2022年高考中物理牛顿运动定律知识汇总大全.docx

2022年高考中物理牛顿运动定律知识汇总大全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、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。3、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。4、一个倾角为=37的斜面固定在水平面上，一个质量为m=1.0kg的小物块（可视为质点）以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑，小物块与斜面的动摩擦因数=0.25。若斜面足够长，已知sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2。小物块返回斜面底端时的速度大小为（）A2 m/sB22 m/sC1 m/sD3 m/s答案：B解析：物块上滑时，根据牛顿第二定律有mgsin37+mgsin37=ma1设上滑的最大位移为x，根据速度与位移的关系式有v02=2a1x物块下滑时，根据牛顿第二定律有mgsin37-mgsin37=ma2设物块滑到底端时的速度为v，根据速度与位移的关系式有v2=2a2x联立代入数据解得v=22ms故ACD错误B正确。故选B。多选题5、如图甲所示，倾斜传送带的倾角=37，传送带以一定速度匀速转动，将一个物块轻放在传送带的上端A，物块沿传送带向下运动，从A端运动到B端的v-t图像如图乙所示，重力加速度取g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，不计物块大小，则（）A传送带一定沿顺时针方向转动B传送带转动的速度大小为5m/sC传送带A、B两端间的距离为12mD物块与传送带间的动摩擦因数为0.5答案：BD解析：A若传送带沿顺时针方向转动，则物块沿传送带向下做加速度恒定的匀加速运动，A错误；B当物块的速度与传送带的速度相等时，物块的加速度会发生变化，由此判断，传送带的速度为5m/s，B正确；Cv-t图像所围的面积为传送带A、B两端间的距离，即为x=1250.5m+12(5+8)1.5m=11mC错误；D00.5s，1.5s2s由图可知两段加速度大小分别为10m/s2和2m/s2，由牛顿第二定律可得gsin+gcos=10gsin-gcos=2解得=0.5D正确。故选BD。6、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mgsinmB，第一次用水平力F从左边推动两木块一起运动，此时它们的加速度大小为a1，AB间弹力大小为N1，第二次将水平力F反向，大小不变，从右边推动两木块一起运动，此时它们的加速度大小为a2，AB间弹力大小为N2，则（）Aa1a2Ba1=a2CN1N2DN1mB可知N1mgsin，此后两者一起做匀减速直线运动，直到停止。以物块和木板为整体a共=1gcos-gsin=13m/s2S共=v共22a共=1.5mQ物-板=2mgcosS=30JQ板-斜=2M+mgcosS板+S共=57J整个过程中，系统由于摩擦产生的热量Q=87J15、如图所示，倾角=30的光滑斜面固定在地面上。一质量m=1.0kg的物体在沿斜面向上的力F作用下由静止开始从斜面底部向上运动。已知在物体运动的第1s内力F的大小为8.0N，在随后2s时间力F的大小变为4.0N，物体运动3s后撤去力F。设斜面足够长，重力加速度g取10m/s2，求物体向上运动的最大位移s及整个过程中力F对物体所做的功WF。答案：5.6m；28J解析：对物体受力分析，由牛顿第二定律得第1s内物体加速度为a1=F1-mgsinm=3ms2位移为x1=12a1t12=1.5m速度为v1=a1t1=3ms2s3s内，加速度为a2=F2-mgsinm=-1ms2速度为v2=v1+a2t2=1ms位移为x2=v1+v22t2=4m撤去F后，加速度为a3=-mgsinm=-5ms2位移为x3=0-v222a3=0.1m所以整个过程位移为x=x1+x2+x3=5.6m整个过程中力F对物体所做的功为WF=F1x1+F2x2=28J16、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/s实验题17、某小组利用打点计时器测量橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数。给橡胶滑块一初速度，使其拖动纸带滑行，打出纸带的一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，经测量AB、BC、CD、DE间的距离分别为xAB=1.20cm，xBC=6.19cm，xCD=11.21cm， xDE=16.23cm。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是_点，在打出D点时物块的速度大小为_m/s（保留3位有效数字）；橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数为_（保留1位有效数字，g取9.8 m/s2）。答案： E 1.37 0.5解析：1橡胶滑块在沥青路面上做匀减速直线运动，速度越来越小，在相等的时间内，两计数点间的距离越来越小，所以打点计时器最先打出的是E点；2由题知，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，所以两个相邻计数点的时间为：T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则打出D点时物块的速度大小为vD=xCE2T=xCD+xDE2T代入数据解得：vD=1.37m/s；3根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小，得：a=xAB+xBC-xCD-xDE4T2代入数据解得：a=-5m/s2对橡胶滑块，根据牛顿第二定律有：-mg=ma解得：=0.518、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=0.4319、大家知道，质量可以用天平来测量。但是在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量，那么应该如何测量呢？北京时间2013年6月20日上午10时，我国航天员在天宫一号空间实验室进行了太空授课，演示了包括质量的测量在内的一系列实验。质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测仪完成的。由牛顿第二定律F=ma可知，如果给物休施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。（1）如图，假如航天员在A、B两物块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B物块一个恒力F，此时压力传感器示数为N1.将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为N2.据此可知A、B两物块的质量之比mA：mB=_。（2）在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间t，从而计算出加速度a=_（用x、t表示）。这样，我们就能够计算出A物体的质量mA=_（用F、N1、N2、x、t表示）。答案： N1:N2 2xt2 Ft2N12x(N1+N2)解析：（1）1 让舱壁支架给B物块一个恒力F，此时压力传感器示数为N1F=(mA+mB)a ，N1=mAa将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为N2F=(mA+mB)a ，N2=mBaA、B两物块的质量之比mA:mB=N1:N2（2）23物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间t，从而计算出加速度x=12at2 ，a=2xt2A物体的质量mA=Ft2N12x(N1+N2)20、某同学设计了一个用气垫导轨和光电门等装置测量重力加速度的方案。实验装置结构如图所示。在某次测量中，他用刻度尺测得气垫导轨两端AB间的高度差为h、长度为L。与光电门相连的计时器记录下如下数据：挡光片通过第一个光电门的挡光时间为t1，挡光片通过第二个光电门的挡光时间为t2，通过两光电门之间的时间为t。然后，他又测量滑块上的挡光片宽度为d。完成下列填空。（1）两个光电门间的距离_（填：“近一些”或“远一些”）有利于减小误差；（2）重力加速度的计算表达式为g=_（用题中所给字母表示）；（3）考虑到滑块在运动过程中会受到一定的空气阻力，因此，当地的实际重力加速度会_（填：“略大于”或“略小于”）测量值。答案： 远一些 dt2-dt1tLh 略大于解析：（1）1适当增大两光电门之间的距离，可以增加滑块通过两光电门的速度差，有利于减小误差，故选远一些；（2）2经过两光电门的速度为v1=dt1v2=dt2加速度为a=mgsinm=ghL=v2-v1t解得g=dt2-dt1tLh（3）3考虑到滑块在运动过程中会受到一定的空气阻力，测量的加速度值会偏小，当地的实际重力加速度会略大于测量值。24