳始终处于拉直状态，环到达Q处时获得最大速度。在小环从R处下落到Q处的过程中，下列说法正确的是（）A小环C机械能最大的位置在S点下方B弹簧弹力和地面支持力对物体B的冲量和为零C小环C的最大动能为M2ghM+mcos2D小环C到达位置Q时，物体A的加速度大小为Mmcosg-g答案：C解析：A小环C下落过程受重力、杆的支持力和细线的拉力，非重力做功等于机械能的变化量。到位置S前的过程中，非重力做正功，机械能增加。经过S的过程，非重力做负功，机械能减小。因此，小环C的机械能先增加再减小，下落到位置S时，小环C的机械能最大，故A错误；B小环从R处下落到Q处的过程中，物体B始终静止在地面上，动量变化量为零，因此物体B所受合力的冲量为零，即重力、弹簧弹力和地面对物体B的支持力的冲量和为零，则弹簧弹力和地面对物体的支持力的冲量和与重力冲量等大反向，由于此过程重力冲量不为零，故B错误；C环在Q时动能最大。环在R和Q时，弹簧长度相同，弹性势能相同。Q和A通过细线相连，沿着绳子的分速度相等（如图1所示），故vQcos=vA故A与环的动能之比为EkAEkQ=12mvA212MvQ2=mMcos2对小环和A的系统Mgh=EkA+EkQ联立可得小环C的最大动能EkQ=M2ghM+mcos2故C正确；D环在R和Q时，弹簧长度相同，B对地面的压力为零，说明弹簧处于伸长状态且弹力等于物体B的重力mg。环在Q位置，环速度最大，说明受力平衡，受重力、支持力和拉力，根据平衡条件，有Tcos=Mg对A有T-mg-F=ma对B有F=mg联立可得为a=Mmcosg-2g故D错误。故选C。小提示：4、亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，伽利略用实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（）A完全是理想的，没有事实为基础B是以可靠事实为基础的，经科学抽象深刻反映自然规律C没有事实为基础，只是理想推理D过于理想化，所以没有实际意义答案：B解析：在伽利略研究力与运动的关系时，是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，他以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律。因此，理想实验是实际实验的延伸，而不是实际的实验，是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断，故ACD错误，B正确。故选B。小提示：要了解伽利略“理想实验”的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理。（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端。5、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。6、如图所示，我校女篮球队员正在进行原地纵跳摸高训练，以提高自已的弹跳力。运动员先由静止下蹲一段位移，经过充分调整后，发力跳起摸到了一定的高度。某运动员原地静止站立（不起跳）摸高为1.90m，纵跳摸高中，该运动员先下蹲，重心下降0.4m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.45m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，已知该运动员的质量m=60kg，g取10m/s2。则下列说法中正确的是（）A运动员起跳后到上升到最高点一直处于超重状态B起跳过程中运动员对地面的压力为1425NC运动员起跳时地面弹力做功不为零D运动员起跳时地面弹力的冲量为零答案：B解析：A运动员起跳后到上升到最高点，先加速后减速，所以是先超重后失重，故A错误；B运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据v=2gh1=210(2.45-1.90)m/s=11m/s在起跳过程中，根据速度位移公式可知v2=2ah解得a=v22h=1120.4m/s2=13.75m/s2对运动员，根据牛顿第二定律可知F-mg=ma解得F=1425N故B正确；CD运动员起跳时地面弹力没有位移，所以做功为零，有作用时间，冲量不为零，故CD错误。故选B。7、如图，一倾角为 = 37的足够长的斜面固定在水平地面上。