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文末附答案)2022年高考中物理牛顿运动定律必考知识点归纳

1

单选题
1、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
2、小明站在电梯内的体重计上，电梯静止时体重计示数为50kg，若电梯在竖直方向运动过程中，他看到体重计的示数为45kg时，取重力加速度g=10m/s2。下面说法中正确是（　　）
A．电梯可能在加速上升，加速度大小为9m/s2
B．电梯可能在加速上升，加速度大小为1m/s2
C．电梯可能在减速上升，加速度大小为1m/s2
D．电梯可能在减速下降，加速度大小为9m/s2
3、物体质量为m＝5Kg放在粗糙的水平面上，在力F的作用下做a＝2m/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（       ）

A．20NB．15NC．25ND．10N
4、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，0~3m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/s2
B．0~7m物体克服阻力做功为28J
C．0~7m拉力对物体做功为45J
D．0~7m合力对物体做功为68J
多选题
5、如图所示，一质量为m的物块，在水平地面上原来静止，现在对物体施加一个斜向上与水平方向成θ的拉力F，使物体向右在地面上匀加速直线运动，已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则下列分析正确的是（　　）

A．地面对物体的支持力大小为mg-Fsinθ
B．地面对物体的支持力大小为mg
C．物体运动的加速度大小为Fcosθm
D．物体运动的加速度大小为Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m
6、一质点做匀变速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则此后（     ）
A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B．质点单位时间内速度变化量总是不变
C．质点可能做曲线运动也可能做直线运动
D．质点加速度的方向不可能总是与该恒力的方向相同
7、如图，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为θ，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．货车的速度等于vcosθ
B．货物处于超重状态
C．缆绳中的拉力FT小于（m0+m）g
D．货车的对地面的压力小于货车的重力
8、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v11>v2，则v2'=v2
C．不管v2多大，总有v2'=v2
D．只有v1=v2时，才有v2'=v1
填空题
9、方法一：利用牛顿第二定律
先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的______，利用牛顿第二定律可得G＝______。
10、牛顿第二定律的内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成___________，跟它的质量成___________，加速度的方向跟作用力的方向__________。
11、如图甲所示，重力为100N的木箱静止在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动，此后用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动，则木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax=_______N，木箱与地板之间的动摩擦因数μ=_________；2021年8月5日，我国14岁少女全红婵在东京奥运会10米跳台决赛中创造了五个动作三跳满分的纪录，勇夺冠军，如图乙所示，比赛时在空中下降过程中她处于___________状态（选填“超重”或“失重”）。

12、如图（a）所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F＝8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m＝1kg，通过DIS实验，得到如图（b）所示的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10m/s2。图（b）中图线与纵坐标交点a0为_______，图（b）中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2，木板处于该两个角度时的摩擦力指向和物块的运状态为_______。

解答题
13、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μ＝13，求作用力F的大小。（g＝10m/s2）

14、如图所示，底边AB恒定为b，当斜面与底边夹角θ为多大时，物体沿此光滑固定斜面由静止从顶端滑到底端所用时间才最短？

15、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μ=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。

16、如图甲所示，一倾角为37°的固定粗糙斜面上有一滑块，滑块在沿斜面向下的拉力F作用下，从A点由静止开始下滑，拉力F随滑块沿斜面下滑的位移s的变化关系如图乙所示。已知A、B两点间距离为2m，滑块质量为2kg，滑块与斜面的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小取10m/s2，sin37°=0.6，求：
（1）当拉力为5N时，滑块的加速度大小；
（2）滑块从A运动到B经历的时间。

实验题
17、很多智能手机都有加速度传感器。安装能显示加速度情况的应用程序，会有三条加速度图像，它们分别记录手机沿图甲所示坐标轴方向的加速度随时间变化的情况。
某同学将手机水平拿到距离缓冲垫上方一定高度处，打开加速度传感器，然后松手释放，让手机自由下落，最终手机跌到缓冲垫上。观察手机屏幕上的加速度传感器的图线如图乙所示。
请观察图像回答以下问题∶（本题结果均保留2位有效数字）
（1）由图乙可读出当地的重力加速度大小约为____________m/s
（2）手机自由下落的高度约为____________m；
3）若手机的质量为170g，缓冲垫对手机竖直方向上的最大作用力约为____________N。

18、物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图2。根据图中数据计算滑块的加速度a=__________m/s2（保留两位有效数字）。
(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有__________。
A．木板的长度l
B. 木板的质量m1
C．滑块的质量m2
D．托盘和砝码的总质量m3
E. 滑块运动的时间
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=__________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。与真实值相比，测量的动摩擦因数__________（填“偏大”或“偏小”）。
19、某同学研究小滑块与水平长木板之间的动摩擦因数，查阅资料得知当地的重力加速度为g。选用的实验器材是：长木板、小滑块（可安装挡光片）、光电门数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、螺旋测微器、刻度尺。器材安装如图甲所示。

