高中物理牛顿运动定律易混淆知识点.docx

高中物理牛顿运动定律易混淆知识点1单选题1、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。小物块沿斜面上滑时的加速度大小为（）A5 m/s2B4 m/s2C8 m/s2D10 m/s2答案：C解析：对物块分析，根据牛顿第二定律有mgsin37+mgcos37=ma代入数据解得a=8ms2故ABD错误C正确。故选C。2、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。3、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。4、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。5、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。6、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。7、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。8、关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是（）A物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比B质量大的物体，其加速度一定小C物体所受到的合外力与物体的质量成正比D表达式F=kma中的比例系数k恒为1答案：A解析：A根据牛顿第二定律可知，物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，选项A正确；B根据牛顿第二定律可知，当物体受的合外力一定时，质量大的物体，其加速度一定小，选项B错误；C物体所受到的合外力与物体的质量无关，选项C错误；D表达式F=kma中的比例系数k只有在国际单位制中的情况下才等于1，选项D错误。故选A。多选题9、物体的质量为2kg，放在光滑水平面上，同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用，则物体的加速度大小可能为（）A2m/s2B3m/s2C4m/s2D5m/s2答案：BC解析：同时受到水平方向大小为2N和7N的两个力的作用，这两个力的合力取值范围为5NF9N由牛顿第二定律可得a=Fm解得2.5m/s2amgcos+F弹物块继续向下加速，F弹继续变大，当mgsinmgsin37，物体沿斜面运动的时间为362s.26、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 W27、一质量为m=1kg的物块原来静止在水平地面上，物块与地面之间的动摩擦因数为=0.2，现在施加给物块一个水平方向的恒力F，使物块开始做匀加速直线运动，要求在5s内前进25m，则施加的水平恒力F为多大？（重力加速度g取10m/s2）答案：4N解析：由位移公式可得x=12at2由牛顿第二定律可得F-mg=ma联立解得水平拉力大小为F=4N28、某课外兴趣小组的两名同学小明和小亮见到公园的一个儿童直行滑梯（即滑梯的底面为一与地面成一定角度的平整斜面，并没有弯曲），一位小朋友正从滑梯顶端滑下，他们便利用手机和相机来研究物理问题：小明用手机测出了某次小朋友从顶端滑到底端所用时间t=2.4s，小亮则利用相机的连拍功能拍下了该小朋友滑到滑梯底端出口处的三张连拍照片，他使用的这架相机每秒钟拍摄60张，其中的两张小朋友照片都在滑梯末端的出口段内，这段基本上是水平的。他把这两张照片相比较，估测出这段时间内的位移x=6cm，又以旁边的台阶为参照物，估测出滑梯的顶端到底端的高度差约为h=2.16m，请你帮他俩估算出该小朋友与滑梯间的动摩擦因数。（g取10m/s2）答案：0.40解析：由题意可知每两张照片的时间间隔为t=160s在时间间隔内可认为小朋友做匀速运动，所以小朋友离开滑梯底端时的速度为v=xt=0.06160=3.6m/s把小朋友在滑梯上的运动近似看作初速为零的匀变速运动，则加速度为a=vt=3.62.4m/s2=1.5 m/s2设滑梯从顶端到底端的滑道长度为l，高度差为h，斜面的倾角为，则l=v22a=3.6221.5m=4.32 m所以sin=hl=2.164.32=0.5小朋友在滑梯上滑下时根据牛顿第二定律有mgsin -mgcos =ma代入数据解得=0.4029、2022年北京冬季奥运会将于2022年2月4日在北京开幕，在冬奥会上跳台滑雪是非常具有观赏性的项目。某段直滑道的示意图如下，O，M，N，P为滑道上的四个点，其中MN段的长度l1=200m，NP段的长度为l2=300m，运动员从O点由静止开始匀加速下滑，已知运动员经过MN段所用的时间和经过NP段所用的时间相同，求：（1）滑道OM段的长度l；（2）若滑道的倾角=30，忽略一切阻力，求运动员经过OM段的时间t。答案：（1）112.5m；（2）35s或6.7s解析：（1）运动员经过MN段所用的时间为t，运动员的加速度为a，根据匀变速直线运动的推论可得l2-l1=at2vN=l1+l22t又l=vN22a-l1联立解得l=112.5m（2）根据牛顿第二定律，可得mgsin=ma根据匀变速直线运动位移时间公式可得l=12at2代入数据，解得t=35s=6.7s30、一小物块从全长为5m、倾角为37的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线、所示。（已知sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2）求：（1）小物块的质量m和下滑过程中的加速度a；（2）斜面和小物块间的滑动摩擦因数；（3）当小物块的动能与重力势能相等时，沿斜面下滑的时间t。