当t = 0时，滑块以初速度v0= 10m/s沿斜面向上运动，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为 = 0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37 = 0.6，cos37 = 0.8，下列说法正确的是（）A滑块上滑的距离小于5mBt = 1s时，滑块速度减为零，然后静止在斜面上Ct = 2s时，滑块恰好又回到出发点Dt = 3s时，滑块的速度大小为4m/s答案：D解析：A以沿斜面向下为正方向，上滑过程，由牛顿第二定律得mgsin + mgcos = ma1代入数据解得a1=10m/s2滑块向上的最大位移x = v022a1=100210 = 5mA错误；B由于mgsin mgcos可知，滑块不可能静止在斜面上，B错误；C下滑过程，由牛顿第二定律得mgsinmgcos = ma2代入数据解得a2=2m/s2滑块向上运动到最高点的时间t1=0-(-v0)a1=1010=1s向下的运动x=12a2t22所以t2=5s滑块恰好又回到出发点的总时间t=t1+t2=(1+5)sC错误；D选取向下为正方向，t = 3s时，滑块的速度为v3 = v0 + a1t1 + a2t2 = 10 + 10 1 + 2 2 m/s = 4m/sD正确。故选D。8、如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平；两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别静止于电容器的上、下极板附近，与极板距离相等。现同时释放a、b，它们由静止开始运动。在随后的某时刻t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面。a、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是（）Aa的质量比b的大B在t时刻，a的动能比b的大C在t时刻，a和b的电势能相等D在t时刻，a和b的动量相同答案：B解析：A经时间t，a、b经过电容器两极板间下半区域的同一水平面，则xaxb，根据运动学规律x12at2得aaab又由牛顿第二定律aFm知，maxb，所以WaWb，所以a的动能比b的动能大，B项正确；C在t时刻，a、b处在同一等势面上，根据电势能决定式Epq可知a、b的电势能绝对值相等，符号相反，C项错误；D根据动量定理Ftpp0则经过时间t，a、b的动量大小相等，方向相反，故D项错误。故选B。多选题9、受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v-t图线如图所示，则（）A在t1时刻，外力F为零B在0t1内，外力F大小不断减小C在t1t2内，外力F大小可能不断减小D在t1t2内，外力F大小可能先减小后增大答案：BCD解析：Av-t图线的斜率表示加速度，在t1时刻图线斜率为零，即加速度为零，说明外力F等于摩擦力，外力F不为零，A错误；B在0t1时间内，斜率逐渐减小，加速度减小，根据牛顿第二定律得F-mg=ma说明外力F大小不断减小，但仍然大于摩擦力，B正确；CD在t1t2时间内，加速度方向与运动方向相反且加速度逐渐增大，说明向后的合力一直增大，外力F可能小于摩擦力（方向不变），且一直减小，也可能减小到零后反向增大，CD正确。故选BCD。10、如图所示，A、B、C为三个完全相同的物体，当水平力F作用于A上，三物体一起向右匀速运动；某时撤去力F后，三物体仍一起向右运动，设此时A、B间摩擦力为f，B、C间作用力为FN。整个过程三物体无相对滑动，下列判断正确的是（）Af0Bf0CFN0DFN0答案：BC解析：CD开始三个物体在拉力F的作用下一起向右做匀速运动，可知地面对B、C总的摩擦力f=FB受地面的摩擦力为23F，C受地面的摩擦力为13F；撤去F后，B、C受地面的摩擦力不变，由牛顿第二定律可知aB=23F2m=F3maC=13Fm=F3mB、C以相同的加速度向右做匀减速运动，B、C间作用力FN=0D错误，C正确；AB撤去F后，整个过程三物体无相对滑动，则A与B加速度相同，B对A有向左的摩擦力f=maB=F3A错误，B正确。故选BC。11、图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行，初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图像（以地面为参考系）如图乙所示，已知v2v1，则（）At2时刻，小物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右D0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用答案：BC解析：A相对地面而言，小物块在0t1小时间内，向左做匀减速运动，t1之后反向向右向右运动，故小物块在t1时刻离A处距离最大，A错误；B小物块在0t1小时间内，向左做匀减速运动，相对传送带也是向左运动；t1t2时间内，反向向右做匀加速运动，但速度小于传送带向右速度，仍是相对传送带向左运动，t2时刻两者同速，在t2t3时间内，小物块相对于传送带静止一起向右匀速运动，所以t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值，B正确；C由B中分析可知，0t2时间内，小物块相对传送带一直向左运动，所以受到的摩擦力方向一直向右，C正确；D在0t2时间内，小物块相对传送带一直向左运动，故小物块一直受向右的滑动摩擦力，在t2t3时间内，小物块相对于传送带静止；小物块不受摩擦力作用，故D错误。