(1)主要的实验过程如下：
①用螺旋测微器测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d=_________mm；
②让小滑块从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t；
③用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L；
④求出小滑块与木板间动摩擦因数μ=_____________（用物理量g、d、L、t表示）；
(2)为了减小测量动摩擦因数的误差，可采用的方法是_________。
A．多次测量取平均值
B．多次实验，采用图像法处理数据
C．换用宽度更宽的遮光条可以使dt更接近瞬时速度
D．换用宽度更窄的遮光条可以使dt更接近瞬时速度
20、某同学研究小滑块与水平长木板之间的动摩擦因数，查阅资料得知当地的重力加速度为g。选用的实验器材是：长木板、小滑块（可安装挡光片）、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、螺旋测微器、刻度尺。器材安装如图甲所示。

(1)主要的实验过程如下：
①用螺旋测微器测量挡光片宽度d，读数如图乙所示，则d=_________mm；
②让小滑块从斜面上某一位置释放，读出小滑块通过光电门时数字毫秒计示数t；
③用刻度尺量出小滑块停止运动时挡光片与光电门间的距离L；
④求出小滑块与木板间动摩擦因数μ=_____________（用物理量g、d、L、t表示）；
(2)为了减小测量动摩擦因数的误差，可采用的方法是_________。
A．多次测量取平均值
B．多次实验，采用图像法处理数据
C．换用宽度更宽的遮光条可以使dt更接近瞬时速度
D．换用宽度更窄的遮光条可以使dt更接近瞬时速度

22

(文末附答案)2022年高考中物理牛顿运动定律_015参考答案
1、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。
2、答案：C
解析：
体重计示数减小，即小明对体重计的压力减小，即电梯处于失重状态，所以电梯的加速度方向向下，大小为
a=mg-Nm=50×10-45×1050m/s2=1m/s2
所以可能在以1m/s2的加速减速上升或加速下降，故C正确，ABD错误。
故选C。
3、答案：C
解析：
根据牛顿第二定律得
a=F合m
则有
F﹣μmg＝ma
F＝0.3×5×10+2×5＝25N
故选C。
4、答案：B
解析：
A．0~3m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+10-44×2)N=7N
物体的加速度为
a=F-fm=7-42m/s2=1.5m/s2
故A错误；
B．0~7m物体克服阻力做功为
Wf=fx=4×7J=28J
故B正确；
C．F-x图线与坐标轴所围面积表示拉力所做的功，则0~7m拉力对物体做功为
W=(3×4+4+102×4)J=40J
故C错误；
D．0~7m合力对物体做功为
W合=W-Wf=12J
故D错误。
故选B。
5、答案：AD
解析：
AB．物体的受力如图所示

由竖直方向的平衡可得，地面对物体的支持力大小为
FN=mg-Fsinθ
A正确，B错误；
CD．水平方向由牛顿第二定律可得
Fcosθ-μFN=ma
联立解得，物体运动的加速度大小为
a=Fcosθ-μ（mg-Fsinθ）m
C错误，D正确。
故选AD。
6、答案：BC
解析：
A．若该恒力方向与质点原运动方向不共线，则质点做曲线运动，质点速度方向时刻与恒力方向不同，A错误；
B．加速度为单位时间内的速度变化量，因为施加的力为恒力，原来作用在质点上的力不发生改变，所以质点的合外力不变、加速度不变，即质点单位时间内速度变化量总是不变，B正确；
C．若该恒力方向与质点原运动方向不共线，则质点做曲线运动，若该恒力方向与质点原运动方向共线，则质点做直线运动，C正确；
D．根据牛顿第二定律，质点加速度方向与其原受合外力方向相同，若施加的恒力与质点原所受合外力方向相同，则与质点加速度方向相同，则此时质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同，D错误。
故选BC。
7、答案：BD
解析：
A．把货车速度分解到绳子方向，分速度与货箱速度相等，则
v=v1cosθ
即
v1=vcosθ
故A错误；
B．货车匀速行驶，θ在减小，因此货箱的速度在增大，故货物在做加速运动处于超重状态，故B正确；
C．因为货物和货箱处于超重状态所以FT大于（m0+m）g，故C错误；
D．货车受到绳子的拉力，故货车对地面的压力小于重力，故D正确。
故选BD。
8、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：
①若v1≥v2，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。
②若v1等时，位移大小
x'=v122a运动，则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力，所以木箱与地板之间的最大静摩擦力
Fmax=35N
用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速直线运动，则由平衡条件得
f=μG=30N
解得
μ=0.3
[3] 比赛时在空中下降过程中加速度向下，物体处于失重状态。
12、答案：     6m/s2     静止状态
解析：
[1][2]当斜面倾角为θ1时，摩擦力沿斜面向下且加速度为零；当斜面倾角为θ2时，摩擦力沿斜面向上且加速度为零；当斜面倾角在θ1和θ2之间时，物块处于静止状态。
θ=0°时，木板水平放置，由牛顿第二定律
F-f=ma0
又
f=μmg
联立解得
a06m/s2
由图可知，当斜面倾角为θ1时，摩擦力沿斜面向下且加速度为零；当斜面倾角为θ2时，摩擦力沿斜面向上且加速度为零；当斜面倾角在θ1和θ2之间时，物块处于静止状态。
13、答案：9.4N
解析：
对物体受力分析，建立直角坐标系如图