答案：（1）1kg，a大小为2m/s2，方向沿斜面向下；（2）0.5；（3）1.94s解析：（1）由图线I可知，物体滑行5m到斜面底端时势能为零，故零势能面为斜面底端所在水平面。开始下滑时Ep0=mgh0=30J其中h0=Lsin=3m可得m=Ep0gh0=1kg由图线II可知，物块下滑过程中动能从零增大为Ekt=12mvt2=10J解得末速度为vt=2Ektm=20m/s小物块由静止开始匀加速下滑有vt2=2aL可得a=2m/s2，方向沿斜面向下。（2）下滑过程中，物块受力情况为由牛顿运动定律可知mgsin-f=ma其中f=N且N=mgcos可得a=gsin-gcos将a=2m/s2代入得=0.5（3）由图线可知，Ep、Ek与s的函数关系分别为Ep=306sEk=2s联立可得，s=3.75m时小物块的动能与重力势能相等。由s=12at2知下滑时间t=2sa1.94s31、如图甲所示，水平地面上放置着一长木板，一质量m=3kg的滑块（可看成质点）以初速度v0=3m/s从长木板左端滑上，且与长木板间的动摩擦因数1=0.2。已知长木板的质量M=4kg、长度L=1.25m，与水平地面间的动摩擦因数2=0.1，取重力加速度大小g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（1）求滑块刚滑到长木板右端时的速度大小；（2）若滑块刚滑上长木板左端时，在长木板的右端施加一水平恒力F（如图乙所示），使得滑块刚好不能从长木板的右端滑出，求水平恒力F的大小。答案：（1）v=2ms；（2）F=7.4N解析：（1）对长木板受力分析有1mg2M+mg则木板始终静止，取滑块初速度方向为正，对滑块受力分析有a1=-1g=-2m/s2滑块刚滑到长木板右端时，由匀变速直线运动公式有v2-v02=2a1L解得v=2ms（2）由题可知滑块滑到长木板右端时两者刚好速度相同，滑块在长木板上滑动时的加速度仍为a1，设长木板的加速度大小为a2，经过时间t两者速度大小相等v0+a1t=a2tv0t+12a1t2-12a2t2=L解得a2=1.6m/s2对长木板由牛顿第二定律有F+1mg-2M+mg=Ma2解得F=7.4N32、如图甲所示，在粗糙的水平地面上有一足够长的木板B，木板的最左端有一个小物块A，小物块A受一个外力的作用，两个物体开始运动，已知物块A和木板B的质量都为1千克，物块A和木板B之间的动摩擦因数为1=0.4，B与地面的动摩擦因数为2=0.1，设物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A运动的v2-x函数关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。求：（1）根据图象得出物块A在2米前后加速度a1和a2分别为多大？（2）当外力F0至少为多少可以使物块A相对于木板B运动？（3）物块A在运动前2米的过程中所加的外力F1为多少？运动了2米之后，作用于物块A上的外力F2又为多少？答案：（1）1m/s2；4m/s2；（2）6N；（3）4N；8N解析：（1）由图像可知：前2m内对A有v2=2a1x得出a1=1m/s22m后，对A有v12-v02=2a2xa2=4m/s2（2）对B受力分析有1mg-22mg=ma0外力F使A在B上的临界加速度为a0=2m/s2外力F对AB整体有F0-22mg=2ma0 F0=6N（3）运动前2ma1=1m/s2a0则2m后AB两个物体开始相对运动对A有F2-1mg=ma2 F2=8N实验题33、丽江某中学物理实验兴趣小组为测量质量为m的小球沿斜面滚下时所受到的阻力大小，他们设计了如下实验：（1）将光电门垂直固定在斜面上，调整到合适高度，如图所示；（2）测得斜面高和斜面长度分别为H、L，小球直径为d，斜面最高点到光电门的距离为x；（3）把小球从斜面最高点静止释放，小球通过光电门的时间为t；（4）他们用螺旋测微器测量小球的直径，如图所示，其读数为_mm；（5）小球通过光电门时的速度v=_；（用题中所给字母表示）（6）若小球做匀加速运动，重力加速度为g，它所受到的阻力Ff=_；（用题中所给字母表示）答案： 10.2950.002 dt Ff=mgHL-md22xt2解析：（4）1根据螺旋测微器读数规则，小球直径为d=10mm+29.50.01mm=10.295mm（5）2根据极短时间内，小球的平均速度等于瞬时速度，故小球通过光电门时的速度大小v=dt（6）3若小球做匀加速运动，根据牛顿第二定律有mgsin-Ff=ma又因为sin=HLx=v22a联立以上式子求得小球所受到的阻力大小为Ff=mgHL-md22xt234、某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图所示。把一根轻弹簧上端固定，下端悬吊90g重物时，弹簧下端的指针指在木板刻度为C的位置，现把悬吊100g重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。若当地重力加速度g=10m/s2，测得0和C点的距离为1cm，则该弹簧的劲度系数为_N/m。某时刻观察到该100g重物下降1cm，则此时电梯加速度方向为_（填“竖直向上”或“竖直向下”），大小为_m/s2。答案： 10 竖直向上 1.0解析：1 根据胡克定律F=kx可得k=Fx=mgx=(100-90)10-310110-2N/m=10N/m2 重物下降，说明弹簧伸长，弹力增大，此时电梯加速度方向竖直向上；3 此时弹簧的弹力大小为F=mg+kx=0.110+100.01N=1.1N根据牛顿第二定律有F-mg=ma代入数据解得a=1.0m/s235、某实验小组