故选BC。12、如图所示，A、B、C为三个完全相同的物体，当水平力F作用于A上，三物体一起向右匀速运动；某时撤去力F后，三物体仍一起向右运动，设此时A、B间摩擦力为f，B、C间作用力为FN。整个过程三物体无相对滑动，下列判断正确的是（）Af0Bf0CFN0DFN0答案：BC解析：CD开始三个物体在拉力F的作用下一起向右做匀速运动，可知地面对B、C总的摩擦力f=FB受地面的摩擦力为23F，C受地面的摩擦力为13F；撤去F后，B、C受地面的摩擦力不变，由牛顿第二定律可知aB=23F2m=F3maC=13Fm=F3mB、C以相同的加速度向右做匀减速运动，B、C间作用力FN=0D错误，C正确；AB撤去F后，整个过程三物体无相对滑动，则A与B加速度相同，B对A有向左的摩擦力f=maB=F3A错误，B正确。故选BC。13、受水平外力F作用的物体，在粗糙水平面上做直线运动，其v-t图线如图所示，则（）A在t1时刻，外力F为零B在0t1内，外力F大小不断减小C在t1t2内，外力F大小可能不断减小D在t1t2内，外力F大小可能先减小后增大答案：BCD解析：Av-t图线的斜率表示加速度，在t1时刻图线斜率为零，即加速度为零，说明外力F等于摩擦力，外力F不为零，A错误；B在0t1时间内，斜率逐渐减小，加速度减小，根据牛顿第二定律得F-mg=ma说明外力F大小不断减小，但仍然大于摩擦力，B正确；CD在t1t2时间内，加速度方向与运动方向相反且加速度逐渐增大，说明向后的合力一直增大，外力F可能小于摩擦力（方向不变），且一直减小，也可能减小到零后反向增大，CD正确。故选BCD。14、如图，质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，物块A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.3.物块A的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着而保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，现在要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面水平移动，木箱的运动情况可能是（）A竖直向下匀加速运动，加速度的大小a=3m/s2B竖直向下匀减速运动，加速度的大小a=6m/s2C水平向左匀加速运动，加速度的大小a=3m/s2D水平向左匀减速运动，加速度的大小a=6m/s2答案：ACD解析：AB要使弹簧拉动物块A相对木箱地面运动，物块A受到的木箱对他的最大静摩擦力要小于弹簧对它的拉力，即fmT=1.2Nfm=FN解得FN2m/s2要让木箱在竖直方向上向下加速或者向上减速，加速大小大于2m/s2，B错误，A正确；C如果让木箱在水平方向运动，要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向右移动，则物块的加速度要向左，根据牛顿第二定律FN-T=maFN=mg=5N解得a=0.6m/s2即木箱以加速度大于0.6m/s2向左匀加速运动，C正确。D如果让木箱在水平方向运动，要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向左移动，则物块的加速度要向右，根据牛顿第二定律FN+T=maFN=mg=5N解得a=5.4m/s2即木箱以加速度大于5.4m/s2向右匀加速运动，D正确。故选ACD。15、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。16、水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上。设小工件初速度为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止。设小工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为，则在小工件相对传送带滑动的过程中（）A滑动摩擦力对传送带做的功为-mv2 B传送带对小工件做功为零C小工件相对于传送带滑动的路程大小为v22gD传送带对小工件做功为12mv2答案：ACD解析：A以小工件为研究对象，小工件的初速度为、加速度为g、设用时为t达到末速度为v，则小工件的位移为 x1=12gt2=12vt根据动能定理，则传送带对小工件做功为W1=mgx1=12mv2而传送带向前运动的位移为x2=vt=2x1则滑动摩擦力对传送带做的功为W2=mgx2cos1800=-mv2选项A正确。