由
vt2－v02＝2ax
a＝vt2-v022x＝0.42-0.622×0.5m/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+Fsin30°＝mg
Fμ＝μ（mg-Fsin30°）
x轴方向，由牛顿第二定律得
Fcos30°－Fμ＝ma
即
Fcos30°－μ（mg－Fsin30°）＝ma
解得
F＝9.4N
14、答案：45°
解析：
设斜面长度为L，有
L＝bcosθ
a＝gsin θ
且有
L＝12at2
解得
t＝2bgsinθcosθ＝4bgsin2θ
故当θ＝45°时，所用时间最短，最短时间为
tmin＝4bg
15、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
μmg=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。
16、答案：（1）a1=4.5m/s2；（2）t=1112s
解析：
（1）滑块从A点由静止开始下滑，受重力mg、弹力FN、摩擦力Ff和外力F1，
设0～1m过程滑块加速度为a1，根据牛顿第二定律得
mgsinθ+F1-Ff=ma1，FN-mgcosθ=0
且
Ff=μFN
联立解得
a1=4.5m/s2
（2）设1～2m过程，滑块的加速度为a2，则
mgsinθ+F2-μmgcosθ=ma2
根据运动学公式有
s1=12a1t12，v=a1t1
s2=vt212a2t22
代入数据解得，滑块从A运动到B经历的时间
t=t1+t2=1112s
17、答案：     [9.8，10]     [0.60，1.01]     2.5或2.6
解析：
(1)[1]根据图乙可读出当地的重力加速度大小约为9.8m/s2.
(2)[2] 手机自由下落的高度约
h=12gt2=12×9.8×0.42m=0.78m
(3)[3]向上加速度最大时，缓冲垫对手机竖直方向上的作用力最大
F-mg=ma
解得
F=2.5N
18、答案：     0.50     CD     m3g-m2+m3am2g     偏大
解析：
(1)[1]根据逐差法求解加速度
a=x36-x039T2=3.88+3.39+2.88-1.40-1.89-2.409×0.12×10-2m/s2=0.50m/s2
(2)[2]对托盘和砝码、滑块组成的系统应用牛顿第二定律
m3g-f=m2+m3a
滑动摩擦力
f=μm2g
解得
μ=m3g-m2+m3am2g
结合上述表达式可知，ABE错误，CD正确。
故选CD。
(3)[3]根据(2)可知动摩擦因数
μ=m3g-m2+m3am2g
[4]系统除了受到木板的摩擦力以外，还受到纸带和打点计时器之间的摩擦力、空气阻力等，所以导致动摩擦因数的测量值偏大。
19、答案：     2.950     d22gLt2     ABD
解析：
(1)[1]挡光片宽度
d=2.5mm+45.0×0.01mm=2.950mm
[2]由牛顿第二定律
μmg=ma
以及公式
v2=2aL
其中
v=dt
解得
μ=d22gLt2
(2)[3]
A．多次测量取平均值可以减小测量动摩擦因数的误差。A符合题意；
B．多次实验，采用图像法处理数据可以减小测量动摩擦因数的误差。B符合题意；
CD．换用宽度更窄的遮光条可以使dt更接近瞬时速度，从而减小测量动摩擦因数的误差。D符合题意，C不符合题意。
故填ABD。
20、答案：     2.950     d22gLt2     ABD
解析：
(1)[1]挡光片宽度
d=2.5mm+45.0×0.01mm=2.950mm
[2]由牛顿第二定律
μmg=ma
以及公式
v2=2aL
其中
v=dt
解得
μ=d22gLt2
(2)[3]
A．多次测量取平均值可以减小测量动摩擦因数的误差。A符合题意；
B．多次实验，采用图像法处理数据可以减小测量动摩擦因数的误差。B符合题意；
CD．换用宽度更窄的遮光条可以使dt更接近瞬时速度，从而减小测量动摩擦因数的误差。D符合题意，C不符合题意。
故填ABD。