B以小工件为研究对象，小工件的初速度为0、末速度为v，其动能增量为12mv2，根据动能定理传送带对工件做功为12mv2，故选项B错误。C以小工件为研究对象，小工件的初速度为0、加速度为g、设用时为t达到末速度为v，则小工件的位移为 x1=v22g=12vt 而传送带向前运动的位移为x2=vt=2x1小工件相对于传送带滑动的路程大小为x=x2-x1=v22g 故选项C正确；D以小工件为研究对象，小工件的初速度为0、末速度为v，根据动能定理有W1=mgx1=12mv2传送带对小工件做功为12mv2，选项D正确。故选ACD。填空题17、一对作用力和反作用力_是同一种类的力，而一对相互平衡的力_是同一种类的力。（均选填“一定”或“不一定”）答案： 一定 不一定解析：略18、2021年5月，“天问一号” 着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由396m/s减至61m/s，用时168s，此阶段减速的平均加速度大小为_m/s2；地球质量约为火星质量的9.3倍，地球半径约为火星半径的1.9倍，“天问一号”质量约为5.3吨，“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为_N。（本题答案保留一位有效数字）答案： 2 3104解析：1减速阶段加速度大小为a=v1-v2t=396-61168m/s22m/s22根据mg=GMmR2结合题意可知g地=2.6g火=9.8m/s2 火星车着陆时，根据牛顿第二定律可知f-mg火=ma解得f3104N19、(1)伽利略被称为现代物理之父，他曾两次利用斜面实验探究问题，下列说法正确的是( )A伽利略利用甲图斜面实验，通过计算直接证明了自由落体运动是匀变速直线运动B伽利略利用甲图斜面实验，通过计算并进行合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动C伽利略利用乙图斜面实验，说明了力是维持物体运动的原因D伽利略利用乙图斜面实验，说明了力不是维持物体运动的原因(2)某同学利用如图所示的装置探究“小车速度随时间的变化规律”，打点计时器每隔0.02s打一个点。实验中发现所得纸带的点间距过密，若利用该纸带分析小车运动情况，下列做法可行的是( )A直接研究纸带上的点，无需取计数点B只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域C每隔4个点取一个计数点，计数点时间间隔为0.1 sD每隔4个点取一个计数点，计数点时间间隔为0.08 s答案： BD C解析：(1)1AB伽利略利用甲图斜面实验，通过计算并进行合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动，A错误，B正确；CD伽利略利用乙图斜面实验，说明了力不是维持物体运动的原因，C错误，D正确。故选BD。(2)2实验中发现所得纸带的点间距过密，测量误差较大，应每隔4个点取一个计数点，使计数点时间间隔为0.1s，方便测量、计算，减小误差，ABD错误，C正确。故选C。20、物理学中引入合力、分力等概念，从科学方法来说是属于_方法，探究牛顿第二定律这一规律时采用的科学方法属于_方法。答案： 等效替代 控制变量解析：1合力与分力的作用效果相同，从科学方法来说是属于等效替代方法；2探究牛顿第二定律这一规律时采用的科学方法属于控制变量方法。21、一对作用力和反作用力_是同一种类的力，而一对相互平衡的力_是同一种类的力。（均选填“一定”或“不一定”）答案： 一定 不一定解析：略22、牛顿第一定律（1）内容：一切物体总保持_状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态（2）意义：揭示了物体的固有属性：一切物体都有_，因此牛顿第一定律又叫_定律；揭示了力与运动的关系：力不是_物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生_的原因答案： 匀速直线运动 惯性 惯性 维持 加速度解析：（1）1内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态（2）23意义：揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律；45揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因23、如图（a），商场半空中悬挂的轻绳上挂有可以自由滑动的夹子，各个柜台的售货员将票据和钱夹在夹子上通过绳传送给收银台。某时刻铁夹的加速度恰好在水平方向，轻绳的形状如图（b），其左侧与水平夹角为=37，右侧处于水平位置，已知铁夹的质量为m，重力加速度为g，不计铁夹与轻绳之间的摩擦，则铁夹的加速度方向_（填水平向右或水平向左），大小为_。（sin37=0.6，cos37=0.8）答案： 水平向右 103m/s2解析：12对此时节点处的钢丝进行受力分析，如图所示y轴方向，根据平衡条件有Tsin=mgx轴方向，根据牛顿第二定律有T-Tcos=ma联立解得a=103m/s2方向水平向右24、两类基本问题（1）从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的_，再通过运动学的规律确定物体的_情况。（2）从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的_，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出_。（3）如图所示，一质量为8 kg的物体静止在粗糙的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，用一水平拉力F=20 N拉物体，使其由A点开始运动，经过8 s后撤去拉力F，再经过一段时间物体到达B点停止。则：（g取10 m/s2）a.在拉力F作用下物体运动的加速度大小为_ m/s2；b.撤去拉力F瞬间物体的速度大小v=_ m/s；c.撤去拉力F后物体运动的距离x=_ m。答案： 加速度 运动 加速度 合外力 0.5 4 4解析：(1)1 如果已知物体的受力情况，可以求出合力，根据牛顿第二定律，可以求出物体的加速度。2结合运动学规律公式，可以求出物体的运动情况。(2)3 如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度。4结合牛顿第二定律，可以求出物体受到的合外力。(3)5受力分析得F-mg=ma解得a=0.5m/s26根据速度公式得v=at=4m/s7 撤去拉力F后，受力分析得-mg=ma解得a=-2m/s2物体运动的位移为x=-v22a=4m解答题25、两木块A、B质量分别为m、2m，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A在竖直方向做简谐运动，在A振动过程中，木块B刚好未离开地面。重力加速度为g，求：（1）木块A的最大加速度值；（2）B给地面的最大压力值。答案：（1）3g；（2）6mg解析：（1）由于A做简谐运动，在最高点和最低点加速度最大，在最高点时，木块B刚好对地面的压力为零，此时弹簧弹力F=kx1=2mg对A物体，根据牛顿第二定律可得F+mg=ma木块A的最大加速度a=3g（2）由对称性可知在最低点的加速度向上a=3g对A受力分析由F1-mg=maF1=4mg对B受力分析由F1+2mg=N支N支=6mg由牛顿第三定律得N压=6mg26、电磁起重机是工业中重要的运送装备。如图所示，一台电磁起重机利用电磁铁吸着一块质量为m=5t的铁柱，从静止开始竖直匀加速上升5m达到最大速度2m/s，接着匀速上升10m后再匀减速直至停止，整个过程总用时20s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，求铁柱上升过程中，（1）电磁铁对铁柱的作用力最大值；（2）铁柱的平均速度大小；（3）电磁铁对铁柱的冲量。答案：（1）5.2104N；（2）1.25m/s；（3）1106Ns，方向竖直向上解析：（1）铁柱在匀加速上升阶段的加速度大小为a1=vm22h1=0.4m/s2设电磁铁对铁柱的作用力最大值为F，根据牛顿第二定律有F-mg=ma1解得F=5.2104N（2）铁柱匀加速阶段用时为t1=vma1=5s匀速阶段用时为t2=h2vm=5s所以匀减速阶段用时为t3=t-t1-t2=10s匀减速阶段上升的高度为h3=vm2t3=10m整个上升过程中铁柱的平均速度大小为v=h1+h2+h3t=1.25m/s（3）设电磁铁对铁柱的冲量为I，根据动量定理有I-mgt=0解得I=1106Ns方向竖直向上。27、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。28、游乐场中滑滑梯是儿童喜欢的游乐项目，如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角为的平直斜面。可以观察到有些小朋友能从滑梯上端加速下滑，有些小朋友却一直无法滑下来。已知当地的重力加速度为g，忽略滑滑梯侧壁对小朋友下滑的摩擦力。（1）若小朋友下滑过程与滑面间的动摩擦因数为，求下滑加速度大小a；（2）找出小朋友坐在滑面上却无法滑下的物理原因。答案：（1）gsin-cos；（2）见解析解析：（1）设小朋友的质量为m，由牛顿第二定律mgsin-f=maN-mgcos=0由滑动摩擦力公式f=N解方程组得a=gsin-cos（2）把小朋友的重力分解，如图示Gx=mgsin重力沿斜面向下的分力Gx最大静摩擦力（fm）时，小朋友坐在滑面上无法滑下29、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